วิธีการทำทองแดง

ทองแดงตั้งอยู่ในครอบครัว IB ของ periodic table ที่สี่ เป็นโลหะแรกที่มนุษย์ใช้ ทองแดงมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านอุตสาหกรรม ปริมาณทองแดงในเปลือกโลกมีค่าประมาณ 0.01% ในธรรมชาติทองแดงส่วนใหญ่อยู่ในรูปของสารประกอบ แร่ทองแดงทั่วไปคือ chalcopyrite (CuFeS2), chalcopyrite (Cu2S), malachite (Cu2 (OH) 2CO3), chalcopyrite (Cu2O) และ chalcopyrite (CuSO4 5H2O)

ในราชวงศ์ฮั่นตะวันตกประวัติของ "Zeng Qing Zeng iron คือทองแดง" ใน "Huainan Wan Bi Shu" ของ Liu An ถูกเขียนไว้ในความหมายของการวางแผ่นเหล็กลงในสารละลายทองแดงซัลเฟตหรือสารละลายเกลือทองแดงอื่น ๆ เพื่อแทนที่ทองแดงเดียว วิธีนี้เป็นผู้ริเริ่มของ hydrometallurgy สมัยใหม่ กระบวนการผลิตทองแดงในกระบวนการเปียกเรียกว่าวิธีทองแดงทองแดง ขั้นตอนการผลิตส่วนใหญ่ประกอบด้วยขั้นตอนสองขั้นตอนหนึ่งคือการชะล้างทองแดงและเหล็กวางอยู่ในสารละลายของกรดกำมะถัน ไอออนทองแดงในกรดกำมะถันถูกสะสมโดยเหล็กที่จะนำไปฝากไว้ในทองแดงเดียว ทั้งสองจะเก็บผงทองแดงทดแทนแล้วละลาย หลักการที่สำคัญของการทำโลหะผสมทองแดงเปียกคือการแทนที่โลหะที่อ่อนแอ (ยกเว้น K, Ca, Na) ซึ่งแข็งกว่าทองแดง ตัวอย่างเช่นโลหะสังกะสีหรือเหล็กจะถูกเพิ่มลงในสารละลายทองแดงซัลเฟตและสามารถแทนที่ทองแดงโลหะได้ ปฏิกิริยาหลักคือ CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4; CuSO 4 + เฟ = Cu + FeSO4

คนแรกของโลกทองแดงหีบห่อทองแดง Zhang Qian ได้เขียนหนังสือเกี่ยวกับ "จุ่มทองแดง" ร่วมกับผลงานและประสบการณ์ส่วนตัวของผู้แต่งก่อนหน้านี้ หนังสืออธิบายถึงการใช้ทองแดงที่ประกอบด้วยแร่ทองแดง (หรือถุงน้ำดี) ซึ่งมีข้อได้เปรียบของ "ค่าใช้จ่ายน้อยลงและความพยายามน้อยลง"

ในห้องปฏิบัติการทางเคมีเรายังสามารถจำลองระบบหล่อเปียกได้อีกด้วย ลวดลายยาว 20 ซม. ถูกนำมาใช้กับกระดาษทรายเพื่อขัดเงาและจากนั้นจะนำทองแดงซัลเฟต 4 มิลลิลิตรมาใส่ในหลอดทดสอบและต่อลวดเหล็กที่มีความสว่างเข้ากับหลอดทดสอบ สามารถวางแบบ statically สามารถสังเกตได้ว่าพื้นผิวของลวดมีการตกตะกอนโลหะสีม่วงสีแดงและสารละลายค่อยๆเปลี่ยนจากสีฟ้าเป็นสีเขียวอ่อน โลหะสีแดงสีม่วงเป็นทองแดงและในที่สุดลวดจะถูกเก็บรวบรวมเพื่อรวบรวมทองแดงตกตะกอนบนพื้นผิวของลวด

นอกจากนี้ในจีนโบราณยังมีวิธีการถลุงทองแดง - "ทองแดงถลุงด้วยไฟ" จากการวิจัยแบบเดิมนั้นการถลุงแร่ทองแดงในราชวงศ์ซางส่วนใหญ่ใช้มาลาคีตและถ่าน ขั้นตอนการทำทองแดงกับธาตุทองแดงออกไซด์และสารลดแรงตึงที่อุณหภูมิสูงเป็นกระบวนการทำทองแดง ปฏิกิริยาต้องใช้อุณหภูมิบางอย่างดังนั้น monomer ทองแดงสามารถผลิตได้ในสภาพความร้อนดังนั้นจึงเรียกว่า "วิธีไฟทองแดง"

มีการค้นพบมานานแล้วว่า Malachite สามารถผลิตโลหะสีแดงสว่างหลังจากการเผาไหม้ โลหะนี้เป็นทองแดง ส่วนประกอบหลักของ malachite คือด่างคาร์บอเนตด่าง [Cu2 (OH) 2CO3] ความร้อนจากทองแดงคาร์บอเนตด่างจะสลายตัวในการผลิตทองแดงน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ คาร์บอนหรือคาร์บอนมอนอกไซด์ลดลงและสามารถลดปริมาณออกไซด์ของทองแดงได้ ปฏิกิริยาคือ Cu2 (OH) 2CO3 2CuO + H2O + CO2, C + 2CuO 2Cu + CO2, CO + CuO Cu + CO2

ในห้องปฏิบัติการเคมีเราสามารถใช้อุปกรณ์ที่แสดงด้านล่างเพื่อจำลองกระบวนการถลุง ออกไซด์ทองแดงใหม่ที่ทำจาก 10G ถูกบดเป็นผงและเทลงในเบ้าหลอมให้แห้ง ถ่านใหม่ที่ทำจาก 1.5g ก็บดเป็นผงและเทลงในเบ้าหลอมให้แห้ง จากนั้นผงทองแดงออกไซด์และผงถ่านผสมกัน เครื่องมือวางอยู่ที่ด้านล่างของหลอดทดสอบด้วยช้อนหรือช่องใส่กระดาษ เครื่องประกอบตามรูปต่อไปนี้ ปลายด้านหนึ่งของท่อแก้วใส่ลงในหลอดทดสอบที่มีน้ำมะนาวชี้แจงและหลอดไฟแอลกอฮอล์พร้อมฝาครอบกันลมจะอุ่นขึ้น เมื่อน้ำมะนาวใสเป็นสีม่วงสีม่วงหรือสีแดงของแข็งจะค่อยๆปรากฏขึ้นในหลอดทดลองและหยุดความร้อน หลังจากการทำปฏิกิริยาเสร็จสิ้นแล้วจะถูกดึงเข้าไปในท่อแก้วที่มีหลอดทดสอบน้ำมะนาวชี้แจงและจากนั้นจะเลิกหลอดไฟแอลกอฮอล์ สุดท้ายเทผงจากหลอดทดสอบลงบนกระดาษสีขาวที่สะอาดและสังเกตผง จากนั้นคุณจะพบว่ากระดาษมีสีม่วงแดงแข็งซึ่งเป็นทองแดง