kobber
Kobber er etgrunnstoff og et stabilt, lite reaktivtmetall som er lett å bearbeide. Det er rødbrunt og er det eneste fargede metallet ved siden avgull. Kobber har svært godelektrisk ledningsevne og brukes mye ikabler og ledninger.
Faktaboks
- Etymologi
fra greskkyprion, grunnbetydning 'metall fraKypros'; betegnelsen viser til at man i antikken fikk det meste av kobberet fra Kypros
- Også kjent som
- kopper, nynorsk: kopar
- Engelsk navn
- copper
- Atomsymbol
- Cu
- Atomnummer
- 29
- Relativ atommasse
- 63,55
- Smeltepunkt
- 1083 °C
- Kokepunkt
- 2567 °C
- Massetetthet
- 8,96 g/cm³
- Oksidasjontall
- I, II, III
- Elektronkonfigurasjon
- [Ar]3d¹⁰4s¹
Kobber er det første grunnstoffet i gruppe 11 iperiodesystemet.
Kobber angripes nesten ikke i tørrluft, men i fuktig luft vil det få et grønt belegg som kallesirr.Frihetsgudinnen ved innseilingen tilNew York består av flere hundre kobberplater som til sammen veier 280 tonn. Den grønne fargen skyldes irr.
Ved å tilsettesink til kobber får manmessing, mens hvis man tilsettertinn får manbronse.
Metallenesølv, kobber oggull har blitt brukt til fremstilling avmynter, og de kalles derformyntmetallene. De står alle i gruppe 11 i periodesystemet, i rekkefølgen kobber, sølv og gull. De har etter hvert blitt erstattet av andre billigere metaller imynter, og mynter har i økende grad blitt erstattet av andrebetalingsmidler.
Bruk
Kobber er et av de få metallene som i større grad brukes som rent metall enn i form avlegeringer. Kobber brukes spesielt mye i sammenhenger der godelektrisk ogtermiskledningsevne er viktig, for eksempel ielektriske ledninger,transformatorer,radiatorer,koke- oginndampningskar. Kobberkar som skal brukes til matlaging måfortinnes innvendig.
Andre hovedbruksområder er takbekledning, vannrør,beslag,statuer og så videre. En ny enebolig inneholder typisk 200 kilo kobber ikabler,rør ogarmaturer.
I legeringer
Av de om lag 1000 studertekobberlegeringer er legeringene medsink (messing),tinn (bronse),aluminium (aluminiumbronse) ognikkel (konstantin,nysølv,alpakka) viktigst.
18karatgull inneholder typisk rundt 25 prosent kobber.
Kobberoksid inngår ikeramiske høytemperatursuperledere. Superledere er materialer som ved visse temperaturer kan transportereelektrisk strøm uten målbarmotstand.
- Les mer omsuperledning.
I mynter
Mynter er som regel laget av kobberlegeringer. De norske50-øringene var laget av 97vektprosent kobber, 2,5 prosent sink og 0,5 prosent tinn. Én- og femkronen består av 75 prosent kobber og 25 prosent nikkel, mens 10- og 20-kronene er laget av en legering med 81 prosent kobber, 10 prosent sink og 9 prosent nikkel.
Prevensjonsmiddel
Kobberspiral er etprevensjonsmiddel som hindrerbefruktning. Det er ikke helt klarlagt hvordan kobber virker i denne sammenhengen, men man antar det skyldes at kobberioner endrer miljøet i livmoren og at dette reduserer sædcellens evne til å befrukte eggcellen.
- Les mer omspiral (prevensjonsmiddel).
Forekomst
Chalkopyritt fra Visnes kobbergruver. Chalkopyritt er et av de viktigste kobbermineralene.
Det er ikke mye kobber ijordskorpen, bare 68 deler per million (ppm), men mange kobberholdigemalmer er kjent. Det mest vanlige er kobber(I)jern(III)sulfid, CuFeS2.Trivialnavnet er kobberpyritt ellerchalkopyritt. Andre viktige kobbermineraler erchalkositt,enargitt,bornitt (broket kobber),malakitt,azuritt ogcupritt.
INorge finnes mindre forekomster av chalkopyritt, som oftest sammen medpyritt i såkalt kobberkisholdigsvovelkis, blant annet iSulitjelma,Røros,Hjerkinn (Tverrfjellet),Løkken,Joma,Repparfjord,Bidjovagge og påSkorovas. Kobber ble tidligere fremstilt fra noen av disse. Flere steder iTelemark ogNumedal finnes det små kobberforekomster avhydrotermal type, derbornitt og chalkositt er avsatt fra vandige løsninger på årer og i sprekker.
En annen type kobbermalm er de som er dannetmagmatisk, det vil si fra en bergartssmelte, og som har høyt innhold avnikkel. En del av nikkelforekomstene inneholder ofte like mye kobber som nikkel.
For at en forekomst av kobber skal være økonomisk drivverdig bør malmen inneholde mellom 0,4 til 6 prosent kobber, eller mellom 100 og 1000 ganger gjennomsnittet for Jorden. Studier avJordens samledekobberreserver viser varierende tall, men de fleste anslag ligger på rundt 1 milliardtonn kobber. Det vil si at det er en begrenset ressurs i forhold til forbruket på cirka 20 millionertonn årlig. Rundt 25 prosent av det årlige kobberforbruket baseres nå pågjenvunnet metall.
Forekomster avgedigen kobber i kobbermalm er sjeldne, med unntak av en stor forekomst i Bingham Canyon Mine iUtah,USA.
I miljøet
Kobber binder seg i stor grad tiluorganiske partikler ogorganisk materiale i den øvre delen avjordsmonnet. Kobberet er stasjonært, og det som forsvinner, erstattes i noen grad av avsetninger fraatmosfæren. I noen industrialiserte land tilsvarer dette mer enn 200 gram per hektar per år.
Kobberinnholdet iplanter varierer i stor grad. Mens det er relativt lite iepler (0,03 ppm) er det mye mer igulrøtter (0,4 ppm) ogtomater (0,7 ppm).
Manganknoller
Manganknoller på havbunnen er en mulig framtidig kilde til kobber.
Imanganknoller som finnes i store mengder påhavbunnen er det gjennomsnittlige kobberinnholdet 0,1–1 prosent, men i enkelte tilfeller hele 1,9 prosent. Det totale kobberinnholdet i manganknoller er estimert til cirka ni milliarder tonn. Disse knollene er utfelt fra havet etter hvert som havet har blitt tilført forskjellige mineraler fra landjorden i tidens løp. Det er usikkert hvem som eier knollene, og det er også usikkert hva som vil skje med livet på havbunnen når de blir fjernet.
- Les mer ommanganknoller.
I kroppen
Giftighet
Rent kobber er ikke spesielt giftig, men et langvarig høyt inntak av kobber kan føre til lever-, hjerne- og nerveskader.Grenseverdiene for arbeidsmiljø oppgis for kobberrøyk til 0,1 milligram perkubikkmeter luft og for kobberstøv til 1 milligram per kubikkmeter luft.
Kobber i form av løselige salter er en sterk gift allerede i små mengder hosalger,sopp ogbakterier. Kobbersalter har derfor lenge vært brukt som middel mot soppangrep,plantesykdommer og som tilsetning til vann for å fjerne sykdomsfremkallendeparasitter, blant annet for å bekjempetropesykdommenbilharziose. Høyere organismer er derimot ikke særlig ømfintlige overfor kobberforbindelser, sannsynligvis fordi bare en liten del blir tatt opp av organismen, mens resten blir skilt ut.
Akutt kobberforgiftning kan skyldes inntak av næringsmidler kokt i kobberkar. Symptomene er metallsmak i munnen,kvalme, brekninger ogdiaré, og i alvorligere tilfellerkramper oggulsott. En viktig faktor for giftigheten er at kobber kan donere eller ta oppelektroner når det endreroksidasjonstall mellom I og II, og disse elektronene kankatalysere dannelsen av skadelige reaktiveradikaler. Behandlingen er tilførsel avdimercaprol og fortynnet løsning avgult blodlutsalt.
Historie
Kobber er ved siden av jern og gull det metallet som har vært lengst i bruk, sannsynligvis fra omkring år 5000 før vår tidsregning (fvt.). Dette skyldes delvis at det på grunn av sinedelhet kan forekomme fritt i naturen. En delkobbermalm er dessuten lett gjenkjennelig og lett å fremstille kobber fra.
Metallet la grunnlaget for de gamle metallkulturene; førstkobberalderen, deretterbronsealderen, hvor legeringer mellom kobber og tinn (bronse) ble benyttet til å lage redskaper ogvåpen med økt styrke. Legeringen mellom kobber og sink (messing), er kjent fra omkring 300 etter vår tidsregning (evt.). Tidlig bruk av kobber og bronse er blant annet kjent fraEgypt, hvor metallet allerede omkring 3500 fvt. ble fremstilt ved åredusere mineraletmalakitt fraSinaihalvøya i trekullild.
Navnet kobber er avledet av latinskaes cuprium, det vil si «metallet fra Kypros», fordi mye av det metallet somromerne brukte kom fraKypros.Alkymistene betegnet kobber med symbolet for planetenVenus, ♀.
Fremstilling
Størsteparten av kobberforekomstene som benyttes inneholder 1,5–2vektprosent kobber. Åpne miner med kobberinnhold ned til 0,4 vektprosent kan likevel være lønnsomme.
Raffineringsprosessen starter ved at råmalmen blir knust til et fint pulver. Kobbermineralet blir så skilt fra resten vedflotasjon, og man får et konsentrat med 20–50 prosent kobber. Den viktigste forurensningen er jern, men også nikkel, sølv og gull forekommer.
Kobbermetall fremstilles i dag ved to prosesser: en termisk prosess og en prosess hvor konsentratet løses. Den termiske prosessen er energikrevende og forutsetter storskalaanlegg. Løsningsprosessen er enklere og kan foregå i mindre anlegg.
I 2024 ble det produsert 23 millionertonn kobber fra gruver på verdensbasis. En oversikt over de viktigste kobberproduserende land i verden er vist i tabellen nedenfor. Tabellen viser tall for kobberreserver og produksjon av kobber fra malm i 2023. Oppgitte verdier er angitt i millioner tonn (Mt):
| Land | Reserver (Mt) | Utvunnet (Mt) |
|---|---|---|
| Chile | 190 | 5,00 |
| Peru | 120 | 2,60 |
| Australia | 100 | 0,810 |
| Russland | 80 | 0,910 |
| DR Kongo | 80 | 2,50 |
| USA | 50 | 1,10 |
| Kina | 41 | 1,70 |
| Verden | 1 000 | 22 |
Kobber. Tegningen viser sterkt forenklet hvordan det blir fremstilt rent kobber av råmalmen.
Kjemiske egenskaper
I fuktig luft får kobber et grønt overflatebelegg (patina) avbasiske kobbersalter, kaltirr. Når kobber reagerer med tørr, renoksygengass dannes en tynnoksidfilm som beskytter mot videre reaksjon ved romtemperatur. Ved høye temperaturer omdannes metallet langsomt til kobber(I)oksid, Cu2O, og et tynt ytre lag av kobber(II)oksid, CuO.
Kobbermetall løser seg ioksiderendesyrer somsalpetersyre og konsentrertsvovelsyre under utvikling av henholdsvisnitrogenoksider ogsvoveldioksid.
Forbindelser
I forbindelser kan kobber haoksidasjonstall +I, +II og +III. Kobber(I)forbindelser erdiamagnetiske, mens kobber(II)- og kobber(III)forbindelser erparamagnetiske.
Detoverdige kobberforbindelsene er de mest vanlige og stabile. I fast tilstand er de toverdige kobbersaltene for det meste grønne eller blå. Fortynnede vannløsninger er blåfargede. Den blå fargen kommer frakompleksionet [Cu(H2O)4]2+.
Toverdige kobberioner danner lettkompleksioner, for eksempel det sterkt blåfargede tetraaminkobber(II)-ionet:
\[\ce{Cu^{2+}(aq) + 4NH3(g) <=> [Cu(NH3)4]^{2+}(aq)}\]
Denne reaksjonen brukes til påvisning av kobber.
Enverdige kobberforbindelser er mindre stabile. Vannløsninger av Cu(I)-salterdisproporsjonerer lett til Cu(0)- og Cu(II)-salter.
Cu(I) opptrer i form av tungt løselige forbindelser som kobber(I)oksid, Cu2O, kobber(I)sulfid, Cu2S, oghalogenforbindelsene CuX. I løsning kan Cu(I) stabiliseres i form av komplekser medklorid, Cl–,cyanid, CN–, ellerammoniakk, NH3.
Treverdig kobber opptrer først og fremst ioksider ogfluorider, gjerne iternære forbindelser der den andre metallkomponenten er etelektropositivt grunnstoff, for eksempel K3CuF6 og KCuO2.
I høytemperatur-superledere har kobber ofte en blandetvalenstilstand, for eksempel i YBa2Cu3O7, hvor gjennomsnittligoksidasjonstall for kobber er 2,33.
Isotoper
Det er to stabileisotoper av kobber:63Cu (69,17 prosent) og65Cu (30,83 prosent).
Les mer i Store norske leksikon
Eksterne lenker
- Skrevet av:
- Artikkelen inneholder tekst fra:
- Sist oppdatert:
- ,se alle endringer
- VILKÅR FOR GJENBRUK:
- fri gjenbruk
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.