Wikisage is op 1 na de grootste internet-encyclopedie in het Nederlands. Iedereen kan de hier verzamelde kennis gratis gebruiken, zonder storende advertenties. De Koninklijke Bibliotheek van Nederland heeft Wikisage in 2018 aangemerkt als digitaal erfgoed.
- Wilt u meehelpen om Wikisage te laten groeien? Maak dan een account aan. U bent van harte welkom. Zie: Portaal:Gebruikers.
- Bent u blij met Wikisage, of wilt u juist meer? Dan stellen we een bescheiden donatie om de kosten te bestrijden zeer op prijs. Zie: Portaal:Donaties.
Koper (element)
Zie ook : koper (doorverwijzing), voor andere betekenissen van "koper".
Koper oftewel Cuprum is een scheikundig element met symbool Cu en atoomnummer 29. Het is een rood/geel overgangsmetaal dat in ongelegeerde vorm ook als roodkoper bekend staat.
Ontdekking
Opgravingen in het noorden van wat tegenwoordig bekend is als Irak, hebben aangetoond dat koper al werd gebruikt rond 8700 v.Chr. Andere opgravingen wijzen uit dat men in 5000 v.Chr. koper al smolt en isoleerde uit koperhoudende mineralen zoals malachiet en azuriet.
Van de Sumeriërs en Egyptenaren is bekend dat zij rond 3000 v.Chr. koper smolten en gebruikten om brons te maken. Ook in China was het gebruik van koper bekend en zijn er zeer hoogwaardige bronzen voorwerpen uit 1200 v.Chr. gevonden. De in 1991 in de Oostenrijks/Italiaanse Alpen gevonden mummie Ötzi, die vermoedelijk omstreeks 3300 v.Chr. is gestorven, droeg gereedschap dat uit 99,7% zuiver koper bestond.
In de mythologie en alchemie werd koper vaak geassocieerd met de godheid Aphrodite vanwege de mooie glans. Om die reden werd koper vroeger onder andere gebruikt voor spiegels. De naam koper komt van het Latijnse woord Cuprum. Dit woord is afgeleid van "aes cyprium", hetgeen "erts van Cyprus" betekent. In de oudheid werd namelijk op Cyprus koper gewonnen.
Toepassingen
Omdat koper buigzaam is, eenvoudig te vervormen is en een zeer groot geleidingsvermogen heeft voor elektriciteit en warmte, wordt het op grote schaal in de industrie gebruikt. Enkele belangrijke toepassingen zijn:
- koperdraad
- elektromagneten
- muntgeld
- kunstwerken en standbeelden, bijvoorbeeld het Vrijheidsbeeld bevat negentigduizend kilogram koper
- vacuümbuizen en magnetronovens
- elektrische circuits
- muziekinstrumenten
- geveldelen van gebouwen
- Koelers voor Videokaarten, Processors, En andere halfgeleiders.
- Heatpipes
Voor het zuiveren van water wordt koper in de vorm van koper(II)sulfaat gebruikt (CuSO4).
Chemische eigenschappen
Koper neemt in ionaire vorm vrijwel altijd een oxidatietoestand van 2+ aan (Cu2+), koper-ionen nemen in een waterige oplossing een karakteristieke blauwe kleur aan. Onder invloed van de atmosfeer krijgt koper een groenige oxidelaag. Het element komt als zodanig in de natuur voor, hoewel het meer in gebonden toestand als sulfide of als oxide aangetroffen wordt. Koperhoudende mineralen zijn o.a. covelliet en malachiet. Op het veel duurdere zilver na, is koper de beste geleider van elektriciteit. Om die reden wordt het veel gebruikt in elektronische componenten.
In de meeste gevallen vormt koper een Cu2+ ion maar soms een Cu+ ion, koper vormt moeilijk ionen, er is daarom een sterke oxidator nodig om elementair koper in op te lossen, meestal wordt salpeterzuur of zwavelzuur gebruikt, soms ook zwakkere zuren als azijnzuuroplossing maar deze reactie zal zeer traag verlopen, wel kan een zwakke oxidator als waterstofperoxide worden toegevoegd aan het zuur om de reactie wat te versnellen. Ook kan er gebruik worden gemaakt van zwavel of jood als oxidator, om deze te laten reageren zijn echter wel temperaturen rond de ontbrandingstemperatuur nodig. De elektronenconfiguratie van het element is [Ar]3d104s1. De oude manier om in de naamgeving onderscheid te maken tussen Cu+ en Cu2+ verliep via de cupro~ en cupri~ aanduiding, tegenwoordig schrijft men koper(I) of koper(II).
Bijvoorbeeld:
- Cuprochloride (kopermonochloride) = CuCl = Koper(I)chloride
- Cuprichloride (koperdichloride) = CuCl2 = koper(II)chloride
Onder de koperoxiden (cupraten) vindt men de recordhouders wat betreft hoge kritische temperaturen voor supergeleiding. Voor sommige van deze verbindingen ligt deze temperatuur in het 100-150K bereik. Deze klasse van verbindingen werd in de tachtiger jaren ontdekt; het eerste voorbeeld was Yttrium-Barium-Koper oxide (ook wel YBCO genoemd).
Verschijning
De belangrijkste bronnen van koper zijn de mineralen chalcopyriet, chalcociet, covelliet, azuriet, malachiet en borniet. Deze worden in ruime mate in de aardkorst aangetroffen. Belangrijke vindplaatsen van kopererts zijn Chili, Peru en de Verenigde Staten.
Isotopen
| Meest stabiele isotopen | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| Iso | RA (%) | Halveringstijd | VV | VE (MeV) | VP |
| 63Cu | 69,17 | stabiel met 34 neutronen | |||
| 64Cu | syn | 12,7 h | EV β |
1,675 0,597 |
64Ni 64Zn |
| 65Cu | 30,83 | stabiel met 36 neutronen | |||
| 67Cu | syn | 61,83 h | β | 3,558 | 67Zn |
Naast de twee stabiele isotopen 63Cu en 65Cu is er een groot aantal radioactieve isotopen bekend. De langstlevende daarvan is 67Cu met een halveringstijd van ruim 61 uur. De overige isotopen hebben halveringstijden in de orden van enkele minuten of minder.
Toxicologie en veiligheid
Het metaal is brandbaar in poedervorm. Vrijwel alle koperverbindingen moeten als giftig worden beschouwd. Toch is koper van levensbelang voor dieren en hogere planten. Koper dient als cofactor van veel enzymen waaronder superoxide dismutase, cytochroom C oxidase, katalase, lysyl oxidase, tyrosinase, Vitamine C oxidase, en dopamine beta hydroxylase. Een teveel aan koper in het lichaam komt voor bij de ziekte van Wilson. Transport van de koperionen in bloed vindt plaats door binding aan ceruloplasmine. Voedingsmiddelen die rijk zijn aan koper zijn o.a. oesters, soyalecithine, noten en lever.
In het bloed van veel ongewervelde dieren komt het koperhoudende hemocyanine voor.
Koper beschikt over antibacteriële eigenschappen. Het gebruik van koper in sanitaire installaties en leidingen remt de bacteriegroei, waardoor onder meer legionella minder makkelijk voor komt[1].
Taal
In de taal wordt koper ook gebruik als aanduiding voor "waardevol" en/of "duurzaam", zoals:
- een koperen huwelijk, zie huwelijksverjaardag
- een koperen jubileum, zie jubileum
Externe links
International Chemical Safety Card van koper- PeriodiekSysteem.com over: koper
- Lenntech over: koper
- (en) EnvironmentalChemistry.com over: koper
- (en) WebElements.com over: koper
| Chemische elementen en isotopen |
|---|
|
Periodiek systeem: Standaard · Alternatief · Elektronenconfiguratie |
Zie ook de categorie met mediabestanden in verband met Copper op Wikimedia Commons.