BAKAR

1. BAKAR

2. Бакар • Бакар (Cu, лат. cuprum) - хемијски елемент, метал VIIIB групе.Поседује 18 изотопа чије се атомске масе налазе између 58-73. Постојана са само два: 63 и 65. • Као чврт метал,бакар има широку примену, наро- чито у електротехници за израду проводника,због изваредних физичких својстава-електричне и топло- тне проводљивошћу и способношћу образовања вел иког броја техничких легура која имају добра механ ичка и технолошка својства.

3. Назив • Бакар је познат од давнина, као основни састојак бронзе. Заправо, познат је још у праисторијско доба, па се и доба у људској историји назива бакарним добом. Стари Грци су га називали халкос, али су тако такође називали и месинг и бронзу. Данас је ова реч део кованица за разне минерале који садрже бакар попут халкопирита и  халкозина, а бакрорез се још назива и халкографија. • Латински назив за бакар је cuprum из којег је изведен симбол за елеменат. Овај назив води порекло од израза cyprium aes што значи кипарски метал или кипарска бронза. Од овог назива воде порекло називи на енглеском,француском, немачком, холандском, норвешком, финском, шведском, исландском, данском, шпанском и португалском језику. • У словенским језицима преовладава израз из старословенског језика, који се и у Србији некада користио као мед (или мјед), именица женског рода која је означавала и бакар и месинг. Данас се у Србији назив више не користи, а порекло речи није разјашњено. Овај израз је у свом уџбенику „Основи хемије (Извод из Роскојеве хемије)“ користио професор Борислав Тодоровић (1846-1925), али је због тога (између осталог) добио негативнурецензију Симе Лозанића са коментаром да је такав и слични називи сувише „посрбљен“ .У Србији се усталио назив бакар који је преузет из турског језика. Овакав израз алтернативно користе и Бугари, Албанци и Грци. • Италијански, мађарски и румунски језик користе назив изведен од латинског aeramen, а алтернативно се тај назив користи и у Турској и Финској.

4. Заступљеност бакра • Заступљен је у земљиној кори у количини од 55 ppm (енгл. parts per million) у виду минерала: Халкопирита(Cu2S* FeS2), халкозина(Cu2S), куприта(Cu2O) и других. • Највећи извор бакра у исхрани су морски плодови а међу њима бакра највише има у остригама. Бакар се такође моће наћи и у зрнастом црном хлебу, махунастом поврћу, куваним изнутрицама и кивију. • Бакар улази у састав легура од којих су најкоришћеније бронза и месинг. Састав бронзе је 94% Cu и 6% Sn, а месинга 67% Cu и 33% Zn. Највећа налазишта бакра су у Сједињеним Америчким Државама (Lake Superior), у Русији и Канади.Месинг са високим садржајем бакра-томбак је изгледом сличан злату и уобичајен је у изради накита.За индустрију бакар се издваја претежно из сулфитних руда.

5. Особине бакра • Чисти бакар је црвенкасто-браон боје, мек метал, врло велике топлотне и електричне проводљиво –сти. • Бакар је елемент који припада првој групи Периодног система са атомским бројем 29 и атомском масом 63,54.Густина чистог бакра износи 8,93g/cm3.Кристалише се по површински центрираној кубној решетки.После злата и сребра има највећу електричну проводљивост.Топлотна проводљивост бакра је 6 пута већа од проводљивости железа, односно 2 пута већа од проводљивости алуминијума. • Температура топљења чистог бакра износи 1083°С • Бакар има добру отпорност према корозији јер се у атмосферским условима на површини образује једињење СuCO3 –Cu(OH)2 карактеристичне жуто-зелене боје која делује као заститна превлака.

6. Једињења бакра • Плави камен- CuSO4 • 5H2О користи се као хербицид и фунгицид. Осим самородног бакра у природи га можемо наћи у минералима: куприту, малахиту, азуриту, халкопириту и борниту Има веома важну примену као добар проводник топлоте и електрицитета. • CuSO4 има бактерицидне особине, а безводни је јака стипса (упија воду). Комплексна једињења бакра су стабилна, ипак доста лако се мења оксидациони број бакра у таквим једињењима и зато се она често користе као катализатори. • Бакар препознајемо по карактеристичној црвенкастој боји прошараној зеленкастом патином створеном услед оксидације. Водени раствори соли бакра(I) имају интензивну зелену, а раствори соли бакра(II) интензивну плаву боју.

7. Добијање бакра • Бакар се највише добија из сулфитних руда (80% светске производње) пре свега халкопирита CuFeS2 затим халкозина,CuSbornita 5Cu2S-Fe2S3, и пирита FeS2.Caдржај бакра у рудама је често свега 1-2% па је поступак добијања бакра из тако сиромашних руда компликован.Упрошћена шема добијања бакра из сулфитних руда састоји се од следећих операција: -Обогаћивање руде флотацијом пади добијања концентрата који садржи 20-25% бакра. -Делимичног пржења и топљења у пламеним пећима при чему се дпбија бакренац са око 30-40% бакра -Продувавања бакренца у конберзатору ради добијања бакра чистоће 97-98,5%. -Рафинације у пламеним пећима(рафинисани бакар) оксиданионим поступком(топионички бакар) или електролизом (електолитички бакар).

8. Употреба • Бакар се масовно употребљава за продукцију електричних проводника и уопште у електроници. Због малих резерви и велике примене бакар представља материјал од стратешког значаја. Бакар се додаје у разне легуре. Меша се и сасребром и златом што у знатној мери побољшава њихове механичке особине. • У грађевинарству се бакар користи као кровни покривач и за израду олука, а од скора и као материјал за облагање фасада. Пријатна и нежна зелена боја његове патине, као и велика трајност, чине га готово идеалним, иако скупим, грађевинским материјалом.

9. Утицај пратећих елемената • Особине технички чистог бакра зависе од његове чистоће и садржаја гасова у њему.Штетни гасови се сматрају антимон,сумпор,селен,телур,бизмут,водо-ник и кисеоник који снижавају електричну проводљивост бакра.

10. Налазишта • Бакар најчешће настаје у цементацијској зони лежишта сулфидних руда бакра. Гради велики број генетски различитих типова лежишта и познат је у ендогеном, егзогеном и хидротермалном стадијуму образовања орудњења. У хидротерална лежишта спадају порфирска коју су позната као једна од економски најзначајнијх. Штокверно-импрегнационог типа су и рудни минерали који се тамо налазе су халкопирит и борнит. Седиментана лежишта спадају у егзогена и посебно су значајна маринска лежишта. У њиховом стварању у чествују бактерије и често се налазе на тлу Африке.Најзначајнији рудник на нашим просторима је био Рудна Глава, а сада су Бор и Мајданпек.

11. Биолошски значај • Бакар је микроелемент који се јавља у реактивним центрима многих ензима, као што је супероксиддизмутаза.Потребан је за стварање црвених крвних зрнаца, улази у састав хемоцијанина, има позитиван утицај на ћелијску мембрану нервних ћелија, и има утицај у слању нервних импулса. Дневно је потребно минимално унети 0,5 ppm. Недостатак бакра доводи до Вилсонове болести. • Недостатак бакра може да проузрокује и малокрвност, јер недовољна количина бакра изазива лошу апсорпцију гвожђа и смањење броја крвних зрнаца. Претпоставља се да сем тога недостатак бакра изазива поремећаје у раду срца и успорава рад нервног система (на пример слаба концентрација). Недостатак бакра такође смањује и количину белих крвних зрнаца, а самим тим и отпорност организма на болести.

12. Алхемија • Алхемичари су знали за бакар и користили га. Алхемијски симбол за бакар је исти као и симбол за женски пол (♀). Парацелзус, који је практично увео познавање хемије у медицину (хемијатрија) је у терапијама користио хемикалије, које су између осталог садржавале и бакар. Ове лекове добијао је разним поступцима као што су жарење, топљење, кристализација, дестилација итд. Говорио је да нас алхемија учи како треба припремити лек (Modus praeparandirerummedicinalium) и потпуно је одвајао учешће алхемије у припремању лекова „alchemiamedica“, од „alchemiatransmutatoria“, односно класичне алхемије чији је задатак био претварање елемената један у други и добијање злата.

13. Бакарно доба • Још у 6. миленијуму п. н. е. човек је користио бакар, што доказују перлице пронађене на археолошким локалитетима, које су направљене од самородног бакра, али то се не може сматрати за почетак металургије. • Период у праисторији који је обележило почетак металургије и откриће бакра, метала који почиње да се користи у изради примитивног оруђа и оружја у литератури се назива Бакарно доба (енеолит, халколит или камено бакарно доба). • Уопштено говорећи, овај период обухвата трећи миленијум пре наше ере, по високој хронологији од 3300. године до 2000/1900. п. н. е. а по класичној од 2200. до 1700. п. н. е. Ово је период суббореалне климе. • У првој фази бакар се користио као петрографска сировина, то је био самородни бакар који се и у ранијем периоду користио за накит. У Европи већ у културама позног неолита имамо појаву самородног бакра и оксидних руда. Лежишта бакарне руде су на Карпатима, у Чешком Равногорју, на Кавказу, на Уралу (где рано почиње мешање бакра и арсена, чиме се добија арсенска бронза). • Велики рудници у доба енеолита су били квалитетни. Руда је примитивно вађена, следила се жила сулфидне руде, која је дробљена и затим извлачена. Касније се развијају и једноставне пећи за прераду руде. Оксидне руде су топљене у јамама (руда је на дну, ћумур постављен около се палио) или огњиштима. Метал би се захватао у велике керамичке зделе. Постојала је и „рециклажа“, што значи да се старо оруђе и оружје поново претапало. • Сулфидне руде су тражиле велику ватру, били су потребни мехови, а претпоставља се и „сопаљ“ — шупљи предмет од керамике, који је служио за дување (потпиривање ватре). Овакви предмети су пронађени на енеолитским арехеолошким локалитетима поред посуда заливење. Истопљени бакар се хватао у малим посудама. • У позном енеолиту се јављају калупи. Били су од камена, издубљени, у почетку једноделни, за једнократну употребу. Дводелни калуп се јавља тек 2300/2200. п. н. е. у Вучедолској култури. • Мешањем бакра и калаја добијена је тврда легура — бронза, која потискује у потпуности камен као материјал за израду предмета. Бакар није једини метал по коме је названо читаво једно доба у праисторији човечанства, управо по бронзи назива се следеће доба, које смењује енеолит, а зове се бронзано доба.

14. К Р А Ј • Андрија Арнаут • Вук Павловић I-6