Meď

Toto je článok o chemickom prvku. O mineráli pozri meď (minerál).

Meď (cuprum)
nikel ← meď → zinok   Cu ↓ Ag 29 Periodická tabuľka 4. perióda, 11. skupina, blok d prechodné prvky, kovy
Vzhľad
oranžovo-červený lesklý kov
Atómové vlastnosti
Atómová hmotnosť	63,546 g·mol−1
Elektrónová konfigurácia	[Ar] 3d10 4s1
Atómový polomer	128 pm
Kovalentný polomer	132 pm
Kovový polomer	128 pm
Van der Waalsov pol.	140 pm
Iónový polomer pre: Cu2+	96 pm
Chemické vlastnosti
Elektronegativita	1,90 (podľa Paulinga)
Ionizačná energia(e)	1: 745,5 kJ.mol−1 2: 1 957,9 kJ.mol−1 3: 3 555 kJ.mol−1
Oxidačné číslo(a)	I, II, III
Št. potenciál (Cu2+/Cu)	0,337 V
Fyzikálne vlastnosti (za norm. podmienok)
Skupenstvo	pevné
Hustota	8,94 kg·dm−3
Hustota kvapaliny (pri 1 357,77 K)	8,02 kg·dm−3
Teplota topenia	1 357,77 K (1 084,62 °C)
Teplota varu	2 835 K (2 561,85 °C)
Sk. teplo topenia	13,26 kJ·mol−1
Sk. teplo varu	300,4 kJ·mol−1
Tepelná kapacita	24,440 J·mol−1·K−1
Tlak pary p(Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k pri T(K) 1 509 1 661 1 850 2 089 2 404 2 834
Iné
Kryštálová sústava	kubická, plošne entrovaná
Magnetizmus	diamagnetický
Elektrický odpor	16,78 nΩ·m
Tep. vodivosť	401 W·m−1·K−1
Tep. rozťažnosť	16,5 µm·m−1·K−1
Rýchl. zvuku	3 810 m·s−1
Youngov modul	110 GPa
Pružnosť v šmyku	48 GPa
Objemová pružnosť	140 GPa
Poissonovo č.	0,34
Tvrdosť (Mohs)	3,0
Tvrdosť (Brinell)	874 MPa
Reg. číslo CAS	7440-50-8
Izotop(y) (vybrané)
Izotop Výskyt t1/2 Rr Er (MeV) Pr 63Cu 69,15 % stabilný s 34 neutrónmi 65Cu 30,85 % stabilný s 36 neutrónmi
Commons ponúka multimediálny obsah na tému meď.
Chemický portál

Meď (cuprum) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Cu a protónové číslo 29. Meď je ušľachtilý nealotropický kov s kockovou, plošne stredenou kryštálovou sústavou, oranžovočervenej farby. Má vysokú tepelnú vodivosť, tvárnosť za tepla aj studena a dobrú odolnosť proti korózii.

V časoch Rímskej ríše sa meď ťažila na ostrove Cyprus (po lat. Cyprium) – odtiaľ pochádza názov cuprum.

Niektoré ďalšie mechanické vlastnosti (neuvedené v informačnej tabuľke).

• medza klzu – 60 MPa
• medza pevnosti – 220 MPa (pomerne mäkký)
• ťažnosť – 50 %
• kontrakcia – 70 %

Dobrú odolnosť medi proti korózii spôsobujú dva faktory:

• kladný elektrochemický potenciál +0,34 V,
• účinky oxidov a ďalších zlúčenín, ktoré sa vytvárajú na jej povrchu.

Proti atmosférickej korózii chráni meď medenka – vrstva hydratovaných uhličitanov medi. Má tiež dobrú odolnosť v roztokoch kyselín bez oxidačných účinkov (kyselina chlorovodíková, kyselina fluorovodíková), ak nie sú prevzdušnené. Nepriaznivo pôsobia na meď chlór, amoniak a zlúčeniny síry.

Ak meď obsahuje prímes viac ako 0,03 % kyslíka, je náchylná na praskanie. Pri teplotách nad 400 °C z plynnej atmosféry do medi difunduje vodík a reaguje podľa rovnice:

Cu₂O + H₂ → 2 Cu + H₂O

Vodná para vyvolá v medi vnútorné tlaky spôsobujúce trhliny a dutiny.

Meď sa na technické účely využíva ako čistý kov (asi 55 % produkcie), aj ako zliatina s rôznymi prvkami (zvyšok). Až 75 % medených výrobkov sa použije v elektrotechnike, ďalej nasleduje strojárstvo, potravinárstvo a chemický priemysel. Používa sa napríklad pri výrobe drôtov, plechov, potrubia a mincí, v poľnohospodárstve pri ošetrovaní chorôb plodín, na ochranu dreva, kože a tkanív. Z dôvodu jej vysokej elektrickej a tepelnej vodivosti sa tiež používa ako metabolit. Bežná medná soľ ako sulfát, uhličitan, kyanid, oxid a sulfid sa používa ako fungicíd, zložka v keramike a pyrotechnike, pre pokovovanie elektrolytov ako aj ďalšie aplikácie v priemysle. Zliatiny medi, bronz a mosadz, sa používajú na výrobu prístrojov a náradia v rozličných odvetviach.

• surová hutnícka meď obsahuje len 94 až 97 % Cu,
• hutnícka meď môže dosiahnuť čistotu až 99,85 % Cu, vyrába sa pyrometalurgickou rafináciou surovej hutníckej medi,
• elektrovodná meď alebo katódová meď dosahujú až 99,95 % Cu, vyrába sa elektrolytickou rafináciou,
• najčistejšia meď s obsahom až 99,999 % Cu sa vyrába rafináciou vo vákuu z katódovej medi,
• špeciálne na zváranie sa využíva bezkyslíková meď, odolná proti vodíkovej chorobe.

Zliatiny medi tvoria dve hlavné skupiny:

• mosadze – zliatiny medi so zinkom ako hlavnou prísadou,
• bronzy – zliatiny medi s cínom, hliníkom, olovom ako hlavnými prísadami.

Najčastejšími zlúčeninami sú oxid meďnatý, oxid meďný a sulfid meďnatý. Je súčasťou rúd (napr. chalkopyrit CuFeS₂, chalkozín Cu₂S, kuprit Cu₂O a malachit CuOH₂.CuCO₃).

Meď je esenciálnym prvkom pre všetky vyššie rastliny a živočíchy. Po absorpcii v tráviacej sústave sa viaže na albumín a transportuje sa do pečene. V krvi sa viaže na plazmový proteín ceruloplazmín.

Je súčasťou rozličných enzýmov, v podobe centier medi v cytochróm-C oxidáze a v superoxid dismutáze (obsahuje meď a zinok). Popri úlohe v enzýmoch sa meď využíva na biologický elektrónový transport. Modré medené bielkoviny, ktoré participujú na elektrónovom transporte zahŕňajú napríklad azurín a plastocyanín. Názov „modrá meď“ pochádza z intenzívnej modrej farby vyplývajúcej z prenosu náboja z ligandu na kov (ligand-to-metal charge transfer – LMCT), absorpčné pásmo komplexu je okolo 600 nm.

Pravdepodobne zinok a meď si konkurujú pri absorpcii v tráviacom trakte, preto strava s prevahou jedného z týchto minerálov môže znamenať nedostatok druhého. Odporúčaná denná dávka medi pre zdravých dospelých je 0,9 mg/denne.

Všetky zlúčeniny medi, ak nie je známy opak, treba považovať za toxické. Smrteľná dávka síranu meďnatého pre človeka je približne 7 až 10 gramov^[1]. Meď je po zinku a železe tretím najpočetnejším stopovým prvkom v organizme. Navrhovaná bezpečná koncentrácia v pitnej vode pre ľudí sa líši v závislosti od zdroja, ale má tendenciu sa ustáliť od 1,5 do 2 mg/L. Potravinový referenčný príjem: tolerovateľná horná hranica konzumácie potravinovej medi pre dospelých zo všetkých zdrojov je 10 mg/denne.

Dôležitý podiel toxicity medi pochádza z jej schopnosti prijímať a darovať elektróny pri zmene oxidačného stavu. To katalyzuje vznik veľmi reaktívnych radikálových iónov, ako napríklad hydroxylového radikálu, spôsobom podobným Fentonovej reakcii. Túto katalytickú aktivitu využívajú enzýmy, s ktorými je meď normálne asociovaná a je preto toxická len ak je oddelená a nesprostredkovaná. Toto zvýšenie množstva nesprostredkovaných voľných radikálov sa nazýva oxidatívny stres a je predmetom aktívneho výskumu pri rozličných chorobách, kde meď môže mať dôležitú, ale menšiu rolu než pri akútnej toxicite.

1. ↑ Kuba, P.; Mocák, J.: Chemikálie v školskom laboratóriu (Anorganická chémia), SPN 1966

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému meď

• MACEK, Karel; ZUNA, Petr; ZILVAR, Václav. Náuka o materiáli 3 pre 4. ročník SPŠ strojníckych. Bratislava : Alfa, 1989.