ทองแดง

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

บทความนี้มีลิงก์แทรกในบทความที่ข้ามไปภาษาอื่นโดยเป็นลิงก์สีฟ้าอ่อน
โดยผู้เขียนใส่ไว้เพื่อสะดวกในการเขียน และควรแก้ลิงก์ภาษาอื่นเป็นข้อความธรรมดา เมื่อมีลิงก์ภาษาไทยที่ถูกต้อง หรือเห็นควร เพื่อไม่ให้ผู้อ่านสับสน

นิกเกิล ← ทองแดง → สังกะสี

-
↑
Cu
↓
Ag

ตารางธาตุ

ทั่วไป

ชื่อ, สัญลักษณ์, หมายเลข

ทองแดง, Cu, 29

11, 4, d

copper, metallic

63.546(3) กรัม/โมล

การจัดเรียงอิเล็กตรอน

[Ar] 3d¹⁰ 4s¹

อิเล็กตรอนต่อระดับพลังงาน

2, 8, 18, 1

คุณสมบัติทางกายภาพ

เฟส

ของแข็ง

ความหนาแน่น (ใกล้ r.t.)

8.96 ก./ซม.³

ความหนาแน่นของของเหลวที่m.p.

8.02 ก./ซม.³

จุดหลอมเหลว

1357.77 K
(1084.62 °C)

จุดเดือด

2835 K(2562 °C)

ความร้อนของการหลอมเหลว

13.26 กิโลจูล/โมล

ความร้อนของการกลายเป็นไอ

300.4 กิโลจูล/โมล

ความร้อนจำเพาะ

(25 °C) 24.440 J/(mol·K)

ความดันไอ
P/Pa	1	10	100	1 k	10 k	100 k
ที่ T K	1509	1661	1850	2089	2404	2836

คุณสมบัติของอะตอม

โครงสร้างผลึก

สี่เหลี่ยมลูกบาศก์

สถานะออกซิเดชัน

2, 1
(ออกไซด์เป็นเบสปานกลาง)

อิเล็กโตรเนกาติวิตี

1.90 (Pauling scale)

พลังงานไอออไนเซชัน
(เพิ่มเติม)

ระดับที่ 1: 745.5 กิโลจูล/โมล

ระดับที่ 2: 1957.9 กิโลจูล/โมล

ระดับที่ 3: 3555 กิโลจูล/โมล

รัศมีอะตอม (คำนวณ)

อื่น ๆ

การจัดเรียงทางแม่เหล็ก

diamagnetic

ความต้านทานไฟฟ้า

(20 °C) 16.78 nΩ·m

การนำความร้อน

(300 K) 401 W/(m·K)

การขยายตัวจากความร้อน

(25 °C) 16.5 µm/(m·K)

ความเร็วเสียง (thin rod)

(r.t.) (annealed)
3810 m/s

130 GPa

48 GPa

140 GPa

0.34

3.0

ความแข็งวิกเกอร์ส

369 MPa

ความแข็งบริเนล

874 MPa

เลขทะเบียน CAS

7440-50-8

ไอโซโทปที่น่าสนใจ

บทความหลัก: ไอโซโทปของทองแดง
iso	NA	ครึ่งชีวิต	DM	DE (MeV)	DP
⁶³Cu	69.17%	Cu เสถียร โดยมี 34 นิวตรอน
⁶⁵Cu	30.83%	Cu เสถียร โดยมี 36 นิวตรอน

แหล่งอ้างอิง

ทองแดง(อังกฤษ:Copper) คือธาตุเคมีที่มีหมายเลขอะตอม 29 และสัญลักษณ์คือ Cu นิกเกิลอยู่ในตารางธาตุหมู่ 29 เป็นที่ทราบกันว่ามนุษย์ใช้ประโยชน์จากทองแดงมาไม่น้อยกว่า 10,000 ปี พบหลักฐานว่ามนุษย์สามารถหลอมสกัดทองแดงให้บริสุทธิ์ได้เมื่อประมาณ 5000 ปีก่อนคริศตกาล ซึ่งก่อนที่มนุษย์จะรู้จักกับทองคำคือมนุษย์รู้จักทองคำ เมื่อประมาณ 4000 ปีก่อนคริศตกาล

[แก้] การถลุงทองแดง

การถลุงทองแดงจากแร่ ขั้นแรกคือการแยกแร่ที่ต้องการออกจากสิ่งเจือปนหรือ กากแร่ อาจใช้วิธีการลอยตัว โดยนำแร่ที่บดละเอียดแล้วผสมเข้ากับน้ำ น้ำมันและสารซักล้างในถึงผสม จากนั้นกวนและผ่านอากาศเข้าไปในของเหลวที่อยู่ในถึงผสมตลอดเวลา เพื่อทำให้มีฟองเกิดขึ้น ซึ่งเป็นผลให้ฟองอากาศ และน้ำมันไปเกาะอยู่กับอนุภาคของแร่และลอยตัวอยู่ด้านบน ส่วนกากแร่จะจมลงอยู่ด้านล่าง เมื่อตักฟองที่ลอยอยู่ด้านบนออกและทำให้แห้ง จะได้ผลแร่ที่มีปริมาณทองแดงเพิ่มขึ้นประมาณร้อยละ 15 โดยมวล ขั้นต่อไปน้ำแร่มาเผาในอากาศ เรียกกระบวนการนี้ว่า การย่างแร่ ไอร์ออน(II)ซึลเฟด์บางส่วนจะถูกออกซิไดส์เป็นไอร์ออน(II)ออกไซด์ ดังสมการ

$2 C u F e S 2(s) + 3 O 2(g) - > 2 C u S (s) + 2 F e O (s) + 2 S O 2(g)$

กำจัดไอร์ออน(II)ออกไซด์ออกไป โดยนำผลิตภัณฑ์ที่ได้ไปเผารวมกับออกไซด์ของซิลิคอนในเตาถลุงอุณหภูมิประมาณ 1100 ํc ไอร์ออน(II)ออกไซด์จะทำปฏิกิริยากับออกไซด์ของซิลิคอนได้กากตะกอนเหลวซึ่งแยกออกมาได้ ดังสมการ

$F e O (s) + S i O 2(s) - > F e S i O 3(l)$

ส่วนคอบเปอร์(II) ซัลไฟด์เมื่ออยู่ในที่มีอุณภูมิสูงจะสลายตัวได้เป็นคอบเปอร์(I)ซัลไฟด์ในสถานะของเหลวซึ่งสามารถแยกออกได้

ในขั้นตอนสุดท้ายเมื่อแยกคอปเปอร์(I)ซัลไฟด์ในอากาศ บางส่วนจะเปลี่ยนเป็นคอปเปอร์(I)ออกไซด์ดังสมการ

$2 C u 2 S (s) + 3 O 2(g) - > 2 C u 2 O (s) + 2 S O 2(g)$

และคอปเปอร์(I)ออกไซด์กับคอปเปอร์(I)ซัลไฟด์จะทำปฏิกิริยากันโดยมีซัลไฟด์ไอออนทำหน้าที่เป็ตัวรีดิวซ์ ได้โลหะทองแดงและแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ดังสมการ

$2 C u 2 O (s) + C u 2 S (s) - > 6 C u (l) + S O 2(g)$

ทองแดงที่ถลุงได้ในขั้นนี้ยังมีสิ่งเจือปนจึงต้องนำไปทำให้บริสุทธิ์ก่อน การทำทองแดงให้บริสุทธิ์โดยทั่วไปจะใช้วิธีแยกสารละลายด้วยกระแสไฟฟ้า

[แก้] การประยุกต์

ทองแดงสามารถดัดได้ง่าย จึงใช้แพร่หลายในผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ เช่น

สายลวดทองแดง
ท่อน้ำทองแดง
ลูกบิด และของอื่น ๆ ที่ติดตั้งในบ้าน
รูปปั้น เช่นเทพีเสรีภาพ (Statue of Liberty) ซึ่งมีทองแดงถึง 81.3 ตัน
หลังคา รางน้ำ และท่อระบายน้ำฝน
แม่เหล็กไฟฟ้า
เครื่องจักรไฟฟ้า โดยเฉพาะมอเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
เครื่องยนต์ไอน้ำ ของ เจมส์ วัตต์
รีเลย์ไฟฟ้า และสวิตช์ไฟฟ้า
รางน้ำบนหลังคาและท่อระบายน้ำ
หลอดสูญญากาศ หลอดรังสีคาโทด (cathode ray tube) และแมกนีตรอนในเตาอบไมโครเวฟ
หลอดนำคลื่นไฟฟ้า (Waveguide) สำหรับรังสีไมโครเวฟ
มีการใช้ทองแดงเพิ่มขึ้นในวงจรไอซีแทนอะลูมิเนียมเนื่องจากนำไฟฟ้าได้ดีกว่า
ผสมกับนิกเกิล เช่นคิวโปรนิกเกิล (cupronickel) and โมเนล (Monel) ใช้เป็นวัสดุที่ไม่กร่อนสำหรับสร้างเรือ
เป็นเหรียญกษาปณ์ ในรูปของโลหะคิวโปรนิกเกิลส่วนใหญ่
ในอุปกรณ์ทำครัว เช่นกระทะ
อุปกรณ์ที่ใช้บนโต๊ะอาหารส่วนใหญ่ (มีด ส้อม ช้อน) มีทองแดงบางส่วน (นิกเกิล ซิลเวอร์)
เงินสเตอร์ลิงจะต้องผสมทองแดงเล็กน้อย ถ้าทำเป็นภาชนะสำหรับอาหาร
เป็นส่วนประกอบของวารเคลือบเงาสำหรับเครื่องเซรามิก และเป็นสีสำหรับกระจก
เครื่องดนตรี โดยเฉพาะเครื่องดนตรีประเภทแตร
เป็นพื้นผิวไบโอสแตทิก (biostatic) ในโรงพยาบาล และใช้บุชิ้นส่วนเรือเพื่อป้องกันเพรียงและหอยมาเกาะ เดิมใช้บริสุทธิ์ ปัจจุบันใช้โลหะมันตส์ (Muntz Metal: ทองแดง 60% + สังกะสี 40%) แทน แบคทีเรียจะไม่เตริญเติบโตบนพื้นผิวทองแดงเนื่องด้วยตุณสมบัติไบโอสแตทิก ลูกบิดทองแดงใช้ในโรงพยาบาล เพื่อลดการแพร่กระจายของโรค และโรคลีเจียนแนร์ (Legionnaire's Disease) สามารถหยุดได้ด้วยท่อทองแดงในระบบเครื่องปรับอากาศ
สารประกอบ เช่น สารละลายเฟห์ลิง (Fehling's solution) มีประโยชน์ใช้ในด้านเคมี
คอปเปอร์ (II) ซัลเฟต ใช้เป็นสารพิษและสารทำให้น้ำบริสุทธิ์ และใช้ในผลและสเปรย์ฆ่าโรคราน้ำค้าง (mildew)
เป็นวัสดุในการผลิตฮีตซิงก์สำหรัยคอมพิวเตอร์ เนื่องจากระบายความร้อนได้ดีกว่า[อะลูมิเนียม]]
ชาวอินูอิต (Inuit) ใช้ทองแดงเพื่อทำใบมีดสำหรับมีดอูลู (ulu) เป็นครั้งคราว

ทองแดง เป็นบทความเกี่ยวกับ เคมี ที่ยังไม่สมบูรณ์ ต้องการตรวจสอบ เพิ่มเนื้อหา หรือเพิ่มแหล่งอ้างอิง คุณสามารถช่วยเพิ่มเติมหรือแก้ไข เพื่อให้สมบูรณ์มากขึ้น
ข้อมูลเกี่ยวกับ ทองแดง ในภาษาอื่น อาจสามารถหาอ่านได้จากเมนู ภาษาอื่น ด้านซ้ายมือ

ดึงข้อมูลจาก "http://th.wikipedia.org../../../%E0%B8%97/%E0%B8%AD/%E0%B8%87/%E0%B8%97%E0%B8%AD%E0%B8%87%E0%B9%81%E0%B8%94%E0%B8%87.html".

หมวดหมู่: บทความที่มีลิงก์ไปภาษาอื่นในส่วนเนื้อหา | บทความเกี่ยวกับ เคมี ที่ยังไม่สมบูรณ์ | เคมี | ตารางธาตุ | วัสดุศาสตร์