TANIM

Maddenin yoğunluğu kütlesinin hacme oranıdır:

M / V, [g/cm3 , kg/m3 ]

Bir katının yoğunluğu bir referans değeridir. Bakırın yoğunluğu 9,0 g/cm3'tür. Temel halinde bakır kırmızı bir metaldir (Şekil 1). En önemli sabitleri aşağıdaki tabloda sunulmaktadır:

Tablo 1. Bakırın fiziksel özellikleri.

Bakır, önemli yoğunluk, oldukça yüksek erime noktası ve düşük sertlik ile karakterize edilir. Sünekliği ve dövülebilirliği son derece yüksektir: bakır, 0,001 mm çapında (insan saçından yaklaşık 50 kat daha ince) tel halinde çekilebilir.

Pirinç. 1. Bakır. Dış görünüş.

Doğada bakır bulmak

Doğadaki bolluk açısından bakır, karşılık gelen alkali metallerin çok gerisinde yer alır. Yer kabuğundaki içeriğinin yaklaşık %0,003 (ağırlıkça) olduğu tahmin edilmektedir. Bakır esas olarak kükürt bileşikleri formunda ve daha sıklıkla diğer metallerin kükürt cevherleriyle birlikte bulunur. Bireysel bakır mineralleri arasında en önemlileri kalkopirit (CuFeS 2) ve kalkosittir (Cu 2 S). Oksijen içeren mineraller - kuprit (Cu2O) ve malakit ((CuOH)2C03) - endüstriyel öneme çok daha az sahiptir.

Bakırın kimyasal özelliklerinin ve yoğunluğunun kısa açıklaması

Bakır birçok metalle alaşımlar oluşturur. Özellikle altın, gümüş ve cıva ile alaşımlıdır.

Bakırın kimyasal aktivitesi düşüktür. Havada sürekli olarak yoğun yeşilimsi gri bir bazik karbondioksit tuzları filmi ile kaplanır. Normal basınç altında ve ısıtıldığında oksijenle birleşir:

4Cu + O2 = 2CuO;

2Cu + O2 = 2CuO.

Yüksek sıcaklıklarda dahi hidrojen, nitrojen ve karbon ile reaksiyona girmez.

Normal sıcaklıklarda bakır yavaş yavaş klor, brom ve iyot halojenleriyle birleşir:

Cu + Cl2 = CuCl2;

Cu + Br2 = CuBr2.

Bakır zayıf bir indirgeyici maddedir; suyla ve seyreltik hidroklorik asitle reaksiyona girmez. Oksijen veya potasyum siyanür varlığında oksitleyici olmayan asitler veya amonyak hidrat ile çözeltiye aktarılır. Konsantre sülfürik ve nitrik asitler, kral suyu, kalkojenler ve metal olmayan oksitler tarafından oksitlenir. Hidrojen halojenürlerle ısıtıldığında reaksiyona girer.

Problem çözme örnekleri

ÖRNEK 1

İnsanlar eski çağlardan beri günlük yaşamlarında bakır kullanıyorlar. Modern insanlar için çok önemli bir parametre yoğunluğu ve özgül ağırlığıdır.

Bu veriler, teknik endüstride çeşitli iletişim, parça, ürün ve bileşenlerin üretiminde malzeme bileşiminin hesaplanmasında kullanılır.

Bakır hakkında temel bilgiler

Bakır en yaygın demir dışı metaldir. Adını Kıbrıs adasının onuruna Latince - Cuprum - almıştır. Binlerce yıl önce eski Yunanlılar tarafından orada çıkarıldı. Tarihçiler Bakır Çağı'nı bile ortaya attılar MÖ 4. yüzyıldan 5. yüzyıla kadar süren. e. O zamanlar popüler metalden yapılmış insanlar:

• silah;
• bulaşıklar;
• dekorasyonlar;
• madeni paralar.

Tabloda D.I. Mendeleev, 29. sırada. Bu elementin benzersiz özellikleri vardır - fiziksel, kimyasal ve mekanik. Antik çağda bakır doğal ortamda bazen çok büyük boyutlarda külçeler halinde bulunabiliyordu. İnsanlar kayayı açık ateşte ısıttı ve ardından hızla soğuttu. Sonuç olarak çatladı ve bu da metalin eski haline getirilmesini mümkün kıldı. Bu basit teknoloji, popüler bir unsurun geliştirilmesine başlamayı mümkün kıldı.

Özellikler

Bakır, pembe renk tonuna sahip kırmızımsı renkte demir içermeyen bir metaldir, yüksek yoğunluğa sahiptir. Doğada Cuprum'u içeren 170'den fazla mineral türü bulunmaktadır. Bunlardan sadece 17'si bu elementin endüstriyel madenciliğine tabi tutuluyor. Bu kimyasal elementin büyük kısmı cevher metallerinde bulunur:

• kalkosit - %80'e kadar;
• bronit -% 65'e kadar;
• Kovelin -% 64'e kadar.

Bu minerallerden bakır zenginleştirilir ve eritilir. Yüksek ısı iletkenliği ve elektrik iletkenliği demir dışı metalin ayırt edici özellikleridir. 1063 o C sıcaklıkta erimeye başlar ve 2600 o C'de kaynar. Cuprum markası üretim yöntemine göre değişir. Metal olur:

• soğuk çekilmiş;
• kiralama;
• döküm.

Her tipin, kayma direncinin derecesini, yüklerin ve sıkıştırmanın etkisi altındaki deformasyonun yanı sıra malzemenin çekme esnekliğini karakterize eden kendi özel parametrik hesaplamaları vardır.

Demir dışı metal ısıtma sırasında aktif olarak oksitlenir. 385 o C sıcaklıkta bakır oksit oluşur. İçeriği diğer metallerin ısıl iletkenliğini ve elektriksel iletkenliğini azaltır. Nemle etkileşime girdiğinde metal, kuprit ve asidik bir ortamla vitriol oluşturur.

Bu kimyasal element, özellikleri nedeniyle elektrik ve elektronik sistemlerin üretiminde ve diğer birçok ürünün üretiminde aktif olarak kullanılmaktadır. En önemli özelliği yoğunluğu m3 başına 1 kg'dırÇünkü bu gösterge üretilen ürünün ağırlığını belirlemek için kullanılıyor. Yoğunluk kütlenin toplam hacme oranını gösterir.

Yoğunluk birimlerini ölçmek için en yaygın sistem m3 başına 1 kilogramdır. Bakır için bu rakam 8,93 kg/m3'tür. Sıvı halde yoğunluk 8,0 g/cm3 olacaktır. Genel yoğunluk, çeşitli safsızlıklara sahip metalin türüne bağlı olarak değişebilir. Bu amaçla maddenin özgül ağırlığından yararlanılır. Bakır içeren malzemelerin üretiminde çok önemli bir özelliktir. Özgül ağırlık, bakır kütlesinin alaşımın toplam hacmine oranını karakterize eder.

Bakırın özgül ağırlığı 8,94 g/cm3 olacak. Bakırın özgül yoğunluk ve ağırlık parametreleri aynıdır ancak böyle bir tesadüf diğer metaller için tipik değildir. Özgül ağırlık sadece onu içeren ürünlerin üretiminde değil aynı zamanda hurdanın işlenmesinde de çok önemlidir. Ürünleri şekillendirmek için malzemeleri rasyonel olarak seçmek için kullanılabilecek birçok teknik vardır. Uluslararası SI sistemlerinde özgül ağırlık parametresi 1 birim hacim başına Newton cinsinden ifade edilir.

Cihaz ve mekanizmaların tasarım aşamasında tüm hesaplamaların yapılması çok önemlidir. Özgül ağırlık ve ağırlık farklı değerlerdir, ancak bunlar mutlaka Cuprum içeren çeşitli parçalar için işlenmemiş parçaların kütlesini belirlemek için kullanılır.

Bakır ve alüminyumun yoğunluğunu karşılaştırırsak büyük bir fark göreceğiz. Alüminyum için bu rakam oda sıcaklığında 2698,72 kg/m3'tür. Ancak sıcaklık arttıkça parametreler farklılaşır. Alüminyum ısıtıldığında sıvı hale geçtiğinde yoğunluğu 2,55−2,34 g/cm3 aralığında olacaktır. Gösterge her zaman alüminyum alaşımlarındaki alaşım elementlerinin içeriğine bağlıdır.

Metal alaşımlarının teknik göstergeleri

En yaygın bakır bazlı alaşımlar pirinç ve bronz dikkate alınır. Bileşimleri ayrıca diğer unsurlardan da oluşur:

• çinko;
• nikel;
• teneke;
• bizmut.

Tüm alaşımlar yapı bakımından farklılık gösterir. Bileşimde kalay bulunması, mükemmel kalitede bronz alaşımlarının üretilmesine olanak sağlar. Daha ucuz alaşımlar arasında nikel veya çinko bulunur. Cuprum bazlı üretilen malzemeler aşağıdaki özelliklere sahiptir:

• yüksek süneklik ve aşınma direnci;
• elektiriksel iletkenlik;
• agresif ortamlara karşı direnç;
• Düşük sürtünme katsayısı.

Bakır bazlı alaşımlar endüstriyel üretimde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bulaşık, mücevher, elektrik teli ve ısıtma sistemleri üretiminde kullanılırlar. Cuprumlu malzemeler genellikle evlerin cephelerini süslemek ve kompozisyonlar yapmak için kullanılır. Yüksek stabilite ve süneklik, malzemenin kullanımının ana nitelikleridir.

Bakırın özgül ağırlığının hesaplanması

Bildiğiniz gibi, son yüzlerce yılda ilerleme oldukça ileri gitti ve bu da dünya çapında birçok endüstrinin gelişmesine olanak sağladı. Bilim bu endüstriye metallerin özgül ağırlığını ölçme yeteneği de dahil olmak üzere birçok teknoloji ve hesaplama yöntemi sağladığı için metalurji üretimi de göz ardı edilmedi.

Çeşitli bakır alaşımlarının hem bileşimleri hem de fiziksel ve kimyasal özellikleri bakımından farklılık göstermesi, her ürün veya parça için gerekli alaşımın seçilmesini mümkün kılar. Haddelenmiş ürünlerin üretimi için gereken ağırlığı hesaplamak için ilgili kalitenin özgül ağırlığının bilinmesi gerekir.

Bir metalin özgül ağırlığını ölçmek için formül

Özgül ağırlık, belirli bir alaşımdan homojen bir metalin P ağırlığının bu alaşımın hacmine oranıdır. Özgül ağırlık γ sembolü ile gösterilir ve asla yoğunlukla karıştırılmamalıdır. Hem bakırın hem de diğer metallerin yoğunluk ve özgül ağırlık değerleri çoğu zaman aynı olsa da aslında durumun her koşulda böyle olmadığını hatırlamakta fayda var.

Bu nedenle bakırın özgül ağırlığını hesaplamak için γ = P/V formülü kullanılır.

Belirli bir boyuttaki haddelenmiş bakırın ağırlığını hesaplamak için kesit alanı özgül ağırlık ve uzunluk ile çarpılır.

Özgül ağırlık birimleri

Bakır ve diğer alaşımların özgül ağırlığını ölçmek için aşağıdaki ölçü birimleri kullanılabilir:

SGS sisteminde - 1 din/cm3,

SI sisteminde - 1 n/m3,

MKSS sisteminde - 1 kg/m3.

Bu birimler şuna benzeyen belirli bir oranla birbirine bağlanır:

0,1 din/cm3 = 1 n/m3 = 0,102 kg/m3.

Bakırın özgül ağırlığını hesaplama yöntemleri

1. Sitemizde özel kullanım,

2. Formülleri kullanarak haddelenmiş ürünün kesit alanını hesaplayın ve ardından markanın özgül ağırlığı ve uzunluğu ile çarpın.

Örnek 1: 4 mm kalınlığında, 1000x2000 mm boyutunda, 24 adet bakır alaşımı M2'den bakır levhaların ağırlığını hesaplayın

Bir yaprağın hacmini hesaplayalım V = 4 1000 2000 = 8000000 mm3 = 8000 cm3

1 cm3 bakır cinsi M3'ün özgül ağırlığının = 8,94 g/cm3 olduğu bilindiğinde

Bir adet haddelenmiş sacın ağırlığını hesaplayalım M = 8,94 8000 = 71520 g = 71,52 kg

Toplam tüm haddelenmiş ürünlerin kütlesi M = 71,52 24 = 1716,48 kg

Örnek 2: bakır-nikel alaşımı MNZH5-1'den toplam uzunluğu 100 metre olan bir bakır çubuğun D 32 mm ağırlığını hesaplayın

Çapı 32 mm olan bir çubuğun kesit alanı S = πR2, S = 3,1415 16 2 = 803,84 mm2 = 8,03 cm2 anlamına gelir

Bakır-nikel alaşımı MNZH5-1'in özgül ağırlığının = 8,7 g/cm3 olduğunu bilerek haddelenmiş ürünün tamamının ağırlığını belirleyelim.

Toplam M = 8,0384 8,7 10000 = 699340,80 gram = 699,34 kg

Örnek 3: BrNHK bakır ısıya dayanıklı alaşımdan yapılmış, kenarı 20 mm ve uzunluğu 7,4 metre olan bir bakır karenin ağırlığını hesaplayın

Haddelenmiş hacmi bulalım V = 2 2 740 = 2960 cm3

Hayatı boyunca sarı metali görmemiş insan yoktur. Doğada görünüş olarak sarı metale benzeyen birçok mineral bulunur. Ama dedikleri gibi: "Parıldayan her şey altın değildir." Değerli metali diğer malzemelerle karıştırmamak için altının yoğunluğunu bilmeniz gerekir.

Asil metalin yoğunluğu

Altının moleküler yapısı.

Değerli bir metalin önemli özelliklerinden biri yoğunluğudur. Altının yoğunluğu kg m3 cinsinden ölçülür.

Özgül ağırlık altının çok önemli bir özelliğidir. Takılar: yüzükler, küpeler, kolye uçları çok az ağırlığa sahip olduğundan bu genellikle dikkate alınmaz. Ancak elinizde bir kilogram gerçek sarı metal külçe tutarsanız, bunun çok ağır olduğunu görebilirsiniz. Altının önemli yoğunluğu madenciliğini kolaylaştırır. Böylece savaklarda yıkama, yıkanmış kayalardan yüksek düzeyde altın kazanımı sağlar.

Altının yoğunluğu santimetreküp başına 19,3 gramdır.

Bu, belirli bir hacimde değerli metal alırsanız, aynı hacimdeki sade sudan neredeyse 20 kat daha ağır olacağı anlamına gelir. İki litrelik bir plastik altın kum şişesi yaklaşık 32 kg ağırlığındadır. 500 gram değerli metalden, kenarı 18,85 mm olan bir küp düzenleyebilirsiniz.

Çeşitli numune ve renklerin altının yoğunluk tablosu.

Orijinal altının yoğunluğu, halihazırda saflaştırılmış metalin yoğunluğundan birkaç birim daha düşüktür ve santimetre küp başına 18 ila 18,5 gram arasında değişebilir.

583 altının yoğunluğu daha azdır çünkü bu alaşım farklı metallerden oluşur.

Evde altının yoğunluğunu kendiniz belirleyebilirsiniz. Bunu yapmak için değerli metal ürününü, bölme değerinin en az 1 gram olması gereken sıradan terazilerde tartmanız gerekir. Bundan sonra, hacim işaretli bir kap sıvıyla, bu durumda dekorasyonun içine indirilmesi gereken suyla doldurulmalıdır. Sıvının taşmamasına dikkat edilmelidir.

Bundan sonra altın eşyayı kaba indirdikten sonra sıvı hacminin ne kadar değiştiğini ölçüyoruz. Okuldan bildiğimiz özel bir formülü kullanarak yoğunluğu hesaplıyoruz: kütle bölü hacim.

Değerli bir metal ürünün saf altından yapılmadığı, dolayısıyla alaşım numunesinin yoğunluğuna göre ayarlama yapılması gerektiği unutulmamalıdır.

Gerçek sarı metali sahte olandan nasıl ayırt edebilirim?

Şu anda hem Rusya hem de dış pazarlarda çok büyük oranda sahte altın var. %5'e kadar değerli metal içeren veya hiç içermeyen altın takılar satın almanın büyük bir riski vardır. Altın alırken temel kurallar aldatılmış hissetmenizi önlemenize yardımcı olacaktır.

Öncelikle ürüne iyi bakmalısınız. Üzerinde bir örnek olmalı. Üstelik çarpık rakamlardan ya da bulanık işaretlerden oluşmamalı. Aksi takdirde bu, sahteciliğin ilk işaretidir.

Altın ürünlerine yönelik birleşik devlet damgasının bir örneği.

Sahteliğin bir sonraki işareti, değerli metal takıların arka tarafıdır. Ön yüzü kadar iyi işlenmelidir, aksi halde kalitesiz bir üründür. Bir ürünün kalitesini altın yoğunluğu gibi bir özellik kullanarak belirlemek de mümkündür ancak böyle bir deneyin bir mağazada yapılması imkansızdır.

Bunu belirlemenin, güç testi adı verilen bir yolu da vardır. Doğru, altın bir eşyayı satıcının gözü önünde kazımak her zaman mümkün olmadığından bu yöntem uygulanamaz.

İyot testi.

Aşağıdaki kimyasal yöntemler bir ürünün kalitesini belirlemenin iyi yolları olabilir. Sarı metal takıların üzerine biraz iyot damlatabilirsiniz. Beneğin rengi koyu ise, sunulan ürünün kalitesi hakkında güvenle konuşabiliriz. Sofra sirkesi de yardımcı olabilir. İçinde üç dakika geçirdikten sonra değerli metal kararırsa, ürünü güvenli bir şekilde çöp sahasına götürebilirsiniz.

Altın klorür kaliteyi belirlemede çok yardımcı olabilir. Kimya dersinden altının sadece yoğunluğu değil, aynı zamanda herhangi bir kimyasal reaksiyona giremeyeceği de öğrenildi. Bu nedenle, değerli bir metale altın klorür uygulandıktan sonra bozulmaya başlarsa, bu gerçek bir sahtedir ve çöp kutusuna atılmalıdır.

Kendinizi sahte ürün satın almaktan korumanın en iyi yollarından biri, değerli metal ürünleri tanınmış uzman mağazalardan satın almaktır.

Bu durumda gerçekten kaliteli bir ürün satın alma olasılığı yüksektir. Fiyatları çeşitli mağaza ve marketlere göre biraz daha yüksek olsa da kalitesi buna değer. Aksi takdirde sahte bir ürün satın alabilir ve tasarruf ettiğiniz paradan çok pişman olabilirsiniz.

Altın İkizler

Doğada altınla aynı yoğunluğa sahip birçok metal bulunur. Bunlar radyoaktif olan uranyum ve tungstendir. Sarı metalden daha ucuzdur ancak tungsten ve altının yoğunluğu neredeyse aynıdır, fark onda üçtür. Tungsteni altından ayıran şey, farklı bir renge sahip olması ve sarı metalden çok daha sert olmasıdır. Saf altın çok yumuşaktır ve tırnakla kolayca çizilebilir.

İçi tungstenle doldurulmuş sahte bir altın külçe.

Tungsten ve altın gibi elementlerin yoğunluğunun aynı olması sahtecilerin oldukça ilgisini çekmektedir. Altın külçelerini benzer yoğunluk ve ağırlığa sahip tungsten ile değiştiriyorlar ve üstünü ince bir değerli metal tabakasıyla kaplıyorlar. Aynı zamanda sarı metalin maliyetinin yüksek olması tungsteni gençler arasında daha popüler hale getiriyor. Tungsten ürünleri çok daha ucuzdur ve çizilmeye karşı daha dayanıklıdır.

Kurşun Yoğunluğu

Altın ne kadar safsa o kadar az serttir, bu nedenle geçmişte sarı metal test etmek için ısırılırdı. Bu yöntem güvenilmezdir. Takılar çok ince bir altın tabakasıyla kaplanmış kurşundan yapılabilir. Kurşun ayrıca yumuşak bir yapıya sahiptir. Takıyı yanlış taraftan çizmeye çalışabilirsiniz ve çok ince bir değerli metal tabakasının altında adi metal bulabilirsiniz.

Periyodik tablonun elementi olan kurşun ve kardeşi altının yoğunluğu farklıdır. Kurşunun yoğunluğu altından çok daha azdır ve santimetreküp başına 11,34 gramdır. Dolayısıyla sarı metal ile kurşunu aynı hacimde alırsak altının kütlesi kurşununkinden çok daha büyük olacaktır.

Beyaz altın, sarı değerli metalin platin veya ona beyaz veya daha doğrusu mat gümüş rengini veren diğer metallerle alaşımıdır. Günlük yaşamda platinin isimlerinden birinin "beyaz altın" olduğu yönünde bir görüş var ama bu öyle değil. Bu tür altının maliyeti normalden biraz daha fazladır. Görünüşte beyaz metal, çok daha ucuz olan gümüşe benzer. Periyodik tablonun altın ve gümüş gibi elementlerinin yoğunluğu farklıdır. Beyaz altını gümüşten nasıl ayırt edebilirim? Bu değerli metallerin farklı yoğunlukları vardır.

Gümüş, makalede tartışılanların en az yoğun olanıdır.

Altının yoğunluğu gümüşten daha fazladır. Yoğunluğu santimetreküp başına 10,49 gramdır. Gümüş beyaz metalden çok daha yumuşaktır. Bu nedenle gümüş bir eşyayı beyaz bir çarşafın üzerine sürerseniz iz kalacaktır. Aynı işlemi beyaz değerli metal ile yaparsanız iz kalmaz.

En yaygın sıvılar için çeşitli sıcaklıklarda ve atmosferik basınçta sıvıların yoğunluğunu gösteren bir tablo verilmiştir. Tablodaki yoğunluk değerleri belirtilen sıcaklıklara karşılık gelir; veri enterpolasyonuna izin verilir.

Birçok madde sıvı halde olma özelliğine sahiptir. Sıvılar, çeşitli köken ve bileşimlere sahip, akışkanlığa sahip maddelerdir, belirli kuvvetlerin etkisi altında şekil değiştirebilmektedirler. Bir sıvının yoğunluğu, bir sıvının kütlesinin kapladığı hacme oranıdır.

Bazı sıvıların yoğunluğuna ilişkin örneklere bakalım. Sıvı denilince akla ilk gelen madde sudur. Ve bu hiç de tesadüfi değil çünkü su gezegendeki en yaygın maddedir ve bu nedenle ideal olarak alınabilir.

Damıtılmış su için 1000 kg/m3 ve deniz suyu için 1030 kg/m3'e eşittir. Bu değer sıcaklıkla yakından ilişkili olduğundan bu “ideal” değerin +3,7°C'de elde edildiğini belirtmekte fayda var. Kaynayan suyun yoğunluğu biraz daha az olacaktır; 100°C'de 958,4 kg/m3'e eşittir. Sıvılar ısıtıldığında yoğunlukları genellikle azalır.

Suyun yoğunluğu, değer olarak çeşitli gıda ürünlerine benzer. Bunlar sirke solüsyonu, şarap, %20 krema ve %30 ekşi krema gibi ürünlerdir. Yumurta sarısı gibi bazı ürünlerin daha yoğun olduğu ortaya çıkar - yoğunluğu 1042 kg/m3'tür. Aşağıdakiler sudan daha yoğundur: ananas suyu - 1084 kg/m3, üzüm suyu - 1361 kg/m3'e kadar, portakal suyu - 1043 kg/m3, Coca-Cola ve bira - 1030 kg/m3.

Birçok maddenin yoğunluğu sudan daha azdır. Örneğin alkoller sudan çok daha hafiftir. Yani yoğunluk 789 kg/m3, bütil - 810 kg/m3, metil - 793 kg/m3'tür (20°C'de). Bazı yakıt ve yağ türleri daha da düşük yoğunluk değerlerine sahiptir: yağ - 730-940 kg/m3, benzin - 680-800 kg/m3. Gazyağının yoğunluğu yaklaşık 800 kg/m3, - 879 kg/m3, akaryakıtın - 990 kg/m3'e kadardır.

Düşük yoğunluklu göstergeler aşağıdaki gibi sıvılarla karakterize edilir: terebentin 870 kg/m3,