Cupru

Metalul roșu

Cuprul e unul dintre singurele două metale obișnuite care nu sunt argintiu-cenușii; celălalt e aurul. Culoarea și conductivitatea lui vin din același loc: un set complet de zece electroni d sub un singur electron s slab legat, [Ar] 3d¹⁰ 4s¹, liber să se miște prin metal și să poarte sarcină și căldură. Doar argintul le conduce pe amândouă mai bine. E moale și ductil — un kilogram poate fi tras în kilometri de sârmă subțire — și se întărește când e prelucrat și se înmoaie iar când e încălzit. În aer uscat își păstrează culoarea; în aer umed prinde încet o pieliță verde de carbonat și sulfat bazici, cocleala care apără metalul de dedesubt și înverzește acoperișurile și statuile vechi. Se dizolvă în acid azotic, dar nu în acid clorhidric, iar sărurile lui, albastre și verzi, sunt la fel de colorate pe cât metalul e de roșu.

Minereu, topitorie și rafinărie

Scoarța conține cam 60 de părți la milion de cupru, mai ales sub formă de sulfuri — calcopirita, CuFeS₂, înainte de toate — cu malachit verde și azurit albastru acolo unde minereul s-a alterat. Bucăți de metal nativ apar în câteva locuri, cel mai cunoscut fiind Michigan. Minele moderne exploatează rocă cu mult sub 1 % cupru: minereul e măcinat, sulfura e separată prin flotație într-o spumă, topită într-o mată, suflată cu oxigen până la cupru brut și rafinată în cele din urmă prin electroliză până la cupru catodic de 99,99 %, aurul și argintul din minereu adunându-se în nămolul de sub anozi. Lumea extrage peste 20 de milioane de tone pe an, aproape un sfert în Chile, și recuperează din deșeuri cam o treime din ce folosește: cuprul poate fi reciclat iar și iar, fără pierdere.

Sârmă, bronz și sânge

Mai mult de jumătate din tot cuprul merge în electrotehnică — cabluri, înfășurările motoarelor și generatoarelor, transformatoare, circuite imprimate — iar electrificarea, din anii 1880 încoace, a fost, în sens material, o chestiune de cupru. O mare parte din rest merge în instalații sanitare, acoperișuri și aliaje: bronzul cu staniu, alama cu zinc, cupronichelul din monede și mica parte care întărește argintul sterling și înroșește aurul roz. Sulfatul de cupru din zeama bordeleză ține mana departe de vița-de-vie din 1885, iar suprafețele de cupru ucid bacteriile la atingere, unul dintre motivele pentru care clanțele s-au făcut multă vreme din alamă.

Corpul are nevoie de cam un miligram pe zi pentru enzimele care lucrează cu oxigenul, clădesc țesutul conjunctiv și pigmentul și încarcă fierul în sânge; un adult conține cam 70 mg. Melcii, calamarii și homarii merg mai departe: purtătorul lor de oxigen e hemocianina, o proteină cu cupru, iar sângele lor e albastru.

Istorie și nume

De la Shanidar la Cipru

Cuprul a fost primul metal prelucrat, pentru că zăcea la vedere ca metal: un pandantiv bătut din cupru nativ, găsit la Shanidar, în Irak, are cam 10.700 de ani. Topirea lui din minereu începuse în Balcani înainte de 5000 î.Hr., cea mai veche metalurgie descoperită până acum, iar Ötzi, omul înghețat în Alpi pe la 3300 î.Hr., purta un topor de cupru. Adăugarea staniului a dat bronzul, mai dur și mai ușor de turnat, și de pe la 3300 î.Hr. epoca bronzului s-a răspândit din Mesopotamia în toată Lumea Veche. Romanii își luau o mare parte din cupru din Cipru și îl numeau aes Cyprium, metalul din Cipru, scurtat mai târziu în cuprum — de unde vin atât simbolul Cu, cât și numele cupru. Epoca modernă a cuprului a început cu pila lui Volta din 1800, în care zincul alterna cu cuprul sau cu argintul, și cu discul de cupru rotitor al lui Faraday din 1831, primul generator.