Koper

1 Toepassingen en bewerkingen

Omdat koper buigzaam is, eenvoudig te vervormen is en een zeer groot geleidingsvermogen heeft voor elektriciteit en warmte, wordt het op grote schaal in de industrie gebruikt. Enkele belangrijke toepassingen zijn:

• koperdraad
• elektromagneten
• muntgeld
• kunstwerken en standbeelden (vaak van brons), bijvoorbeeld het Vrijheidsbeeld bevat negentigduizend kilogram koper
• vacuümbuizen en magnetronovens
• elektrische circuits
• muziekinstrumenten
• geveldelen van gebouwen (waaronder dakbedekking)
• koelers (heat pipes) voor videokaarten, processors en andere halfgeleidercomponenten
• waterleidingen

Voor het zuiveren van water wordt koper in de vorm van koper(II)sulfaat gebruikt (CuSO₄).

2 Legeringen

Er bestaan vele koperlegeringen, waarvan vele belangrijk zijn in het dagelijkse gebruik. Voorbeelden van koperlegeringen zijn:

• Aluminiumbrons, een legering waarbij aluminium gemengd wordt met koper.
• Auricupride, een natuurlijke legering van koper en goud.
• Babbittmetaal, een legering van tin en koper; of tin, antimoon en koper.
• Biljoengoud, een legering van een edelmetaal (meestal zilver, maar ook goud) en koper.
• Brons, een legering van koper en tin.
• Cupraat
• CuSil, een legering van koper en zilver.
• Fosforbrons, een legering van koper, tin en fosfor.
• Geel goud
• Goudbrons
• Messing, een legering van koper en zink.

3 Chemische eigenschappen

Koper neemt in ionaire vorm vrijwel altijd een oxidatietoestand van 2+ aan (Cu²⁺), koperionen nemen in een waterige oplossing een karakteristieke blauwe kleur aan.

Onder invloed van de atmosfeer krijgt koper een groenige oxidelaag. Het element komt als zodanig in de natuur voor, hoewel het meer in gebonden toestand als sulfide of als oxide aangetroffen wordt. Koperhoudende mineralen zijn o.a. covelliet en malachiet. Op het veel duurdere zilver na, is koper de beste geleider van elektriciteit. Om die reden wordt het veel gebruikt in elektronische componenten.

In de meeste gevallen vormt koper een Cu²⁺ ion maar soms een Cu⁺ ion, koper vormt moeilijk ionen, er is daarom een sterke oxidator nodig om elementair koper in op te lossen, meestal wordt salpeterzuur of zwavelzuur gebruikt, soms ook zwakkere zuren als azijnzuuroplossing maar deze reactie zal zeer traag verlopen, wel kan een zwakke oxidator als waterstofperoxide worden toegevoegd aan het zuur om de reactie wat te versnellen. Ook kan er gebruik worden gemaakt van zwavel of jood als oxidator, om deze te laten reageren zijn echter wel temperaturen rond de ontbrandingstemperatuur nodig.

Onder de koperoxiden (cupraten) vindt men de recordhouders wat betreft hoge kritische temperaturen voor supergeleiding. Voor sommige van deze verbindingen ligt deze temperatuur in het 100-150K bereik. Deze klasse van verbindingen werd in de tachtiger jaren ontdekt; het eerste voorbeeld was Yttrium-Barium-Koper oxide (ook wel YBCO genoemd).