فلز مس به زبان ساده: کاربرد + ویژگی‌ها

مس فلزی بسیار ارزشمند و پرکاربرد است که در این مطلب به طور مفصل به آن پرداخته‌ایم. این فلز با نماد Cu در جدول تناوبی نشان داده می‌شود که این نماد کوتاه شده‌ی واژه‌ی لاتین cuprum است. مس عنصری جامد با رنگی نسبتا قرمز است که جزو پرکاربردترین فلزات به حساب می‌آید و در سنگ‌های معدنی پیدا می‌شود. میزان فراوانی فلز مس در طبیعت بسیار بالاست و قدمت آن به ده‌ هزار سال پیش باز می‌گردد.

فلز مس در طبیعت به صورت سنگ‌های سولفور و سنگ‌های اکسید موجود است. این فلز نخستین بار در قبرس توسط رومیان کشف شد و از آن زمان تا کنون به عنوان فلزی کاربردی و حتی تزئینی مورد استفاده قرار می‌گیرد. امروزه تجارت و خرید و فروش مس رونق بسیاری دارد و یکی از فلزات پرکاربرد و پرفروش در صنعت محسوب می‌شود.

اگر می‌خواهید درباره‌ی این فلز بیشتر بدانید و اطلاعات مفیدی در رابطه با این فلز کسب کنید در ادامه با این مطلب از سری مقالات ماناماین همراه باشید و لینک این مطلب را برای دوستان خود ارسال کنید.

فلز مس copper چیست؟

مس یک فلز با رنگ قرمز براق است که در جدول تناوبی عنصرها با علامت Cu و عدد اتمی 29 نمایش داده می‌شود. مس چکش‌خوار است و رسانای الکتریکی مناسبی به حساب می‌آید. برخلاف تصور بسیاری از افراد این فلز خاصیت مغناطیسی نداشته و با اکسیژن، هوا و آب به‌خوبی واکنش نمی‌دهد.

این عنصر خاصیت شکل‌پذیری دارد. مس در صنعت، ساختمان‌سازی، الکترونیک، ابزارآلات آشپزخانه و بسیاری از صنایع دیگر مورد استفاده قرار گرفته و رسانای گرمای مناسبی است. علاوه‌بر این موارد مس به ‌عنوان یکی از قدیمی‌ترین فلزهایی که بشر به‌کار می‌برده در ساخت‌وساز، تجهیزات برقی و الکترونیکی، لوله‌ها و تاسیسات آب و فاضلاب، ساخت ابزارهای کشاورزی و صنعتی، مصالح ساختمانی و برخی موارد دیگر نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد و خوردگی گالوانیک در این فلز نیز روی می‌دهد.

مس یکی از قدرتمندترین عناصر طبیعی است و رسانای خوبی به حساب می‌آید. به‌عنوان یکی از مهمترین عناصری که برای ساخت تجهیزات الکترونیکی به‌کار می‌رود، مس در تولید کابل‌های الکتریکی، روکش‌های فلزی، قطعات الکترونیکی و مدارهای الکترونیکی نیز استفاده می‌شود. همچنین، مس به‌عنوان یکی از فلزات بسیار مقاوم در برابر خوردگی و سایر عوامل زیان‌آور، در صنایع شیمیایی، نفت و گاز، معدنی و … نیز  به‌کار می‌رود. ما در این صفحه از وبسایت ماناماین، شما را بیشتر با این فلز و کاربردهای آن آشنا می‌کنیم و در این باره اطلاعات خوبی به شما ارائه خواهیم نمود پس تا انتها همراه ماناماین باشید.

میزان انعطاف‌پذیری این فلز بسیار بالاست و این فلز رسانای خوبی برای گرما و الکتریسیته است و حدود ۸ هزار سال قبل از میلاد، انسان‌ها از این فلز به جای سنگ استفاده می‌کردند. این فلز در کانی‌هایی مثل کالکوپیریت، کالکوسیت، بورنیت، آزوریت، کوپریت و مالاکیت یافت می‌شود و در خاکستر جلبک‌های دریایی و مرجان‌ها نیز وجود دارد!

رشته‌ کوه‌های آند در کشور شیلی به عنوان بزرگترین ذخایر این فلز شناخته می‌شوند و به همین دلیل شیلی در قرن ۲۱ تبديل به بزرگترین تولید کننده‌ی این فلز در جهان شد. مس به‌صورت ورق و مفتول مورد استفاده قرار می‌گیرد. این فلز در صنعت برق پرکاربرد است و با ترکیب فلزاتی دیگر آلیاژهای جدیدی را به‌وجود می‌آورد.

ویژگی‌های فلز مس

مطالعه کنید: بزرگترین معادن مس دنیا کدامند؟

حالت‌های مختلف مس در طبیعت

همان‌طور که در قسمت‌های بالا اشاره کردیم مس در طبیعت یافت می‌شود و با ترکیب فلزاتی دیگر آلیاژهای جدیدی را به‌وجود می‌آورد. در این رابطه باید بدانید این فلز در طبیعت به صورت‌های زیر نیز مشاهده می‌شود.

1. 1. کالکو پیریت (CuFeS2)

1. 1. کالکوسیت (Cu2S)

1. 1. مالاکیت Cu(OH)3.CuCo3

این فلز کاملا انعطاف‌پذیر است و گازهایی چون اکسیژن، نیتروژن، دی اکسید کربن و دی اکسید گوگل در مس مذاب به‌صورت محلول می‌باشند.

مطلب پیشنهادی: مس سمانته و کاربردهای آن

نحوه پیدایش مس

مس معمولاً در کانی‌های سولفیدی مانند کوپریت یافت می‌شود. در فرآیند تشکیل مس در کانی‌های سولفیدی ابتدا توده سنگ و کانی‌های موجود در آن با فشار بسیار بالا به وجود می‌آیند. سپس این توده سنگ و کانی‌ها به دلیل برخورد با آب و گازهای حاوی گوگرد، مس، آهن، سرب و مواد دیگر به کانی‌های سولفیدی تبدیل می‌شوند و بعد با گذشت زمان و به علت تأثیر فشار و دمای بالا، توده‌های کانی به ساختار کریستالی خود پایبند می‌شوند و کانی‌های سولفیدی مس درون توده سنگ شکل می‌گیرند.

در آخر، با تأثیر فشار، دما، گازها و آب، کانی‌های سولفیدی مس با تبدیل به کانی‌های مختلف مانند کالکوپریت به شکل پله‌ای در توده سنگ ایجاد می‌شوند. در اصل تبدیل سولفید به اکسید و ترکیب اکسید و سولفید مس باهم مس را به‌وجود می‌آورد.

اطلاعاتی در رابطه با کلرید مس

کلرید مس رنگی سفید مایل به خاکستری دارد و در آب به صورت نامحلول است. کلرید مس تحت عنوان کاتالیزور در برخی از واکنش‌های آلی چون سنتز آکریلونیتریل از استیلن و هیدروژن سیانید مورد استفاده قرار می‌گیرد. این ماده به عنوان نیترات کننده‌ی سلولز، رنگ‌زدایی و گوگردزدایی برای فرآورده‌های نفتی و متراکم کننده برای صابون ها، چربی‌ها و روغن‌ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد و ترکیبی پرکاربرد می‌باشد.

تصفیه مس به چه منظور و چگونه صورت می‌گیرد؟

باتوجه به ناخالص بودن مس و اینکه این فلز دارای ناخالصی‌هایی چون نقره، آهن، طلا، سرب، روی و… است. باید تصفیه آن صورت بگیرد و دلیل این کار این است که مقدار کمی ناخالصی در این ماده میزان رسانای الکتریکی آن را به شدت کاهش می‌دهد و این مورد چندان مطلوب نخواهد بود!

در رابطه با چگونگیِ تصفیه‌ی این فلز، باید بگوییم برای این کار فلز مذاب در جریان هوا حرارت داده می‌شود و طی این حرارت گوگرد و آرسنیک از فلز مذاب خارج می‌شوند و ناخالصی‌های دیگر از طریق تصفیه الکتروشیمیایی جدا می‌گردد.

مطالعه کنید: مس اکسیدی و کاربردهای مهم آن

فلزهای مس و آلیاژ‌های آن

آلیاژهای مس

پیش از اینکه در مورد آلیاژهای این ماده سخن بگوییم باید شما را با آلیاژ آشنا کنیم. در این مورد باید بگوییم ترکیب چند فلز با یکدیگر سبب تشکیل آلیاژ می‌شود و برنج، برنز و مس خالص جزو طبقه‌بندی آلیاژهای مس به حساب می‌آیند که البته مسئله آلیاژهای مس به این سه مورد محدود نمی‌شود!

کاربرد آلیاژهای مس

حال که با مسئله‌ی آلیاژهای مس آشنا شدید بد نیست در مورد کاربرد این آلیاژها نیز بیشتر بدانید. در این باره باید بگوییم آلیاژهای مس به دلیل خواص مختلفی که دارند، در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می‌گیرند و برخی از کاربردهای مهم این آلیاژها عبارتند از:

1. صنایع خودروسازی

آلیاژهای مس مانند برنز و مس با کروم برای تولید قطعات خودرو مانند فرمان، ترمز و سیستم‌های سوختی استفاده می‌شوند.

2. صنایع الکترونیک

 آلیاژهای مس مانند مس با نیکل و مس با کروم برای تولید سیم و کابل‌های برقی، قطعات الکترونیکی، ترانس‌ها، لوله‌های گرمایی و… استفاده می‌شوند.

3. صنایع ساختمانی

آلیاژهای مس مانند مس با سرب برای تولید لوله‌های آب و گاز و سیستم‌های حرارتی و سرمایشی در ساختمان‌ها استفاده می‌شوند.

4. صنایع معدنی

 آلیاژهای مس مانند مس با المنت‌های غیرفلزی برای تولید تجهیزات معدنی، کوره‌های آهنگری و کوره‌های آبگرم استفاده می‌شوند.

5. صنایع آشپزخانه

آلیاژهای مس مانند مس با کلر برای تولید ظروف و وسایل آشپزخانه و ظروف دکوری مورد استفاده قرار می‌گیرند و در این مورد پرکاربرد هستند.

همچنین، آلیاژهای مس به دلیل مقاومت به خوردگی، مقاومت به فشار و سختی بالا در بسیاری از صنایع دیگر همچون هواپیماسازی، تجهیزات نظامی نیز کاربرد دارند و از این موارد که بگذریم در سیم‌های مسی، برخی سازهای موسیقی، گروهی از سم‌های کشاورزی، آهن‌رباها، لامپ‌ها، لوله‌های مسی و دستگیره‌های درب منازل نیز از این آلیاژ استفاده می‌شود.

مس خالص

مس خالص همان‌طور که از نامش پیداست حاوی بیش از ۹۹.۳% عنصر مس است.

آلیاژهای با درصد بالای مس: این آلیاژها دارای ۹۶ %تا ۹۹.۳ % مس می‌باشند و در این مورد برای به دست آوردن سری خواص ویژه‌ای نقره نیز گاها به این فلز افزوده می‌شود.

فلز برنج:

این فلز از ترکیب روی و مس تشکیل شده و عناصری چون آلومینیوم، نیکل، آهن و سیلیسیوم برای بهتر شدن میزان خواص این آلیاژ ممکن است به این آلیاژ اضافه شود.

فلز برنج دارای استحکام کششی و مقاومت بسیار بالایی است و آلیاژهای CU-Zn ،CU-Zn-Pb و Cu-Zn-Sn پرکاربردترین آلیاژهای برنج می‌باشند.

افزودن سرب، سیلیسیوم و آلومینیوم به فلز برنج

افزودن آلومینیوم موجب افزایش استحکام این فلز می‌شود همچنین آهن و منگنز نیز خاصیت مشابه با آلومینیوم را دارند. همچنین افزودن سرب به ترکیبات این فلز موجب سایش کمتر و و بهبود سری خواص ماشین کاری شده‌ی آن می‌گردد و در آخر افزودن سیلیسیوم مقاومت در برابر سایش را برای این فلز ممکن می‌سازد.

اسیدها بر روی فلز مس چه تاثیری دارند؟

بسیاری از اسیدها می‌توانند بر روی فلز مس تأثیر بگذارند. واکنش اسید با فلز مس به‌طور کلی باعث تشکیل ترکیبات فلزی و یون‌های هیدروژن می‌شود. نوع و شدت تأثیراتی که اسید بر روی فلز مس دارد، به نوع اسید، شدت آن و نوع فلز مس و وضعیت آن وابسته است.

سری محلول‌های رقیق اسید سولفوریک و هیدروکلریک بر روی مس اثر نمی‌کنند و بالعکس این عنصر در اسید نیتریک و اسید سولفوریک غلیظ حل می‌شود. همچنین در مقابل، اسید نیتریک رقیق نیز وضعیتی مشابه اسید نیتریک غلیظ دارد و باید توجه داشته باشید این فلز می‌تواند از اسید هیدرو سیانیک هیدروژن آزاد کند.

مطلب مفید: روش‌های فرآوری مس

مس در چه مواردی کاربرد دارد؟

مسلما درصد بالایی از این ماده در سیم‌ها و لوله‌های مسی مورد استفاده قرار می‌گیرد و این مورد تازه جزئی‌ترین کاربرد مس به حساب می‌آید. در رابطه با کاربرد فلز مس باید بگوییم این فلز در دستگیره‌های درب منازل، برخی آهن‌رباها و موتورهای الکترومغناطیسی، هنر مجسمه‌سازی، برخی از لامپ‌ها و تقویت‌کننده‌های الکتریکی، گروهی از ظروف آشپزخانه مثل ماهیتابه‌ها، برخی قاشق‌ها، چنگال‌ها و چاقوها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد و این تازه بخشی از ماجراست!

چرا که علاوه‌بر مواردی که در بالا به آن اشاره کردیم از مس در رنگ آمیزی شیشه، برخی موارد در ساختمان‌سازی، ساخت گروهی از وسایل موسیقی، برخی قسمت‌های کشتی‌ها، برخی موارد در کشاورزی و… نیز استفاده می‌شود و این فلز بسیار پرکاربرد است.

مس یکی از فلزات مهم و مورد استفاده در صنعت ساختمان و ساخت و ساز است و در موارد متعددی کاربرد دارد. به عنوان مثال لوله‌های آب از مس ساخته می‌شوند زیرا مس در برابر خوردگی مقاوم است. همچنین مس به عنوان یکی از بهترین رساناهای حرارت و الکتریسیته شناخته شده است. سیم‌های برقی مسی برای انتقال برق در ساختمان‌ها مورد استفاده قرار می‌گیردند و این تنها بخشی از کاربرد این فلز است.

در ادامه می‌توانیم بگوییم این فلز در ساخت دکوراسیون داخلی مورد استفاده قرار می‌گیرد و برای ساخت اجسام هنری مثل مجسمه نیز کاربرد دارد. علاوه‌بر آن این فلز برای ساخت قطعات تجهیزات گرمایشی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد و نمای برخی ساختمان‌ها نیز با این فلز آراسته‌سازی شده است.

کاربرد مس در صنعت کشاورزی

مس یکی از فلزات مهم و پرکاربرد در صنعت کشاورزی است این فلز به عنوان یکی از عناصر اساسی کودها مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین مس در سموم کشاورزی و جهت کنترل بیماری‌های قارچی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد و جالب است بدانید این فلز به عنوان یکی از عناصر مورد نیاز برای تولید کلروفیل، ساختار گیاهان را تقویت می‌کند و مقاومت آنها را در برابر شرایط نامساعد زیستی، افزایش می‌دهد.

علاوه‌بر این مورد از این فلز برای رشد مرغ‌ها و جوجه‌ها نیز استفاده می‌شود و با توجه به کاربردهای مس در صنعت کشاورزی، این فلز از اهمیت بسیاری برخوردار است و در اغلب کشورهای جهان، از جمله ایران، به عنوان یکی از عناصر مهم به حساب می‌آید و به همین دلیل، تولید، فروش و توزیع مس، به عنوان یکی از فعالیت‌های اصلی صنعت کشاورزی در بسیاری از کشورها محسوب می‌شود.

کاربرد مس در صنعت پزشکی

شاید برای بسیاری از افراد اینکه مس در صنعت پزشکی کاربرد داشته باشد عجیب به نظر برسد اما جالب است بدانید مس یکی از عناصر مهمی است که در صنعت پزشکی بسیار کاربرد دارد. به عنوان مثال خیلی از افراد دچار کم خونی هستند و مس به عنوان یکی از مواد مورد نیاز برای تولید هموگلوبین، برای درمان آنمی استفاده می‌شود و یا بسیاری از میانسالان از آرتروز رنج می‌برند و مصرف مکمل‌های حاوی مس و یا استفاده از تزریقات مس، برای درمان این بیماری به کار برده می‌شود.

از این موارد که بگذریم باید بگوییم مس به عنوان یکی از مواد مورد نیاز برای ساختن آنزیم‌هایی که در فرآیند تولید انرژی قلب نقش دارند، می‌تواند به بهبود سلامت قلب کمک کند و یا برای پیشگیری از عفونت‌های باکتریایی نیز مورد استفاده قرار گیرد. همچنین مصرف مکمل‌های حاوی مس می‌تواند به پیشگیری از فشار خون بالا کمک کند و این موارد همه و همه  از کاربردهای مس در صنعت پزشکی می‌باشد.

استفاده از مس در صنعت برق

مس یکی از فلزات مهم و پرکاربرد در صنعت برق است و به دلیل خواص الکتریکی و حرارتی برتر خود، در بسیاری از بخش‌های صنعت برق مورد استفاده قرار می‌گیرد. کابل‌های برق از مس ساخته می‌شوند، زیرا مس خواص مناسبی برای انتقال جریان الکتریکی دارد و در حفظ جریان الکتریکی نیز موثر عمل می‌کند.

مس خاصیت انعطاف‌پذیری بالایی دارد و امکان تولید کابل‌های برق طولانی با قطر کوچک را نیز فراهم می‌کند. این فلز در تولید ترانسفورماتورها و موتورهای الکتریکی نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد و در موتورهای الکتریکی نیز برای ساخت بخش‌های پیچشی و بخش‌های توزیع برق استفاده می‌شود.

از این موارد که بگذریم باید بگوییم مس در تولید سیم‌های برقی و قطعات الکترونیکی به کار می‌رود و سیم‌های برقی با مس ساخته می‌شوند و به صورت کلی این فلز در صنعت برق پرکاربرد می‌باشد.

همان‌طور که در قسمت‌های ابتداییِ این صفحه گفتیم، فلز مس رسانای مناسبی برای جریان الکتریسیته بوده و به همین دلیل از این فلز به مقدار بالایی در صنعت برق نیز استفاده می‌شود. مس به عنوان انتقال ‌دهنده‌ی مناسب برای جریان الکتریسیته میزان مقاومت و انعطاف‌پذیریِ بسیار مناسبی داشته و به عنوان ایمن‌ترین انتقال‌دهنده شناخته می‌شود. این فلز به دو صورت عایق‌بندی شده و عایق‌بندی نشده در کابل‌های برق استفاده می‌شود و با ارتقای فناوری‌های مرتبط با این فلز این فلز یکی از کارآمدترین فلزها خواهد بود.

میران تولید مس در کشورها به چه صورتی است و بیشترین میزان تولید مس متعلق به کدام کشور است؟

میزان تولید مس در کشورها متفاوت است. برخی کشورها مانند چین، شیلی، پرو، آمریکا و اندونزی دارای معادن مس بسیاری هستند و به دلیل اینکه مس در طبیعت به صورت خام وجود دارد، این کشورها می‌توانند به سادگی میزان بسیار زیادی از این ماده را  بدست آورند.

بیشترین میزان مس در کشورهایی مانند شیلی، پرو، چین، آمریکا، روسیه، اندونزی، استرالیا، زامبیا، کانگو و کانادا بوده اما بیشترین روند تولید مس در سال‌های اخیر به چین و شیلی تعلق دارد. در سال 2020، چین با تولید بیش از 10 میلیون تن مس، بزرگترین تولیدکننده مس در جهان بود و در ادامه، پرو با تولید 2.5 میلیون تن، شیلی با تولید 2.2 میلیون تن و آمریکا با تولید 1.3 میلیون تن، در رتبه‌های دوم تا چهارم قرار گرفتند.

کلام پایانی

همان‌طور که در قسمت‌های بالا گفتیم فلز مس انعطاف‌پذیر و چکش خوار است و رنگی مابینِ قرمز و نارنجی دارد. بالاترین میزان استفاده از این فلز مربوط به استفاده در صنایع برق است و میزان آن به بیش از ۴۶ درصد می‌رسد. کشور شیلی بزرگترین تولیدات مس را داشته و میزان این تولیدات، سالانه بیش از 7/5 میلیون تن است.

ما در مطالب این صفحه اطلاعات مفیدی از منابع معتبر خارجی و داخلی، در رابطه با فلز مس در اختیار شما قرار دادیم و به‌طور کامل شما را با این فلز آشنا نمودیم و اینک در انتها امیدواریم، مطالب این صفحه برای شما همراهان گرامی مفید بوده باشد.