Cobre
El cobre es un elemento metálico que se encuentra en el grupo 11 de la tabla periódica, estando posicionado entre el níquel y el zinc. Su número atómico es el 29, su masa atómica es igual a 63,546 unidades y es identificado con el símbolo químico Cu, proveniente del latín Cuprum.
El cobre es un metal relativamente abundante en la corteza terrestre, representando alrededor de 50 partes por millón de esta. Naturalmente, el cobre se manifiesta tanto en forma mineral como en forma pura. Algunos de los minerales del cobre son la cuprita, la melaconita y la covellina.
El cobre fue uno de los primeros metales descubiertos por el homo sapiens. El descubrimiento generalmente se le atribuye a las civilizaciones antiguas de Oriente Medio, y sucedió a mediados del 9000 a. C., dando inició a 2 épocas prehistóricas de importancia: la Edad del Cobre y la Edad del Bronce.
Tabla de contenidos
Características y propiedades
El cobre forma parte de la serie química de los metales de transición.
El cobre resalta por ser el segundo metal con mayor conductividad eléctrica. La plata ocupa el primer lugar.
Es uno de los pocos metales que pueden ser hallados en estado puro en la naturaleza.
Gracias a la conjunción de sus propiedades físicas, químicas y mecánicas, el cobre es el 3° metal de mayor uso y producción en el mundo, después del hierro y el aluminio.
El cobre es un metal de importancia biológica, puesto que interviene en la fotosíntesis y en la generación de glóbulos rojos, entre otros procesos vitales del cuerpo humano.
Los principales productores globales de cobre mineral son Chile, Perú, China, Estados Unidos y la República Democrática del Congo. En cuanto a las reservas, la mitad de los yacimientos minerales de cobre más abundante se hallan en territorio chileno.
Propiedades físicas
- El punto de fusión del cobre se desarrolla a la temperatura de 1084,62 °C, y su punto de ebullición es alcanzado a unos 2562 °C.
- Posee una densidad estándar igual a 8960 kg/m3.
- Su estado de agregación ordinario es el sólido.
- Es un metal diamagnético.
- Es un buen conductor de electricidad y de calor.
- Presenta una estructura cristalina cúbica centrada en las caras.
- Organolépticamente, es un metal blando y de color rojizo brillante.
- En la escala de Mohs, su dureza es igual a 3.
Propiedades químicas
- Un átomo de cobre está compuesto por 29 electrones, 29 protones y 35 neutrones.
- Posee 4 niveles energéticos, u orbitales electrónicos.
- Sus estados de oxidación son: -2, +1, +2, +3, +4.
- Presenta una reactividad relativamente baja.
- Al entrar en contacto con el agua no reacciona.
- Reacciona lentamente con el oxígeno atmosférico, formando una ligera capa de óxido que le protege de la corrosión, este es un proceso conocido como pasivasión.
- El cobre es especialmente débil a los halógenos cuando existen altos niveles de humedad. En condiciones secas es capaz de resistir el ataque del cloro y del bromo, mientras que el flúor es solo capaz de atacar a temperaturas mayores de 500 °C.
- Este metal también es susceptible a la influencia de ácidos, sobre todo a los ácidos oxácidos y al ácido cítrico.
Propiedades mecánicas
- Es un metal de gran maleabilidad, elasticidad y ductilidad.
- Tiene una elevada maquinabilidad, por lo que es fácil de trabajar. Razón por la que puede ser laminado, forjado, soldado, templado y recocido.
- Presenta una relativamente alta resistencia tensional.
- Las temperaturas bajas amplifican las magnitudes de sus propiedades mecánicas.
Usos
Debido a elevada conductividad eléctrica, el principal uso del cobre radica en la fabricación de todo tipo de cables eléctricos ya sea para entornos residenciales o industriales. Incluso, el cobre es un componente esencial de los cables telefónicos, de fibra óptica y en sistemas inalámbricos.
El cobre es también usado como cableado interno en dispositivos y equipos electrónicos, como motores, generadores, transformadores, etc. A su vez, es una pieza básica de los circuitos integrales, disipadores de calor, electroimanes, tubos de vacío, tubos de rayos catódicos y en los magnetrones de los microondas electrodomésticos.
En la industria automotriz, el cobre se utiliza para fabricar componentes de vehículos ligeros y pesados. Los radiadores son los componentes que mayormente requieren de cobre, sin embargo, su uso también se distribuye en la producción de cojinetes y frenos.
En la metalurgia, el cobre es usado para elaborar aleaciones, fundiciones (ánodos y cátodos), tubos, láminas, alambres, etc. Las aleaciones más conocidas del cobre son el bronce, el latón y la alpaca, las cuales son usadas con fines estructurales y ornamentales en diversas construcciones y mecanismos, ya que son resistentes a la corrosión y de gran esteticidad.
De todos sus compuestos sobresale el sulfato cúprico, que sirve como abono, pesticida, depurador de agua y conservante de la madera.
¿Dónde se encuentra?
El cobre se encuentra en países como Chile, Estados Unidos, China, Perú y República Democrática del Congo.
El cobre es un metal curioso de color rojizo y brillos metálicos. Su estructura es perfecta para la fabricación de cables eléctricos y otros objetos electrónicos.
Es conocido por ser un elemento que permite la libre conductibilidad eléctrica y su maleabilidad, es el tercer metal más consumido en el mundo por esta razón.
Obtención
La obtención del cobre proviene de la extracción del mineral a través de las minas, donde se encuentra en bajas concentraciones del 0, 4 y 1%.
El proceso de obtención del cobre se fundamenta en diversas etapas:
- Fusión de la mata: consiste en tomar un mata líquida del 50% al 60% de cobre, este debería ser calentada a 1. 250 grados por unas horas.
- Conversión de la mata: este es el momento donde se inyecta un poco de oxígeno a la mata y alcanza temperaturas superiores los 1. 200 grados, de este resultado se obtendrá un blíster.
- Refinado reductor: se elimina el oxígeno del cobre a través de la transferencia de gas propano, quemado junto al oxígeno. Esto permite el 99% de la pureza en el metal.
- Refinado electrolítico: este paso se utiliza cuando se requiere de una pureza extrema del cobre, este refinado es posible a través de una electrolización a bajos potenciales.
¿Quién lo descubrió?
Nada se sabe sobre el nombre de la persona que descubrió el cobre, pero se conoce que sus primeros avistamientos se produjeron hace unos 10.000 o 12.000 años.
Se implementó ante la necesidad de dejar las herramientas de piedra y se utilizara este material por ser más resistente, dúctil y duro.
Los primeros artículos que se evidenciaron hechos de cobre fueron las velas, siendo instrumentos de alta pureza, innovadores para algunas ciudades de Asia y el Mediterráneo.
Pero el cobre no se quedó allí, con el paso de las décadas, tomó otras figuras como herramientas de labrado, instrumentos domésticos y ornamentos para los monarcas de la época.
Los descubrimientos han apuntado que el objeto de cobre más antiguo fue el encontrado fue en el norte de Irak que tiene una data aproximada de 8. 700 A.C.
Ante el descubrimiento, los científicos aseguran que el cobre pudo desarrollarse varios milenios antes de Cristo, como lo pudo ser en el caso de los sumerios y los egipcios.
El cobre ha significado grande avances para las construcciones y cableados.
Su combinación con el estaño ha permitido crear una aleación que permitió la entrada a la edad de bronce con mayor facilidad.
La historia narra que la principal fuente de cobre fue encontrada en Chipre, donde también fueron encontrados algunos yacimientos ya explotados.
El cobre ha protagonizado varios de los escenarios importantes de la historia, tales como los rollos del icónico mar muerto, el sistema de plomería de las pirámides egipcias, pilares para el barco de Cristóbal colón, entre otras cosas.
El cobre para el futuro, seguirá siendo esencial por sus características de conductor eléctrico y por ser partícipe en la conformación de las computadoras y otros equipos.