Jak powstaje miedź
Miedź znajduje się w czwartej okresowej rodzinie układu okresowego pierwiastków IB. Jest to pierwszy metal używany przez ludzkość. Miedź ma doskonałe właściwości i jest szeroko stosowana w przemyśle. Zawartość miedzi w skorupie ziemskiej wynosi około 0,01%. W naturze miedź występuje głównie w postaci związków. Wspólnymi rudami miedzi są chalkopiryt (CuFeS2), chalkopiryt (Cu2S), malachit (Cu2 (OH) 2CO3), chalkopiryt (Cu2O) i chalkopiryt (CuSO4 5H2O).
W zachodniej dynastii Han zapis "Zeng Qing Zeng Iron is copper" w "Huainan Wan Bi Shu" Liu An został napisany w znaczeniu umieszczenia arkusza żelaza w roztworze siarczanu miedzi lub innym roztworze soli miedzi, który zastąpi pojedynczą miedź. Ta metoda jest pionierem nowoczesnej hydrometalurgii. Proces produkcji miedzi w procesie mokrym nazywany jest również metodą miedzi żółciowej. Proces produkcyjny obejmuje głównie dwa etapy, jeden to wymywanie miedzi i żelazo jest umieszczane w roztworze witriolu. Jony miedzi w witriolu są osadzane przez żelazo i osadzane w jednej miedzi. Obydwaj mają zebrać zamienny proszek miedziany, a następnie go stopić. Podstawową zasadą mokrej metalurgii miedzi jest zastąpienie słabego metalu (z wyjątkiem K, Ca, Na), który jest silniejszy niż miedź. Na przykład metaliczny cynk lub żelazo dodaje się do roztworu siarczanu miedzi, a metalową miedź można zastąpić. Główną reakcją jest CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4; CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4.
Pierwszy człowiek światowej miedzi z miedzi metalurgicznej, Zhang Qian, napisał Księgę "zanurzenia miedzi" w połączeniu z dziełami swoich poprzedników i osobistymi doświadczeniami. Książka opisuje użycie miedzi zawierającej rudę miedzi (lub wody z woreczków żółciowych), która ma zalety "mniejszego kosztu i mniejszego wysiłku".
W laboratoriach chemicznych możemy również symulować mokrą metalurgię. Drut o długości 20 cm pobiera się papierem ściernym w celu wypolerowania światła, a następnie 4 ml siarczanu miedzi umieszcza się w probówce, a jasny drut żelazny dodaje się do probówki. Może być statycznie umieszczony. Można zauważyć, że powierzchnia drutu ma wytrącanie purpurowego czerwonego metalu, a roztwór stopniowo zmieniał się z niebieskiego na jasnozielony. Fioletowy czerwony metal to miedź, a na końcu drut jest zbierany w celu zebrania miedzi wytrąconej na powierzchni drutu.
Ponadto w starożytnych Chinach istniała również metoda wytapiania miedzi - "hutnictwo miedzi przez ogień". Według badań tekstowych, hutnictwo miedzi w dynastii Shang głównie stosowało malachit i węgiel drzewny. Proces wytwarzania miedzi z tlenkiem miedzi i reduktantem w wysokiej temperaturze jest procesem wytwarzania miedzi. Reakcja wymaga określonej temperatury, więc monomer miedzi może być wytwarzany w stanie nagrzewania, dlatego nazywa się go "metodą ogniową miedzianą".
Już dawno temu odkryto, że Malachit może wytworzyć jasny czerwony metal po spaleniu. Ten metal to miedź. Głównym składnikiem malachitu jest alkaliczny węglan miedzi [Cu2 (OH) 2CO3]. Ciepło alkalicznego węglanu miedzi ulegnie rozkładowi w celu wytworzenia miedzi, wody i dwutlenku węgla. Węgiel lub tlenek węgla redukują i mogą redukować tlenek miedzi. Reakcja jest następująca: Cu2 (OH) 2CO3 2CuO + H2O + CO2, C + 2CuO 2Cu + CO2, CO + CuO Cu + CO2.
W laboratoriach chemicznych możemy posłużyć się urządzeniem pokazanym poniżej, aby symulować proces wytapiania. Nowy tlenek miedzi wykonany z 10G jest mielony na proszek i wlewany do tygla do wyschnięcia. Nowy węgiel drzewny wykonany z 1,5 g jest również mielony na proszek i wlewany do tygla do wyschnięcia. Następnie proszek tlenku miedzi i proszek węgla drzewnego miesza się równomiernie. Instrument kładzie się na dnie probówki za pomocą łyżki lub szczeliny na papier. Przyrząd jest montowany zgodnie z poniższym rysunkiem. Jeden koniec szklanej rurki umieszcza się w probówce z klarowną wapienną wodą, a lampę alkoholową z osłoną chroniącą przed wiatrem ogrzewa się. Kiedy klarowana woda wapna staje się mętna, purpurowe lub czerwone ciała stałe pojawiają się stopniowo w probówce i przestają się nagrzewać. Po zakończeniu reakcji, jest ona najpierw pobierana do szklanej rurki zawierającej probówkę z czystą wodą wapniową, a następnie lampa alkoholowa jest wyjmowana. Na koniec wylej proszek z probówki testowej na czysty biały papier i obserwuj proszek. Wtedy przekonasz się, że papier ma purpurowe czerwone ciało stałe, które jest miedzią.