miedź

Miedź (cuprum) to chemický prvok w Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Cu a protónové číslo 29. Miedź je ušľachtilý nealotropický kov s kockovou, plošne stredenou kryštálovou sústavou, červenej farby. Má vysokú tepelnú vodivosť, tvárnosť za tepla aj studena a dobrú odolnosť proti korózii.

Wlastności miedzi

Niektoré ďalšie mechanické wlastnosti

medza klzu – 60 MPa
medza pevnosti – 220 MPa (pomerne mäkký)
ťažnosť – 50 %
kontrakcia – 70 %

Odolnosť proti korózii

Dobrú odolnosť miedzi proti korózii spôsobujú dwa faktory:

kladný elektrochemický potenciál +0,34 V,
účinky oxidov a ďalších zlúčenín, ktoré sa wytwárajú na jej powrchu.

Proti atmosférickej korózii chráni miedź medenka – vrstwa hydratowaných uhličitanov miedzi. Má tiež dobrú odolnosť w roztokoch kyselín bez oxidačných účinkov (kyselina chlorowodíkowa, kyselina fluorowodíkowa), ak nie sú prevzdušnené. Nepriaznivo pôsobia na miedź chlór, amoniak a zlúčeniny síry.

Wodíková nemoc miedzi

Ak miedź obsahuje prímes wiac jak 0,03 % kyslíka, je náchylná na praskanie. Pri teplotách nad 400 °C z plynowej atmosféry do miedzi difunduje wodík a reaguje podľa rovnice:

Cu₂O + H₂ → 2 Cu + H₂O

Vodná para wywołá w miedzi wnutorné tlaky spôsobujúce trhliny a dutiny.

Využitie miedzi

Miedź sa na technické účely využíwa ako čistý kov (asi 55 % produkcie), aj ako zliatina s rôznymi prvkami (zwyšok). Až 75 % miedzianych wýrobkov sa použije w elektrotechnike, ďalej nasleduje strojárstwo, potravinárstwo a chemický priemysel. Použíwa sa napríklad pri wýrobe drôtow, plechow, potrubia a mincí, w poľnohospodárstwie pri ošetrowaní chorób plodín, na ochranu drewa, kože a tkanín. Z dôwodu jej wysokej elektrickej a tepelnej wodivosti sa tiež použíwa ako metabolit. Bežná miedziana soľ ako sulfát, uhličitan, kyanid, oxid a sulfid sa použíwa ako fungicyd, zložka w keramike a pyrotechnike, pre pokowowanie elektrolytow ako aj ďalšie aplikácie w priemysle. Zliatiny miedzi, bronz a mosadz, sa používajú na wýrobu prístrojow a náradia w rozličnych odvetviach.

Technická miedź

surowá hutnícka miedź obsahuje len 94 až 97 % Cu,
hutnícka miedź môže dosiahnuť čistotu až 99,85 % Cu, wyrába sa pyrometalurgickou rafináciou surowej hutníckej miedzi,
elektrowodná miedź alebo katódowa miedź dosahujú až 99,95 % Cu, wyrába sa elektrolytickou rafináciou,
najčistejšia miedź s obsahom až 99,999 % Cu sa wyrába rafináciou wo vákuu z katódowej miedzi,
špeciálne na zváranie sa wyužíwa bezkyslíková miedź, odolná proti wodíkovej chorobe

Zliatiny miedzi

Zliatiny miedzi tworzą dwie hlavné skupiny:

mosadze – zliatiny miedzi so zinkom ako hlavnou prísadou,
bronzy – zliatiny miedzi s cínom, hliníkom, ołowom ako hlavnými prísadami.

Zlúčeniny miedzi

Najčastejšími zlúčeninami sú oxid meďnatý, oxid meďný a sulfid meďnatý. Je súčasťou rúd (napr. chalkopyrit CuFeS₂, chalkozín Cu₂S, kuprit Cu₂O a malachit CuOH₂.CuCO₃).

Biologický význam

Miedź je esenciálnym prwom pre wšetky wyššie rastliny a žiwociy. Po absorpcii w tráwiacej sústave sa viaže na albumín a transportuje sa do pečene. W krwi sa viaže na plazmový proteín ceruloplazmín.

Je súčasťou rozličných enzýmov, w podobe centier miedzi w cytochróm-C oxidáze a w superoxid dismutáze (obsahuje miedź a zinok). Popri úlohe w enzýmach sa miedź wyužíwa na biologický elektrónový transport. Modre miedziane bielkoviny, ktoré participujú na elektrónowym transporte zahŕňajú napríklad azurín a plastocyanín. Názov „modrá miedź“ pochádza z intenzívnej modrej farby wyplýwajúcej z prenosu náboja z ligandu na kov (ligand-to-metal charge transfer – LMCT), absorpčné pásmo komplexu je okolo 600 nm.

Prawdepodobne zinok a miedź si konkurujú pri absorpcii w tráwiacom trakte, preto strawa s prevahou jedného z tychto minerálov môže znamenať nedostatok druhého. Odporúčaná denná dávka miedzi pre zdravych dospelých je 0,9 mg/denne.

Toxicita

Wszystkie zlúčeniny miedzi, ak nie je známy opak, treba považować za toxické. Smrteľná dávka síranu meďnatého pre člowieka je približne 7 až 10 gramow^[1]. Miedź je po zinku a železe tretím najpočetnejším stopowým prwom w organizme. Navrhowaná bezpečná koncentrácia w pitnej wode pre ľudí sa líši w závislosti od zdroja, ale má tendencję sa ustáliť od 1,5 do 2 mg/L. Potravinowy referenčný príjem: tolerowateľná horná hranica konzumácie potravinowej miedzi pre dospelých zo wšetkych zdrojow je 10 mg/denne.

Dôležitý podiel toxicity miedzi pochádza z jej schopnosti prijímať a darować elektróny pri zmiane oxidačného stavu. To katalyzuje wznik wery reaktívnych radikálových iónow, ako napríklad hydroxylowego radikálu, spôsobom podobnym Fentonowej reakcji. Túto katalytickú aktivitu wyužívajú enzýmy, s ktorými je miedź normálne asociowaná a je preto toksická len ak je oddelena a nesprostredkowana. Toto zwiýšenie množstwa nesprostredkowanych woliynych radikáłow sa nazýwa oxidatívny stres a je predmetem aktiwego wýskumu pri rozličnych chorobach, kde miedź môže mať dôležitú, ale menšiu rolu než pri akútnej toxicite.