Location via proxy:   [ UP ]  
[Report a bug]   [Manage cookies]                
Utdrag fra periodesystemet
Kobber er det 29. grunnstoffet i periodesystemet. Det har atomnummer 29, atommasse 63,55 og atomsymbol Cu.
Av .
Lisens: CC BY SA 4.0
Kobber
Kobber
Frihetsstatuen
Frihetsstatuen står på Liberty Island ved innseilingen til New York. Den er grønn fordi kobberet har irret.
Av .
Lisens: CC BY 3.0

Kobber er et grunnstoff og et stabilt, lite reaktivt metall som er lett å bearbeide. Det er rødbrunt og er det eneste fargede metallet ved siden av gull. Kobber har svært god elektrisk ledningsevne og brukes mye i kabler og ledninger.

Faktaboks

Etymologi

fra gresk kyprion, grunnbetydning 'metall fra Kypros'; betegnelsen viser til at man i antikken fikk det meste av kobberet fra Kypros

Også kjent som
kopper, nynorsk: kopar
Engelsk navn
copper

Kobber er det første grunnstoffet i gruppe 11 i periodesystemet.

Kobber angripes nesten ikke i tørr luft, men i fuktig luft vil det få et grønt belegg som kalles irr. Frihetsgudinnen ved innseilingen til New York består av flere hundre kobberplater som til sammen veier 280 tonn. Den grønne fargen skyldes irr.

Ved å tilsette sink til kobber får man messing, mens hvis man tilsetter tinn får man bronse.

Metallene sølv, kobber og gull har blitt brukt til fremstilling av mynter, og de kalles derfor myntmetallene. De står alle i gruppe 11 i periodesystemet, i rekkefølgen kobber, sølv og gull. De har etter hvert blitt erstattet av andre billigere metaller i mynter, og mynter har i økende grad blitt erstattet av andre betalingsmidler.

Bruk

Kobberledninger
Kobber har svært god ledningsevne, og elektriske ledninger har ofte en kjerne av kobbertråd.
Kobberledninger
Av /iStockphoto.
norske kroner
Den norske enkronen består av 75 prosent kobber og 25 prosent nikkel.

Kobber er et av de få metallene som i større grad brukes som rent metall enn i form av legeringer. Kobber brukes spesielt mye i sammenhenger der god elektrisk og termisk ledningsevne er viktig, for eksempel i elektriske ledninger, transformatorer, radiatorer, koke- og inndampningskar. Kobberkar som skal brukes til matlaging må fortinnes innvendig.

Andre hovedbruksområder er takbekledning, vannrør, beslag, statuer og så videre. En ny enebolig inneholder typisk 200 kilo kobber i kabler, rør og armaturer.

I legeringer

Av de om lag 1000 studerte kobberlegeringer er legeringene med sink (messing), tinn (bronse), aluminium (aluminiumbronse) og nikkel (konstantin, nysølv, alpakka) viktigst.

18 karat gull inneholder typisk rundt 25 prosent kobber.

Kobberoksid inngår i keramiske høytemperatursuperledere. Superledere er materialer som ved visse temperaturer kan transportere elektrisk strøm uten målbar motstand.

I mynter

Mynter er som regel laget av kobberlegeringer. De norske 50-øringene var laget av 97 vektprosent 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 et prevensjonsmiddel som hindrer befruktning. 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.

Forekomst

chalkopyritt

Chalkopyritt fra Visnes kobbergruver. Chalkopyritt er et av de viktigste kobbermineralene.

chalkopyritt
Av .

Det er ikke mye kobber i jordskorpen, bare 68 deler per million (ppm), men mange kobberholdige malmer er kjent. Det mest vanlige er kobber(I)jern(III)sulfid, CuFeS2. Trivialnavnet er kobberpyritt eller chalkopyritt. Andre viktige kobbermineraler er chalkositt, enargitt, bornitt (broket kobber), malakitt, azuritt og cupritt.

I Norge finnes mindre forekomster av chalkopyritt, som oftest sammen med pyritt i såkalt kobberkisholdig svovelkis, blant annet i Sulitjelma, Røros, Hjerkinn (Tverrfjellet), Løkken, Joma, Repparfjord, Bidjovagge og på Skorovas. Kobber ble tidligere fremstilt fra noen av disse. Flere steder i Telemark og Numedal finnes det små kobberforekomster av hydrotermal type, der bornitt og chalkositt er avsatt fra vandige løsninger på årer og i sprekker.

En annen type kobbermalm er de som er dannet magmatisk, det vil si fra en bergartssmelte, og som har høyt innhold av nikkel. En del av nikkelforekomstene inneholder ofte like mye kobber som nikkel.

Jordens kobberreserver fra malmer er anslått til cirka 350 millioner tonn. Det vil si at det er en begrenset ressurs i forhold til forbruket på cirka 10 millioner tonn årlig. Rundt 25 prosent av det årlige kobberforbruket baseres nå på gjenvunnet metall.

Rent kobber har liten betydning som kobbermalm, med unntak av en stor forekomst i Bingham Canyon Mine i Utah, USA.

I miljøet

Kobber binder seg i stor grad til uorganiske partikler og organisk materiale i den øvre delen av jordsmonnet. Kobberet er stasjonært, og det som forsvinner, erstattes i noen grad av avsetninger fra atmosfæren. I noen industrialiserte land tilsvarer dette mer enn 200 gram per hektar per år.

Kobberinnholdet i planter varierer i stor grad. Mens det er relativt lite i epler (0,03 ppm) er det mye mer i gulrøtter (0,4 ppm) og tomater (0,7 ppm).

Manganknoller

Mangan (knollforekomst)

Manganknoller på havbunnen er en mulig framtidig kilde til kobber.

Av /NTB Scanpix ※.

I manganknoller som finnes i store mengder på havbunnen 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.

I kroppen

Brødskive med leverpostei
Leverpostei. Lever og annen innmat er gode kilder til sporstoffet kobber.
/Matprat.
Blekkspruter og andre bløtdyr har blått blod på grunn av molekylet hemocyanin, som inneholder kobberioner.
.
Lisens: CC BY SA 3.0

Kobber er et livsnødvendig sporstoff for mennesker, høyerestående dyr og mange planter. Kobbermangel kan føre til anemi og andre sykdommer. Hos griser og høns kan kobbermangel skade beindannelsen, hos sauer blir ullkvaliteten forringet, og hos kuer går melkeproduksjonen ned.

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 per kubikkmeter luft og for kobberstøv til 1 milligram per kubikkmeter luft.

Kobber i form av løselige salter er en sterk gift allerede i små mengder hos alger, sopp og bakterier. Kobbersalter har derfor lenge vært brukt som middel mot soppangrep, plantesykdommer og som tilsetning til vann for å fjerne sykdomsfremkallende parasitter, blant annet for å bekjempe tropesykdommen bilharziose. 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 og diaré, og i alvorligere tilfeller kramper og gulsott. En viktig faktor for giftigheten er at kobber kan donere eller ta opp elektroner når det endrer oksidasjonstall mellom I og II, og disse elektronene kan katalysere dannelsen av skadelige reaktive radikaler. Behandlingen er tilførsel av dimercaprol og fortynnet løsning av gult blodlutsalt.

Historie

Plassering av Kypros med naboland rundt, kart
Ordet kobber kommer av Kypros.
Kypros og naboland
Av .
Lisens: CC BY NC 4.0

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 sin edelhet kan forekomme fritt i naturen. En del kobbermalm er dessuten lett gjenkjennelig og lett å fremstille kobber fra.

Metallet la grunnlaget for de gamle metallkulturene; først kobberalderen, deretter bronsealderen, hvor legeringer mellom kobber og tinn (bronse) ble benyttet til å lage redskaper og våpen 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 fra Egypt, hvor metallet allerede omkring 3500 fvt. ble fremstilt ved å redusere mineralet malakitt fra Sinaihalvøya i trekullild.

Navnet kobber er avledet av latinsk aes cuprium, det vil si «metallet fra Kypros», fordi mye av det metallet som romerne brukte kom fra Kypros. Alkymistene betegnet kobber med symbolet for planeten Venus, ♀.

Fremstilling

Størsteparten av kobberforekomstene som benyttes inneholder 1,5–2 vektprosent 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 ved flotasjon, 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 millioner tonn kobber på verdensbasis. Blant de største produsentene var Chile, Kina, Peru og USA.

Kobber

Kobber. Tegningen viser sterkt forenklet hvordan det blir fremstilt rent kobber av råmalmen.

Av /Store norske leksikon ※.

Kjemiske egenskaper

Kobberirr
Kobber irrer i kontakt med oksygen og får et grønt lag på overflaten.
images-of-elements.com.
Lisens: CC BY 3.0

I fuktig luft får kobber et grønt overflatebelegg (patina) av basiske kobbersalter, kalt irr. Når kobber reagerer med tørr, ren oksygengass dannes en tynn oksidfilm 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 i oksiderende syrer som salpetersyre og konsentrert svovelsyre under utvikling av henholdsvis nitrogenoksider og svoveldioksid.

Forbindelser

Kobber.
Løsning av kobberacetat, C4H6CuO4.

I forbindelser kan kobber ha oksidasjonstall +I, +II og +III. Kobber(I)forbindelser er diamagnetiske, mens kobber(II)- og kobber(III)forbindelser er paramagnetiske.

De toverdige 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 fra kompleksionet [Cu(H2O)4]2+.

Toverdige kobberioner danner lett kompleksioner, 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)-salter disproporsjonerer 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, og halogenforbindelsene CuX. I løsning kan Cu(I) stabiliseres i form av komplekser med klorid, Cl, cyanid, CN, eller ammoniakk, NH3.

Treverdig kobber opptrer først og fremst i oksider og fluorider, gjerne i ternære forbindelser der den andre metallkomponenten er et elektropositivt grunnstoff, for eksempel K3CuF6 og KCuO2.

I høytemperatur-superledere har kobber ofte en blandet valenstilstand, for eksempel i YBa2Cu3O7, hvor gjennomsnittlig oksidasjonstall for kobber er 2,33.

Isotoper

Det er to stabile isotoper av kobber: 63Cu (69,17 prosent) og 65Cu (30,83 prosent).

Les mer i Store norske leksikon

Eksterne lenker

Faktaboks

Smeltepunkt
1083 °C
Kokepunkt
2567 °C
Massetetthet
8,96 g/cm³
Oksidasjontall
I, II, III
Elektronkonfigurasjon
[Ar]3d¹⁰4s¹

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.

eller registrer deg