Baker

Baker je kemijski element s simbolom Cu in atomskim številom 29. Je prehodni element, v 11. skupini in 4. periodi. Spada v d-blok periodnega sistema. Relativna atomska masa je 63,546 g/mol-1. Elektronska konfiguracija elementa je [Ar] 3d10 4s1. Elektroni na lupino od znotraj navzven se glasijo 2, 8, 18, 1. Pri sobni temperaturi je v trdnem stanju z gostoto 8,96 g/cm-3. Tališče ima pri 1084,62°C, vrelišče pa pri 2562°C. Izparilna toplota je 300,3 kJ/mol, talilna toplota pa 13,05 kJ/mol.

Spada med žlahtne in kovne kovine z veliko toplotno in električno prevodnostjo. Baker je precej prožen v svoji čisti in naravni obliki. Uporablja se kot termični prevodnik, električni prevajalnik, gradbeni material in kot sestavni del različnih kovinskih zlitin.

Zgradba mreže je kubična, ploskovno centrirana. Po paulingovi lestvici ima elektronegativnost 1,90. Ionizacijske energije so 745,5 kJ/mol, 1957,9 kJ mol, 3555 kJ/mol in 5536 kJ/mol. Atomski polmer meri 135 pm, izračunan 145 pm, van der Waalsov polmer pa 140 pm.

Je rdečkasto, oranžne ali rjavkaste barve, ker se tanka plast (vključno z oksidi) postopoma nabere na površini, če plini (predvsem kisik) v zraku reagirajo z njim. Ampak čisti baker, ko je svež, je pravzaprav rožnata ali breskvasta kovina. Poleg še cezija in zlata, je baker edina kovina z naravno barvo, ki ni siva ali srebrna.

Baker je v 11. skupini periodnega sistema in zaseda isto skupino kakor srebro in zlato, saj ima vsak eno s-orbitalo elektronov na vrhu napolnjene elektronske lupine, ki tvori kovinski vezi. Ta podobnost v strukturi elektronov jih v veliko lastnostih naredi podobne. Vsi imajo zelo visoko toplotno in električno prevodnost, in vsi so kovne kovin. Med čiste kovine pri sobni temperaturi sodi baker je na drugo mesto največje električne in toplotne prevodnosti, takoj za srebrom. Ta visoka vrednost je posledica praktično vseh valenčnih elektronov (eden na atom), ki sodelujejo v prevodnosti.

Baker je mogoče najti v mineralni obliki. Minerali, kot so sulfidi: CuFeS2, Cu5FeS4, CuS, Cu2S so viri bakra, kot so tudi karbonati: Cu3(CO3)2(OH)2, Cu2CO3(OH)2 in oksid: Cu2O.

Baker se preprosto obdeluje, ker je koven in raztegljiv. Enostavnost s katero se lahko izdela v žice je uporabna za električno delo poleg svoje odlične električne prevodnosti. Baker lahko obdelajo, čeprav je ponavadi potrebno uporabiti zlitine za zapletene dele. Prav tako je koristna zaradi svoje toplotne prevodnosti. Baker ima dobre odpornosti proti koroziji, vendar ne tako dobre kot zlato. Baker je običajno na voljo, tako kot skoraj vse kovine, za industrijsko in komercialno uporabo.

Baker je kovina, ki ne reagira z vodo, vendar, pri sobni temperaturi kisik v zraku reagira počasi, da se tvori plast rjavo-črnega bakrovega oksida na bakrovi kovini.

Treba je opozoriti, da v nasprotju z oksidacijo železa na vlažnem zraku, je pri bakru plast, ki jo naredijo reakcije zraka z njim, ki ima zaščitni učinek pred nadaljnjo korozijo.

Baker ne sme biti v neposrednem stiku s kovinami različnih stopenj »žlahtnosti« (na primer, bakrene cevi združene na železne cevi), še posebej v prisotnosti vlage, saj dokončno oblikovanje električnega tokokroga (na primer prek skupne podlage) povzroči da stik deluje kot elektrokemijska celica (kot ena celica baterije). Sami, šibki električni tokovi so neškodljivi, vendar elektrokemijska reakcija povzroči pretvorbo železa na druge spojine in sčasoma uniči delovanje povezave. Ta težava se običajno reši v vodovodom z ločitvijo bakrene cevi in železne cevi z nekaj neprevodnega materiala (ponavadi iz plastike ali gume).

Baker v naravnem stanju Obdelan baker – bakrena žica

[uredi] sulfid mediji
Bakrove kovine ne reagirajo s vodikovega sulfida in sulfid, ki vsebuje rešitve. Niz različnih bakra sulfides lahko obrazec na površini bakra kovin.
V Pourbaix diagram za baker v sulfid, ki vsebuje vodnem mediju [22] Opozoriti je treba, da je bakrena sulfid površina ploskve je zelo zapleteno zaradi obstoja različnih sulfides, a od blizu je tudi določeno, da je grafa bolj jasne. Jasno je, da je baker je zdaj sposobna Zarjavela celo brez potrebe po kisika kot baker je zdaj manj plemenit od vodika. To lahko opazimo v vsakdanjem življenju, ko bakrenih kovinskih površin Tamnjeti po izpostavljenosti zraku, ki vsebuje žveplovih spojin.
V Pourbaix diagram za baker v sulfid, ki vsebuje vodnem mediju [22]
[uredi] Amoniak mediji
Baker ne reagirajo s kisikom, ki vsebujejo amoniak raztopine amonijaka zaradi oblike vodi topne bakrove komplekse. Oblikovanje teh kompleksov vzroki za korozijo, da postane bolj termodinamički usluga od korozije bakra v enako rešitev, ki ne vsebujejo amoniaka.
V Pourbaix diagram za baker pri 10 M raztopine amoniaka [22]
[uredi] Klorid mediji
Baker ne reagirajo s kombinacijo kisik in klorovodikova kislina v obliki serije bakra kloridov. Zanimivo je opomniti, da če bakrov (II) klorid (zelena / modra) je kuhano z bakrove kovine (z malo ali brez kisika navzoči), nato bele bakrovega (I) klorid bo ustanovljena.
V Pourbaix diagram za bakra v raztopini klorid Germicidan učinek
Baker je Germicidan prek oligodynamic učinek. Na primer, medenina doorknobs razkuževanje sami številnih bakterij v obdobju osmih ur. [23] antimikrobne lastnosti bakra so učinkoviti proti MRSA, [24] Escherichia coli [25] in drugi patogeni. [26] [27] [28] V hladnijim temperatura, več časa je potrebno za ubijanje bakterij.
Baker ima notranjo sposobnost, da bi ubil različnih potencialno škodljive patogene. 29. februarja 2008 so Združene države EPA registriranih 275 zlitine, ki vsebujejo večji od 65% nominalne bakrena vsebino, kot protimikrobne materiala [29]. Registrirani zlitine vključuje čistega bakra, za izbor brasses in bronzes in dodatne zlitine. EPA sankcioniranih preskusih z uporabo dobre laboratorijske prakse, so bile izvedene z namenom pridobiti več antimikrobnih terjatev veljavno proti: meticilinu odporni Staphylococcus aureus (MRSA), Staphylococcus aureus, Enterobacter aerogenes, E. coli O157: H7 in Pseudomonas aeruginosa. EPA registracija omogoča proizvajalcem teh bakrove zlitine za zakonito izvedejo javne zdravstvene trditve v zvezi z učinki na zdravje teh materialov. Nekatere izmed zgoraj omenjenih bakterij, so odgovorni za velik del je skoraj dva milijona bolnišničnih okužb pogodbo vsako leto v ZDA [30]. Pogosto se dotakne površine v bolnišnicah in javnih objektov pristana bakterij in poveča tveganje za okužbe naročnika. Zajema dotik s površinami bakrove zlitine lahko pripomoglo k zmanjšanju mikrobne kontaminacije, povezane z bolnišnično-pridobljene okužbe na teh površinah.
[uredi] Izotopi
Glavni članek: Izotopi bakra
Baker je 29 ločenih izotopov v atomski masi v razponu od 52 do 80. Dva od teh, 63Cu in 65Cu, so stabilne in se pojavljajo v naravi, s 63Cu ki obsega približno 69% naravnega bakra. [31]
Drugih 27 so radioaktivni izotopi in se v naravi ne pojavlja. Najbolj stabilen od teh je 67Cu z razpolovno dobo 61,83 uri. Najmanj stabilna je 54Cu z razpolovno dobo približno 75 ns. Nestabilnih izotopov bakra z atomsko maso pod 63 ponavadi opravijo β + upadanja, medtem ko izotopov s atomske mase nad 65 ponavadi opravijo β-upadanja. 64Cu raspadi obe β + in β-. [31]
68Cu, 69Cu, 71Cu, 72Cu in 76Cu vsak ima en metastabilnih izomer. 70Cu ima dve izomeri, kar je skupaj 7 ločenih izomerov. Najbolj stabilen od teh je 68mCu z razpolovno dobo 3,75 minut. Najmanj stabilna je 69mCu z razpolovno dobo od 360 ns. [31]
[uredi] Zlitine
Številne bakrove zlitine obstajajo mnogi s pomembno zgodovinsko in sodobne uporabe. Spekuluma kovine in zlitine brona so bakra in kositra. Brass je iz zlitine bakra in cinka. Monel metal, imenovane tudi cupronickel, je iz zlitine bakra in niklja. Medtem ko se je metal "bron" običajno nanaša na kositer-bakrove zlitine, prav tako je splošni izraz za katero koli zlitino iz bakra, kot so aluminij bron, silicijevega brona in manganov bron.
[uredi] Spojine
Native CopperCommon oksidacijo bakra članic vključujejo manj stabilna bakrovega (I) stanju, Cu + in je bolj stabilen bakrov (II) stanju, Cu2 +, ki tvori modre ali modro-zeleno soli in raztopine. Pod pogoji, nenavadna, a 3 + stanju in celo izjemno redko 4 + stanju mogoče dobiti. Uporaba stare nomenklature za poimenovanje soli, bakrovega (I), se imenuje bakrenega in bakrovega (II) je bakrov. V oksidacijo bakra se blago osnovne.
Bakrov (II) karbonat, je zelena, iz katere izhaja edinstven izgled baker-platirane strehe ali domes na nekatere stavbe. Bakrov (II) sulfat tvori modre kristaliničnih pentahidrata, ki je morda najbolj poznanih bakrove spojine v laboratoriju. Uporablja se kot fungicid, znano kot Bordeaux mixture.
Obstajata dva stabilen bakrovega oksida, bakrovega (II) oksid (CuO) in bakrovega (I) oksida (Cu2O). Bakrovi oksidi se uporabljajo za itrij barijevega bakrovega oksida (YBa2Cu3O7-δ) ali YBCO ki je podlaga za številne nekonvencionalne superprevodniki.
Bakrov (I) spojine: bakrov (I) klorida, bakrovega (I) bromid, bakrovega (I) jodid, bakrov (I) oksida.
Bakrov (II) spojine: bakrov (II) acetat, bakrov (II) karbonat, bakrov (II) klorida, bakrovega (II) hidroksida, bakrovega (II) nitrata, bakrovega (II) oksida, bakrovega (II) sulfata, bakrovega ( II) sulfid, bakrovega (II) tetrafluoroborate, bakrovega (II) triflate.
Baker (III) spojine, redki: kalijev hexafluorocuprate (K3CuF6)
Copper (IV) spojine, zelo redki: cezijeve hexafluorocuprate (Cs2CuF6)
Glej tudi: Kategorija: Bakrove spojine
[uredi] Preskusi za bakrov (II) ion
Dodajte vodni natrijev hidroksid. Modra oborina bakra (II) hidroksid naj obliki.
Ionic enačbo:
Cu2 + (aq) + 2OH-(aq) → Cu (OH) 2 (e)
Celotno enačba kaže, da je reakcija zaradi hidroksid ioni deprotonating je hexaaquacopper (II) kompleks:
[Cu (H2O) 6] 2 + (aq) + 2 OH-(aq) → Cu (H2O) 4 (OH) 2 (s) + 2 H2O (l)
Dodajanje amonijevega hidroksida (vodni amoniak) povzroča isti obori na obrazcu. Nato raztopi ob dodajanju presežek amoniaka, v obliki temno moder amonijak zapleteno, tetraamminecopper (II).
Ionic enačbo:
Cu (H2O) 4 (OH) 2 (e) + 4 NH 3 (aq) → [Cu (H2O) 2 (NH3) 4] 2 + (aq) + 2H2O (l) + 2 OH-(aq)
A bolj občutljiv test, kot je kalijev heksacianoferat amoniaka, ki vsebuje rjava oborina bakra s solmi.
[uredi] Biološka vloga
Rich viri bakra vsebujejo ostrige, govedina ali jagnjetina jetra, brazilski orehi, Črni melase, kakav in črni poper. Dobri viri vključujejo jastog, orehi in sončnična semena, zelene olive, avokado in pšenice bran.Copper je bistvena pri vseh rastlinah in živalih. Baker, ki je večinoma v krvnem obtoku na plazemske beljakovine, imenovane ceruloplasmin. Ko je prvi bakra se absorbira v črevesju, da se prevažajo na jetra vezan na albumin. Baker je najti v različnih encimov, vključno z bakrom centri za citokrom c oksidaze in encim superoksid dismutaza (ki vsebuje baker in cink). Poleg njegove vloge encimatskimi, baker se uporablja za biološko electron transport. Modri baker proteinov, ki sodelujejo v electron transport vključuje azurin in plastocyanin. Ime "modrega bakra" prihaja iz njihovih intenzivno modre barve, ki izhajajo iz ligand-kovinski zaračuna prenos (LMCT) absorpcijski pas okrog 600 nm.
Večina mehkužcev in nekatere ČLENONOŽCI kot so podkve rakovic uporabo bakra, ki vsebujejo barvilo hemocyanin namesto železa vsebujejo hemoglobin za kisikom prometa, zato je njihova kri je modra, če oksidirano namesto rdeče. [45]
Zato je menila, da cinka in bakra, tekmujejo za absorpcijo iz prebavnega trakta, tako da je prehrana, ki je pretirana v eno od teh mineralov lahko povzroči pomanjkanje drugih. The RDA za bakra v normalnih zdravih odraslih je 0,9 mg / dan. Na drugi strani, strokovne raziskave na to temo priporoča 3,0 mg / dan. [46] Zaradi svoje vloge pri pospeševanju privzema železa, bakra, lahko pomanjkljivosti pogosto proizvajajo Malokrvnost podobni simptomi. Pri ljudeh se simptomi Wilsonova bolezen povzroča kopičenje bakra v telesnih tkivih.
Reference razponi za krvne preiskave, ki primerja krvi vsebnostjo bakra (prikazano v svetlo modri barvi, v sredini) z drugimi constituents.Chronic bakra izčrpavanje privede do nepravilnosti v metabolizmu maščob, veliko trigliceridov, non-alcoholic steatohepatitis (NASH), maščobne jetrnimi boleznimi in revnimi melanin in dopamina sintezo povzročajo depresijo in sončni ožigi. Prehrana bogata s bakra naj bi se zaužili oddaljen od katerega koli mlečne ali jajčne beljakovine, saj blokira absorpcijo.
[uredi] Toksičnost
Glavni članek: baker toksičnost
Strupenosti se lahko pojavijo od prehranjevalnih kislih živil, ki je bil kuhan z bakrom kuhanje. Z jetrno cirozo z otroki (indijski Otroštvo Ciroza jeter) je bila povezana z vrelo mleko v baker kuhanje. The Merck Manual navaja, da so nedavne študije kažejo, da genetske okvare je povezana s to cirozo, vendar to ne bi smelo obravnavati kot zaznamek v praksi, saj poleg drugih toksičnosti ciroza lahko pojavijo kot pri odraslih