בניית אתרים בחינם

נחושת
   הנחושת
 
    הנחושת
(נלקח מהויקיפדיה)

מגיש:ליאור ממדוב
נחושת:

[עריכה]תכונות

הנחושת היא מתכת אדומה כתומה זוהרת בעלת מוליכות חום ומוליכות חשמלית גבוהות. היא מהמתכות הראשונות אשר שימשו את האדם להכנת כלים ואבזרי קישוט. כיום משמשת הנחושת בעיקר בתעשיית החשמל והאלקטרוניקה, בשל היותה מוליך חשמל בעל התנגדות נמוכה. נחושת היא יסוד כימי מתכתי, רכיב הנמצא בטבלה המחזורית בין ניקל, אבץ, כסף וזהב. נחושת שייכת למתכות ה-אל-ברזלית, היא אחת מהמתכות הנמצאות בשימוש נרחב מאוד בחיינו. הנחושת היא מתכת אצילה למחצה, מצטיינת בפעילות כימית נמוכה. הנחושת עמידה בפני השפעות האטמוספירה. חשיפה ממושכת לאוויר רטוב גורמת להיווצרות שיכבה ירקרקה של קרבונטים (פטינה) המגנה על המתכת. נחושת מופיעה בצורתה הטבעית בשני אופנים: הסוג הראשון הוא עופרה – מחצב בתוך סלע והוא נפוץ מאוד; הסוג השני הוא מאוד נדיר וניתן לאוספו מעל פני הקרקע.

[עריכה]שימושים

לנחושת שימושים רבים, ולהלן חלק מהם:

  • כבלי חשמל עשויים מנחושת.
  • צנרת עשויה לעתים מנחושת.
  • ריהוט, כמו למשל ידית לדלת מיוצר לעתים מנחושת.
  • נחושת היא חומר גלם בפיסול, לדוגמה - פסל החירות מכיל 81.3 טון נחושת.
  • ייצור סלילים לאלקטרו־מגנטים
  • מנועים חשמליים.
  • מתגים חשמליים.
  • נחושת היא רכיב במנוע הקיטור שבנה ג'יימס ואט.
  • שפופרת קתודית (או CRT).
  • אלומיניום נזנח בעבור נחושת בייצור מעגלים מודפסים בזכות ההולכה החשמלית שלה.
  • בבניית אניות משתמשים בסגסוגת של ניקל ונחושת, בזכות עמידותה לקורוזיה.
  • ישנם מטבעות העשויים מנחושת.
  • כלי בישול וכלי מטבח מכילים לעתים נחושת.
  • נחושת מהווה תחליף לזיגוג קרמיקה.
  • מנחושת מייצרים כלי נשיפה ממתכת.
  • לתרכובות נחושת, כמו למשל "תמיסת פלינג" (Fehling's Solution) ישנם יישומים בכימיה.
  • ל-CuSO4 תפקיד כקוטל פטריות.
  • משתמשים בנחושת כדי לשנות את צבע הלהבות בזיקוקין די-נור ובמתקנים פירוטכניים אחרים.
  • עקב יכולתה של המתכת להעביר חום ביעילות, נעשה בה שימוש בפתרונות קירור למיניהם בתעשיית המחשבים והאלקטרוניקה.
  • ברפואה אלטרנטיבית מייחסים לנחושת סגולות רבות - מטפלים משתמשים בה ולאנשים עם בעיות בעצבים ובזרימת הדם ממליצים לשים צמידים שעשויים מנחושת.
  • מטילי נחושת (Ingots) משמשים לייצור סגסוגות מתכת אל ברזיליות (alloyed), כגון: פליז או ברונזה.
  • עוגות נחושת (Cakes) משמשים להכנת צלחות, מגשים, פחי נחושת, גיליונות נחושת.
  • גלילי נחושת (Billets), משמשים לייצור מוצרי נחושת נמשכים כגון: צינורות נחושת, מוטות נחושת ופרופילי נחושת.
  • מוטות נחושת (Rods) אשר מגיעים בגלילים מלופפים משמשים ליצירת חוטי נחושת (להעברת חשמל).

[עריכה]היסטוריה

כבר יותר מ 10,000 שנים, הנחושת הינה מתכת פופולארית ושימשה ליישומים רבים, החל בתכשיטים וכלה בצינורות וכבלי חשמל. בסביבות 3000 לפני הספירה, התגלו עופרות נחושת בקפריסין. הרומאים, אחרי שכבשו את האי נתנו לאי את שמו, קפריסין על שמה של המתכת האדומה: Cyprium קופרום. מלבד קפריסין, מרכזי תפוקה נוספים של נחושת בתקופות קדומות, היו גם הרמה האיראנית, הרי אדום ואזור הערבה וסיני בארץ ישראל. כיום מפיקים את מרבית הנחושת בארהב בצ'ילי וקנדה. בישראל הייתה כריית מחצבי נחושת והפקת נחושת נקייה במכרות תמנע אשר ליד העיר אילת. כריית נחושת שם בצורה מסחרית, הייתה משנת 1959 והופסקה ב-1984.

  • תליון נחושת משנת 8700 לפנה"ס נמצא באזור צפון עיראק של היום.
  • ישנן עדויות לטיהור נחושת מתחמוצות נחושת (מלכיט לדוגמה) מלפני 7,000 שנים. לשם השוואה, בזהב החלו להשתמש, ככל הנראה, בשנת 4000 לפנה"ס.
    מטיל נחושת שנמצא בכרתים
  • במערת המטמון בנחל משמר, שבמדבר יהודה, נמצא ב-1961 מטמון ("מטמון נחל משמר") ובו 429 כלי נחושת ברמת גימור גבוהה שנוצרו לפני כ-6000 שנים. זה האוסף הגדול ביותר של חפצים עתיקים מנחושת שנתגלה במזרח התיכון.
    מספר כלי נחושת ממטמון נחל משמר - בני 6000 שנה
  • השומרים השתמשו בנחושת והכינו ממנה חפצים ב-3000 לפנה"ס.
  • גם המצרים הכינו באותה תקופה חפצים מנחושת ומסגסוגת נחושת ובדיל. באחת הפירמידות נמצאה צנרת מנחושת בת 5,000 שנים. המצרים גילו שהוספת כמות קטנה של בדיל לנחושת מקלה על מלאכת החישול. סגסוגות ארד נמצאו במצרים כמעט באותה תקופה שבה נמצאה נחושת.
  • בסין החלו להשתמש בנחושת בשנת 2,000 לפנה"ס ועד שנת 1,200 לפנה"ס יוצר בסין ארד באיכות גבוהה.
  • באירופה התגלה אדם שהשתמר בקרח משנת 3,200 לפנה"ס ועליו נמצא גרזן עם חוד נחושת (99.7% טהור). רמות גבוהות של ארסן בשערו מצביעות על מעורבותו בייצור הנחושת.
  • השימוש בארד (שנקרא גם ברונזה) חלחל לכמה שורשי תרבויות בעצמה רבה והוא מקור השם ל"תקופת הברונזה".
  • בספר במדבר מסופר על נחש הנחושת שיצר משה על מנת להפסיק הרג בעם בעקבות מכת נחשים.
  • היוונים והרומאים השתמשו רבות בפליז, סגסוגת של אבץ ונחושת.
  • נחושת נקשרה לאלה היוונית אפרודיטה במיתולוגיה היוונית.
  • באלכימיה, סמל הנחושת זהה לסמל כוכב הלכת נוגה (ונוס) ושל המין הנשי. הקשר של ונוס (ובעקבותיה המין הנשי כולו) לנחושת נוצר משום שלפי המיתולוגיה נולדה ונוס מקצף הגלים לחוף קפריסין, והאי היה מזוהה עם האלה. קפריסין היה מקור עיקרי לעפרות נחושת בתקופה ההלניסטית. המתכת אף העניקה לאי את שמו, שכן נחושת היא Cuprum בלטינית. כך, למשל, נותן קיניריס, מלכה האגדי של קפריסין, למלך היוונים אגממנון את שריון הנחושת "מגן גיבורים עוטר לאדם ועשוי לתפארה" בצאתו למלחמת טרויה:
Cquote2.svg

ואגממנון הריע בקולו ויצו לארגאים
כי יתאזרו; וילבש גם הוא כלי הנחושת הנוצצה..
אחרי כן בא ועיטר סביב לחזה השריון
אשר נתן לו קיניריס תשורה של אורחים

Cquote1.svg
– הומרוסאיליאדה: שיר 11 שורות 15-20, תרגום שאול טשרניחובסקי

.

נחושת טבעית

[עריכה]תרכובות

בנחושת ישנן שתי דרגות חמצון נפוצות - 2+ ו-1+. הצורה היציבה והנפוצה יותר מבין השתיים היא 2+, שיוצרת מלחים פרה-מגנטיים (תשעה אלקטרונים בקליפה 3d) בצבע כחול או כחול-ירוק. תרכובות נחושת בדרגת החמצון 1+ הן דיאמגנטיות (קליפה d מלאה- כל האלקטרונים מזווגים) וחסרות צבע. בתנאים מיוחדים קיימת גם דרגת החמצון 3+.

נחושת פחמתית (CuCO3) היא מלח ירקרק, המופיע לעתים קרובות על ציפויי נחושת בכלים וחפצים אחרים. נחושת גופרתית (CuSO4) היא מלח כחול שמשתמשים בו לעתים קרובות במעבדות כקוטל פטריות.

CuSO4 · 5H2O

ישנן שתי תחמוצות נחושת יציבות - CuO ו-Cu2O. תחמוצות אלו מהוות חומר התחלתי בייצור YBa2Cu3O7-δ שהוא חומר בסיס בייצור מוליכי-על.

[עריכה]תפקיד ביולוגי

הנחושת מופיעה בכל[דרוש מקור] היצורים החיים, והיא חיונית לחיים. אטומי נחושת מופיעים במרכזם של אנזימים וחלבונים אחרים בעלי חשיבות עליונה: ציטוכרום C אוקסידאז (קולט האלקטרונים הסופי בתהליך הנשימה התאית),המוציאנין (החלבון נושא החמצן השכיח ביותר באורגניזמים, אחרי המוגלובין. משמש לנשיאת חמצן ברכיכות ובכמה סוגי סרטנים), סופראוקסיד דיסמוטאז (SOD, משמש לביטול השפעת הרעלים בתהליך הנשימה התאית; ראו ערך אנארובי לפרטים נוספים) ועוד.

[עריכה]השפעות בריאותיות

מנה של 30 מילי-גרם נחושת לכל קילוגרם ממשקל הגוף עלולה להיות קטלנית לבני אדם. הרמה הבטוחה של נחושת במי שתייה נעה בין 1.5-2 מיליגרם לליטר.

מחלת וילסון היא מחלה תורשתית שגורמת לגוף לצבור נחושת. אם החולה אינו מקבל טיפול, עלול להיגרם נזק לכבד ולמוח. בנוסף לכך, מחקרים מצאו קשר בין מחלות נפש כמו סכיזופרניה לבין רמות גבוהות של נחושת בגוף. לא ידוע עדיין אם הנחושת היא זו שגורמת למחלת הנפש, או שהמחלה היא זו שגורמת לגוף לצבור נחושת.

[עריכה]נחושת בישראל

מכרות הנחושת בתמנע - 1980

בישראל התגלו מרבצי נחושת באזור תמנע, לא רחוק מקיבוץ יטבתה שבערבה. האזור נקרא "מכרות תמנע". ב-1951 הוקמה חברת מכרות נחושת תמנע והכרייה המסחרית החלה ב-1959. במכרה הועסקו כ-1,200 עובדים תושבי אילת. הכרייה הופסקה ב-1983 בגלל צניחת מחירי הנחושת בעולם וחודשה על ידי חברה מקסיקנית. מאז חידוש נהרגו במכרה מיכאל גלי וחיים ברמן.

[עריכה]