اکسید مس

اکسید مس یک ترکیب معدنی با فرمول شیمیاییCu_۲O است. این اکسید ماهیت کووالانسی دارد و در یک ساختار مکعبی شکل متبلور می شود. هنگامی که حرارت داده می شود به راحتی توسط هیدروژن کاهش می یابد. برای تهیه این اکسید، فلز مس را گرما می دهند. به دلیل واکنش هایی که در سطح فلز مس و اکسیژن موجود در هوا رخ می دهد یک لایه اکسید محافظ نازک ایجاد می شود که به عنوان یک لایه مقاومت در برابر خوردگی عمل می کند.

یکی از اکسیدهای اصلی مسCu_۲O است، دیگری اکسید مس (II) یا CuO است. این اکسید فلزی قرمز رنگ، جزء برخی از رنگ های ضد رسوب و تقریبا نامحلول در آب است. این ترکیب شیمیایی به تدریج در هوای مرطوب به اکسید مس سیاه تبدیل می شود.

این ترکیب عمدتا در ساخت رنگ ضد رسوب کف کشتی، حشره کش ها، نمک های مس، معرف های آنالتیکال، شیشه قرمز و همچنین در آبکاری مس استفاده می شود

خواص اکسید مس

اکسید مس (I) با نام هایپروتوکسید مس، همی و ساب اکسید مس نیز شناخته می شود. بسته به روش تهیه، یک ماده کریستالی متمایل به زرد، قرمز یا قهوه ای رنگ است. این پودر رنگی نمی سوزد و در هوای خشک پایدار است. در هوای مرطوب، به آرامی به اکسید مس(II) تغییر می کند. این ترکیب هزاران سال است که توسط انسان ها به عنوان رنگدانه در لعاب ها، قارچ کش ها، قطعات الکترونیکی و واکنش های صنعتی مورد استفاده قرار گرفته است.

در سال ۱۸۸۳ اکسید مس (I) اولین ماده ای بود که خواص نیمه رسانایی داشت. این ترکیب یک نیمه رسانای جریان الکتریکی است و به اندازه رساناهایی مانند مس، طلا یا نقره کارآمد نیست. اجزای نیمه هادی به طور گسترده در تراشه های کامپیوتری کاربرد دارند اگرچه تولید کنندگان قطعات الکترونیکی در حال حاضر از سیلیکون به جای آن استفاده می کنند.

خصوصیات شیمیایی اکسید مس

• چگالی: ۶ گرم بر سانتی متر مکعب
• وزن مولکولی / جرم مولی: ۱۴۳.۰۹ گرم در مول
• نقطه جوش: ۱۸۰۰ درجه سانتی گراد
• نقطه ذوب: ۱۲۳۲ درجه سانتی گراد

اکسید مس (I) در حضور اکسیژن با آب واکنش داده و هیدروکسید مس (II) را تشکیل می دهد:

۲Cu_۲O + 4H_۲O + O_۲ → ۴Cu(OH)_۲

همچنین اکسید مس (I) با کلرید هیدروژن واکنش داده و کلرید مس (I) و آب را تشکیل می دهد:

Cu_۲O + 2HCl → ۲CuCl + H_۲O

خواص فلز مس

مس یک فلز واسطه است که بین فلزات قلیایی خاکی و متالوئیدها قرار دارد. فلزات واسطه می توانند مقادیر مختلفی از الکترون ها را از دست بدهند. مس می تواند یک یا دو الکترون را از دست بدهد. هنگامی که یک اتم مس یک الکترون از دست می دهد، تبدیل به یونCu ^+۱ می شود. به همین دلیل است که از عدد رومی I در اکسید مس استفاده می شود.

یک اتم اکسیژن تمایل دارد دو الکترون جذب کند تا پوسته الکترونی بیرونی خود را پر کند. از آنجایی که دو ذره با بار منفی به دست می آورد فرمول O^{– ۲} را خواهد داشت. ذرات با بار مخالف یکدیگر را جذب می کنند. به دو آهنربا فکر کنید که انتهای شمالی و جنوبی آنها به هم چسبیده است. جاذبه بین این یون های دارای بار مخالف را پیوند یونی می نامند.

تمام ترکیبات یونی باید از نظر الکتریکی خنثی باشند. این بدان معنی است که نسبت خاصی از هر یون برای تشکیل ترکیب خنثی لازم است. از آنجایی که هر یون مس دارای یک بار و هر یون اکسیژن دارای دو بار منفی است برای خنثی کردن یک یون اکسیژن به دو یون مس (I) نیاز داریم.

۲Cu ^+۱ + O ^-۲ → Cu_۲O

نام دیگر اکسید مس

نماد عنصر مس (Cu) از کلمه لاتین «cuprum» گرفته شده است که به «فلز قبرس» ترجمه می شود. این کلمه نشان می دهد در زمان های قدیم مس از کجا استخراج شده است. در واقع مس حدود ۱۰۰۰۰ سال است که توسط انسان استفاده می شود. امروزه مس در محصولاتی از ظروف آشپزی، سیم های برق و لوله کشی گرفته تا جواهرات و مجسمه سازی استفاده می شود. تحت شرایط خاصی این اقلام مسی می توانند تحت تأثیر اکسیداسیون قرار گیرند.

رنگ متمایز قرمز- نارنجی مس و درخشش طبیعی آن برای فلزکاری های تزئینی، جواهرات و ظروف آشپزی جذاب است. مس انعطاف پذیر است و گرما و الکتریسیته را به خوبی هدایت می کند لذا برای سیم کشی برق کاربرد دارد. علاوه بر این سقف‌ ها و ناودان‌های مسی در برابر عوامل جوی و باران مقاوم هستند زیرا فرآیند خوردگی به کندی صورت می گیرد.

رنگ اکسید مس

اکسیداسیون در نتیجه قرار گرفتن مس در معرض هوا رخ می دهد. آب به ویژه آب نمک، گرما و ترکیبات اسیدی می توانند باعث خوردگی شوند. اکسیداسیون باعث ایجاد رنگ سرخابی (سبز- آبی) مس یا کربنات مس مانند آلیاژهای برنج یا برنز اضافه می شود. این امر به ویژه در هنگام تماس با هر چیز اسیدی در طبیعت (مانند سرکه، اسید استیک) صدق می کند.

هنگامی که آهن زنگ می زند یا اکسید می شود، یک لایه بیرونی قرمز رنگ را تولید می کند. این لایه اکسیداسیون به طور ایمن به سطح آهن نمی چسبد. پوسته پوسته می شود و فلز را ضعیف می کند و آن را در برابر زنگ زدگی بیشتر و پوسیدگی ساختاری آسیب پذیر می کند. ولی اکسیداسیون مس با چسبیدن به سطح فلز از قرار گرفتن بیشتر فلز در معرض اکسیژن و خوردگی جلوگیری می کند.

مضرات اکسید مس

یکی از اثرات مثبت اکسیداسیون مس شامل تشکیل یک لایه بیرونی محافظ است که از خوردگی بیشتر فلز جلوگیری می کند. این حفاظت را می توان بر روی سقف ها و ناودان های مسی و همچنین بر روی مجسمه ها، مانند مجسمه آزادی آمریکا مشاهده کرد. با این حال، اکسیداسیون مس اثرات مضری در ظروف مسی ایجاد می کند.

هنگامی که سطح مسی در حین پخت و پز با مواد غذایی اسیدی (به عنوان مثال سرکه، شراب) تماس پیدا می کند، یک ترکیب سمی تولید می کند که در صورت مصرف می تواند باعث مسمومیت شود. سیم برق مسی و لوله های مسی باید قبل از لحیم کاری با پاک کننده های بدون اسید تمیز شوند.

علاوه بر این، باید مراقب بود که مس در طول فرآیند لحیم کاری بیش از حد گرم نشود، زیرا حرارت اضافی باعث اکسیداسیون مس می شود و در نتیجه لحیم به آن نمی چسبد. اکسیداسیون همچنین از هدایت الکتریکی سیم مسی جلوگیری می کند.

اکسید مس چگونه ساخته می شود

هنگامی که عنصر مس در معرض هوا قرار می گیرد، اکسید مس تشکیل می شود اگرچه این فرآیند بسیار کند اتفاق می افتد. این اکسید را می توان با قرار دادن فلز مس در معرض غلظت بالایی از اکسیژن در دمای بالا به صورت مصنوعی نیز تولید کرد . با این حال باید مراقب بود تا از اکسید شدن کامل مس برای تشکیل اکسید مس (II) جلوگیری شود.

تعدادی روش صنعتی دیگر نیز برای سنتز اکسید مس (I) موجود است. به عنوان مثال، الکترولیز محلول کلرید سدیم با استفاده از الکترودهای مس منجر به تشکیل اکسید مس (I) می شود. در زیر روش های دیگر تولید اکسید مس شرح داده شده است:

روش خشک

پس از حذف ناخالصی ها، پودر مس در کوره کلسینه تا دمای ۸۰۰ تا ۹۰۰ درجه سانتی گراد حرارت داده می شود تا اکسید مس تولید شود. اگر از سولفات مس به عنوان ماده اولیه استفاده شود، مس موجود در سولفات مس ابتدا با آهن احیا می شود.

روش کاهش گلوکز

محلول سولفات مس را با گلوکز مخلوط کرده و سپس محلول هیدروکسید سدیم را به آنها اضافه می کنند تا با یکدیگر واکنش نشان دهند. محصول این واکنش، اکسید مس خواهد بود. پودر بدست آمده پس از فیلتراسیون، شستشو، خشک کردن و بسته بندی به بازار ارائه می شود.

الکترولیز در آهن

در سلول الکترولیتی پوشش داده شده با پلی ونیل کلراید، صفحه مس به عنوان کاتد و صفحه آهن به عنوان آند، کرومات پتاسیم به عنوان افزودنی، محلول نمک به عنوان الکترولیت می توان اکسید مس را تهیه کرد.

روش احیای هیدرازین

برای کاهش یون مس دو ظرفیتی، می توان ۳ تا ۵ میلی لیتر محلول آبی هیدرازین ۲۰ درصد را در محلول آبی استات مس ۵۰ میلی لیتری با غلظت بالا مخلوط کرد. محلول در ابتدا سبز رنگ می شود و نیتروژن تولید می کند که پس از مدتی اکسید مس زرد تا زرد-نارنجی را رسوب می دهد. هیدرازین بیش از حد می تواند اکسید مس را به مس فلزی کاهش دهد بنابراین مقدار هیدرازین نباید بیش از حد باشد.

کاهش گلوکز

۵۰ گرم سولفات مس پنتا هیدرات و ۷۵ گرم پتاسیم تارتارات سدیم را به ترتیب در ۲۰۰ میلی لیتر آب سرد حل کنید و هنگامی که محلول تا دمای اتاق خنک شد، این دو را باهم مخلوط کنید. علاوه بر این، ۷۵ گرم هیدروکسید سدیم در ۲۰۰ میلی لیتر آب حل کرده تا محلول قلیایی تهیه شود.

در حین هم زدن مخلوط، محلول قلیایی را به آرامی اضافه کنید و مراقب باشید دمای محلول بالا نرود و محلول را به رنگ آبی تیره در آورید. محلول نمک مس دو ظرفیتی را به جوش آورده و محلول گلوکز ۱۰ درصد را به آن اضافه کنید تا رنگ آبی از بین برود و اکسید مس قرمز رسوب کند. سپس آن را در ۱ لیتر آب سرد قرار داده و حدود ۱۵ دقیقه صبر کنید، تا به خوبی ته نشین شود.

کاربرد اکسید مس

از این ترکیب برای ساخت رنگ ضد رسوب کف کشتی و به عنوان قارچ کش، رنگ سرامیک و لعاب، رنگ قرمز شیشه استفاده می شود. همچنین در ساخت نمک های مس مختلف و معرف ها کاربرد دارد. اکسید مس معمولا به عنوان یک کاتالیزور برای سنتز آلی نیز کاربرد دارد.

این ماده به عنوان رنگدانه در لعاب ظروف چینی و در شیشه های مات- در صورتی که از کریستال های بزرگ استفاده شود- رنگ قرمز آجری روشن در محصول ایجاد می کند. کریستال های کوچک تر رنگ های مایل به زرد تولید می کنند. استفاده از این اکسید به عنوان رنگدانه در لعاب ها به زمان مصر باستان برمی گردد.

بسیاری از رنگ های دریایی ضد رسوب حاوی اکسید مس (I) هستند. رنگ‌ های ضد رسوب، رنگ‌هایی هستند که از تشکیل کلونی ها و سایر موجودات در کف قایق جلوگیری می ‌کنند. این ترکیب همچنین به عنوان یک عامل ضد قارچ، ضد کپک و ضد زنگ استفاده می شود. قارچ کش های مبتنی بر اکسید مس (I) معمولا در انواع محصولات مستعد حمله توسط چنین موجوداتی استفاده می شوند. این ترکیب به جای کشتن قارچ های بالغ با مهار رشد اسپورهای قارچ (که قارچ های جدید از آن رشد می کنند) عمل می کند.

رسانایی اکسید مس

این ترکیب در ساخت سلول های فوتوالکتریک سلول هایی که در معرض نور جریان الکتریکی تولید می کنند، نیز کاربرد دارد. مواد فوتوالکتریک معمولا نیمه هادی هستند. سلول‌های فوتوالکتریک اکسید مس برق زیادی تولید نمی ‌کنند اما به سرعت به تغییرات سطح نور واکنش نشان می ‌دهند. این ویژگی آنها را به عنوان آشکارسازهای نور مفید می کند که کاربرد زیادی از دوربین های با تنظیمات خودکار گرفته تا درب بازکن های اتوماتیک و دزدگیرها دارند.

در دهه ۱۹۸۰ مشخص شد که شکل سرامیکی اکسید مس (I) خواص ابررسانایی دارد. ابررساناها این توانایی را دارند که جریان الکتریکی را عملا بدون مقاومت حمل کنند. هنگامی که جریانی در یک ابررسانا ایجاد می شود اساسا برای همیشه به حرکت در ماده ادامه می دهد. تحقیقات ابررساناها ممکن است منجر به فناوری‌های جدیدی شود، از انرژی الکتریکی ارزان‌ تر گرفته تا قطارهای پرسرعت که به صورت مغناطیسی حرکت می کنند.

عوارض سلامتی اکسید مس

قرار گرفتن در معرض مقادیر متوسط ​این ترکیب می تواند برای پوست، چشم ها و سیستم تنفسی تحریک کننده باشد. اگر این اکسید حرارت داده شود، بخار مس تولید می کند که می تواند علائمی شبیه سرماخوردگی ایجاد کند و ممکن است پوست و مو را تغییر رنگ دهد.

در صورت بلعیده شدن طعم فلزی دارد و ممکن است باعث استفراغ، تهوع و درد معده شدید شود. در شدید ترین موارد ممکن است باعث ایجاد مدفوع سیاه یا قیری رنگ، استفراغ خونی، یرقان و آسیب طولانی مدت به کبد شود. در محیط زیست این ترکیب برای ماهی ها و سخت پوستان بسیار سمی است.

نانو ذرات اکسید مس

این نانوذرات به صورت پودر قهوه ای مایل به سیاه ظاهر می شود. در صورت قرار گرفتن در معرض هیدروژن یا مونوکسید کربن در دمای بالا می توان آنها را به مس فلزی تبدیل کرد. این ترکیبات برای انسان مضر و خطرناک است و برای محیط زیست با اثرات نامطلوب بر زندگی آبزیان درجه بندی می شوند.

نانوذرات اکسید مس را می توان با استفاده از روش رسوب آبی سنتز کرد. در این روش از استات مس به عنوان پیش ساز و از هیدروکسید سدیم به عنوان عامل تثبیت کننده استفاده می شود. ساختار مونوکلینیک تک فاز نانوذرات اکسید مس با استفاده از پراش اشعه ایکس آشکار می شود.

کاربردهای کلیدی نانوذرات اکسید مس شامل موارد زیر می باشد:

• به عنوان کاتالیزور سرعت سوزش در پیشران موشک
• قابل استفاده در کاتالیزور، مواد ابررسانا، مواد ترموالکتریک، حسگرها، شیشه، سرامیک و سایر زمینه ها
• به عنوان مقاومت های سرامیکی، رسانه های ذخیره مغناطیسی، حسگرهای گاز، کاربردهای رسانای نوری و گرمایی
• به عنوان نیمه رسانه ها، تبدیل انرژی خورشیدی و ابررساناهای با تکنولوژی بالا.

 کیسه بزرگ|چاپ گونی|چاپ تصویر کیسه| چاپ تصویر گونی| کلیشه|ساخت کلیشه|گونی با کلیشه|کلیشه جهت چاپ گونی|نخ| نخ سرکیسه| نخ ته کیسه|بافندگی| تولید کیسه پتروبافت|گونی پتروبافت|کیسه پتروبافت|گونی و کیسه پتروبافت|پتروگونی|تولید کننده کیسه| تولید کننده گونی| گونی و کیسه تولیدی| تولید ارزان|گونی ارزان پتروبافت|کیسه ارزان پتروبافت|خرید کیسه پتروبافت|