احدد استخدامات اخرى لعنصر النحاس؟

احدد استخدامات اخرى لعنصر النحاس؟

عرف النحاس ومعالجته في أجزاء كثيرة من العالم منذ التاريخ القديم، فكان أول فلز يمكن أن يذوبه الإنسان ويصب في قوالب خلال الفترة التاريخية من 5000 إلى 4000 قبل الميلاد ، وتعرف تلك الحقبة التاريخية باسم «العصر النحاسي». أدى سبك النحاس مع القصدير إلى الحصول على سبيكة البرونز حوالي سنة 3500 سنة قبل الميلاد؛ وكانت تلك أيضاً مرحلة محددة في التاريخ البشري، والتي يشار إليها باسم «العصر البرونزي». في روما القديمة كان النحاس يعدن بشكل أساسي من جزيرة قبرص، وذلك الأمر منحه الاسم اللاتيني cuprum، ومنه يشتق الرمز الكيميائي لهذا العنصر.

احدد استخدامات اخرى لعنصر النحاس؟

النحاس الخام

في البداية وقبل عمليات التسخين يعمد إلى زيادة تركيز النحاس في الخامات المستخرجة بعد سحقها وتفتيتها، وذلك إلى تراكيز أولية تتراوح بين 10-15% عن طريق عمليات التعويم الزبدي أو الرشح الحيوي .

من الأفران الصناعية المستخدمة بشكل واسع في إنتاج النحاس كل من الأفران العاكسة وكذلك أفران الصهر الومضي منذ بدايات ثمانينيات القرن العشرين. يؤدي تحميص  خامات النحاس مع السيليكا وفحم الكوك وفق أسلوب الصهر الومضي إلى التخلص من الحديد على هيئة خبث ؛ إذ تستغل هذه العملية سهولة تحول كبريتيدات الحديد إلى الأكاسيد الموافقة:

والتي بدورها تتفاعل مع السيليكا لتشكل خبثاً من السيليكات :

يطفو الخبث المتشكل على سطح الكتلة المسخنة ليستحصل على خليط كبريتيدي مصهور للنحاس ، والذي يتكون بشكل رئيسي من كبريتيد النحاس الأحادي Cu₂S؛ وقد يصل تركيز النحاس فيه إلى حوالي 70%. يصب الخليط الكبريتيدي المصهور والمتوهج في مفاعل ويسخن ثم يمرر فيه تيار من أكسجين الهواء، مما يؤدي إلى تحول كبريتيدات النحاس إلى الأكاسيد الموافقة:

كما يضمن في هذه الخطوة التخلص من باقي الحديد الموجود في الوسط على هيئة خبث. في الخطوة التالية يفاعل الباقي من كبرتيد النحاس الأحادي مع أكسيد النحاس الثنائي للحصول على النحاس الخام:

يصل محتوى النحاس في النحاس الخام إلى حوالي 98%، وتحوي النسبة المتبقية على شوائب من الحديد والزنك، بالإضافة إلى فلزات نبيلة من الذهب والفضة والبلاتين.

احدد استخدامات اخرى لعنصر النحاس؟

يدخل أيضاً في تركيب عدد من المعادن في القشرة الأرضية، ومنها الآزوريت والمالاكيت والفيروز، ولتلك المعادن استخدامات تاريخية في مجال الزينة وصناعة الخضب.

استخدامات عنصر النحاس :

بما أن النحاس مصدر مهم في حد ذاته للطبيعة وللبشرية فقد تعددت استعمالاته واستخداماته.

1. صناعة الكهرباء يستخدم في الصناعات الكهربائية لانه ليس باهض الثمن مثل صناعة المولدات الكهربائية وكابلات التوصيل الكهرباء. بما انه شديد المقاومة للمحاليل الكيميائية والتوصيل الحراري والكهربائي استعمل في المباني والمنشات الكيميائية وانابيب التدفئة والمنازل.
2. اللحــام تستعمل في الآلات الموسيقية النحاسية مثل الأجهزة الأخرى التي يتم لحامها بالزنك والنحاس من المعروف ان اللحام بالنحاس وهو من أقدم الصناعات التي استخدمها الحدادون والذين يقومون بصناعة المجوهرات والأسلحة وفي الحرف اليدوية. ولوصل الفلزات ببعضها البعض يستعمل أحد الاساليب الرئيسية في حين هذه الطريقة أيضا تستعمل في الآلات الموسيقية النحاسية مثل الأجهزة والابواق التي يتم لحام تلك الأجهزة بالزنك والنحاس.
3. الغـــذاء وجــد أن غـذاء الإنسان العادي يحتوى ما بين (2-5 جم) من النحاس يــوميـاً وأن زيــادة نسبة النحاس في الغــذاء تسبب اعتلال الصحة والإصابـة بمرض ويلسون وهو زيـادة النحاس في أغشية الجسم وخاصة الـرأس والكبـد وتجـدر الإشارة إلى أن محلول النحاس المسمى (Fethling Solution) يستخدم في الاختبارات التحليلية لصناعة السكر. يعتقد أن الزنك والنحاس يتنافسا على الامتصاص في الجهاز الهضمي بحيث أن النظام الغذائي الذي يحتوي على كمية مفرطة من أحد هذه المعادن يؤدي إلى نقص في المعدن الآخر. إن التوصيات لاستهلاك النحاس عند الأشخاص البالغين الأصحاء هي 0.9 ملغ يومياً. من الناحية الأخرى توصي البحوث المهنية باستهلاك 3 ملغ يومياًCu
4. صناعة السبائك يخـلط النحاس مع عدد كبير من المعـادن الأخـرى لإنتـــاج أكثر من (1000 سبيكة) مختلفة لكل منها صفات صناعيـة تختلف باختلاف المعـادن التي تم خلطها بالنحـاس وكـذلك تتغير ألــوان السبائك باختلاف ألــوان المعـادن المخلوطة ومن أهم هذه السبائك مايلـى:
   1. سبيكة البرونز وهي من أهـم السبائك حيث يضاف للنحاس نسبة من الـزنك تتراوح مـا بين (5-40%) ويتميز البرونز بالشدة والصلابة والمقاومة العالية للاحتكاك والاحتفاظ بجودته لمدة طويلة وكان الكنغانيون أول من خلط النحاس لإنتــاج البرونز الذي استخدموه في صناعـة الأسلحة مثل السيـوف والـرمـاح ذات الرؤوس الحـادة، وعندمـا يضاف إلى السبيكة نسبة من الرصاص تتراوح ما بين (3-5%) تـزيــد جودة البرونز وتزيد أغراض استعماله.
   2. سبيكة النحاس والنيكل والزنك وتتكون من النحاس بنسبة (55-65%) والزنك بنسبة (17-27%) والنيكل بنسبة (10%) للحصول على سبيكة تستخدم كأساس لتغطية أنية الطعام مثل الاطباق والملاعق والسكاكين بطبقة فضية اللون وفي طلاء المجوهرات.
   3. سبيكة البرونز والفسفور والقصدير وتتكون بإضافة الفسفور بنسبة (35%) والقصدير بنسبة (10%) للحصول على سبيكة تتميز بدرجة عالية من المرونة وسهولة التكيف والثبات والبقاء مما يجعلها ملائمة لصناعة الزنبرك الذي له القدرة على استعادة حجمه بعد الضغط وصناعة الأغشية أو الصفائح الرقيقة المسامية التي بين السوائل كما في البطاريات أو الموجودة في قرص سماعة التليفون.
   4. سبيكة البرونز والسليكون المجوهرات حيث يضاف إلى سبيكة البرونز بنسبة (1-3%) من عنصر السليكون بالإضافة إلى معادن أخرى مثل الرصاص والقصدير والزنك والمنجنيز والحديد والنكيل. وتتميز هذه السبيكة بالقوة مثل الفولاذ وبمقاومة شديدة للاحتكاك ويستخدم في إنتــاج المعدات اللازمة للمنشآت الكيميائية التي تتعرض إلى محاليل تساعد على سرعة تــآكــل المعادن.
   5. سبيكة البرونز والنحاس والألمنيوم وتحتوى على فلز الألمنيوم بنسبة تتراوح (5-12%) مع نسبة من الزنك والسليكون وتتميز هذه السبيكة بالمقاومة الشديدة للتفاعلات وتستخدم في المصافي ومعامل تكريــر الملــح.
   6. سبيكة المرايا المعدنية

إجابات أسئلة مراجعة الدرس موارد الأرض

السؤال الأول:

أحدد استخدامات أخرى لعنصر النحاس.

صناعة العملات، صناعة أواني المطبخ وصنابير المياه، وصناعة السبائك، والأجهزة الإلكترونية، ويستعمل بكثرة في عمليات اللحام، وفي صناعة الآلات الموسيقية النحاسية.

السؤال الثاني:

أصوغُ فرضيتي يُعد الحديد العمود الفقري لحضارة الأمم. أصوغ فرضيّة عن أهمية الحديد في التقدم الصناعي.

كلما زاد استهلاك الدولة من الحديد، واستخدمته في الصناعة اعتبرت الدولة متقدمة صناعياً.

السؤال الثالث:

أصفُ العمليات الرئيسة التي تُعدّ جزءاً من دورة الماء في الطبيعة.

التبخر، النتح، التكاثف، الهطل، الجريان السطحي.

السؤال الرابع:

التفكير الناقد: أناقش كيفية استدامة الموارد المعدنية، وأذكر أمثلة على ذلك.

• استغلالها بصورة متوازنة.
• المحافظة عليها من الاستنزاف من خلال تدويرها وإعادة استخدام ما تلف منها.

• حشد الأموال لاكتشاف إيجاد موارد جديدة.

• البحث عن بدائل أخرى، مثل استخدام البلاستيك في صناعة الأنابيب عوضاً عن الحديد والنحاس.

تطبيق العلوم

أرسم خارطة مفاهيم أوضّح فيها الموارد المعدنيّة، وأذكر أمثلة على كل منها، ومكان وجودها في الأردن.