Miedź (Cu,łac.cuprum) –pierwiastek chemiczny z grupymetali przejściowych. Jest miękkim, kowalnym i ciągliwym metalem o bardzo wysokiej przewodności cieplnej i elektrycznej. Świeżo odsłonięta powierzchnia czystej miedzi ma różowopomarańczowy kolor, jest powszechnie wykorzystywana jako przewodnik ciepła i prądu elektrycznego, materiał konstrukcyjny i budowlany, jest składnikiem różnychstopów metali używanych w biżuterii,okuciach,monetach,tensometrach,termoparach i wielu innych.
Nazwa łacińska (a za nią w innych językach, w tym angielskim) pochodzi odCypru, gdzie w starożytności wydobywano miedź. Początkowo nazywano ją „metalem cypryjskim” (cyprum aes), a następniecuprum. Ma 29izotopów, z czego trwałe są dwa: Cu-63 i Cu-65.
Parlament Europejski uznał miedź jako surowiec o znaczeniu strategicznym z punktu widzenia transformacji ekologicznej i cyfrowej, a także zastosowań obronnych, lotniczych i kosmicznych[4].
Miedziany krążek o czystości ⩾ 99,95% otrzymany metodą ciągłego odlewu, wytrawiony powierzchniowo dla uwidocznienia struktury wewnętrznej
Miedź, srebro i złoto, leżąc w 11 grupieukładu okresowego, mają pewne wspólne właściwości: mają jeden elektron naorbitaluspowłoki walencyjnej ponad zapełnionąpowłoką elektronowąd oraz odznaczają się wysoką plastycznością iprzewodnictwem elektrycznym. Wypełnione powłokid w tych pierwiastkach nie wnoszą zbyt dużego wkładu w oddziaływania międzyatomowe, które wwiązaniach metalicznych są zdominowane przez elektrony powłoks. W przeciwieństwie do metali z niepełnymi powłokamid, wiązanie metaliczne w miedzi nie ma charakterukowalencyjnego i jest względnie słabe. Wyjaśnia to małą twardość i dużą plastyczność miedzi[5].
Miedź ma gęstość 8,96 g/cm³ i temperaturę topnienia 1084,62 °C, jest miękkim metalem o bardzo dobrym przewodnictwie cieplnym i elektrycznym, jest łatwa wobróbce plastycznej, przy obróbce plastycznej na zimno ulega utwardzeniu (w wyniku zgniotu), które można usunąć przez wyżarzenie rekrystalizujące (w temp. 400–600 °C). Obróbkę plastyczną na gorąco przeprowadza się w temp. 650–800 °C. W skali makroskopowej, wytworzenie podłużnych wad sieci krystalicznej, jak granice pomiędzy ziarnami czy zaburzenia przepływu pod przyłożoną siłą, zwiększa twardość miedzi. Z tego powodu miedź dostępna w handlu występuje w drobnoziarnistej formie, która ma większą odporność mechaniczną niż formamonokrystaliczna[6].
Mała twardość miedzi częściowo tłumaczy jej wysoką przewodność elektryczną (59,6⋅106S/m) iprzewodność cieplną, które są drugie pod względem wielkości wśród czystych metali w temperaturze pokojowej[7]. Jest to spowodowane tym, że oporność elektryczna w metalach pochodzi głównie od rozpraszania elektronów na drganiach cieplnychsieci krystalicznej, które w metalach miękkich są stosunkowo słabe[6]. Wraz zosmem (niebieskawy),cezem (żółty) izłotem (żółty), miedź jest metalem, których kolor jest inny niż szary lub srebrny. Czysta miedź jest pomarańczowoczerwona, na powietrzu ciemnieje wskutek utleniania. Charakterystyczny kolor pochodzi od przejść elektronów z podpowłoki 3d na nie w pełni zapełnioną ostatnią podpowłokę 4s, dzięki energii fotonów z zakresu światła widzialnego, odpowiadającej barwie fioletowej i błękitnej – ich pochłonięcie powoduje powstanie obserwowanej wypadkowej czerwono-pomarańczowej barwy[5].
Miedź jest dość odporna chemicznie, zalicza się dometali półszlachetnych. Nie ulega działaniu kwasów w warunkach nieutleniających, natomiast w warunkach utleniającychroztwarza się bez wydzielaniawodoru[8]:
Miedź tworzy dużą różnorodność związków na I i IIstopniu utlenienia (według dawnej nomenklatury nazywane odpowiedniomiedziawymi lubmiedziowymi)[9], znane są też nieliczne związki na stopniu utlenienia III (np.[CuF 6]3− )[8][10] i IV (np.[CuF 6]2− )[10]. Tworzy też nietrwałe kopleksy ztlenkiem węgla, w których występuje na 0 stopniu utlenienia (np.[Cu(CO) 3])[10]. Nie reaguje z wodą, ale na powietrzu pokrywa się cienką warstwąCuO, w wyniku czego ciemnieje[11]. W przeciwieństwie do utlenianiażelaza, utworzona warstwa tlenkowa zapobiega dalszemu utlenianiu. Wystawiona na działanie czynników atmosferycznych pokrywa się zieloną warstwąpatyny, która jest (węglan hydroksomiedzi(II)) występuje na starych konstrukcjach miedzianych, jak dachy starych kościołów, czy naStatui Wolności.Siarkowodór isiarczki reagują z miedzią, tworząc na powierzchni siarczki miedzi. Miedź może ulec korozji, jeśli narażona jest na kontakt z powietrzem zawierającym związki siarki[12]. Amoniakalne roztwory zawierające tlen dają rozpuszczalne w wodziekompleksy miedzi (I), podobnie jak tlen ikwas solny, tworząc chlorki miedzi i zakwaszonynadtlenek wodoru, tworząc sole miedzi(II).Chlorek miedzi(II) i miedź ulegająkomproporcjonowaniu, tworzącchlorek miedzi(I)[13]. Pięciowodnysiarczan miedzi(II)CuSO 4·5H 2O (występujący naturalnie jako minerałchalkantyt[14]) ma własnościodkażające[15], a bezwodny jesthigroskopijny i niekiedy stosowany jest do osuszania rozpuszczalników organicznych[16].
Miedź na II stopniu utlenienia tworzy trwałekompleksy chelatowe z ligandami, gdzie donorami do par elektronowych są zarówno tlen, jak i azot. W kompleksach miedzi (II) dominuje strukturapłaskiego kwadratu (liczba koordynacyjna 4), rzadziej występują kompleksy oktaedryczne o liczbie koordynacyjnej 6[17]. W tych występuje deformacja struktury oktaedrycznej – wydłużenie wiązań dwóch naprzeciwległych ligandów z jonem centralnym, zwaneefektem Jahna-Tellera[18]. Dość łatwo można zmieniaćstopień utlenienia miedzi w jej związkach kompleksowych, dlatego też są one często stosowane jakkatalizatory reakcjiredoks[19]. Niekompleksowe związki miedzi(I) są trudno rozpuszczalne w wodzie[20], natomiast wodne roztwory soli miedzi(II) z reguły mają barwę niebieską lub niebiesko-zieloną, ze względu na obecność jonu heksaakwamiedzi (II),[Cu(H 2O) 6]2+ [16].
Miedź metaliczna jest niepalna ale jej pył rozpylony w powietrzu jest łatwopalny i powoduje podrażnienia oczu, nosa i dróg oddechowychpowodując tzw. gorączkę miedziową. Długotrwałe narażenie oczu na pyły lub dymy zawierające miedź może doprowadzić do odbarwienia rogówki i soczewki. Długotrwałe narażenie dymami miedzi przez drogi oddechowe oraz długotrwałe spożywanie miedzi ponad zalecane dawki może wywołać zmiany metaboliczne,zmiany w wątrobie, uszkodzenia nerek, tkanki mózgowej, naczyń wieńcowych i mięśnia sercowego[21][22].
Miedź ma 29 izotopów z przedziałuliczb masowych 55–85[23][24], w tym dwa trwałe63 Cu i65 Cu, oabundancjach odpowiednio 61% i 39%[25]. Oba trwałe izotopy mają spin. Zradioaktywnych, a najbardziej stabilnym jest67 Cu ookresie półtrwania 61,83 godziny. Istnieje co najmniej dziesięćmetastabilnychizomerów miedzi, z których najbardziej stabilnym jest68m Cu o okresie półtrwania 3,75 minuty. Izotopy o liczbie masowej większej od 64 rozpadają się przezrozpad β−, natomiast izotopy o liczbie masowej mniejszej od 64 rozpadają się przezrozpad β+. Nuklid64 Cu, którego okres połowicznego rozpadu wynosi 12,7 godziny, ulega rozpadowi w obu kierunkach[23].
Wytwarzanie miedzi w gwiazdach pozostaje nadal nieuchwytne. W szczególności nadal debatuje się, czy miedź pochodzi głównie z masywnych gwiazd, czy do supernowych typu Ia[27]. Występuje wskorupie ziemskiej w ilości 60 ppm[28], wwodzie morskiej w ilości 0,003 ppm, a w ludzkim ciele 1,0 ppm[29]. W naturze występuje w postaci rud oraz w postaci czystej jakomiedź rodzima. Miedź rodzima jest rzadko spotykana, zawiera często zanieczyszczenia metalami jaksrebro,beryl,rtęć czyarsen. Znanych jest ponad 160 minerałów miedzi, największe znaczenie gospodarcze mająchalkozyn,bornit,chalkopiryt, stanowiące główne rudy miedzi[30].
Konkrecje polimetaliczne, występujące na dnie oceanu, są potencjalnym źródłem miedzi. W zależności od lokalizacji miedź stanowi 0,23–1,07%masy konkrecji[35]. Wydobycie konkrecji nie wiązałoby się ze znacznym wzrostem globalnej produkcji miedzi, w porównaniu z wpływem na produkcję innych uzyskiwanych z nich metali[36]. Innym oceanicznym źródłem metalu są złoża masywnych rud siarczkowych, zawierające od 0,8 do nawet 17,9% miedzi w zależności od warunków tektonicznych złoża[37][38].
Miedź występuje wplanetoidach klasy S, w ilości 70–100 ppm, zarówno w postaci rodzimej jak i stopów żelazowo–niklowych[39].
Ze względu na duże zapotrzebowanie i stosunkowo małezasoby naturalne, miedź stanowi materiał strategiczny. Większość miedzi wydobywa się jako siarczek w kopalniach odkrywkowych ze złóżporfiru miedziowego zawierającego do 1% miedzi. W światowym wydobyciurud miedzi w przeliczeniu na czysty składnik, wynoszącym w 2024 r. łącznie 23,0 mln ton, przodowały:Chile (5,3 mln ton),Kongo (3,3 mln ton),Peru (2,6 mln ton),Chiny (1,8 mln ton)USA (1,1 mln ton),Indonezja (1,1 mln ton),Rosja (930 tys. ton),Australia (800 tys. ton),Kazachstan (740 tys. ton),Meksyk (700 tys. ton),Zambia (680 tys. ton),Kanada (450 tys. ton) iPolska (410 tys. ton)[40].
Do krajów posiadających największe szacowane zasoby miedzi należą: Chile (190 mln ton), Peru (100 mln ton), Australia (100 mln ton), Rosja (80 mln ton), Kongo (80 mln ton), Meksyk (53 mln ton), Stany Zjednoczone (47 mln ton), Chiny (41 mln ton). Zasoby znajdujące się na terenie Polski są szacowane na 34 mln ton[40]. Głównym ośrodkiem przemysłu miedziowego w Polsce jestLegnicko-Głogowski Okręg Miedziowy[41][42].
Miedź jest głównie otrzymywana z rud siarczkowych. Rudy miedzi mają niewielką zawartość minerałów miedzi, dlatego pierwszym etapem uzyskiwania miedzi jest mechaniczne wzbogacanie rudy, której głównym procesem jestflotacja w obecności dodatków zwiększających hydrofobowość minerałów miedzi. Przygotowanie do flotacji obejmuje: przesiewanie, kruszenie, mielenie. Po flotacji produkt zagęszcza się, filtruje i suszy. W wyniku czego otrzymuje się koncentrat zawierający około 23% miedzi[43]. Miesza się go z piaskiemkwarcowym i ogrzewa do temperatury 1700 K. W tym etapie część siarczków żelaza utlenia się i reaguje z krzemionką (równanie 1 i 2) tworzącżużel będący krzemianem żelaza (równanie 3) i mieszaninę siarczków miedzi iżelaza. Szlaka będąc ciągle w formie płynnej separuje się na dwie warstwy. Górna warstwa jest okresowo zbierana, aby otrzymać płynnykamień miedziowy, który składa się głównie zCu 2S i oraz niewielkich ilościmetali szlachetnych, główniesrebra, a takżezłota,platyny ipalladu. Innymi metalami pozyskiwanymi w procesie może być równieżmolibden,selen itellur[44]. Ciekły kamień miedziowy jest przelewany do piecakonwertorowego, dodaje się piasek kwarcowy i przedmuchuje powietrzem. Proces ten przekształca pozostałyFeS doFeO i do żużlu (zgodnie z równaniem 2 i 3).Cu 2S jest częściowo przekształcany doCu 2O (równanie 4), który reaguje z pozostającym w układzieFeS (równanie 5). Ostatecznie powstaje metaliczna miedź blistrowa (wg równania 6 i 7).
Reakcje zmiany chalkopirytu w miedź:
2CuFeS 2 + O 2 → Cu 2S + 2FeO + 3SO 2
2FeS + 3O 2 → 2FeO + 2SO 2
FeO + SiO 2 → Fe 2(SiO 3) 3
2Cu 2S + 3O 2 → 2Cu 2O + 2SO 2
Cu 2O + FeS → Cu 2S + FeO
Cu 2S + O 2 → 2Cu + SO 2
2Cu 2O + Cu 2S → 6Cu + SO 2
Określenie miedź blistrowa (eng:blister - pęcherzyk) wywodzi się od pęcherzykówdwutlenku siarkiSO 2 jakie uchodzą z roztopionej miedzi. Powstała miedź ma czystość 98-99% i może być poddana dalszemuoczyszczeniu poprzezrafinację ogniową miedzi,elektrolizę (elektrometalurgia) lubtopienie strefowe. Proces elektrolityczny polega na użyciu zanieczyszczonej miedzi jakoanody, a oczyszczonej miedzi jakokatody zanurzonej w roztworzeelektrolitów;kwasu siarkowegoH 2SO 4 isiarczanu miedziCuSO 4. W rezultacie powstaje miedź o czystości około 99,95-99,99%. Dalsze oczyszczenie miedzi, do poziomu 99,9999% (określane jako 6N), może odbywać się poprzez elektrolizę lub topienie strefowe[29].
Miedź, tak jakaluminium, zawarta w produktach w postaci metalu, w jej stopach oraz związkach chemicznych może być niemal w 100% poddanarecyklingowi bez straty jakości. W objętości, miedź jest trzecim pożelazie i aluminium najczęściej odzyskiwanym metalem. Szacuje się, że w użyciu jest nadal 80% kiedykolwiek wydobytej miedzi[45]. Recykling w latach 2005–2024 dostarczał około 34% zużywanej miedzi[46]. Ze względu na charakter surowca przewiduje się, że w ciągu następnych lat udział recyklingu w ogólnej produkcji miedzi będzie rósł. Proces odzyskiwania miedzi przebiega w ten sam sposób jak w proces jej otrzymywania z kopalin, wymaga jednak mniejszej liczby etapów. Wysokiej czystości złom (miedź Milbera) jest topiony w piecu, następnie redukowany i wylewany w postacikęsów i sztabek, kęsy uzyskiwane z niskiej czystości złomu są poddawane elektrorafinacji w kąpielikwasu siarkowego[47].
Miedź obokżelaza odegrała wyjątkową rolę w rozwoju cywilizacji ludzkiej. Pierwiastek ten znany jest od starożytności, od kiedy był podstawowym składnikiembrązów, od których nazwanoepokę brązu. Miedź używana jest głównie jako czysty metal lub – gdy wymagana jest większa twardość – w postacistopów z innymi metalami (5% całkowitego zużycia), takich jakbrąz czymosiądz[48]. Mała część miedzi jest używana w produkcji związków będących dodatkami do żywności ifungicydami, stosowanymi w rolnictwie[49][50], a także stosowana jako barwnikszkła czykatalizator.
W roku 2024 ogólnoświatowa konsumpcja miedzi wynosiła około 33,8 mln ton[46]. Jej źródłami było wydobycie w kopalniach (w 2024 roku było to ponad 23 mln ton) oraz miedź pozyskiwana zrecyklingu (w tym złom miedziany). Regionem, który w roku 2024 zużył najwięcej miedzi jestAzja (76%),Europa (14%),Ameryka Północna (8%), a pozostałe obszary 2%[46]. Zużycie miedzi w roku 2024 głównie następowało w:budownictwie (26%), produkcji dóbr konsumpcyjnych, w tym elektroniki (23%), infrastrukturze (17%), transporcie (13%) oraz w budowie urządzeń przemysłowych (12%)[46].
Szacuje się, że znanych jest około 1000[29] stopów miedzi, z czego około 500 z nich jest wykorzystywanych wStanach Zjednoczonych[52]. Metal jest dodawany do wielu stopów, zarówno do stali[53], jak i dostopów aluminium[54]. Jest też dodawany dosrebra izłota, poprawiając znacznie ich własności mechaniczne[55]. Miedź zcyną,manganem,glinem,berylem ikrzemem tworzy grupę stopów zwanychbrązami[56]. W stopach zcynkiem i innymi dodatkami tworzymosiądze, mające bardzo dobre własności mechaniczne oraz znaczną odporność nakorozję i dzięki temu bardzo wszechstronne zastosowania[57]. Stopów tych używa się do wyrobu armatury hydraulicznej, elementów dekoracyjnych i elementów precyzyjnych urządzeń mechanicznych[58]. W jubilerstwie stosowany jest udający złototombak[59]. Stopy miedzi często są używane do produkcji monet ze względu na ich odporność na korozję, wytrzymałość mechaniczną oraz złotą barwę. Barwa brązów zależy od zawartości miedzi; 90/10 (%Cu/%Zn) jest brązowy, 85/15 jest złoty, 70/30 żółty, a 60/40 czerwonożółty[29].
Metaliczna miedź (podobnie jak metalicznesrebro) wykazuje właściwości antybakteryjne[61]. Od dawna jest używana jako biostatyczna powierzchnia pokrycia statków, chroniąca przedskorupiakami iomułkami. Pierwotnie była używana czysta miedź, lecz wyparł jąmetal Muntza, będący formą mosiądzu o składzie 60% miedzi i 40%cynku. Podobne zastosowanie miedź znalazła wakwakulturze do konstrukcji sieci i innych elementów narażonych na obrastanie organizmami roślinnymi i zwierzęcymi[62]. Jej biostatyczne właściwości usprawiedliwiają użycie jako materiału do wyrobu klamek do drzwi (ograniczenie ilości przenoszonych bakterii) i rur wodociągowych[63]. Opublikowane w 2011 roku badania potwierdzają, że stosowanie powierzchni pokrywanych miedzią redukuje ilośćpatogenów znajdujących się na powierzchniach w salachOIOM o 97% (bakterie znajdujące się na salach OIOM są odpowiedzialne za 35–80%infekcji wśród pacjentów)[64].
Miedź występuje naturalnie w postaci metalicznej jakomiedź rodzima i była już wykorzystywana przez najstarsze znane nam cywilizacje. W obszarzeBliskiego Wschodu historia użycia miedzi sięga IX tysiąclecia p.n.e.; na terenie dzisiejszegoIraku został odnaleziony miedziany naszyjnik, którego wykonanie jest datowane na rok około 8700 p.n.e.[65] Dowody wskazują na to, że tylkozłoto iżelazo meteorytowe (postaćrodzimażelaza pochodząca z meteorytów, a nie z procesu wytapiania) były jedynymi metalami używanymi przez ludzi przed miedzią. WStanach Zjednoczonych produkcja miedzi pojawiła się pomiędzy 6500, a 3500 r. p.n.e. wkulturze Starej Miedzi, w stanieMichigan iWisconsin[66]. Uważa się, że początkowa historia wykorzystania miedzi przebiegała w następującej kolejności[67]:
proste używanie rodzimej miedzi w celach dekoracyjnych jako minerał, zanim zaczęto wykorzystywać właściwości metaliczne miedzi. Dowody, datowane przed 6000 r. p.n.e., znaleziono między innymi na stanowisku archeologicznymAli Kosh.
obróbka plastyczna na zimno miedzi rodzimej – odkryto, że nowy minerał nie kruszy się tak łatwo przyuderzeniu młotem jak inne minerały, więc obróbka mechaniczna stała się oczywistą metodą pracy z miedzią rodzimą. Dowody znaleziono między innymi na stanowisku archeologicznym Ali Kosh iÇatalhöyük.
wyżarzanie – dłuższa obróbka na zimno powodowała, że miedź rodzima stawała się krucha, co powodowało, że przedmioty zrobione z niej pękały. Unikano tego poprzez rozgrzanie miedzi w ogniu i wykuwaniu przedmiotów na gorąco. Końcowa obróbka, jak tworzenie ostrza, przebiegała metodą obróbki na zimno.
wytapianie miedzi z jej rud. Był to znaczący postęp w metalurgii miedzi. Rudy miedzi, które są jaskrawo zabarwione, jakazuryt (kolor niebieski) czymalachit (kolor zielony) były łatwe do identyfikacji. Rudy te chemicznie są węglanami, które są łatwiejsze w redukcji niż rudy siarczkowe (np.kowelin czychalkopiryt). Azuryt i malachit był redukowany do metalicznej miedzi w prostych piecach, w których temperatura sięgała ok. 700 °C. W procesie otrzymywano niewielkie, nieregularne kawałki miedzi.Datowanie radiowęglowe potwierdziło, że proces był wykorzystywany już ok. 6000 r. p.n.e. wÇatalhöyük, obszar dzisiejszejTurcji. Rozpowszechnienie stosowania wytapianej miedzi jest uznawane za początekepoki miedzi, która rozpoczynała się w różnych okresach, w zależności od regionu Świata.
odlewanie wymagało ogrzania miedzi do punktu jej topnienia, czyli 1084 °C, a następnie wylania w formie półfabrykatu, który podlegał dalszej obróbce przez wyżarzanie czykucie na zimno. Do odlewania wykorzystywano otwartą, jednoczęściową formę, lub w metodzie bardziej zaawansowanej, formy dwuczęściowe. Wykorzystanie form dwuczęściowych pozwalało na odlewanie bardziej złożonych kształtów, w odróżnieniu od form otwartych, w których górna powierzchnia zawsze była płaska. Najwcześniejsze znane dowody wykorzystania odlewnictwa miedzi pochodzą ze stanowiska archeologicznegoCan Hasan wTurcji i są datowane ok. 5000 r. p.n.e.
Tworzenie stopów zarsenem lubcyną.Brąz arsenowy ibrąz cynowy są znacznie wytrzymalsze niż czysta miedź. Tworzenie stopów nie tylko pozwalało na zwiększenie twardości, ale również tworzenie w odlewie pęcherzyków powietrza, które wydostawało się podczas ochładzania stopu. Odkrycie metody tworzenia stopów na obszarze Bliskiego Wschodu,Anatolii, ok. 3500 r. p.n.e. oznaczało początek wczesnejepoki brązu.
metoda wosku traconego jest metodą na tworzeniu najpierw modelu z wosku, następnie oblepianiu go gliną, która tworzyła formę odlewniczą. W formie zostawiano kanaliki, którymi wlewano roztopiony brąz. Wosk podczas wlewania rozgrzanego stopu topił się i był zastępowany w formie brązem, który przybierał kształt woskowego modelu. Metoda była znana już we wczesnej epoce brązu.
Prehistoryczne przedmioty wykonane z miedzi
Model wozu wykonany z miedzi,Anatolia,Turcja, ok. 4500–2200 r. p.n.e.
Epoka brązu rozpoczęła się w Południowo-Wschodniej Europie ok. 3700–3300 r. p.n.e., a w Północno-Zachodniej Europie ok. 2500 r. p.n.e. Zakończyła się z początkiemepoki żelaza, ok. 2000–1000 r. p.n.e. naBliskim Wschodzie, a ok. 600 r. p.n.e. w Europie Północnej. Okres przejściowy pomiędzyneolitem, a epoką brązu nazywany jest czasamichalkolitem, epoką miedzi, kiedy to narzędzia miedziane były używane wraz z narzędziami kamiennymi. Termin ten stopniowo wyszedł z użycia, ponieważ, w niektórych częściach świata, chalkolit i neolit pokrywają się na obu końcach dat.
Naturalnie występujący brąz, pochodzący z rud miedzi bogatych wkrzem, arsen i (względnie rzadko) w cynę, zaczął być powszechnie używany naBałkanach ok. 5500 r. p.n.e.[68] Pierwsze artefakty z brązu, zkultury Vinča, datowane są na 4500 r. p.n.e.[68]Sumeryjskie iegipskie artefakty z brązu pochodzą z okresu ok. 3000 r. p.n.e.[69].Błękit egipski, inaczejkuproriwaityt (krzemian wapniowo-miedziowy) jest syntetycznympigmentem, zawierającym miedź, który zaczął być używany wStarożytnym Egipcie ok. 3250 r. p.n.e. Odnaleziono ceramiczną misę z inskrypcją władcyGórnego Egiptu w okresieNagada IIIKróla Skorpiona, w którym wykryto ślady pigmentu[70][71]. Proces wytwarzania pigmentu znany był jeszczeRzymianom, ale ok. IV w. n.e. zaprzestano używania tego pigmentu i jego sekretna metoda wytwarzania zaginęła. Przetrwały tylko ogólne wzmiankiWitruwiusza, ok. I w. p.n.e., o tym, że pigment wytwarzano z minerałów miedzi lub brązu, wapna inatronu. Pigment udało się odtworzyć dopiero w 2025 roku, potwierdzając zapisy Witruwiusza, używając do jego produkcji m.in.azurytu (zamiennie zmalachitem, kuproriwaitytem itlenkiem miedzi),wollastonitu oraztrony, jako topnika[72].
WGrecji miedź znana była pod nazwąchalkos (χαλκός). Była ważnym surowcem dla Rzymian, Greków i innych starożytnych ludów. W czasach rzymskich znana była jakoaes Cyprium, gdzieaes to ogólne łacińskie określenie stopów miedzi, aCyprium pochodzi od nazwywyspyCypr, gdzie wydobywano duże ilości miedzi. Wyrażenie to zostało uproszczone do łacińskiegocuprum, z czego wywodzi się symbol miedzi,Cu.Afrodyta (Wenus wgrzymskiej mitologii) reprezentowała miedź w mitologii ialchemii ze względu na jej lśniące piękno i starożytne zastosowanie w produkcji luster; Cypr, źródło miedzi, był świętym miejscem dla bogini. Siedemciał niebieskich znanych starożytnym było kojarzonych z siedmioma metalami znanymi w starożytności, a Wenus została przypisana miedzi, zarówno ze względu na związek z boginią, jak i dlatego, żeWenus była najjaśniejszym ciałem niebieskim po Słońcu i Księżycu, a zatem odpowiadała najbardziej błyszczącemu i pożądanemu metalowi po złocie[73].
Miedź była najczęściej używanym metalem przez rdzennych mieszkańców Ameryki Północnej, a dowody jej wykorzystania sięgają ok. 7000–6500 r. p.n.e.[66] Wiadomo, że miedź naturalna była wydobywana metodągórniczą na wyspieIsle Royale za pomocą prymitywnych narzędzi kamiennych między 800 a 1600 r. n.e. Miedź, prawdopodobnie pochodząca z czystych samorodków znalezionych w rejonieWielkich Jezior, była obrabiana poprzez wielokrotne kucie i wyżarzanie w północnoamerykańskim mieścieCahokia (w pobliżu współczesnego stanuMissouri) ok. 1000–1300 r. n.e.[74]
WAmeryce Południowej miedziana maska datowana na 1000 r. p.n.e., znaleziona wargentyńskichAndach, jest najstarszym znanym artefaktem miedzianym odkrytym w Andach.Peru uważane jest za miejsce powstania wczesnej metalurgii miedzi w prekolumbijskiej Ameryce, ale miedziana maska z Argentyny sugeruje, że obszarrzeki Maipo w południowych Andach był kolejnym ważnym ośrodkiem wczesnej obróbki miedzi w Ameryce Południowej. Metalurgia miedzi w Peru sięga ok. 500 r. p.n.e., a produkcja na większą skalę rozpoczęła się ok. 900 r. n.e., w okresie rozwojukultury Sicán, w północnym Peru[75]. Produkcja była kontynuowana podczas szeregu podbojówkultur Chimor iInków, a zakończyła się wraz z podbojem hiszpańskim w 1532 r.[76]
WAfryce Subsaharyjskiej, od momentu powstania pierwszych kopalń ok. 2000 r. p.n.e. wAgadez, aż do początku XIX wieku, miedź była uważana za cenniejszą niżzłoto czysrebro. Miedź była szeroko sprzedawana w Afryce i pełniła wiele funkcji religijnych, politycznych i społecznych[77]. Szczególnym przykładem wykorzystania miedzi i brązów przez kultury subsaharyjskie są pochodzące z okresu IX–XI w. n.e.brązy z Igbo-Ukwu, stanowisku archeologicznym położonym w dzisiejszejNigerii[78]. Natomiast lokalne złoża złota były ignorowane, aż do momentu nawiązania kontaktów z portugalskimi i arabskimi handlarzami[77].
Rola kulturowa miedzi była bardzo ważna, zwłaszcza w obiegu monetarnym. W VI–III wieku p.n.e. Rzymianie używali brył miedzi jako pieniądza. Początkowo ceniono samą miedź, ale stopniowo coraz większego znaczenia nabierał jej kształt i wygląd.Juliusz Cezar miał własne monety wykonane zmosiądzu, natomiast monetyOktawiana Augusta były wykonane ze stopów Cu-Pb-Sn. Szacowana roczna (ok. roku 50 n.e.) produkcja wynosząca ok. 15 000 ton[79] sprawiła, że rzymskie wydobycie i hutnictwo miedzi osiągnęły skalę niespotykaną aż do czasów rewolucji przemysłowej; najbardziej intensywnie eksploatowanymi prowincjami byłyHispania, Cypr i Europa Środkowa[80].
W południowej bramieświątyni jerozolimskiej wykorzystanobrąz koryncki, stop miedzi, srebra i złota poddany procesowizłocenia wyczerpującego, który polega na stopniowym usuwaniu utlenionej miedzi w celu uzyskania złotej powłoki. Proces ten był najbardziej rozpowszechniony w Aleksandrii, gdzie prawdopodobnie narodziła się alchemia, zainspirowana obróbką chemiczną prowadzącą do uzyskania złocistego wyglądu[81].
Mosiądz, kolejny ważny stop miedzi, który również posiada większą wytrzymałość od miedzi, został wynaleziony znacznie później niż brąz, ok. roku 300 n.e.[29].
WFalun, wSzwecji znajduje siękopalnia w Falun (obecnie muzeum znajdujące się naliście UNESCO), która działała od X wieku do grudnia 1992 roku. W XVII wieku zaspokajała dwie trzecie zapotrzebowania Europy na miedź i pomogła w tym okresie sfinansować wiele wojen Szwecji[82]. Nazywano ją skarbcem narodowym; Szwecja miała walutę opartą na miedzi do roku 1776[83].
Miedź jest wykorzystywana w pokryciach dachowych, monetach (jako jej stopy) oraz w technologii fotograficznej znanej jakodagerotypia. Miedź była używana w rzeźbie renesansowej oraz do budowyStatuy Wolności. Miedziowanie (galwanostegia) i powlekanie miedzią były szeroko stosowane do ochrony podwodnych kadłubów statków, a technikę tę jako pierwsza wprowadziłaadmiralicja brytyjska w XVIII wieku[84]. Norddeutsche Affinerie, dzisiejszyAurubis, w Hamburgu była pierwszym nowoczesnym zakładem galwanicznym, który rozpoczął produkcję w 1876 roku[85].
W 1949 roku, wFinlandii wybudowano pierwszą hutę, która wykorzystywała metodęwytopu błyskawicznego opracowaną przez firmęOutokumpu. Obecnie jest to jeden z wiodących procesów produkcji miedzi rafinowanej[86].
W 1986 roku odkryto wysokotemperaturowenadprzewodniki miedziowe. Nadprzewodniki zawierające tlenek miedzi posiadają wysoką temperaturę przejścia (temperatura, w której następuje całkowita utrataoporu elektrycznego), wynoszącej w ich przypadku 133 K. Jest istotne ponieważ jako chłodziwa można użyć ciekłegoazotu, dzięki któremu można osiągnąć temperaturę 77 K, zamiast znacznie droższego ciekłegohelu, który był wcześniej używany w pracach znadprzewodnikami[29].
Miedź występuje powszechnie w wielu organizmach roślinnych i zwierzęcych. Jako mikroelement jest niezbędna dla życia wielu organizmów, biorąc udział m.in. wfotosyntezie[87] ioddychaniu komórkowym[88], jednak niektóre giną już przy bardzo niskich jej stężeniach. Dotyczy to np.skrętnic, choć inneglony też są stosunkowo wrażliwe na obecność jonów miedziowych w wodzie, przez co sole miedzi mogą być stosowane jakoalgicydy[89].
Zalecane dzienne spożycie dla dorosłego człowieka wynosi 1300 μg dla kobiet (1500 μg dla kobiet w okresie ciąży lublaktakcji) oraz 1600 μg dla mężczyzn[98]. Zalecane dzienne spożycie dla dzieci: w wieku 1-3 lat, w zależności od płci, waha się w granicach 570-940 μg; dla dzieci 3-10 lat 820-1440 μg; dla dzieci 10-18 lat w przedziale 980-1590 μg[98].
Badania wskazują, że homeostaza miedzi w mózgu ma bezpośredni wpływ na przebiegchoroby Alzheimera. Wyższy poziom miedzi w mózgu pozytywnie wpływa na łagodniejszy przebieg choroby oraz wolniejszy spadekzdolności poznawczych[99]. Inne badania wskazały, że niska zawartość miedzi w mózgu negatywnie pływa na prędkość oczyszczania mózgu zBeta-amyloidu (Aβ), który wchodzi w składblaszek amyloidowych. Jest to związane z zaburzeniem homeostazy powodującym, że przy niedoborze miedzi miedź odkłada się w naczyniach kapilarnych mózgu co zmniejsza wytwarzanie białkaLRP1 odpowiadającego międzyinnymi za transsport Aβ, co zwiększa jego poziom w mózgu[100]. Miedź w diecie nie ma związku z poziomem miedzi w mózgu, ale nadal była związana z wolniejszym spadkiem funkcji poznawczych[99].
Choroba Menkesa jest rzadką chorobą genetyczną, która występuje na świecie z częstoliwością od 1 dziecka na 40-350 tys. urodzeń. W Europie występuje z częstotliwością 1 dziecka na 100-300 tys. urodzeń, a z kolei wAustralii na 50-100 tys.[101]. Choroba polega braku wchłaniania miedzi zawartej w pokarmie przez układ pokarmowy człowieka. Obecnie choroba nie ma skutecznych środków leczenia. Dzieci chore na tę chorobę umierają do 4. roku życia. Wczesne wykrycie choroby i rozpoczęcie suplementowania może wydłużyć spodziewaną długość życia[101][102].
Pierwszym objawem wykrytym u pacjentów zchorobą Parkinsona były nieprawidłowo sfałdowane białka w mózgu, a konkretniealfa-synukleina, która przyjmuje nienormalny kształt „pierścieni” i bierze udział w wielu procesach molekularnych związanych z rozwojem choroby Parkinsona, w tym tworzeniu sięamyloidu[103]. W warunkach in vitro wysokie stężenia miedzi przyspieszają postępujący proces agregacji białka. Alfa-synukleina w formie zagregowanej bierze udział w procesie obumierania komórek w przebiegu choroby Parkinsona[104]. W związku z tym podejrzewa się, że może ona również wywoływać chorobę.
Genetycznie uwarunkowany defektmetabolizmu miedzi prowadzi do wystąpienia schorzenia zwyrodnienia wątrobowo-soczewkowego –choroby Wilsona[105]. W przypadku tej rzadkiej choroby dziedzicznej,wydalanie miedzi jest zaburzone, co prowadzi do zwiększonego odkładania się miedzi, najpierw w wątrobie, a następnie, gdy miedź przedostaje się do krwiobiegu, również w innych narządach.
Spożywanie nadmiaru miedzi prowadzić może do zaburzeń pokarmowych i uszkodzenia wątroby[108]. Może to mieć miejsce w przypadku spożywaniawody pitnej o niskiejtwardości lub niskimpH dostarczanej miedzianą instalacją wodociągową (woda taka wypłukuje miedź z instalacji)[109]. Szacuje się, że wUnii Europejskiej osoba dorosła dziennie spożywa pomiędzy 1,2-2,07 μg miedzi[98].Dawka śmiertelna wynosi ok. 10–20 g. W przypadku podejrzenia zatrucia podaje sięD-penicylaminę lubkwas wersenowy, czynnikichelatujące jony miedzi[108].
Wątroba – wątroby zwierzęce zawierają bardzo duże ilości mikroelementów iwitamin, wątróbka cielęca zawiera 15 mg na 100 g, zawartość miedzi w wątrobie jest zróżnicowana w zależności od jej pochodzenia (od 25%zalecanego dziennego spożycia (RDA) w drobiowej do około 750% w wątrobie cielęcej)[110];
Ostrygi – 1–8 mg miedzi w 100 g ostryg. W zależności od gatunku, miejsca połowu i sposobu hodowli zawierają 37–500% RDA[110];
Drożdże piekarskie – około 5 mg na 100 g drożdży (ok. 250% RDA)[111];
Nasionasezamu itahini – nasiona sezamu zawierają 7,75 mg miedzi na 100 g (204% RDA). Jedna łyżka tahini dostarcza 0,24 mg miedzi (ok. 12% RDA)[110];
Kakao iczekolada – kakao zawiera około 3,8 mg miedzi na 100 g produktu (189% RDA), tym samym zawartość miedzi w czekoladzie zależy od zawartości kakao[110];
Kalmary ihomary – kalmary dostarczają około 2,1 mg miedzi w 100 g (106% RDA), a homary 1,9 mg (97% RDA)[110];
Nasionasłonecznika – zawierają 1,8 mg miedzi na 100 g (92% RDA)[110];
Suszonepomidory – zawierają 1,4 mg w 100 g (71% RDA)[110];
Nasionadyni – zawierają 1,4 mg w 100 g (71% RDA)[110].
Innymi produktami spożywczymi o dużej zawartości miedzi są (RDA w 100 g produktu): nasiona soi (54% RDA), siemię lniane (61% RDA), grzybyshiitake (45% RDA), otręby pszenne (50% RDA), nasionaarbuza (34% RDA), suszone śliwki (31% RDA) ipapryka (30% RDA)[110].
W wodzie z instalacji miedzianych większe ilości miedzi (jak i innych metali, z których są zrobione rury) znajdują się w wodzie ciepłej niż w zimnej. Należy to uwzględniać przy przygotowywaniu posiłków dla dzieci, dla których dzienne dawki miedzi są mniejsze niż dla dorosłych.[112]. Powszechnie zaleca się do przygotowywania posiłków stosowanie wody zimnej.
↑ Duże różnice w składzie izotopowym tego pierwiastka w źródłach naturalnych nie pozwalają na podanie wartości masy atomowej z większą dokładnością. Zob.Prohaska i in. 2021 ↓, s. 584.
↑abWilliam F. (William Fortune) Smith, Javad Hashemi: Foundations of materials science and engineering. Dubuque, IA: McGraw-Hill, 2010.ISBN 0-07-352924-9. (ang.). Brak numerów stron w książce
↑Egon. Wiberg, Nils. Wiberg, A. F. (Arnold Frederick) Holleman: Inorganic chemistry. San Diego: Academic Press, 2001.ISBN 978-0-12-352651-9. (ang.). Brak numerów stron w książce
↑G. Kluger, T. Glauser, R. Seeruthun, S. Perdomo i inni. Adjunctive rufinamide in Lennox-Gastaut syndrome: a long-term, open-label extension study.. „Acta Neurol Scand”. 122 (3), s. 202–208, 2010.DOI:10.1111/j.1600-0404.2010.01334.x.PMID:20199521. (ang.).
↑Wayne Richardson: Handbook of copper compounds and applications. New York: Marcel Dekker, 1997.ISBN 978-0-585-36449-0.OCLC47009854. (ang.). Brak numerów stron w książce
↑LamiaL.BenhalimaLamiaL.,SandraS.AmriSandraS.,MouradM.BensouilahMouradM.,RachidR.OuzroutRachidR.,Antibacterial effect of copper sulfate against multi-drug resistant nosocomial pathogens isolated from clinical samples, „Pakistan Journal of Medical Sciences”, 35 (5), 2019, s. 1322–1328,DOI: 10.12669/pjms.35.5.336,ISSN1682-024X,PMID: 31489000,PMCID: PMC6717487 [dostęp 2025-09-28].
↑XinhaoX.LiXinhaoX. i inni,Palladium, platinum, selenium and tellurium enrichment in the Jiguanzui-Taohuazui Cu-Au Deposit, Edong Ore District: Distribution and comparison with Cu-Mo deposits, „Ore Geology Reviewse”, 154, Elsevier,2023, s. 1-17,DOI: 10.1016/j.oregeorev.2023.105335(ang.).
↑SLAC National AcceleratorS.N.A.LaboratorySLAC National AcceleratorS.N.A.,Accelerator: Waveguides (SLAC VVC), [w:] SLAC Virtual Visitor Center [online] [dostęp 2011-05-20], Cytat: A waveguide is an evacuated rectangular copper pipe. It carries electromagnetic waves from one place to another without significant loss in intensity(ang.).
↑J. R. (Joseph R.) Davis: Copper and copper alloy. Materials Park, OH: ASM International, 2001.ISBN 0-87170-726-8. (ang.). Brak numerów stron w książce
↑Rayner W. Hesse, Jr.: Jewelrymaking through History: An Encyclopedia. Westport: Greenwood, 2007-05-30, s. 21.ISBN 978-0313335075. (ang.).
↑abThomas C. Pleger; James B. Stoltman: The Archaic Tradition in Wisconsin. W: Archaic Societies: Diversity and Complexity across the Midcontinent. Albany: State University of New York Press, 2011-10-19, s. 708–709.ISBN 978-1438427027. (ang.).
↑Colin Renrew: Before civilization: the radiocarbon revolution and prehistoric Europe. Londyn: Vintage Books, 1999, s. 191–193.ISBN 978-0712665933. (ang.).
↑abEurope: the birthplace of mining?. W: William O’Brien: Prehistoric Copper Mining in Europe : 5500-500 BC. Londyn: Oxford University Press, 2014-12-04, s. 45.ISBN 978-0-19-960565-1. (ang.).
↑Lorelei H.L.H.CorcoranLorelei H.L.H.,THE COLOR BLUE AS AN ‘ANIMATOR’ IN ANCIENT EGYPTIAN ART, [w:]Rachael B.R.B.Goldman (red.),Essays in Global Color History: Interpreting the Ancient Spectrum,Piscataway: Gorgias Press LLC, 2016, s. 52,ISBN 978-1-4632-0582-9(ang.).
↑T.A.T.A.RickardT.A.T.A.,The Nomenclature of Copper and its Alloys, „The Journal of the Royal Anthropological Institute of Great Britain and Ireland”, 62, Royal Anthropological Institute of Great Britain and Ireland, s. 284,DOI: 10.2307/2843960,JSTOR: 2843960.
↑Matthew L.M.L.ChastainMatthew L.M.L.,Alix C.A.C.Deymier-BlackAlix C.A.C.,John E.J.E.KellyJohn E.J.E.,James A.J.A.BrownJames A.J.A.,David C.D.C.DunandDavid C.D.C.,Metallurgical analysis of copper artifacts from Cahokia, „Journal of Archaeological Science”, 7, 38, Elsevier B.V.,2011, s. 1727–1736,DOI: 10.1016/j.jas.2011.03.004(ang.).
↑IzumiI.ShimadaIzumiI.,John F.J.F.MerkelJohn F.J.F.,Copper-Alloy Metallurgy in Ancient Peru, „Scientific American Magazine”, 1, 265, Scientific American,1991, s. 80,DOI: 10.1038/scientificamerican0791-80(ang.).
↑François deF.CallataÿFrançois deF.,The Graeco-Roman economy in the super long-run: lead, copper, and shipwrecks, „Journal of Roman Archaeology”, 18, Cambridge University Press,2015, s. 361–372,DOI: 10.1017/S104775940000742X(ang.).
↑David M.D.M.JacobsonDavid M.D.M.,Corinthian bronze and the gold of the alchemists, „Gold Bulletin”, 2, 33, Springer Nature,2000, s. 60–66,DOI: 10.1007/BF03216582(ang.).
↑Stefan Gumiński: Fizjologia glonów i sinic. Wrocław: Wydawnictwo Uniwersytetu Wrocławskiego, 1990.ISBN 83-229-0372-3. Brak numerów stron w książce
↑W.Y.W.Y.ChanW.Y.W.Y.,O.M.O.M.RennertO.M.O.M.,The role of copper in iron metabolism, „Annals of Clinical and Laboratory Science”, 10 (4), 1980, s. 338–344,ISSN0091-7370,PMID: 7447387 [dostęp 2025-10-11].
↑JürgenJ.MarklJürgenJ.,Evolution of molluscan hemocyanin structures, „Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics”, 9, 1834, Elsevier, wrzesień 2013, 1840-1852 doi = 10.1016/j.bbapap.2013.02.020(ang.).
↑KensalK.E.KensalK.,Karen I.K.I.MillerKaren I.K.I.,HeinzH.DeckerHeinzH.,Hemocyanins and Invertebrate Evolution, „Journal of Biological Chemistry”, 276 (19), 2001, s. 15563–15566,DOI: 10.1074/jbc.r100010200,PMID: 11279230(ang.).
↑E.D.E.D.GaierE.D.E.D.,B.A.B.A.EipperB.A.B.A.,R.E.R.E.MainsR.E.R.E.,Copper signaling in the mammalian nervous system: synaptic effects, „Journal of Neuroscience Research”, 91 (1),2013, s. 2–19,DOI: 10.1002/jnr.23143,ISSN1097-4547,PMID: 23115049,PMCID: PMC3926505 [dostęp 2025-10-11].
↑IrwinI.FridovichIrwinI.,Superoxide dismutases, [w:]AltonA.Meister (red.),Advances in enzymology and related areas of molecular biology: Volume 58, „Advances in Enzymology and Related Areas of Molecular Biology” (58), New York: Wiley, 1986, s. 61,ISBN 978-0-470-12304-1 [dostęp 2025-10-11](ang.).typ?
↑abP.P.AgarwalP.P.,S.S.AytonS.S.,S.S.AgrawalS.S.,Brain copper may protect from cognitive decline and Alzheimer’s disease pathology: a community-based study, „Molecular Psychiatry”, 27, Springer Nature Limited,2022, s. 4307–4313,DOI: 10.1038/s41380-022-01802-5(ang.).
↑John. H.J.H.MenkesJohn. H.J.H.,Menkes disease and Wilson disease: two sides of the same copper coin Part I: Menkes disease, „European Journal of Paediatric Neurology”, 3, 1999, s. 147-158,DOI: 10.1016/s1090-3798(99)90048-x(ang.).
↑GulshanG.WalkeGulshanG.,RanjeetR.KumarRanjeetR.,PernillaP.Wittung-StafshedePernillaP.,Copper ion incorporation in α-synuclein amyloids, „Protein Science”, 4, 33, Wiley Periodicals LLC,2024, s. 343-357,DOI: 10.1002/pro.4956(pol.).
↑JoannaJ.SOLECKAJoannaJ.,AgataA.ADAMCZYKAgataA.,Joanna BenignaJ.B.STROSZNAJDERJoanna BenignaJ.B.,Alfa-synukleina w fizjologii i patologii mózgu, „Postępy Biologii Komórki”, 2, 32, Zakład Komórkowej Transdukcji Sygnału, Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej im. M. Mossakowskiego PAN, 5 kwietnia 2005, s. 343-357(pol.).
↑Shoaib M.S.M.WazirShoaib M.S.M.,IbrahimI.GhobrialIbrahimI.,Copper deficiency, a new triad: anemia, leucopenia, and myeloneuropathy, „Journal of Community Hospital Internal Medicine Perspectives”, 7 (4),2017, s. 265–268,DOI: 10.1080/20009666.2017.1351289,ISSN2000-9666,PMID: 29046759,PMCID: PMC5637704 [dostęp 2025-10-11].
↑abAmorA.RoyerAmorA.,TariqT.SharmanTariqT.,Copper Toxicity, [w:] National Library of Medicine, Treasure Island (FL): StatPearls Publishing, 2025,PMID: 32491388 [dostęp 2025-10-11](ang.).typ?
↑Stenhammar L. Diarrhoea following contamination of drinking water with copper. „Eur J Med Res”. 6 (4), s. 217–218, 1999.PMID:10383874.
↑Committee on Copper in DrinkingC.C.D.WaterCommittee on Copper in DrinkingC.C.D.,National ResearchN.R.CouncilNational ResearchN.R.,Copper in Drinking Water, National Academy of Sciences, 2000, s. 12,ISBN 0-309-59406-5(ang.).
.jpg)
.jpg)
