bakar

ilustracija
BAKAR, lijevanje bakrenih anoda prije elektrolitičke rafinacije

bakar (tur. bakır), simbol Cu (cuprum), kemijski element (atomski broj 29, relativna atomska masa 63,546), crvenkast i mekan teški metal gustoće 8,92 g/cm³, tališta 1083 °C, nakon srebra najbolji vodič topline i elektriciteta, otporan prema koroziji, lako se prerađuje i stvara slitine. Duljim stajanjem potamni zbog stvaranja oksida, a pod utjecajem atmosferilija s vremenom se prevlači zaštitnom zelenom patinom (bazični karbonat ili sulfat). Ne otapa se u razrijeđenim kiselinama, ali ga dušična kiselina nagriza. Bakar je poznat još iz prapovijesnih vremena. Upotrebljavao se još u neolitiku (8000 god. pr. Kr.), u Egiptu oko 5000 god. pr. Kr. za izradbu oruđa i oružja (od bronce), na Cipru i Kreti oko 3000 god. pr. Kr. U antičko doba dolazio je gotovo jedino s Cipra pa je bio poznat pod nazivom aes cyprium (ciparska ruda), a od tog naziva potječe latinsko ime.

U prirodi je bakar u elementarnom stanju rijedak, raspršen u stijenama, najčešće kemijski čist ili s malo primjesa srebra i bizmuta. Poznato je oko 240 bakrenih ruda. Najviše bakra ima u sulfidnim rudama (→ halkopirit; kovelit; halkozin; bornit), zatim u oksidnim (→ kuprit) i u karbonatnim rudama (→ malahitazurit). Sulfidne i oksidne rude u prirodi se nalaze najviše sa željeznim sulfidom, a rjeđe sa sulfidima drugih metala. Udio bakra u rudama razmjerno je malen. Bogate rude sadrže 3 do 10% bakra. Zahvaljujući djelotvornim metodama obogaćivanja, iskorišćuju se i siromašnije rude, pa se najveća količina bakra danas proizvodi iz ruda koje sadrže 0,5 do 2% bakra. Iz bogatijih sulfidnih ruda ili iz siromašnih sulfidnih ruda koje su prije toga oplemenjene flotacijom, bakar se izdvaja pirometalurškim postupkom, sukcesivnom oksidacijom (radi uklanjanja dijela sumpora) i redukcijom s pomoću koksa uz dodatak kremenoga pijeska (radi uklanjanja dijela željeza) u jamnim ili plamenim pećima. Tako se kao međuproizvod dobiva bakrenac ili bakreni kamen s oko 30 do 40% bakra, iz kojeg se zatim oksidacijom uz kremeni pijesak ukloni gotovo sve željezo i dobiva sirovi bakar ili blister. On sadrži 97% bakra, ali nije još za upotrebu jer ima primjesa, koje se moraju ukloniti – ili zbog njihove vrijednosti (zlato, srebro, selenij) ili zbog štetna utjecaja (željezo, arsen i dr.). To se postiže taljenjem uz selektivnu oksidaciju, a zatim elektrolitskom rafinacijom. Tako se kao konačni proizvod dobiva elektrolitski bakar (99,96 do 99,99% bakra), a primjese zaostaju u anodnom mulju. Iz oksidnih i karbonatnih ruda bakar se dobiva hidrometalurškim postupkom. Ruda se izlužuje otopinom sumporne kiseline i željeznog(III) sulfata, a rjeđe se primjenjuje ekstrakcija ili stvaranje topljivih kompleksnih soli. Pritom bakar prelazi u otopinu, iz koje se izravno dobiva elektrolizom ili se taloži cementacijom s pomoću željeza, a zatim se elektrolitički rafinira. Najviše rafiniranog bakra proizvodi se u Čileu, SAD-u, Kanadi, Rusiji i Republici Kongu.

Najveći dio proizvedenog elementarnog bakra upotrebljava se u elektrotehnici, ponajprije za električne vodiče, te u gradnji generatora, motora i transformatora. Čisti bakar služi i za izradbu spremnika, cijevi, izmjenjivača topline i drugih uređaja za kemijsku i prehrambenu industriju i kućanstvo, a bakrenim limom pokrivaju se i krovovi.

Bakrene slitine

Bakrene slitine, uglavnom s cinkom, kositrom, niklom, aluminijem, manganom i silicijem, čvršće su od čistog bakra, lakše se lijevaju i zavaruju, ali slabije vode elektricitet i toplinu. Slitine s cinkom nazivaju se mjed, ako se dio cinka zamijeni niklom nastaje novo srebro, dok su bronce općenito sve bakrene slitine koje ne sadrže cink kao glavni legirni dodatak. Bakar se kao legirni element za poboljšanje mehaničkih svojstava dodaje slitinama plemenitih metala i aluminijskim slitinama.

Bakreni spojevi

U spojevima je bakar uglavnom jednovalentan i dvovalentan, dok su spojevi s trovalentnim bakrom rijetki i bez važnosti. Za ljude su topljivi bakreni spojevi slabo otrovni, ali su vrlo otrovni za niže organizme, posebno za bakterije, gljivice, alge, kukce i druge biljne štetočine. Od mnogobrojnih bakrenih spojeva veću tehničku važnost ima desetak spojeva. Bakreni(II) acetat, Cu(CH3COO)2 · H2O, kristalizira u obliku tamnoplavih prizama, služi kao pigment, adstringens, slabo sredstvo za jetkanje te za elektroplatiranje bakrom. Bakreni bazični karbonat, CuCO3 · Cu(OH)2, u prirodi se pojavljuje kao mineral malahit, nastaje kao patina, a u čistom stanju služi i kao pigment i insekticid. Bakreni(I) klorid, CuCl, stvara s amonijakom kompleksni spoj koji apsorbira ugljični monoksid, što nalazi primjenu u čišćenju i analizi plinova. Bakreni(II) klorid, CuCl2, dobar je katalizator za organske sinteze, a upotrebljava se i u pirotehnici i fotografiji. Bakreni(I) cijanid, CuCN, stvara kompleksne spojeve važne za elektroplatiranje bakrom. Bakreni(II) hidroksid, Cu(OH)2, svijetloplavi želatinozni spoj, upotrebljava se kao pesticid, pigment i katalizator. Bakreni(I) oksid, Cu2O, u prirodi se nalazi kao mineral kuprit, služi u elektroplatiranju, kao fungicid i kao pigment u bojenju stakla, emajla, keramike i podvodnih dijelova plovila. Bakreni(II) oksid, CuO, crni prah, rabi se kao pigment za staklo i emajl u kemijskoj analizi, naftnoj industriji i proizvodnji optičkih stakala. Bakreni(II) sulfat pentahidrat, CuSO4 · 5H2O, u obliku modrih prozirnih kristala poznat kao modra galica, jedna je od najvažnijih bakrenih soli. Tehnički se proizvodi otapanjem bakra u vrućoj, 70%-tnoj sumpornoj kiselini u prisutnosti zraka, a upotrebljava se u poljodjelstvu kao sredstvo za zaštitu bilja, posebno u vinogradarstvu, zatim kao dodatak umjetnim gnojivima, za zaštitu drveta, u galvanotehnici, flotaciji, proizvodnji lakova i boja, u tekstilnoj industriji, kožarstvu i dr.

bakar. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 19.9.2019. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=5344>.