tiểu thuyết
truyện ngắn
thơ
lý luận phê bình văn học
những bài báo
điện ảnh, âm nhạc và hội họa
truyện dân gian VN và TG
Tư liệu sáng tác
tìm kiếm
BẠN ĐỒNG HÀNH
Khách thăm: 19012939
13.08.2012
Tư liệu
Đồng

Đồng là nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn nguyên tố có ký hiệu Cu và số nguyên tử bằng 29.


Đồng là một kim loại có màu đỏ cam, có độ dẫn điện và độ dẫn nhiệt cao (trong số các kim loại nguyên chất ở nhiệt độ phòng chỉ có bạc có độ dẫn điện cao hơn). Đồng có lẽ là kim loại được con người sử dụng sớm nhất do các đồ đồng có niên đại khoảng năm 8700 trước công nguyên (TCN) đã được tìm thấy. Ngoài việc tìm thấy đồng trong các loại quặng khác nhau, người ta còn tìm thấy đồng ở dạng kim loại (đồng tự nhiên) ở một số nơi.


Lịch sử


Đồng đã được ghi chép trong các tư liệu của một số nền văn minh cổ đại, và nó có lịch sử sử dụng ít nhất là 10.000 năm. Hoa tai bằng đồng đã được tìm thấy ở miền bắc Iraq có niên đại 8.700 năm TCN. Khoảng 5.000 năm TCN đã có những dấu hiệu của việc luyện, nấu đồng, việc tinh chế đồng từ các ôxít đơn giản của đồng như malachit hay azurit. Các dấu hiệu sớm nhất của việc sử dụng vàng chỉ xuất hiện vào khoảng 4.000 năm TCN.


Người ta còn tìm thấy các đồ vật bằng đồng nguyên chất và đồng đỏ ở các thành phố Sumeria có niên đại 3.000 năm TCN, và các đồ vật cổ đại của người Ai Cập bằng đồng và hợp kim của đồng với thiếc cũng có niên đại tương tự. Trong một kim tự tháp, một hệ thống hàn đồng đã được tìm thấy có niên đại 5.000 năm. Người Ai Cập đã phát hiện ra rằng nếu thêm một lượng nhỏ thiếc vào sẽ làm cho kim loại trở nên dễ đúc hơn, vì thế các hợp kim đồng đỏ đã được tìm thấy ở Ai Cập gần như là đồng thời cùng với đồng. Việc sử dụng đồng ở Trung Hoa cổ đại có niên đại ít nhất là 2.000 năm TCN. Vào khoảng 1200 năm TCN những đồ đồng đỏ hoàn hảo đã được sản xuất ở Trung Quốc. Cũng lưu ý rằng các số liệu ngày, tháng này chịu ảnh hưởng của các cuộc chiến tranh do đồng rất dễ nấu chảy và được tái sử dụng. Tại châu Âu, Oetzi the Iceman, thi thể một người đàn ông được bảo quản tốt có niên đại 3.200 TCN, đã được tìm thấy với chiếc rìu bịt đồng có độ tinh khiết của đồng là 99,7%. Nồng độ cao của asen trong tóc của ông ta có lẽ là do ông đã tham gia vào việc nấu đồng.


Việc sử dụng đồng đỏ đã phát triển trong thời đại của các nền văn minh được đặt tên là thời đại đồ đồng hay thời đại đồng đỏ. Thời kỳ quá độ trong các khu vực nhất định giữa thời kỳ đồ đá mới và thời kỳ đồ sắt được đặt tên là thời kỳ đồ đồng, với một số công cụ bằng đồng có độ tinh khiết cao được sử dụng song song với các công cụ bằng đá.


Đồng thau, một hợp kim của đồng với kẽm, được biết đến từ thời kỳ Hy Lạp nhưng chỉ được sử dụng rộng rãi bởi người La Mã.


Tên gọi


 


Trong thời của nền văn minh Hy Lạp, kim loại này được biết với tên gọi chalkos. Trong thời kỳ La Mã, nó được biết với tên aes Cyprium (aes là thuật ngữ Latinh chung để chỉ các hợp kim của đồng như đồng đỏ và các kim loại khác, và bởi vì nó được khai thác nhiều ở Síp). Từ những yếu tố lịch sử này, tên gọi của nó được đơn giản hóa thành Cuprum là tên gọi Latinh của đồng.


Trong thần thoại Hy Lạp - La Mã cũng như trong thuật giả kim, đồng có liên quan đến nữ thần Aphrodite (Vệ Nữ) vì vẻ đẹp rực rỡ của nó, việc sử dụng thời cổ đại của nó trong sản xuất gương, và sự liên hệ của nó với Síp, là quê hương của nữ thần. Trong thuật giả kim, ký hiệu của đồng cũng là ký hiệu cho sao Kim.


Ứng dụng


Đồng là vật liệu dễ dát mỏng, dễ uốn, có khả năng dẫn điện và dẫn nhiệt tốt, vì vậy nó được sử dụng một cách rộng rãi trong sản xuất các sản phẩm:


    Dây điện.


    Que hàn đồng.


    Tay nắm và các đồ vật khác trong xây dựng nhà cửa.


    Đúc tượng: Ví dụ tượng Nữ thần Tự Do, chứa 81,3 tấn (179.200 pao) đồng hợp kim.


    Cuộn từ của nam châm điện.


    Động cơ, đặc biệt là các động cơ điện.


    Động cơ hơi nước của Watt.


    Rơ le điện, dây dẫn điện giữa các bảng mạch và các chuyển mạch điện.


    Ống chân không, ống tia âm cực và magnetron trong các lò vi ba.


    Bộ dẫn sóng cho các bức xạ vi ba.


    Việc sử dụng đồng trong các mạch IC đã trở nên phổ biến hơn để thay thế cho nhôm vì độ dẫn điện cao của nó.


    Là một thành phần trong tiền kim loại.


    Trong đồ nhà bếp, chẳng hạn như chảo rán.


    Phần lớn các đồ dùng bằng niken trắng dùng ở bàn ăn (dao, nĩa, thìa) có chứa một lượng đồng nhất định.


    Trong chế tạo đồ đựng thức ăn bằng bạc (hàm lượng bạc từ 92,5% trở lên), có chứa một số phần trăm đồng.


    Là thành phần của gốm kim loại và thủy tinh màu.


    Các loại nhạc khí, đặc biệt là các loại nhạc khí từ đồng thau.


    Làm bề mặt tĩnh sinh học trong các bệnh viện hay các bộ phận của tàu thủy để chống hà.


    Các hợp chất, chẳng hạn như dung dịch Fehling, có ứng dụng trong phân tích hóa học.


    Đồng (II) Sulfat được sử dụng như là thuốc bảo vệ thực vật và chất làm sạch nước.


Vai trò sinh học


Đồng là nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho các loài động, thực vật bậc cao. Đồng được tìm thấy trong một số loại enzym, bao gồm nhân đồng của cytochrom c oxidas, enzym chứa Cu-Zn superoxid dismutas, và nó là kim loại trung tâm của chất chuyên chở ôxy hemocyanin. Máu của cua móng ngựa (cua vua) Limulus polyphemus sử dụng đồng thay vì sắt để chuyên chở ôxy.


Theo tiêu chuẩn RDA của Mỹ về đồng đối với người lớn khỏe mạnh là 0,9 mg/ngày.


Đồng được vận chuyển chủ yếu trong máu bởi protein trong huyết tương gọi là ceruloplasmin. Đồng được hấp thụ trong ruột non và được vận chuyển tới gan bằng liên kết với albumin.


Một bệnh gọi là bệnh Wilson sinh ra bởi các cơ thể mà đồng bị giữ lại, mà không tiết ra bởi gan vào trong mật. Căn bệnh này, nếu không được điều trị, có thể dẫn tới các tổn thương não và gan.


Người ta cho rằng kẽm và đồng là cạnh tranh về phương diện hấp thụ trong bộ máy tiêu hóa vì thế việc ăn uống dư thừa một chất này sẽ làm thiếu hụt chất kia.


Các nghiên cứu cũng cho thấy một số người mắc bệnh về thần kinh như bệnh schizophrenia có nồng độ đồng cao hơn trong cơ thể. Tuy nhiên, hiện vẫn chưa rõ mối liên quan của đồng với bệnh này như thế nào (là do cơ thể cố gắng tích lũy đồng để chống lại bệnh hay nồng độ cao của đồng là do căn bệnh này gây ra).


Trong tự nhiên


Quặng đồng.


Đồng có thể tìm thấy như là đồng tự nhiên hoặc trong dạng khoáng chất. Các khoáng chất chẳng hạn như cacbonat azurit (2CuCO3Cu(OH)2) và malachit (CuCO3Cu(OH)2) là các nguồn để sản xuất đồng, cũng như là các sulfua như chalcopyrit (CuFeS2), bornit (Cu5FeS4), covellit (CuS), chalcocit (Cu2S) và các ôxít như cuprit (Cu2O).


Phần lớn đồng trích xuất được trong các mỏ lộ thiên trong các khoáng sản có ít hơn 1% đồng. Các ví dụ bao gồm: mỏ Chuquicamata ở Chilê và mỏ El Chino ở New Mexico.


Hợp kim


Có rất nhiều chủng loại hợp kim của đồng - Các gương đồng là hợp kim của 4 phần đồng với 1 phần thiếc, đồng thau còn gọi là Latông hay đồng vàng là hợp kim của đồng với kẽm, và đồng đỏ hay còn gọi là Burông là hợp kim của đồng với thiếc.


Đồng thau là hợp kim của đồng và kẽm. Tỷ lệ pha chế giữa đồng và kẽm cho ta một loạt các đồng thau đa dạng khác nhau. Đồng thau là một hợp kim thay thế, được ứng dụng nhiều vào các lĩnh vực như đồ trang trí, vật liệu hàn, thiết bị điện, các loại đầu đạn súng cá nhân, và rất nhiều các nhạc cụ hơi...


Đồng thau có một màu vàng, đôi khi khá giống màu của vàng, nó có thể duy trì được độ sáng bóng trong điều kiện môi trường bình thường, nên chúng được làm ra các đồ trang trí, hay làm tiền xu.


Đồng thau được người tiền sử biết đến khá sớm, trước rất lâu khi con người tìm ra kẽm. Đồng thau là sản phẩm đồng hành trong quặng calamin, là một khoáng vật chứa kẽm và đồng. Trong quá trình nấu chảy quặng calamin, kẽm được tách ra và hòa lẫn vào đồng tạo thành đồng thau tự nhiên. Kẽm trong đồng thau đã giúp cho điểm nóng chảy của đồng thau thấp xuống đáng kể, tăng tính đúc vì vậy đã cho ra những sản phẩm có vẻ đẹp sắc sảo, cũng như giữ được màu sắc trường tồn.


Ca dao Việt Nam:


    Thật vàng chẳng phải thau đâu


    Xin đừng thử lửa thêm đau lòng người.


Ý rằng, đồng thau có màu vàng giống như chất vàng nên kẻ gian trá có thể đánh tráo thau làm vàng. Muốn biết thau hay vàng thì đem hơ lửa. Thau sẽ bị nung chảy trong khi vàng cần nhiệt độ cao hơn.


Hợp chất


Các trạng thái ôxi hóa chung của đồng bao gồm trạng thái đồng (I) ít ổn định Cu+1; và trạng thái ổn định hơn đồng(II), Cu+2, chúng tạo thành các muối có màu lam hoặc lục-lam. Dưới các điều kiện không bình thường, trạng thái Cu+3 có thể được tạo ra.


Cacbonat đồng (II) là một chất màu xanh lục, nó được hình thành trên các mái che phủ bằng đồng hay các mái vòm của một số công trình. Sulfat đồng (II) tạo thành các tinh thể ngậm nước có màu xanh lam CuSO4.5H2O có lẽ là hóa chất thông dụng nhất của đồng trong các phòng thí nghiệm. Khi hỗn hợp với Ca(OH)2, nó được sử dụng như thuốc diệt nấm, được biết đến với tên gọi hỗn hợp Boóc đô (Bordeaux mixture).


Có hai ôxít đồng ổn định là ôxít đồng (II) (CuO) và ôxít đồng (I) (Cu2O). Các ôxít đồng được sử dụng để tạo ra ôxít yttri bari đồng (YBa2Cu3O7-δ) hay YBCO, nó là cơ sở cho rất nhiều chất siêu dẫn dị thường.


Các hợp chất khác: clorua đồng (I) CuCl, clorua đồng (II) CuCl2, sulfua đồng (II) CuS.


Đồng vị


Có hai đồng vị ổn định là Cu63 và Cu65, cùng với một số đồng vị phóng xạ. Phần chủ yếu của các đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã ở mức độ phút hay nhỏ hơn, đồng vị phóng xạ bền nhất, Cu64, có chu kỳ bán rã 12,7 giờ, có hai cách phân rã, tạo ra hai sản phẩm khác nhau.


Phòng ngừa


Mọi hợp chất của đồng là những chất độc. Đồng kim loại ở dạng bột là một chất dễ cháy. 30g sulfat đồng có khả năng gây chết người. Đồng trong nước với nồng độ lớn hơn 1 mg/lít có thể tạo vết bẩn trên quần áo hay các đồ vật được giật giũ trong nước đó. Nồng độ an toàn của đồng trong nước uống đối với con người dao động theo từng nguồn, nhưng có xu hướng nằm trong khoảng 1,5 - 2 mg/lít. Mức cao nhất có thể chịu được về đồng theo DRI trong chế độ ăn uống đối với người lớn theo mọi nguồn đều là 10 mg/ngày.


Tham khảo


Bằng tiếng Anh:


    Los Alamos National Laboratory - Copper


    Copper: Technology & Competitiveness (Summary) Chapter 6: Copper Production Technology; Author: Office of Technology Assessment

bản để in
Các tác phẩm đã đăng:Trở lại - Đầu trang
Dấu xưa danh tướng và đình chùa cổ Phú Nhuận - Hồ Tường 30.04.2017
Giữ độc lập cho bầu trời - Mai Thanh Hải 30.04.2017
42 năm thống nhất đất nước (30.4.1975-30.4.2017): Chuyện về giữ sân bay và tìm phi công ở Tân Sơn Nhất - Mai Thanh Hải 30.04.2017
Ủy ban kiểm tra Trung ương đề nghị kỷ luật ông Đinh La Thăng - Nhiều tác giả 27.04.2017
Kết luận về một số sai phạm của lãnh đạo Tập đoàn dầu khí Quốc gia Việt Nam PVC - Tư liệu sưu tầm 27.04.2017
Cuộc tấn công Quyến rũ của Trung Quốc đã kết thúc? - Tư liệu 27.04.2017
Tình cảnh những cựu binh Mỹ trở về từ Việt Nam - Kyle Longley 27.04.2017
Báo cáo về vụ nổi dậy ở Thái Bình 1997 - Tương Lai 27.04.2017
Trao đổi với Giáo sư Phan Huy lê về Sử Việt - Hà Văn Thùy 27.04.2017
Chuyện ít biết về cơn bão từng làm chết 3.000 người ở Sài Gòn - Nhiều tác giả 26.04.2017
xem thêm »