ما هو النحاس وأنواعه
ما هو النحاس وأنواعه النحاس هو مادة لينة القوام ولديها قابلية للطرق والتفاعل مع الجو، حيث تكون نوع من الصدأ يسمى بأوكسيد النحاس ذات لون أخضر، وهي مادة سامة ويوجد النحاس في الطبيعة بشكل منفرد أو متحد على هيئة أكاسيد وينقى بالتحليل الكهربائي وهو بطيء التفاعل مع الحوامض المخففة بصورة عامة، ويعد النحاس أحد أقدم المعادن التي أكتشفها الإنسان واستخدمها استخدامات عديدة.
المحتويات
عرض
ما هو النحاس وأنواعه؟
- النحاس وأنواعه فمعدن النحاس هو معدن لونه أصفر يميل إلى الحمرة ويوجد في الفصيلة IB أو الفصيلة 11 في الجدول الدوري، ويوجد في هذه الفصيلة الذهب والفضة والنحاس.
- ويعد النحاس وأنواعه مادة جيدة للتوصيل الكهربائي والحراري، حيث تصنع منه الأسلاك الكهربائية والمبادلات الحرارية.
- كما يستخدم في صناعة البطاريات والمعدات الكهربائية وأواني الطهي.
- كما يدخل النحاس وأنواعه في تركيب السبائك فهو يضاف للذهب بكمية قليلة، وكذلك يتم تصنيع العملات المعدنية منه بالإضافة إلى دخوله في صناعة البرونز والمعدات الحربية والأجهزة الموسيقية.
شاهد أيضًا: الأحجار الكريمة وتأثيرها الإيجابي على الإنسان
تاريخ استخدام النحاس
- تم استخدام النحاس في عصور ما قبل التاريخ ومن الجائز أن يكون أحد أول العناصر التي استعملها الإنسان نتيجة لوجوده حراً في الطبيعة، بالإضافة إلى ألوانه المميزة والبراقة وتواجده بوفرة في الأرض.
- بالإضافة إلى أنه يتميز بسهولة تشكيله ومن ثم استخدامه في صناعة الحلى أو الأواني المنزلية، وقد عرف الإنسان القديم استخدام البرونز وهو سبيكة مكونة من خليط القصدير والنحاس.
- ويعد النحاس أول المعادن التي تلين لاستعمال الإنسان هذا ويلاحظ أن بداية عصر المعادن لم تكن عند تاريخ اكتشافها، بل كانت مع تحوير المعادن باستخدام النار والطرق لكي تناسب احتياجات الإنسان.
- هذا وقد ذهب العلماء إلى القول بأن أول استعمال للنحاس كان وليد الصدفة عندما قامت النار بإذابة النحاس الملاصق بالأحجار المحاطة بها، وتكررت هذه الصدفة مرارًا، وربما تكون مثل هذه الحادثة هي الدافع في استخدام الإنسان لهذا الحجر الأصم، حيث جعل من هذه المادة المرنة مصدر يتخذ منه معداته وأسلحته إذ أنها تتميز بالسهولة في الاستخدام ودوام البقاء مقارنةً بالأحجار.
- هذا ومن المتوقع أن معدن النحاس قد تم استخدامه في البداية بشكله الطبيعي الذي تم اكتشافه عليه.
- وقد استخدم قدماء المصريين مركبات النحاس في تلوين الزجاج ومن المحتمل أنهم أول من قاموا باستخلاص النحاس منذ حوالي خمسة آلاف عام على الأقل، حيث كانت الأواني القديمة التي قاموا بصناعتها من النحاس الخالص وليست من سبائكه، وبالرغم من صلاحية النحاس وقابليته للتشكيل والاستخدام في أغراض متنوعة لكنه لا يستطيع تحمل المهام الحربية التي تحتاج معدن قوي.
- ولهذا السبب كانت هناك حاجة لإضافة عنصر آخر إلى معدن النحاس ليزيد من صلابته، وساهمت الطبيعة في تحقيق ذلك بل قدمت للإنسان نحاس مخلوط، بالفعل شديد الصلابة لاحتوائه على القصدير والزنك ليكون بذلك معدن البرونز الطبيعي أو النحاس الأصفر.
- وبالرغم من ذلك فقد ظل الإنسان فترة طويلة قبل أن يتجه للخطوة الثانية في هذا الصدد، حيث خلط معدن بمعدن خلطاً مدبراً بهدف الحصول على مركبات متعددة الاستخدامات.
أهمية النحاس من الناحية الغذائية
- يحتوي جسم الإنسان على كمية من النحاس تقدر بحوالي 100 ملجم ولا تقل عن ذلك.
- حيث تساهم في الوقاية من أمراض فقر الدم، وكذلك يدخل النحاس أيضاً في تركيب بعض الانزيمات.
- هذا وقد يتسبب نقص النحاس في اضطراب النمو وفقر الدم ويتم الحصول عليه من خلال تناول الفواكه والخضروات واللحوم وصفار البيض.
شاهد أيضًا: كيف يتكون الحديد في باطن الأرض
استخدام النحاس في الصناعة
- من أهم استخدامات النحاس استخدامه في صناعة الأسلاك الكهربائية، حيث يستهلك 40% من نسبة النحاس الذي يتم إنتاجه سنوياً في هذا المجال.
- ونتيجة للارتفاع الملحوظ في الحرارة النوعية للنحاس فهو يستخدم كوسيط في عمليات التسخين والتبريد في توصيل الحرارة.
أنواع السبائك النحاسية
للسبائك أنواع متعددة حيث يدخل النحاس في صناعتها على النحو التالي: –
أولاً: النحاس الأصفر
- عبارة عن سبيكة تتكون من الخارصين أو ما يطلق عليه الزنك، وهو مقاوم للمواد الكيميائية والعوامل الجوية.
- ومن الممكن أن نقوم بصبه وتلميعه وله وتتراوح ألوانه بين الأحمر والأصفر إلى الأبيض وفقًا لنسبة الخارصين الموجودة به، ويستخدم في الوصلات الكهربائية وصناعة الغلايات والسخانات.
ثانيًا: البرونز
- وهو عبارة عن سبيكة مكونة من النحاس والقصدير وتتميز بمقاومة المواد الكيميائية وكذلك فهو شديد الصلابة.
- هذا وتختلف السبائك النحاسية وتتعدد في تركيبها ووفقاً لاختلاف وظائفها حيث تختلف خصائص هذه السبائك تبعاً للعناصر المكونة لكل سبيكة.
إنتاج النحاس
- تعتبر دولة تشيلي أكبر الدول المنتجة لمعدن النحاس على المتحدة الأمريكية في المرتبة الثانية، وتنتج خمس إنتاج العالم من النحاس.
- وفي المرحلة الثالثة تأتي دولة كندا وتنتج أقل من عشر إنتاج العالم من معدن النحاس، ويكون مصدره من كولومبيا البريطانية واونتاريو.
- وتعد كلاً من بولندا وزامبيا وبيرو من أهم الدول المنتجة للنحاس، كما توجد ترسبات ضخمة من النحاس في كلاً من استراليا والصين والكونغو والمكسيك.
كيفية الحصول على النحاس
- يستخلص النحاس بالطرق الحرارية وذلك من خلال عدة مراحل، حيث تركيز معدن النحاس والتحميص والصهر إلى مخلوط كبريتي وتحويل هذا المخلوط إلى نحاس مبثر ثم ينقى النحاس المبثر.
صناعة منتجات النحاس وأنواعه
تقوم المنشآت الصناعية بإنتاج أشكال نصف مصنعة مثل الأنابيب والألواح والقضبان والأسلاك والقطع النحاسية والتي يشتريها صانعي المنتجات النحاسية.
الألواح النحاسية
- حيث يتم تصنيع كعكات النحاس ويتم تسخين هذه الكعكات في الفرن، وبعد ذلك يتم لفها على جهاز دوار على درجة حرارة عالية في صورة ألواح.
- وتتولى الأجهزة تسوية الألواح حسب السمك المطلوب، وبعد ذلك يتم تقطيع الألواح حسب الأحجام المطلوبة لصناعة بعض المنتجات مثل أواني الطهي وألواح السقف وألواح الحفر الضوئي.
الأنابيب النحاسية
- يقوم العمال بتسخين كتل من النحاس في الفرن ويقوموا بثقبها لإعطاء أنبوب خشن، ويتم ضغط هياكل الأنابيب في قوالب وأجهزة لصناعة الأنابيب بالشكل والحجم المطلوب، ومن ثم تستخدم هذه الأنابيب في الصرف الصحي والأنابيب الكهربائية وخطوط الغاز والقنوات.
أسلاك النحاس
- ويتم صناعة هذه الأسلاك بعد صب مهابط النحاس المنصهرة في صورة قضبان، ويتم تسوية هذه القضبان في جهاز دوار وتشكل إلى الأحجام والأشكال المطلوبة ويكون الغرض من استخدام هذه الأسلاك في أغلب الوقت هو نقل التيارات الكهربائية.
شاهد أيضًا: بحث عن المركبات الكيميائية وانواعها واستخداماتها
النحاس المنكبس
- يتم كبس النحاس في بعض الأوقات عن طريق فتحة في قالب لتكوين أشكال وصور معينة من الممكن أن تكون في صورة قضبان وأنابيب أو أشكال أخرى، حيث يتم من خلالها صناعة الأدوات المعدنية ومقابض ومفصلات الأبواب.
- هذا ويعتبر النحاس من المعادن القليلة جداً التي تستخدم بصورة نقية وللنحاس النقي العديد من الاستخدامات العديدة، ويرجع ذلك لما يتميز به من نقل الحرارة والكهرباء ومقاومة التآكل وقابليته الممتازة للسحب والطرق وألوانه البراقة الجميلة.
- وتدخل بعض مركبات النحاس في تركيب العديد من الصابغة المعدنية والمبيدات الحشرية، ويأتي النحاس في المرتبة الثانية من حيث أهميته في الصناعة بعد الحديد والالومنيوم، كما يستخدم في التطبيقات الكهربائية وفي صناعة السيارات والآلات الصناعية وكذلك الإنشاءات الهندسية.
- ومن الملاحظ علمياً استقرار المركبات النحاسية في الماء أو التربة بيد أن مركبات النحاس القابلة للذوبان مازالت تشكل خطر جسيم على صحة الإنسان، وقد انتشرت المركبات النحاسية القابلة للذوبان بعد استخدامه في الزراعة بينما توجد التركيزات النحاسية في الهواء بنسب قليلة، حيث أن الأضرار التي تصيب الإنسان عن طريق التنفس لا يلتفت إليها وفي المنازل نجد مواسير المياه المصنوعة من النحاس عندما تبدأ في الصدأ والتآكل تتسبب في تلوث مياه الشرب.
- وقد يؤدي تناول كمية كبيرة من معدن النحاس بطريق القصد إلى حدوث ضمور كلي للكبد، وقد يتسبب في الوفاة ومازال هناك شك حتى الآن في اعتبار معدن النحاس أحد أسباب مرض السرطان.