naprijed »

[Nomenklatura]

Nomenklatura

Kuprat je naziv za bakar u anionskom kompleksu.
U antičko doba dolazio je gotovo jedino s Cipra, pa je bio poznat pod nazivom „aes cyprium“ (ciparska ruda) ili u kraćem obliku cyprium, a od tog naziva potječe latinsko ime cuprum, po čem je dobio simbol Cu u periodnom sustavu elemenata.
U hrvatskome jeziku dobio je naziv po turskoj riječi za bakar: bakir.
Također kod označavanja spojeva pravilno je reći bakreni, a ne bakarni.

Svojstva i osobine:

Kemijski element bakar 11. skupine PSE, u periodnom sustavu elemenata nosi simbol Cu, atomski (redni; protonski) broj mu je 29, a atomska masa mu iznosi 63,546(3). Gustoća mu je 8,92 g cm^-3, a talište 1083°C.

Elementarni bakar je metal sjajne svijetle crvene do crvenkastosmeđe specifične „bakrene“ boje, kubične plošno centrirane kristalne rešetke. Jedan je od triju poznatih obojenih metala.
Bakar je prijelazni metal i nije polimorfan.
U čistom stanju relativno je mekan, ali vrlo žilav i rastezljiv/savitljiv. Lako je obradiv i kovak, pa se kuje, valja (na hladno i vruće) i izvlači u vrlo tanke žice. Može se meko i tvrdo lemiti i zavarivati.

Nakon srebra najbolji je vodič topline i elektriciteta (električne struje).
Visoka električna vodljivost i veća zastupljenost u Zemljinoj kori od srebra, čini idealnim za električne instalacije i elektroniku, što mu je i najvažnija komercijalna upotreba.

Zbog pozitivnoga redoks potencijala bakar se ne otapa u razrijeđenim kiselinama (samo ga HNO3 nagriza) i kiselinama koje nemaju oksidacijsko djelovanje.
Budući da je redukcijski elektrodni potencijal bakra pozitivniji od vodika, on reagira samo s kiselinama koje imaju oksidacijsko djelovanje, tj. s kiselinama koje uz vodik sadrže i element koji bakar može reducirati.

OPREZ!
Reakcijom bakra s koncentriranim kiselinama nastaju dušikovi oksidi koji su otrovni, zato valja pokus izvoditi u digestoru!

S koncentriranom klorovodičnom kiselinom bakar ne reagira, jer ona ne djeluje kao oksidans.
Bakar će se otopiti u HCl-u, ako je u njoj tek ako je prisutno neko oksidirajuće sredstvo (npr. H2O2), ali u samoj HCl neće, i ne dolazi do nikakve reakcije.
*Jednak učinak, osim dodavanja H2O2, se može postići da kroz HCl u kojoj se nalazi Cu, propuhujete dulje vremena zrak.

S koncentriranom dušičnom kiselinom bakar reagira uz nastajanje smeđeg plina dušikova(IV) oksida i topljive soli bakrova(II) nitrata (poput reakcije aluminija s bromom).

Cu_(s) + 4 HNO₃ --> Cu(NO₃)₂ + 2 NO_2(g) + 2 H₂O

Bakar se otapa u vrućoj sumpornoj kiselini, tvoreći kristale modre galice (CuSO₄ x 5 H₂O).
S koncentriranom sumpornom kiselinom zagrijavanjem nastaje bezbojni plin sumporov(IV) oksid i bakrov(II) sulfat topljiv u vodi:

Cu_(s) + 2 H₂SO₄ --> CuSO₄ + SO_2(g) + 2 H₂O


Otporan je na koroziju, vodu i relativno je postojan na zraku. Na zraku dužim stajanjem potamni od oksida, a izlaganjem utjecaju atmosferilija na bakrenim predmetima tijekom vremena nastaje poznata zeleno-bijela (malahit) do plavo-zelena (bazični bakrov(II) karbonat, Cu₂(OH)₂CO₃) patina, koja predstavlja zaštitni površinski sloj i štiti ga od daljnje oksidacije.

2 Cu_(s) + H₂O_(I) + CO_2(g) + O_2(g) --> Cu₂(OH)₂CO_3(s) ili Cu₂CO₃(OH)₂

Zaštitna patina se često namjerno potiče i umjetno stvara na raznim predmetima, primjerice bakrenim krovovima i skulpturama, zbog zaštite od utjecaja atmosfere.
Mineral jednakog sastava kao i patina koja se najčešće viđa je zeleni mineral malahit.
Patina osim bazičnoga karbonata može biti i drukčijeg kemijskog sastava (hidroksisulfat, hidroksiklorid), ovisno o čistoćama u atmosferi.


Bakar se zagrijavanjem na zraku, pri temperaturama višim od 600°C oksidira, a na površini se stvara crni prah bakrova(II) oksida (CuO); i obratno; zagrijani CuO u prisutnosti reducensa lako otpušta kisik pa ova reakcija može služiti za određivanje vodika (nastaje voda) i ugljika (nastaje CO₂) u elementarnoj analizi organskih spojeva.

2 Cu_(s) + O_2(g) --> 2 CuO_(s)


Biološka uloga:

Esencijalan je metal za sve žive vrste u sastavu enzima. U većoj količini je otrovan, posebno za beskralježnjake.
U ljudskom tijelu (70kg) ga ima prosječno 150mg, raspodijeljenog u jetri, bubrezima i mozgu.

Toksični unos je 85g metala; 20 g CuSO₄.

Smrtonosna doza može biti u količini od 30-60 g CuSO₄ (oralno, pokusirano na štakoru) = 300 mg kg^-1 , ako se proguta.

Za ljude su topljivi bakreni spojevi slabo otrovni, ali su zato ioni bakra vrlo snažni otrovi za niže organizme, posebno za bakterije, gljivice, alge, kukce i druge biljne štetočinje, iz čega proizlazi velika upotreba spojeva bakra kao fungicida.

U prirodi se nalazi u malim količinama samorodan i kao takav je rijedak u elementarnom stanju. Može ga se naći raspršenoga u stijenama u obliku sitnog zrnja, pločica, grančica ili mahovinasto isprepletenih niti. Kristali kemijski čistog bakra (ili sa malo primjesa srebra i bizmuta) se pojavljuju prirodno i postoje mala nalazišta u SAD-u, Njemačkoj, Zambiji, Čileu i Italiji.

Najviše ga ima u sulfidnim rudama (halkopirit, kovelit, halkozin i bornit), zatim u oksidnim (kuprit; Cu₂O) i u karbonatnim rudama (zeleni malahit i plavi azurit).
Halkopirit daje oko 80% svjetske proizvodnje bakra (sa srebrom i zlatom kao nusproduktima), zatim najčešće rude su halkocit, halkantit, azurit, zeleni malahit (ili kao crvena stijena), brohantit, te kuprit.
Sulfidne i oksidne rude u prirodi se nalaze najviše sa željeznim sufidom, a rjeđe sa sulfidima drugih metala.

Poznato je oko 240 ruda bakra, evo nekoliko najpoznatijih i najčešće eksploatiranih ruda:

Atakamit (Cu₂Cl(OH)₃) - struktura mu je ortorompska,
Azurit (Cu(CO₃)₂(OH)₂) - struktura mu je monoklinska,
Bornit (Su₅FeS₄) struktura mu je tetragonska,
Brohantit (Cu₄(SO₄)(OH)₄) struktura mu je monoklinska,
Halkantit (CuSO₄ x 5 H₂O) struktura mu je triklinska,
Halkocit ili halkozin (Cu₂S) struktura mu je heksagonska,
Halkopirit (CuFeS₂) struktura mu je tetragonska.

Također u prirodi se javlja kao smjesa dvaju stabilnih izotopa, ⁶³Cu i ⁶⁵Cu.

Bakar je povijesno važan kao jedan od prvih obrađivanih metala, pogotovo za pravljenje bronce, te ga ubrajamo u metale koji su čovjeku poznati još iz prapovijesnog vremena (bakreno doba).
Najstariji dokazi korištenja bakra potječu iz 8000. god. pr. Kr. (neolitik) iz Turske, Cayonu Tepesi, u blizini kojeg se nalaze rudnici bakra koji se i danas eksploatiraju. Sve veća upotreba bakra uzrokovala je promjene u tadašnjem društvu. Pojavile su se skupine prvih specijalista, rudara, kovača, metalurga. Sve važnija je bila potraga za tom rudom.

U Egiptu se koristio oko 5000 g. prije Krista, za izradu oruđa i oružja (od bronce), a dobivao se iz rudnika sa Sinajskog poluotoka.

Tako se s vremenom do 3800. godine pr. Kr., proširila upotreba bakra po cijelom Mediteranu i obalama Atlantika. Upotreba bakra je bila toliko raširena (za izradu primitivnog oružja i oruđa) da je cijelo povijesno razdoblje nazvano bakreno doba (eneolitik).
Paralelno s bakrom, došlo je i do eksploatacije zlata, srebra i olova. Oko 3500. godine otkrivaju arsen koji dodaju bakru, čime povećavaju njegovu tvrdoću, a time nastaje arsenova bronca.

Na Cipru i Kreti koristio se od 3000 g. prije Kristova rođenja.

Neka od najvećih starih nalazišta bakarne rude nalazila su se okolo velikih jezera na granici SAD-a i Kanade.
Pronađeno je više od 10 000 mjesta iskopa od kojih neka potječu iz 3000. godine pr. Kr., čiji grumeni su mogli dosegnuti težinu od 100 kilograma. Geokemijska analiza je potvrdila da je taj bakar bio eksportiran do Južne Amerike jer su njegovi tragovi nađeni u grobovima Inka, a postoje realne teorije da je taj bakar bio prodavan u raznim Bliskoistočnim zemljama posredništvom takozvanih "Naroda s mora". Zbog svoje mekoće, bakar se u početku koristio za nakit, no otkrićem obrade hladnim postupkom dobili su dvostruku tvrdoću, čime su dobili alat i oružje potrebne tvrdoće. Jedina mana te obrade je bila krhkost.

Zahvaljujući svojim osobinama; otpornosti prema koroziji i dobrih mehaničkih svojstava, bakar ima vrlo široku primjenu. Bakar po raznovrsnosti uporabe zauzima jedno od pravih mjesta u nizu tehničkih metala.
Razvojem novih tehnologija, potrebe za bakrom i danas rastu.

Najznačajnija uporaba bakra temelji se na njegovoj izvanrednoj i izuzetnoj električnoj vodljivosti i toplinske provodnosti (i kao krutina i kao taljevina), ima vrlo široku primjenu naročito u elektrotehnici (elektronici).
Stoga se više od 50% današnjeg proizvedenog bakra upotrebljava u industriji kabela za električne vodiče, u gradnji generatora, motora i transformatora.
Većina električnih vodova (osim dalekovoda gdje se koriste aluminij i čelik (struja teče samo površinom vodiča radi skin-efekta do kojega dolazi pri visokom naponu), bakar je za to preskup i ne odgovara namjeni) izrađuje se od bakra.

Visoka toplinska provodnost osigurava mu široku primjenu i u izradi izmjenjivača topline, pa se čisti bakar koristi za izradbu; spremnika, grijača, uparivača, cijevi i kotlova u prehrambenoj i kemijskoj industriji (za vodu i plin) i kućanstvu, hladnjaka, izmjenjivača topline, i drugih uređaja.

U građevinarstvu se je bakar i njegove legure u prošlom i pretprošlom stoljeću rabile za izradu velikih pokrova kao krovni materijal, za javne ustanove i zgrade, koji zbog svojstava bakrene patine, imaju veliku trajnost i specifičan lijep izgled (dekorativna svrha). Također u građevinarstvu isto zbog dekorativne svrhe se koristio u izradi opšava i žljebova, ali to je sada rijetkost zbog drugačijeg stila građenja, skupoće tog metala, privlačenja munja, prelazak patine na fasadu, i drugih nedostataka.

Zbog svojih izuzetnih mehaničkih svojstava, u metalurgiji ima veliku primjenu kao legirajući metal.

Još se uvijek koristi za pravljenje novca.

Može se kupiti u obliku poluga, folije, praha i žice omotane PVC-om.

[Pirometalurška metoda (suha)]

Udio bakra u rudama razmjerno je malen. Bogate rude sadržavaju 3-10% bakra. Zahvaljujući efikasnim metodama obogaćivanja eksploatiraju se (iskorišćuju se) i siromašnije rude, pa se najveća količina bakra danas dobiva/proizvodi iz ruda koje sadržavaju 0,5-2% bakra. Stoga se mora prethodno prije taljenja/obrađivanja koncentrirati uklanjanjem jalovine.

Koncentriranje se vrši postupkom flotacije (lat. fluo - plivati) tako da se sitno samljevena ruda pomiješa s puno vode u koju je dodano sredstvo za pjenjenje (posebna vrsta ulja). Ruda zaostaje u površinskom pjenećem sloju jer se ne kvasi, a jalovina tone na dno (premda joj je gustoća manja od gustoće rude). Daljnjim postupkom izdvaja se ulje i vraća natrag u proces flotacije, a nastali koncentrat ide u daljnju preradu.

Mehanička priprema rude obuhvaća sljedeće operacije:

-drobljenje i klasiranje,
-sušenje,
-briketiranje i miješanje rude s talioničkim dodatkom (tj. sastavljanje punjenja peći - smjesa rude i/ili koncentrata i talioničkog dodatka), dok se kemijska priprema svodi na žarenje i podešavanje sastava talioničkog dodatka.

U metalurgiji bakra primjenjuje se nekoliko načina žarenja:

-obično žarenje - provodi se radi uklanjanja konstitucijske vode iz karbonatnih ruda i koncentrata, a vrši se pri temeperaturi od 250°C,

-klorirajuće žarenje - kojim se oksidne i sulfidne rude prevode u klorid topljiv u vodi (CuCl₂), a vrši se pri temperaturi 500-600°C

-ulfatizirajuće žarenje - prevodi sulfidne rode u sulfat bakra topljiv u vodi

-oksidirajuće žarenje - provodi se radi uklanjanja suvišnog sumpora u sulfidnim rudama

-aglomerirajuće žarenje - kojim se okrupnjava materijal kako bi se mogao taliti u pećima. Za dobivanje bakra koristi se nekoliko metoda: suha ili pirometalurška, mokra ili hidrometalurška i elektrometalurška.

Tehnički bakar sadrži najmanje 99,5% bakra, a ostalo su primjese.


Pirometalurška metoda (suha)

Iz bogatijih, srednje bogatih, siromašnih sulfidnih ruda i ruda samorodnog bakra koje su prethodno oplemenjene flotacijom, bakar se izdvaja pirometalurškim postupkom, sukcesivnom oksidacijom (radi uklanjanja dijela sumpora).
Najvažnija ruda za dobivanje bakra je bakrena pakovina (CuFeS₂) koja se prethodno žari radi uklanjanja dijela sumpora, a ostatak se uglavnom sastoji od Cu₂S, FeS i Fe₂O₃.

Nizom reakcija u različitim dijelovima peći sumarno nastaje ugljikov monoksid (grotleni plin) i talina bakrenca (gustoće 4-6 g/cm³) na kojem pliva troska (željezovi oksidi vezani u silikate gustoće 3-4 g/cm³):

Fe₂O₃ + SiO₂ + C -> Fe₂SiO₄ + CO

Tako se kao međuproizvod dobiva bakrenac ili bakreni kamen (koji je uglavnom smjesa Cu₂S i FeS), s oko 30-40% bakra, iz kojeg se zatim redukcijom i oksidacijom s pomoću koksa uz dodatak kremenog pijeska ukloni gotovo sve željezo u jamnim ili plamenim pećima (grotlenim pećima), i dobiva se sirovi bakar ili blister.

Daljnja prerada odvija se prebacivanjem taline bakrenca u prethodno zagrijan konverter (iznad 900°C) i propuhivanjem zrakom. Pri tome najprije željezov sulfid prelazi u oksid, a zatim se veže s kvarcem koji mu se doda u trosku, a sumpor izgara:

FeS + 3/2 O₂ -> FeO + SO₂ + 468kJ

2 FeS + SiO₂ -> Fe₂SiO₄ + 75kJ

Kada najveći dio željeza prijeđe u trosku, preostali Cu₂S se oksidira i nastaje sirovi bakar prema reakcijama:

Cu₂S + 3/2 O₂ -> Cu₂O + SO₂ + 389kJ

2 Cu₂O + Cu₂S -> 6 Cu + SO₂ - 125 kJ

Reakcije su sumarno egzotermne (oslobađaju toplinu) pa nije potrebno dodatno zagrijavanje.

Sirovi bakar sadrži 97% bakra, ali nije još za upotrebu jer ima u sebi primjese, koje se moraju ukloniti - ili zbog njihove vrijednosti (zlato, srebro, selenij) ili zbog štetna utjecaja (željezo, arsen i dr.). To se postiže taljenjem uz selektivnu oksidaciju, a zatim elektrolitskom rafinacijom (pomoću elektrolize).
Tako se konačni proizvod dobiva elektrolitski bakar (99,96 do 99,99% bakra), a primjese zaostaju u anodnom mulju.

Hidrometalurška metoda (mokra)

Iz oksidnih i karbonatnih ruda bakar se najčešće dobiva hidrometalurškim (mokrim) postupkom.
Rjeđe se primjenjuje ekstrakcija ili stvaranje topljivih kompleksnih soli.

Ova se metoda koristi za dobivanje bakra iz siromašnih ruda odnosno otpadnih proizvoda drugih procesa, npr. pri proizvodnji sumporne kiseline iz pirita.
Postupak se sastoji u tome da se ruda tretira pogodnim otapalom, tj. izlužuje se razrijeđenom otopinom sumporne kiseline i željezova(III) sulfata. Pritom bakar prelazi u otopinu, iz koje se kao metal izdvaja elektrolizom ili se taloži cementacijom s pomoću željeza, a zatim se elektrolitički rafinira.

Za izdvajanje metalnog bakra elektrolizom kao netopljive anode koriste se olovne ploče, a kao katode tanki listići čistog bakra. Izdvajanje bakra iz otopine cementacijom vrši se reakcijom metalnog željeza s ionima bakra:

Cu²⁺ + Fe --> Cu + Fe

Elektroliza kao način izdvajanja metalnog bakra ima prednost pred cementacijom jer se dobiva čišći bakar.

Nakon proizvodnje bakra, suhom ili mokrom metodom, dobije se sirovi bakar čistoće 94-97% koji sadrži primjese: željeza (Fe), nikla (Ni), sumpora (S), Cinka (Zn), antimona (Sb), bizmuta (Bi), kositra (Sn), olova (Pb), selenija (Se) i telurija (Te), a ponekad srebra (Ag), zlata (Au) i platine (Pt). Radi poboljšanja svojstava (plastičnosti i električne provodljivosti) primjese se moraju ukloniti pri čemu se koriste dva postupka rafinacije bakra: rafinacija taljenjem i elektrolitička rafinacija.

Rafinacija taljenjem provodi se u pećima tako da se kroz talinu sirovog bakra i dodataka stvaranje troske najprije propuhuje zrak pri čemu ishlape olovo, Cink, arsen i kositar, a željezo i nikal prelaze u trosku. Nakon toga nastali bakrov(I) oksid (Cu₂O) reagira s bakrovim(I) sulfidom (Cu₂S) dajući elementarni bakar i plin sumporni dioksid (SO₂) koji se iz gline istjeruje snažnim miješanjem pri čemu dolazi i do oksidacije ostataka sumpora. Zaostali Cu2O reducira se pomoću drvenog ili kamenog ugljena. Na koncu se pročišćeni bakar, čistoće će od 99% sa cjelokupnim sadržajem plemenitih metala lijeva u ploče debljine oko 3 cm koje služe kao anode pri konačnoj elektrolitičkoj rafinaciji.

U kadama za elektrolitičku rafinaciju bakra katode su od čistog bakrenog lima, a elektrolit je otopina bakrovog(II) sulfata (10-14%) i sumporne kiseline (5-10%). Propuštanjem električne struje anoda se otapa pri čemu bakar i nečistoće poput željeza, nikla, kobalta i Cinka prelaze u otopinu, a plemeniti metal i i ostale nečistoće se talože i tvore "anodni mulj". Povremeno se ioni bakra reduciraju na katodi taložeći se u gusti crveni sloj čistog bakra. Dobiveni anodni mulj je polazna sirovina u proizvodnji prisutnih plemenitih metala.

Godišnja proizvodnja bakra u svijetu iznosi oko 13,5 milijuna tona.

Najviše rafiniranog bakra proizvodi se u Čileu, SAD-u, Kanadi, Rusiji, Indoneziji, Australiji, Peruu i Republici Kongu. Bakar je glavni izvozni proizvod i osnova gospodarstva DR Konga i Zambije (pokrajina Katanga).

Drugo važno područje primjene bakra je metalurgija, odnosno dobivanje slitina.
Bakar se kao legirni element za poboljšanje mehaničkih svojstava dodaje slitinama plemenitih metala i aluminijskim slitinama. Bakar se najčešće legira s cinkom, kositrom, aluminijem, niklom, manganom i silicijem.
Legure bakra su važni tehnički materijali odličnih mehaničkih svojstava. Čvršće su od čistog bakra, lakše se lijevaju, obrađuju i zavaruju, ali slabije vode elektricitet i toplinu od bakra, a izuzetno su otporne prema koroziji i habanju.
Mogu se obrađivati metodama tople i hladne deformacije te termičkim metodama.

Prema sastavu bakrene legure mogu se podijeliti na:

-tehničke legure bakra,
-bakar s manjim dodacima primjesa,
-mjedi (mesinzi; slitine s cinkom),
-bronce.

Njegove najpoznatije slitine su mjed i bronca.
Proizvode od bakra (uključujući i legure) sve više istiskuju razne vrste čelika i drugih jeftinijih materijala.

Bakar (iznad 98%) s manjim dodacima ima različite osobine i svojstva, a najvažnije su vrste:

-Visokoprovodljivi elektrolitički bakar, ETP-bakar (99,90% Cu, 0,4% O), upotrebljava se za izradu električnih sabirnica, sklopki i prekidača, tiskarskih valjaka te kao materijal za izradu krovnih pokrova i bakrene galanterije u građevinarstvu.

-Visokoprovodljivi bakar bez kisika, OFHC-bakar (99,92% Cu, bez rezidualnog kisika) najčišći je konstrukcijski metal koji se danas koristi u industriji za vodiče, elektronske cijevi, električne sabirnice, grijače, radijatore, uljna hladila itd.

-Arsen-bakar (99,65% Cu, 0,025% P, 0,30% As) se upotrebljava za izradu bojlera, radijatora, izmjenjivače topline, cijevi za kondenzaciju, itd.

-Kadmij-bakar (99,00% Cu, 0,6-1,0% Cd). Upotrebljava se za elastične dijelove aparata koji se zagrijavaju ili leme, izradu posuda, električne vodove i elektrode za zavarivanje.

-Krom-bakar (99,50% Cu; 0,5% Cr) i telurij-bakar (99,50% Cu; 0,5% Te). Odlikuju se čvrstoćom na visokoj temperaturi, otpornošću na koroziju i lakom mehaničkom obradom. Koristi se za izradu elektroda za zavarivanje, elektromotore i za dijelove električnih aparata.

-Berilij-bakar legure Tip1 i Tip2 (Tip1: 98% Cu; 2% Be i Tip 2: 97% Cu; 0,4% Be; 2,6% Co). Ove legure imaju visoku čvrstoću i tvrdoću, a upotrebljavaju se za telefonske vodove, dijelove u rotorima elektromotora i za izradu opruga.
*Slitine berilija s bakrom tvrde su poput najtvrđeg čelika.

[Mjed]

Mjed (ili mesing; tombak je stari naziv za mjed, a posljedica je turcizma) je slitina bakra i cinka, mada može sadržavati i manje količine drugih metala (Sn, Fe, Mn, Ni, Al i Si).
Mesinzi su otporni na koroziju, te su tvrđi od bakra i cinka; mekši su od bronce, zbog čega se od nje lakše obrađuju - bolje izvlače, valjaju i savijaju; tj. mogu se dobro tokariti, lijevati i polirati. Ta povoljna svojstva mjedi posljedica su njezine kristalne strukture te fine i kompaktne mikrostrukture. Različite vrste mjedi čine značajnu skupinu slitina zbog svojih dobrih mehaničkih svojstava, lake obradivosti i lijepe boje.

Prije su se masovno proizvodile za potrebe vojne industrije u proizvodnji streljiva – ponajviše za izradu čahura raznih kalibara; u današnje vrijeme se najviše rabu za izradu; raznih vodovodnih potrepština (npr. slavina), glazbenih instrumenata (žice ponajviše), u građevinarstvu (limovi, cijevi i šipke), u strojogradnji (za izradbu različitih dijelova strojeva - kućišta, poluge, ležišta i sl.), brodskih vijaka i matica, za izradbu armatura (pipci, držači, kvake na prozorima i vratima., zasuni i itd.), u obrtima za izradbu ukrasnih predmeta (bižuterije), itd..
*Dobro je znati da na mjedenim kvakama nema bakterija, jer na mjedi ne mogu živjeti patogeni organizmi:).

U Hrvatskoj se male količine mjedi proizvode u nekoliko specijaliziranih ljevaonica u Samoboru, Splitu i Rijeci.

Najpoznatija je mjed ovoga sastava: bakar 90%, cink 9,9%, željezo 0,05%, olovo 0,05%; 94% Cu, 5% Zn, maks 0,03% Pb, maks 0,05% Fe.

Najpoznatija obojane mjedi variraju ovim sastavom >65% Cu, <35% Zn, maks 0,15% Pb, te maks 0,05% Fe.
*Mjed ako sadrži više od 45% cinka, postaje srebrnobijela, krhka i ne pokazuje više svojstva karakteristična svojstva.

Crvene su, žute ili bijele boje, što ovisi o masenom udjelu (%-tku) cinka.
Legure u bojama se upotrebljavaju za izradu nakita, ukrasa, elastičnih cijevi, košuljica zrna za municiju, itd.

-Žuta mjed je legura 65-70% Cu i 35-25% Zn. Najveću otpornost i žilavost ima kada sadrži 30% cinka, te je poput zlata žute boje. Svakako mjed s od 20 do 38% cinka prevladava s žutom bojom.
„Zlatna mjed“ je najpoznatija zlatnožuta mjed sadržaja od 15% cinka, sastava: 85% Cu, 15% Zn, maks 0,06% Pb, maks 0,05% Fe.

-„Crvena mjed“ je mjed s 10% cinka i ima crvenozlatnu boju bronce. Sastava je: 90% Cu, 10% Zn, maks 0,05% Pb, maks 0,05% Fe.
*Svijetlocrvena mjed ima ovaj sastav: 80% Cu, 20% Zn, maks 0.05% Pb, maks 0,05% Fe.

-Tzv. „alfa-mjed“, je mjed koja sadrži manje od 36% cinka. Lako se obrađuje u hladnom stanju.

-Tzv. (alfa+beta)-mjed (ili tzv. „Muntzov metal“) s udjelom cinka između 35 i 45%, lako se obrađuje u toplom stanju i vrlo je otporna na koroziju, a najbolju kombinaciju svojstava pokazuje kada je udjel cinka 40%.

-Mjedi za kovanje (60% Cu; 39% Zn; 0,30% Pb; 0,07% Fe) koriste se za izradu limova, traka, šipki i sličnih proizvoda.

-Mjedi za zavrtanje (58% Cu; 40% Zn; dodaci do 2%) koriste se za sitne dijelove instrumenata, zupčanike satova, graviranih skala, zakovica i sl.

-Mornarička mjed (Cu 60%; Zn 39%; Sn 1%) jeftina je, a koristi se u pomorskoj strojogradnji (brodogradnji) u obliku ploča, traka i šipki. Otpornost prema korozivnom djelovanju morske vode povećava joj se dodatkom od 1 do 1,5% kositra.

[Bronce]

*Umjetni spomenici od bronce javljaju se od 3. Tisućljeća prije Krista, a najpoznatiji takav spomenik je Orijent (glava iz Akada, oko 2300.g.pr.K.). Zahvaljujući bronci cijelo jedno povijesno razdoblje od 2. tisućljeća pr. Kr. nazvano je „brončano doba, u velikoj uporabi prvenstveno u Kini.

**Broncama se nazivaju i metalni pigmenti koji sadrže sitne listiće metalnog bakra ili njegovih slitina (crvena bronca, zlatna bronca), a upotrebljavaju se za ukrašavanje, naliče, tisak i sl..

Bronce (tal. bronzo; brindizijski: brundium [bakar]) su općenito sve bakrene slitine koje sadržavaju više od 60% bakra uz dodatak jednoga (najčešće kositar) ili više legiranih elemenata (fosfor, silicij, aluminij ili cink), među kojima cink nije glavni sastojak (glavni legirni dodatak). Svojstva mnogobrojnih vrsta bronce, njihova primjena i ime ovise o vrsti i udjelu dodanih sastojaka.
Svojstvena im je velika čvrstoća i tvrdoća (tvrđe su od bakra), kao i otpornost na koroziju.
Lakše se tale i dobro se lijevaju, pa se rabe za izradu različitih ventila, zupčanika, novca, ukrasnih predmeta, skulptura, dijelova brodskih paluba i propelera, itd..

Značajne su bronce za valjanje (sadrže 6-9% Sn) i lijevanje (4-10% Sn). Nekada su se koristile za lijevanje topovskih cijevi, a danas uglavnom za ležajeve, dijelove crpki, armaturu parnih kotlova i sl.

Kositrena bronca (ili „prava bronca“ – jer se obično razumijeva pod općim nazivom „bronca“) najstarija je bakrena slitina, a u pravilu sadržava 80% bakra ili više, te do 20% kositra, uz neznatne i male dodatke drugih kovina. Otporna je na koroziju, tvrđa je od bakra i ima malen koeficijent trenja, dobro provodi električnu struju, te ima zvonak zvučni zid na udarac.
Često je viđana i u ovom omjeru: 90,0% Cu, 6% Sn, 4,0% Zn.
Kositrena bronca se zagrije na 1200°C kada je pogodna za lijevnje u glinene kalupe i tako se primjerice izrađuju zvona za crkve, ležajevi i sl.. Boje tonova zvona ovise o %-tku kositra u zvonima i obliku.
Pogodna je za kovanje, prešanje i valjanje (npr. opruge i membrane).
Za kovani novac i medalje uzima se bronca koja sadrži 2 do 6% kositra i 1% cinka.

Bakrova slitina/bronca pod nazivom „novo srebro“ (poznata je još pod trgovačkim nazivom „Alpaka“, bijeli bakar, argentan, itd..) dobiva se kada se poznati sastav izrade mjeda, dio cinka zamijeni niklom (55-60% bakra, 20-40% nikla, 20% cinka i 5 % kositra). Bijele je boje i lijepog sjaja nalik srebru, ali znatno veće čvrstoće. Među najstarijim je metalnim materijalima čovječanstva.
Antikorozivno je i lako se obraduje deformacijom, te konstantno, kojemu se otpor gotovo ne mijenja s temperaturom (tj. ima vrlo mali temperaturni koeficijent otpora) pa se koristi za izradu reostata i u mjernoj tehnici, kovanica, jeftinoga nakita (bižuterije), kirurških instrumenata, jedaćeg pribora, i dr..

Fosforna bronca sadržava 92,5% bakra, 7% kositra i 0,1 do 0,5% fosfora, koji sprečava stvaranje oksida pri lijevanju.
Dobiva se dodatkom fosfora kositrenoj bronci, čime se povećava tvrdoća i čvrstoća i snizuje talište, ali se smanjuje žilavost i rastegljivost.
Pogodne su za hladno valjanje i razvlačenje. Otporne su na korozivno djelovanje morske vode, pa se upotrebljavaju u pomorskoj strojogradnji, za izradu raznih ventila i sl. Služi za izradbu dugotrajnih strojnih dijelova.
*Dodatkom 1-2% silicija fosfornoj bronci, bitno se povećava čvrstoća, tvrdoća i otpornost, pa se rabe za izradbu zračnih i električnih vodova.

Silicijska bronca se sadrži do 4,5% silicija, a često joj se dodaju kositar, nikal, cink, mangan i željezo. Dobro se lijeva i oblikuje.

Olovna bronca sadržava do 35% olova koji povećava obradivost i otpornost prema koroziji i smanjuje otpor prema klizanju. Upotrebljava se najčešće za blazinice ležajeva.
Dvokomponentnoj bronci s više od 15% olova dodaju se sastojci za povećanje čvrstoće, posebice kositar i nikal.

Aluminijska bronca sadržava 5 do 12% aluminija uz dodatak kositra, željeza, mangana, nikla i silicija.
Već prema udjelu aluminija i drugih komponenata, može biti pogodna za lijevanje i za oblikovanje deformacijom.
Ovisno o sastavu može biti pogodna za lijevanje i oblikovanje deformacijom. Ima visoku čvrstoću i tvrdoću i lijepu zlatnu boju. Odlikuje se otpornošću prema atmosferskoj i kemijskoj koroziji, pa služi za izradbu armatura i strojnih dijelova (zupčanika, ventila, limova, cijevi i šipki prikladnih za upotrebu u kemijskoj industriji i strojogradnji.
Također poznata je i za izradu bižuterije, nakita i kovanog novca.

Niklena bronca velike čvrstoće sadržava 8 do 16% nikla i 1,5 do 3% aluminija. Zbog velike čvrstoće, to je izrazita bronca za oblikovanje kovanjem.

Manganska bronca svijetle je boje, čvrsta i tvrda, a ako se uz bakar i mangan sadrži aluminij ili kositar, izrazito je feromagnetična. Manganska bronca važna je i za elektrotehniku (rezinin, manganin).

Strojarska bronca (ili tzv. „crveni lijev“) sadržava do 82% bakra, kositar i do 7% cinka. Upotrebljava se u strojarstvu za izradbu strojnih dijelova (ležajevi, zupčanici).

*Nestehiometrijski volframni spoj; M_xWO₃, gdje je x <1, M najčešće alkalijski metal, a oksidacijski stupanj +5 do +6, naziva se volframna bronca – iako ne sadržava bakra.
Vodič je električne struje.

Uz pojavu sve većeg broja novih materijala, čija je uporaba danas sve raširenija, pronalaze se i nove primjene starih, davno poznatih materijala. Tako su primjerice 1997.g. napravljeni prvi mikroprocesori (čipovi) s bakrenim vodičima za unutarnje povezivanje komponenata. Vrlo je vjerojatno da će se „bakreni“ procesori zbog povoljne cijene troškova proizvodnje u skoroj budućnosti nalaziti posvuda, od običnih računala, preko kućne elektronike, do automobilskih motora. Današnji informatičari predviđaju da će 2003. svi uobičajeni čipovi biti bazirani na bakru. Njegova uporaba trebala bi povećati brzinu procesora omogućavanjem manjih i snalažljivih krugova. Manji krugovi znače kraći komunikacijski put unutar čipa, što znatno povećava karakteristike (perfomanse) procesora.

Malo sam se i poigrao s logom načeg foruma /ako netko bude koristio slike :P/ :



Na gornjoj slici na prvim dvama pločicama se uvelike vidi bakrov karbonat, a da je još malo bolji fotoaparat i da je stajao na još vlažnijem mjestu i duže vremena bilo bi vidljivo i podosta drugih spojeva.



Na ovoj slici su pločice okrenute, a zadnja je s turpijom izturpijana do njegove specifične metalno-sjajne "bakrene" boje.

Na objema slikama se vidi da prevladava crni bakrov oksid na ovim bakrenim predmetima (meni služu kao elektrode:) ), iz razloga što je boravio na jako vlažnom i (tamnom!) mjestu više od godinu dana.

Kao što je rečeno da se patina stvara na bakru i bakrenim proizvodnima (misleći na predmete izrađene od metala bakra i njegovih slitina - bakar i bronca), evo lijep primjer ulične svjetiljke koja je salivena od mesinga/mjeda:



(a ovaj poklopac za struju se primjećuje da je okrenut naopako:) )

Vijke koji drže poklopac su vjerojatno komunalci stavili od željeza (koji su pocinčani), što je velika greška, trebali su staviti također od mesinga, jer je tu cink žrtvovana anoda i tanak sloj je otpao i sada željezni vijak korodira i kvari prirodni izgled bakrene patine.

Inače na području gdje je slika slikana se nalazi rijeka i velika je vlaga općenita u zraku.

Jako je velika rijetkost vidjeti bakrenu gurlu/žlibu za na kuću za odlijev i sakupljanje kišnice sa kuća, jer osim što je skupo, ljudi strahuju od krađe iste. Radnik na kući mi je dopustio da se popenjem na skelu i da ju slikam, pa evo nekoliko slika:

Nalazim već duže vrijeme po kartonskim kutijama tzv. "pobakreno željezo", spajalice koje su željezne, ali imaju tanki sloj bakra po sebi. Presvučene su njime, iz razloga, boravka u vlazi ili mokrome, ispuštale bi hrđu/ruzinu po kartonskoj kutiji ili nekom drugom predmetu na koji su naslonjene.

   

Evo jedan zanimljiv bakreni proizvod; bakrena gusta mrežica: