خصائص النحاس واستعمالاته
خصائص النحاس واستعمالاته، كان النحاس واحدًا من أول المعادن التي تم استخلاصها واستخدامها من قبل البشر، وقد قدم مساهمات حيوية لاستدامة وتحسين المجتمع منذ فجر الحضارة.
ما هو النحاس
- النحاس هو عنصر كيميائي يرمز له بالرمز Cu في الجدول الدوري الحديث وهو مشتق (من اللاتينية: cuprum) والعدد الذري للنحاس هو 29، وهو معدن ناعم ومرن وقابل للنقل مع توصيل حراري وكهربائي عالي جدًا.
- قد تم استخدام النحاس لأول مرة في صنع العملات المعدنية بدءًا من 8000 سنة قبل الميلاد، وفي حوالي 5500 قبل الميلاد، ساعدت الأدوات النحاسية الحضارة على الخروج من العصر الحجري.
- كان النحاس مهمًا للبشر الأوائل ولا يزال مادة مفضلة لمجموعة متنوعة من التطبيقات المحلية والصناعية والتكنولوجية المتقدمة اليوم، لذا سوف نعمل اليوم على توضيح أبرز استخدامات النحاس وخصائصه.
شاهد أيضًا: كيف أعرف حجر الألماس
أستخدامات النحاس
يمكن تقسيم استخدامات النحاس إلى قسمين وهما كما يلي:
استخدامات النحاس في الوقت الحاضر
- نتيجة للتوصيل الكهربائي الممتاز للنحاس، فإن الاستخدام الأكثر شيوعًا للنحاس هو في صنع المعدات الكهربائية مثل الأسلاك والمحركات.
- كما أنه يستخدم في السباكة وصنع أدوات الطهي وأواني الطبخ.
- يتم صناعة السبائك الهامة تجارياً والنحاس والمعادن الأخرى.
- كان النحاس من أول المعادن المستخدمة لصناعة العملات المعدنية، وبدأت تلك الممارسة في حوالي 8000 سنة قبل الميلاد، والأن يتم صناعة القطع النقدية الأمريكية في الغالب من سبائك النحاس.
- تستخدم مادة كبريتات النحاس كمبيد للفطريات و كمبيد للجراثيم في الأنهار والبحيرات والبرك.
- يستخدم أكسيد النحاس في محلول على نطاق واسع في اختبارات وجود السكريات الأحادية (السكريات البسيطة).
- كما يستخدم النحاس في تشييد المباني وتوليد الطاقة ونقلها، وتصنيع المنتجات الإلكترونية، وإنتاج الآلات الصناعية ومركبات النقل.
- تعتبر الأسلاك النحاسية جزءًا لا يتجزأ من الأجهزة وأنظمة التدفئة والتبريد ووصلات الاتصالات السلكية واللاسلكية المستخدمة يوميًا في المنازل والشركات.
- يعتبر النحاس مكونًا أساسيًا في المحركات والأسلاك والمراوح والوصلات والفرامل والمحامل المستخدمة في السيارات والشاحنات.
فيمكن القول أن السيارة العادية تحتوي على 1.5 كيلومتر (0.9 ميل) من الأسلاك النحاسية، وتتراوح الكمية الإجمالية من النحاس من 20 كيلوغراما (44 رطلا) في السيارات الصغيرة إلى 45 كيلوغراما (99 رطلا) في السيارات الفاخرة.
الاستخدامات القديمة للنحاس
- كما هو الحال في العصور القديمة، لا يزال النحاس أحد مكونات العملة المستخدمة في العديد من البلدان.
- أحد التطبيقات الأكثر شيوعًا للنحاس يشمل استخدامه في الأسطح التي يتم تلامسها بشكل متكرر (مثل مقابض الأبواب النحاسية)، حيث تعمل خصائص النحاس المضادة للميكروبات على تقليل نقل الجراثيم والأمراض.
- كما بدأت الشركات المصنعة لأشباه الموصلات في استخدام النحاس في رقائق السليكون، والتي تمكن المعالجات الدقيقة من العمل بشكل أسرع باستخدام طاقة أقل.
- كما تم مؤخرًا العثور على الدوارات النحاسية لزيادة كفاءة المحركات الكهربائية، والتي تعد المستهلك الرئيسي للطاقة الكهربائية.
شاهد أيضًا: أين يتم إنتاج ثلث ذهب في العالم
خصائص النحاس
- النحاس هو أحد العناصر الكيميائية الأساسية، يكون النحاس في حالته النقية تقريبًا هو معدن محمر برتقالي اللون معروفًا بقدرته العالية على التوصيل الحراري والكهربائي العالية.
- وهو يستخدم عادة لإنتاج مجموعة واسعة من المنتجات، بما في ذلك الأسلاك الكهربائية وأواني الطهي والمقالي والأنابيب وغيرها الكثير.
- يوجد النحاس والفضة والذهب في المجموعة 11 من الجدول الدوري الحديث؛ حيث تحتوي هذه المعادن الثلاثة على إلكترون مداري واحد، وبالتالي فهي تتميز بالليونة العالية، والتوصيل الكهربائي والحراري.
- لا يتفاعل النحاس مع الماء، ولكنه يتفاعل ببطء مع الأكسجين الجوي لكي يشكل طبقة من أكسيد النحاس البني-الأسود، والتي خلافاً للصدأ الذي يتشكل على الحديد في الهواء الرطب، حيث إنها تحمي المعدن الأساسي من التآكل الإضافي.
- يمكن في كثير من الأحيان رؤية طبقة خضراء على الهياكل النحاسية القديمة مثل أسقف العديد من المباني القديمة وعلى تمثال الحرية، ويمكن تفسير ذلك بأن النحاس يتشوه عند تعرضه لبعض مركبات الكبريت والتي يتفاعل معها لتكوين مادة كبريتات النحاس.
الطلب والعرض على النحاس
لقد زاد الإنتاج والاستهلاك العالمي للنحاس بشكل كبير في السنوات الـ 25 الماضية، ومع دخول البلدان النامية الكبيرة في السوق العالمية، ازداد الطلب على السلع المعدنية، بما في ذلك النحاس.
في السنوات العشرين الماضية قد برزت منطقة الأنديز في أمريكا الجنوبية باعتبارها المنطقة النحاسية الأكثر إنتاجية في العالم، حيث أنه في عام 2007، تم إنتاج حوالي 45 في المائة من النحاس في العالم من جبال الأنديز.
مستقبل النحاس
- من المتوقع أن يظل الطلب على النحاس مرتفعاً، خاصة في الصناعات الكهربائية والإلكترونية المختلفة، حيث أن الاتجاهات الحالية في معالجة النحاس هي بأتباع الأساليب والمعدات التي تستخدم طاقة أقل وتنتج القليل من تلوث الهواء والنفايات الصلبة.
- في الولايات المتحدة تعتبر هذه مهمة صعبة بسبب الضوابط البيئية الصارمة لذا في بعض الحالات قد تزيد تكاليف الإنتاج بشكل كبير.
- أحد الاتجاهات المشجعة هو زيادة استخدام النحاس المعاد تدويرها حيث أن حاليا أكثر من نصف النحاس الذي يتم إنتاجه في الولايات المتحدة يأتي من النحاس المعاد تدويره.
- حيث يأتي خمسة وخمسون بالمائة من النحاس المعاد تدويره من عمليات تشغيل النحاس، ويأتي 45٪ من استعادة منتجات النحاس المستخدمة، مثل الأسلاك الكهربائية ومنتجات السيارات.
- و من المتوقع أن تنمو النسبة المئوية للنحاس المعاد تدويره، في ظل تكاليف معالجة النحاس الجديدة.
شاهد أيضًا: حقائق عن حجر الكريستال
وأخيرًا، وفي نهاية رحلتنا مع خصائص النحاس واستعمالاته، يجب أن نستخدم هذه المادة بشكل مفيد وان لا نهدرها في أمور لا قيمة لها، نظرا لأنها تدخل في الكثير من الاستخدامات.