Innfødt kobber

Innfødt kobber
Kategori  I  : Innfødte elementer
Illustrasjonsbilde av artikkelen Innfødt kobber
Innfødte kobberkrystaller. Seaman Mineral Museum ( Michigan University of Technology , Houghton , Michigan , USA ).
Generell
CAS-nummer 12125-02-9
Strunz-klasse 01.AA.05

1 ELEMENTER (Metaller og intermetalliske legeringer; metalloider og ikke-metaller; karbider, silisider, nitrider, fosfider)
 1.A Metaller og intermetalliske legeringer
  1.AA Kobber-cupalittfamilie
   1.AA.05 Kobber Cu
Space Group F m3m Punktgruppe
4 / m 3 2 / m
   1.AA.05 Bly Pb
Space Group F m3m
Point Group 4 / m 3 2 / m
   1.AA.05 Gold Au
Space Group F m3m
Point Group 4 / m 3 2 / m
   1.AA.05 Silver Ag
Space Group F m3m
Point Group 4 / m 3 2 / m
   1.AA.05 Nickel Ni
Space Group F m3m
Point Group 4 / m 3 2 / m
   1.AA.05 Aluminium Al
Space Group F m3m, P m3m
Point Group 4 / m 3 2 / m
Dana sin klasse 1.1.1.3

Innfødte elementer og amalgamer
1. Naturlige elementer og amalgamer
Kjemisk formel Cu   [polymorfe]Cu
Identifikasjon
Form masse 63,546 ± 0,003 uma
Cu 100%,
Farge kobberrød, oransje, rosa, metallrød gul, brunrød, cochineal rød (noen ganger dekket med et oksidert lag av svart eller grønt, også forvitret til blå, grønn, brun, rød, svart)
Krystallklasse og romgruppe punktgruppe m 3 m eller 4 / m 3 2 / m; hexakisoctahedral,
romgruppe F m 3 m
Krystallsystem kubikk (isometrisk)
Bravais nettverk ansiktssentrert kubikk
a = 3,615  Å  ; Z = 4, V = 47,24  Å 3
Macle tvilling i {111} veldig ofte ved parring eller penetrasjon
Spalting Nei
Gå i stykker skjellete eller skjellete, seige og takkede fordi det metalliske krystallinske materialet er formbart og duktilt
Habitus sjeldne distinkte krystaller, krystaller av former avledet fra kuben, oktaeder, tetraeder (dodekaeder og tetrahexahedron); geminert vane, kompleks kubikk, dodecahedral gruppering; fine trådlignende aggregater, vridd, i blader eller striper; krystallinske masser, sjelden kompakt masse noen ganger enorm, lamellmasse, med uregelmessige eller taggede konturer; ofte i dendrittiske og ramulære masser uten regelmessig form eller trenger inn i sprekker i vertsberg; knuter, blader eller kniver, nuggets, veldig forvrengt eller skjelettkrystallinske aggregater, dendritisk, arborescens, filiform struktur, masse med svampete struktur; tykt og grovt pulver
Vinning med spinel på {111}
Mohs skala 2,5 til 3
Linje lysere kobberrød eller metallrosa, duggrød stripe
Sparkle metall
Polert glans polering, skaffe en speilflate
Optiske egenskaper
Dobbeltbrytning svak etter deformasjon
Ultrafiolett fluorescens ikke fluorescerende
Åpenhet ugjennomsiktig
Kjemiske egenskaper
Tetthet 8,93 (beregnet), 8,92 (målt ved 20 ° C) til 8,95
Smeltepunkt 1083 ° C
Løselighet uoppløselig i vann, oppløselig i HNO 3 , oppløselig i H- 2 SO 4 når den er varm, meget svakt oppløselig i HCl eller NH 3 aq
Fysiske egenskaper
Magnetisme Nei
Enheter av SI & STP med mindre annet er oppgitt.

Det opprinnelige kobberet er et uorganisk metall, et enkelt stoff med den kjemiske formelen Cu-kategori- element innfødt og en naturlig krystallinsk art som tilsvarer elementet kobber , Cu-symbolet.

Innfødt kobber krystalliserer seg i det kubiske systemet og viser ikke spaltning. Den er ugjennomsiktig, med metallisk glans og glans, kobberrød til cochinealrød eller brun. Det er et tett mineral ( d = 8,93 i gjennomsnitt, mellom 8,80 og 8,95) og ikke veldig hardt ( hardhet = 2,5 til 3).

Blekrosa mer enn kobberrød karakteriserer den skjellete og kule bruddoverflaten. Den andre karakteristiske fargen nevnt vises likevel veldig raskt når ansiktet blir mørkere på noen få titalls sekunder. Dullere etter lang eksponering for luft blir den samme fargen blank og metallisk. Det rapporterer også støv eller dets ugjennomsiktige og skinnende spor på en hardere overflate. Samholdet av metallmassene, ofte detrital, ramulær eller uten vanlige former, avslører god smidbarhet og stor smidighet , men også utmerket termisk og elektrisk ledning. Hamring eller hamring av kobber i ledninger, ark, tabletter eller komplekse former, noen ganger artikulert, dateres tilbake til steinalderen .

Innfødt kobber er ofte reaksjonsproduktet fra hydrotermiske løsninger med reduserende legemer, slik som jernoksider som er tilstede i basaltisk lava . Det er fjellformasjoner eller massive konsentrasjoner av innfødt kobber på flere tonn eller til og med over 420 tonn som fyller Keweenaw-halvøya nær Lake Superior i Michigan .

Historie om beskrivelsen og navnet

Ordet kobber bevist på fransk fra 1190 i arbeidet med Gautier d'Arras kommer fra det populære latinske cǔpreum , avledet av det gamle latinske cyprium , en adjektivform lånt fra de greske cyprios , som betyr "relativ eller spesifikk til øya Kypros " . Det latinske ordet aes cyprium betegner faktisk metallet til Kypros eller Kypros , det vil si kobber.

Øya var kjent for sine kobberforekomster som hovedsakelig inneholder kobbermalm, men også innfødt kobber. International Mineralogy Association innrømmer per definisjon to geotyper, øya Kypros og gruveområdet i Nord-Michigan, kalt Copper Country sør for Lake Superior .

Krystallkjemi

Innfødt kobber er ofte veldig rent, men inneholder noen ganger en brøkdel av sølv og vismut, spesielt i sølvbærende hydrotermiske årer.

Det er en del av kobbergruppen , som i tillegg inkluderer de innfødte elementene Au ( naturlig gull ), Ag ( naturlig sølv ) og Pb ( naturlig bly ), samt maldonitt Au 2 Bi(gullvismutid). Når naturlig sølv og naturlig kobber er naboer i et depositum, er det mulig å observere en stabil CuAg-legeringkalt halvras .

Dens struktur er den av et metall, en kubisk stabel med Cu 2+ kationperler som er badet i et " Fermi- hav ", bestående av en kvantebindende organisasjon av elektroner i frie bånd . Tilstedeværelsen observert av den frie elektronanalysen forklarer ledningsegenskapene til varme og elektrisitet.

Vakre krystaller som er isolerte eller bare noen få centimeter fra hverandre er sjeldne. Ansiktene som definerer formen er (111), (110), (001) og (100). Det er krystaller med hule ansikter. Automorfe krystaller blir flatt på (111) og langstrakte langs (001): de kan unntaksvis overstige 15  cm .

Alfred Lacroix nevner grupper av langstrakte krystaller, langs en ternær akse, gruppert i vinkler 60 °, 120 °. krystallinske aggregater er mye vanligere, og sjelden avslører kubiske eller dodekedriske pseudoformer og ofte lamellære, trådlignende, sterkt forvrengte eller skjelettformer. Massene kan være krystallinske, skummende eller kompakte, men de er også lamellære, vridde, dendrittiske, forgrenede eller uten regelmessige former.

Jean-Baptiste Romé de l'Isle , berømt fransk mineralog, etterlot oss en ekstraordinær beskrivelse i sin postume krystallografi av et utvalg i fleksibel gren, artikulert av grupperinger av vanlig oktaeder.

Den pseudomorphose på kalsitt, aragonitt eller cuprite er ofte observert.

De fineste naturlige stripene av innfødt kobber er gjennomsiktige, de slipper inn grønt lys.

I Danas klassifisering er innfødt kobber en del av gullgruppen, bemerket 01.01.01, og består av andre innfødte elementer enn platina og relatert til gull, sølv, bly og aluminium. I følge Strunz-klassifiseringen er det den femte gruppen av kobber-kopalittfamilien som er notert 01.AA, akkurat som aluminium, bly, gull, nikkel og sølv.

Fysiske og kjemiske egenskaper

De fleste av de konserverte prøvene eller museene er lett oksidert på overflaten. Den kobberrøde fargen, veldig levende på en frisk pause, pletter til slutt og forvandles til mørkere nyanser av rødbrun eller mørk rød, til og med svart eller grønn. Likeledes er ugjennomsiktig metallstøv kobberrød .

Det native metallet er sikringen til 1083  ° C . Ved avkjøling i luft observeres et svart lag med oksider. Imidlertid, ved omgivelsestemperaturer, utsatt for luft, blir dette opprinnelige metallet ofte oksidert til kobber, grønn malakittfilm, sjakkylitt, lumitt. En av de bemerkelsesverdige egenskapene til de fleste kobberoksider eller kobberoksidasjonsforbindelser er deres dekkende rolle. Forvitringsflaten er overfladisk. Det er grønnaktig, svartaktig, iriserende når det gjelder malakitt. Irr er en patina som ofte inneholder malakitt og azuritt også kalt chessylite, eller basiske karbonater av kobber hydroksylerte II.

Kobber er ikke løselig i kaldt eller varmt vann, men det løses lett i salpetersyre med en sterk utvikling av røde lystgassdamp. Tilstedeværelsen av kobbersalter gir umiddelbart en grønn farge til vandige løsninger. Men tilsetningen av litt overskudd av ammoniakk får dem til å bli mørkeblå.

Dette er en nyttig identifikasjonsprosess for å skille den fra andre innfødte metallmineraler, idet testen er forbundet med riper for å identifisere den kobberrøde fargen, strek eller spor av støv og kontrollere smidbarheten som utføres med en hammer. Sølv og gull kan identifiseres av andre farger i materialet og linjen. Nikkelitt har ikke samme trekk.

Kobber er varmt løselig i svovelsyre . Det er veldig lett løselig i konsentrert saltsyre eller i konsentrert ammoniakk . Det er i begrenset forstand et edelt metall sammenlignet med disse to syrene. .

Den saltsyre fortynnet, noe som er betydelig mindre aggressiv enn salpetersyre, anbefales til rene prøver.

Kobber danner legeringer med gull i alle proporsjoner. Metallurgen sier at kobber er helt blandbart med gull.

Tilsetningen av en liten mengde tinn herder betydelig den legeringen av kobber. En større mengde, av størrelsesorden en tredjedel, gir opphav til andre kjente materialer som bronse.

Toksisitet

Kobbersalter er giftige, og begynner med verdigris . Å dekke det med et tynt lag tinn, en operasjon som kalles tinning, beskytter det mot oksidasjon og de ødeleggende effektene av fuktighet og organiske rester.

Paradoksalt nok, hvis kobberoverflaten holdes veldig ren og tørr ved forsiktig tørking etter korte perioder med spesialisert oppvarmingsbruk, er ikke kobberredskaper farlige. De gjør det til og med mulig å fremheve molekylære reaksjoner ved opprinnelsen til smaker og smak som er ønsket av effekten av metalloverflaten.

Innskudd og innskudd

Det finnes ofte i hulrom og porøse områder av effusive mafiske bergarter som er et produkt av ekstrudering av grunnleggende lava.

Det er mindre vanlig, for eksempel i sandsteiner og leirete bergarter kjent som skifer, som har blitt krysset av hydrotermiske vener. Det er da produktet av reduksjon av jernholdige mineraler av kobberrike løsninger. Kjemisk nedbør forklarer spesielt hyppigheten av mer eller mindre formløse strukturer.

Et sekundært formasjonsmineral, det ser også ut til å være en konsekvens av kjemisk reduksjon i oksidasjonssonen av kobberrike sulfidavsetninger knyttet til hyperbasiske bergarter eller tilstedeværelsen av reduserende legemer.

Imidlertid opptar de fleste av de krystallinske massene vener, venules eller er plassert på lag.

De opprinnelige kobbersektorene har blitt oppdaget fra uminnelige tider ved å observere alluviet i dalene som krysser dem, for eksempel i Bolivia kan man observere små vanlige oktaeder av innfødt kobber midt i sanden.

Gitologi og tilhørende mineraler

Det er typisk for sementeringssonene til kobbermalmforekomster, for eksempel i antikken på Kypros. Det er ikke uvanlig i gamle miner oversvømmet med vann lastet med kobbersulfat , det dannes sakte, for eksempel i krossing av jernobjekter eller som et erstatningsmineral for forvitret gruvedrift. Husk at oksidering av sulfider gir sulfater, og kobbersulfat er veldig løselig. Hvis det impregnerer et reduserende medium eller kommer i kontakt med et reduserende legeme, produserer det til slutt naturlig kobber ved sementering eller utfelling, i forskjellige karakteristiske former. Kobbersulfatløsningen kan samles i et basseng som inneholder reduktive jernklipp, det herdede kobberet vil da ha form av nyrer, brystvorter eller til og med blomkålstrukturer. Den langvarige strømningen langs et gruvedrift gjør at det opprinnelige kobberet som dannes, blir innebygd i spaltene i treet, et uvanlig reduksjonsmiddel som utgjør gallerietes treverkbjelke. Slike massive innfødte tre-kobberforeninger er beskrevet i Chessy i Frankrike eller i Herrengrund i Ungarn.

Det finnes også ofte i vulkanske områder, ofte fanget i kvartsgeoder eller som en inkludering i basalter i form av finér eller filamenter. Når basalter er i kontakt med sedimentære bergarter, kan det være eller dannes i inneslutninger eller vener av lignende former i sistnevnte bergarter, for eksempel konglomerater eller sandsteiner. I begge disse tilfellene kan inneslutningene være betydelige.

Kobberårer som inneholder naturlig kobber er vanlige i sandsteiner, kalkstein, skifer eller treaktige bergarter, miljøer som kan fungere som et reduserende miljø. De viktigste kobbermalmene som kobberkalkopyritt eller purpurblå bornitt kan inneholde små mengder eller noen ganger noen få masser på noen få kilo.

Keweenawa-halvøya er dannet geologisk av vekslende lag av basalt- og sandsteinsenger og / eller konglomerater, og hulrommene og spaltene er blitt sementert av naturlig kobber, transportert av hydrotermiske løsninger av kobber og saltsalter. 'Sølv, kalsium og forskjellige metaller. Innfødt kobber noen ganger legert med sølv i halv rase er assosiert med kobbermineraler, kalsitt, zeolitter og epidote.

Til slutt, som oftest i spormengder eller i små mengder, er kobber tilstede i meteoritter. Det russiske månemisjonen 24 bekrefter dette på vår naturlige satellitt med prøvene samlet på18. august 1976på Crisium-dammen .

Assosierte mineraler: cuprite , malakitt , tenoritt , lumite, kobberkis , kobberglans, blende eller sinkblende , azuritt eller chessylite ,, kalsitt , kvarts , chalcantite , sølv , kobberglans , covellin , bornitt , grå kobber , jern oksider slik som goetitt , leire, zeolitter , epidote, brunkull ...

Rike eller karakteristiske innskudd

Afghanistan Sør-Afrika Tyskland Argentina Armenia Australia Østerrike Belgia Brasil Bolivia Bulgaria Chile Kypros Sør-Korea Bolivia Canada Mamainse Point, Algoma District, Ontario, Lake Superior Afton Mine, Kamloops, British Columbia Kina Danmark Egypt Ecuador Eritrea Spania forente stater New Mexico Fiji Finland Frankrike Gabon Hellas Grønland Guatemala Guinea Guyana Ungarn India Indonesia Iran Irland Israel Italia Jamaica Japan Kasakhstan Kirgisistan Laos Latvia fruktsalat Madagaskar Marokko Mexico Mongolia Namibia Norge Flagg av Ny-Caledonia.svg Ny-Caledonia (administrativ autonomistatus) New Zealand Pakistan Panama Papua Ny-Guinea Paraguay Peru Filippinene Polen Portugal Republikken Kongo Romania Storbritannia Russland Senegal Serbia Slovakia Slovenia Sverige sveitsisk Taiwan Tadsjikistan Tsjekkia Tyrkia Uganda Ukraina Zaire Zambia Zimbabwe Innfødt kobber i Frankrike

Det er ingen betydelig innfødt kobberforekomst i Frankrike. Dette mineralet er vanligvis sjeldent fordi det store flertallet av kobber er i oksidert form og kombinert med andre kjemiske elementer, men det er ganske ofte i små mengder ved et uhell, i gamle gruver eller jerngruveområder, blikk, bly. Det finnes sjelden i kobberhydrotermiske avleiringer eller årer, for eksempel basert på kalkopyritt, malakitt, sfaleritt ...

Var- dalen, som ryddet røde skifer og broket sandstein, ga prøver av innfødt kobber opp til 60  kg i masse. Nuggets eller stykker av redusert størrelse er fortsatt i gruven kjent som La Rona i Saint-Guillaume eller La Cerisaie i La Croix nær Puget-Théniers . På Korsika ga venene til kobbersulfider i eocen- skivene i kontakt med gabbroene og slangene i Erbajolo også kompakte eller grove ramulære masser av kobber.

De gamle gruvene i Pyreneene vil fremdeles inneholde små masser av massivt kobber.

Cupro-ferric gruven ved kysten ved Alban La Fraysse, oppkalt i Occitan Las Costes, i Tarn, inneholdt opprinnelig kobber, enten i skifer med hematitter, eller i lomme med kobber, malakitt og lumitt, noen ganger til og med i ganger eller kvartsgeoder. . Bessière-dalgruven i Najac i Aveyron tilbød noen få masser av innfødt kobber blant massene av kalkopyritt, galena, bournonitt og blende.

Galena-avsetningene til Bouyat i Limousin har gitt noen fine prøver av kubiske krystaller eller pseudo-kubiske aggregater, sammen med uregelmessige masser. Spor av innfødt kobber kan observeres i dypet av Rosier galena-gruven, i Pontgibaud , i Puy-de-Dôme .

I nærheten av Beaujeu , i Monsols eller Ardillats en Beaujolais, i de gamle galenaminene, var det mulig å finne kvartsgeoder, hvor skumkobber var assosiert med panabasen . Historisk sett preget dendritter eller innfødte kobbertrær knyttet til leire de røde gruvene i Chessy , i Rhône-avdelingen.

De gamle jernminene i Framont , observert av doktor Carrière rundt 1860, ga fremdeles små prøver av innfødt kobber.

Det bør bemerkes at i Ny-Caledonia, de Balade og Pilou kobbergruver i nord til stede innfødte kobber i ramular masser eller i dendritter, assosiert med cuprite med rubinrød krystaller og andre kobber mineraler inngår i kvarts av granative glimmer skifer .

Galleri

Bruker

Et objekt av nysgjerrighet og samling, innfødt kobber, som er for sjeldent i store mengder som kan utnyttes, har ikke vært et industrielt metall i århundrer. Det ble imidlertid brukt i eldgammel kunst for å lage bemerkelsesverdige figurer eller flere former tegnet i lettelse.

Historie

I yngre steinalder , rundt 8000 år f.Kr., hevder arkeologer overutnyttelse av de viktigste kjente overflateavsetningene. Smeltingen av dette innfødte metallet er bevist i det gamle Egypt 4000 f.Kr. og knapt 500 år senere sofistikert metallurgi av legeringer, spesielt bronse fra tinn , et annet innfødt metall eller lett oppnådd fra tinnmalmer.

Det ble brukt som et monetært metall, i kompakt form eller i legeringer. Amulettene til de nordiske folkene som representerer Midgard , de etruskiske dødsmasker, de pre-colombianske figurene i Mellom-Amerika laget av innfødt kobber er vitnesbyrd om denne arven.

Vi nevnte ikke kobbermetall, resultatet av krystallisering av metallurger som reduserte kobbermalm. Det var lett for arkeologen å finne deler eller kobberrester fra støperier. Enten ved Saint-Bel, hvor malmgruvene i Chessy ble behandlet, eller nedstrøms halsen Anozel nær Vosges gruver Kemberg , den beskjedne gamle produksjon eller hovedsakelig viktig siden XIV th  århundre varte i århundrer før forsvinnende inn i natten av historien .

Merknader og referanser

  1. Den klassifisering av mineraler valgt er det av Strunz , med unntak av polymorfer av silika, som er klassifisert blant silikater.
  2. beregnede molekylmasse fra "  atomvekter av elementene 2007  " på www.chem.qmul.ac.uk .
  3. Blekrosa er fargen som kan observeres i reflektert lys på de fleste prøvene.
  4. Tilstedeværelsen av ikke-metalliske urenheter kan redusere dens egenskaper, spesielt mekanisk til det punktet at massene blir sprø i vann
  5. Det refererte også til kyprosens bronse. Forkortelsen av aes cyprium forklarer bruken av cyprium i den gresk-romerske verden. Merk at gammelfransk cuevre stammer fra en annen populær latinsk variant cǔprum . Det lærte middelalderlige latin og det tekniske språket til middelalderens metallurger ville ha tatt i bruk den andre varianten cǔpreum , nærmere den greske roten.
  6. Krystallografi , bind III, side 308, 1783.
  7. Metallurgister kan enkelt lage veldig tynne blader av dette metallet på grunn av dets duktilitet. Men det er et metall oppnådd ved kunstgjenstand, og ikke et naturlig mineral.
  8. Kobber redskaper som brukes til meieriprodukter, ost eller kulinariske forberedelser er svært gamle, spesielt blant folkene i europeiske oppdrettere som tok seg av disse flatene, vel vitende om den store toksisitet av forvitrings mineraler dannet.
  9. Forsiktighet når det gjelder improvisert manipulasjon. La oss huske kunsten å gravere eller skrive på en kobberplate, og teknikkene med etsning med sterkt vann eller salpetersyre, brakt til deres perfeksjon av en Albrecht Dürer .
  10. De er for eksempel kjent for mange gjeterfolk.
  11. Menneskeskapt kobber fra kobbermalm er fortsatt et flott industrielt metall, brukt som legering med aluminium for strømtransport eller brukt i form av forskjellige legeringer (messing, bronse, Cu Be 3-legering% vibrasjonsbestandig)

Bibliografi

Se også

Relaterte artikler

Eksterne linker