Vật liệu đồng là gì? Tính chất của đồng

Đồng là gì? Đồng là một kim loại không thể thiếu trong ngành công nghiệp hiện nay nhờ những đặc tính đặc trưng của nó. Vậy bạn có tò mò về loại vật liệu này không? Hãy cùng Vattuaz.vn tìm hiểu về đồng nhé!

1. Đồng là gì?

Đồng còn có tên tiếng anh là Copper, là một nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học có ký hiệu hóa học là Cu và nguyên tử khối 64. Đồng có tính dẻo dễ uốn, khả năng dẫn điện cao bề mặt đồng thường có ánh đỏ cam.

Đồng là một trong số ít các kim loại xuất hiện trong tự nhiên và được sử dụng trực tiếp. Chính vì lý do này nên đồng được phát hiện và sử dụng từ rất sớm khoảng 8000 năm TCN. Kim loại và hợp kim của nó đã được sử dụng cách đây hàng nghìn năm. Trong thời kỳ La Mã, đồng còn có tên gọi là сyprium, sau đó được đổi tên thành сuprum.

Các hợp chất của nó thường tồn tại ở dạng muối đồng(II), chúng thường có màu xanh lam hoặc xanh lục của các loại khoáng như ngọc lam và trong lịch sử đã được sử dụng rộng rãi làm chất nhuộm. Các công trình kiến trúc được xây dựng có đồng bị ăn mòn tạo ra màu xanh lục.

2. Tính chất của Vật liệu đồng là gì?

2.1 Tính chất vật lí của đồng là gì?

• Đồng là kim loại có màu đỏ với đặc tính dẻo, dễ dàng kéo sợi, dát mỏng. Kim loại đồng được đánh giá là có khả năng dẫn điện và nhiệt chỉ sau bạc(Ag). Kim loại này có khối lượng riêng là 8,98g/m3 và nóng chảy ở nhiệt độ 1085 độ C.
• Khi bị pha lẫn tạp chất thì độ dẫn điện của đồng sẽ bị giảm dần.
• Đồng nguyên chất không tiếp xúc với không khí thì thường có màu đỏ ánh cam hoặc lam ngọc. Có được màu sắc này là do sự chuyển động màu sắc giữa các electron 3d và 4s.
• Khi đồng biến dạng nguội thì độ bền của đồng sẽ được tăng lên.

2.2 Tính chất hóa học của đồng là gì?

Đồng là một kim loại có tính khử yếu.

• Tác dụng với phi kim

Ở điều kiện bình thường, Cu phản ứng chậm với oxi.

2Cu + O2  → CuO

Nhưng khi có nhiệt độ thì đồng phản ứng mạnh với Oxi tạo ra một lớp CuO giúp bảo vệ đồng khỏi bị oxi hóa tiếp tục.

2Cu + O2 →   CuO

Khi ta đun nóng đến nhiệt độ từ (800-1000oC)

CuO  +  Cu  →  Cu2O (đỏ)

Khi tác dụng trực tiếp với khí Cl2, Br2, S…

Cu  +  Cl2 →  CuCl2

Cu  +  S →  CuS

• Tác dụng với axit 

Khi cho Cu vào dung dịch HCl, H2SO4 loãng chúng sẽ không xảy ra phản ứng hóa học.

Khi có mặt nguyên tố oxi, Cu tác dụng với dung dịch HCl loãng, nơi tiếp xúc giữa dung dịch axit và không khí.

2 Cu  +  4HCl + O2  →  2 CuCl2  +  2 H2O

• Tác dụng với các dung dịch muối

Đồng có thể khử được các ion kim loại đứng sau nó trong dung dịch muối.

Cu  +  2 AgNO3 →  Cu(NO3)2 + 2 Ag

3. Phân loại đồng

Đồng là gì? phân loại của đồng là gì?

Dựa theo thành phần hóa học chia làm 2 loại. Cách phân chia này được cho là cách phân chia thông dụng nhất.

• Đồng đỏ: là loại đồng phổ biến có màu đỏ đặc trưng. Người ta dùng phương pháp nhiệt phân để luyện đồng và thu được đồng có chất lượng chống lại sự ăn mòn của kim loại và có tính thẩm mỹ cao.
• Hợp kim đồng: có 2 loại đó là latông và brong. Được  cấu thành từ các loại kim loại khác như: Zn, Al, Pb…được sử dụng rất rộng rãi và cũng có tính thẩm mỹ trong công nghệ, độ bền cao. Latông là hợp kim của đồng và kẽm, cùng với những tính chất tương tự như của đồng nhưng đồng latông được cải thiện về độ bền và dẻo dai. Brong hay còn gọi là thiếc là hợp kim cổ xưa nhất của đồng. Đồng brong có khả năng chống ăn mòn trong nước biển tốt hơn Latông

Dựa theo kỹ thuật chế tạo mà đồng được chia làm 2 nhóm đó là nhóm đúc và nhóm biến dạng.

Dựa theo quá trình nhiệt luyện hóa bền thì chia đồng thành 2 nhóm: nhóm nhiệt luyện hóa bền, nhóm nhiệt luyện không hóa bền.

4. Sản xuất và trữ lượng đồng trong tự nhiên

Đồng là gì? Trữ lượng đồng trong tự nhiên là bao nhiêu?

Các nhà khoa học đã ước tính tổng lượng đồng trên Trái Đất lên tới khoảng 10¹⁴ tấn tấn trong vòng khoảng vài km của vỏ Trái Đất. Với tình hình hiện nay công nghiệp phát triển mạnh mẽ nhu cầu sử dụng đồng ngày càng tăng cao. Lượng đồng có sẵn thì không đủ để đáp ứng nhu cầu này vì vậy nguồn đồng chính hiện tại đến từ đồng tái chế. Việc khai thác đồng từ các mỏ đồng porphyr chứa 0,4% và đến 1% đồng trên thế giới.

Tái chế đồng: Mặc dù được tái chế lại nhưng chất lượng của đồng không hề bị giảm đi. Nghiên cứu cho thấy đồng là kim loại được tái chế nhiều thứ 3 sau sắt và nhôm về khối lượng. Đến nay ước tính vẫn  đã có 80% đồng đã được khai thác và vẫn được sử dụng.

Quy trình tái chế đồng cũng tương tự như tách chiết nhưng có nhiều công đoạn hơn. Phế liệu có độ tinh khiết cao sẽ được nung trong lò khử và đúc thành billet và ingot. Những đồng phế liệu có độ tinh khiết thấp sẽ được tinh chế bằng cách mạ điện trong bể axit sulfuric.

5. Ứng dụng của đồng và hợp kim đồng trong cuộc sống

Đồng là gì? Đồng được ứng dụng như thế nào trong cuộc sống?

• Do đặc tính của đồng có tính dẫn điện tốt, mềm, dễ uốn, dễ dát mỏng, do đó đồng được sử dụng rất phổ biến trong cuộc sống của chúng ta.
• Trong ngành do có tính dẫn điện tốt nên đồng thường được dùng để làm dây điện, que hàn, bảng mao mạch điện, các kết nối điện tử hay điện cực…
• Trong ngành công nghiệp xây dựng: Đồng được ứng dụng để làm các ống thủy lực động cơ hơi nước.
• Trong ngành nội thất: Đồng để dùng để đúc các bức tượng trang trí có tính nghệ thuật cao ví dụ: trong bức tượng nữ thần tự do chứa 81,3 tấn đồng.
• Đối với các loại nhạc cụ thì đa số đều được làm từ đồng.