¿Qué es el cobre? Usos, Tabla periódica y Propiedades

tutorial sobre el cobre

El cobre es un mineral metálico bastante popular en el mundo industrial, y junto con el hierro y el aluminio es probablemente el metal más usado en nuestra sociedad.

Su principal característica es que es un metal mezclado, ya que no se encuentra en forma pura en la naturaleza.

Una característica fundamental de este metal es la excelente conductividad de electricidad del mismo, lo que hace que sea usado de manera masiva en los procesos industriales, teniendo, obviamente una importancia primaria en las economías industriales modernas.

Por otro lado, el cobre es asociado al bronce, que sería el tercer metal en importancia después del oro y la plata, sobre todo en las competiciones deportivas.

El cobre, además, es maleable y dúctil lo que hace que sus propiedades mecánicas permanezcan intactas a pesar de las modificaciones que puedan hacerse con el mismo.

Además de las connotaciones deportivas también podemos encontrar el cobre en las edades de la historia, como por ejemplo la Edad de Cobre, un periodo de la historia entre el neolítico y la Edad de Bronce.

Tampoco podemos olvidar las edades de los antiguos, muchos de los cuales, tenían al bronce (cobre) como la tercera Edad, después de las de Oro y Plata; una edad la del cobre que precedería a la de Hierro.

Estas edades forman parte de la mitología y hay muchas referencias como las de Ovidio o Hesiodo.

Qué es el cobre en química y física

cobre en fisica y qumica

El cobre tiene muchas propiedades físicas y químicas

El cobre tiene el número atómico 29 y su símbolo es el Cu, estando situado en la mitad aproximadamente, de la tabla periódica.

Es un metal de transición y por lo tanto, además de la conductibilidad, es un metal bastante duro y tiene puntos de fusión y ebullición altos. Además también conduce muy bien el calor.

En estado natural lo encontramos solido y de aspecto rojizo, como una especie de marrón anaranjado o rojo el cuál se puede encontrar en diferentes tonalidades.

El cobre nativo lo encontramos en yacimientos que pueden ser explotados a cielo abierto, y por su fácil accesibilidad fue uno de los primeros metales en ser extraídos por los humanos.

No obstante, el cobre que se encuentra en las capas más exteriores es de peor calidad, más “mezclado”. Por eso nuestros antepasados tenían dificultades para conseguir cobre de excelente calidad.

En la actualidad el cobre se puede extraer desde las capas más subterráneas, lo que hace que la pureza y calidad del mismo sean mucho mayores.

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Como curiosidad, la producción de la mina Minera Escondida, en el desierto de Atacama, Chile, supone el 9% de la producción mundial total. ¿No es esto increíble?

cobre propiedades

El cobre es un elemento con muchas propiedades.

Por eso es uno de los metales más usados y populares del mundo.

El cobre se identifica fácilmente por su color rojizo con tonos anaranjados, marrones, cercanos al color del oro o azulados, dependiendo de las condiciones.

La principal propiedad del cobre es su excelente conductividad eléctrica.

Vamos a ver los tipos de propiedades de este metal

Entre otras:

  • Propiedades químicas del cobre
  • Propiedades físicas del cobre
  • Propiedades mecánicas del cobre

¿Cuáles son las propiedades químicas del cobre?

Las características químicas se refieren principalmente a la manera en que el cobre reacciona con otras sustancias.

La fórmula química del cobre es Cu. En la tabla periódica está cerca del oro y la plata, con quienes comparte bastantes propiedades.

Una de las principales propiedades del cobre es su resistencia a la corrosión lo que lo hace ser un metal de referencia para el uso en sitios muy calientes, secos, o fríos.

La resistencia ocurre porque el mismo es eficiente en la formación de compuestos resistentes a este efecto.

El cobre se oxida al contacto con el aire y el mismo produce unas capas en su superficie que a su vez lo protegen de la corrosión.

El color que podemos ver en sitios como la Estatua de la Libertad de Nueva York es debido a que el oxígeno del agua reacciona provocando esa pérdida de color rojizo a favor del torno verdoso-azulado. Es decir, el cobre no reacciona con el agua, sino es el oxígeno del agua el que reacciona con el cobre.

El cobre también se mancha cuando es expuesto a determinados sulfuros.

Otra propiedad es su toxicidad si se produce contacto en cantidades grandes.

Propiedades químicas del cobre:

Valencias+1, +2
Electronegatividad1,9
Estados de oxidación+1, +2
Primer potencial de ionización7,77 eV
Dureza Mohs3,0
Masa atómica63,64 g/mol
Punto de fusión1.083 grados centígrados
Punto de ebullición2.595 grados centígrados
Radio Vaanderwals0,128 nm
Densidad8,9 g.cm(3) a 20 grados centígrados
Masa atómica63,546 u
Isótopos6

¿Cuáles son las propiedades físicas del cobre?

Estas son las propiedades inherentes de la sustancia, sin que haya necesidad de reaccionar o contactar con otros elementos.

Vamos a ver las principales:

  • Color: rojizo-marrón
  • Conductividad: excelente tanto para el calor como la electricidad
  • Ductilidad bastante alta (fácil de trabajar con alambres por ejemplo)
  • Altamente maleable
  • No es magnético
  • Es bastante duro, lo que lo hace bueno para herramientas
  • Se puede unir fácil mediante soldadura
  • Es antibacteriano. Lo que es lo mismo que decir que es higiénico y perfecto para el trabajo en hospitales
  • Se puede reciclar fácilmente
  • Es un catalizador estupendo. Es decir es una sustancia que puede acelerar una reacción química y hacerla mucho más eficiente

¿Cuáles son las propiedades mecánicas del cobre?

Las principales propiedades mecánicas del cobre son:

  • Dureza
  • Fuerza
  • Ductilidad

El cobre es un metal muy fácil de mecanizar. La ductilidad y maleabilidad del mismo hacen que sea elegido para un gran rango de tareas mecánicas.

Esta mecanicidad del cobre hace que pueda ser provisto de diferentes maneras, tanto duro como blando. Evidentemente depende de la temperatura de trabajo se tendrá una condición u otra.

Dureza mínimaTracción mínima
Cobre blando40 HV200 N/mm2
Cobre duro110 HV360 N/mm2

¿Cuáles son las propiedades del cobre para la salud?

El cobre tiene más propiedades de las que podríamos pensar.

Además de las aplicaciones industriales también es un elemento muy importante en la salud humana, de tal modo que es necesario para la supervivencia.

Hay que tener cuidado de que nuestro nivel de cobre no sea ni demasiado bajo ni demasiado alto.

Veamos las propiedades principales sobre la salud humana:

  •  Junto con el hierro forma las células rojas
  • Ayuda a mantener una salud cardiovascular óptima
  • El cobre es necesario para una salud óptima de los glóbulos blancos
  • Es necesario para una salud ósea óptima y evitar la osteoporosis
  • Es beneficioso para el mantenimiento del colágeno
  • Como antioxidante puede ayudar a prevenir la formación de radicales libres (fuente)
  • Se cree que puede combatir la artritis (sin confirmar en humanos)

Combinaciones y aleaciones con el cobre

El metal rojizo es la base que se utiliza para otros metales como el bronce o el latón.

El primero, el bronce, es el resultado de la mezcla del cobre y el estaño.

El segundo, el latón, es el resultado de la mezcla del cobre y el zinc.

Otras aleaciones son la Alpaca (Cobre, níquel y zinc), el cobre-cadmio, el cobre-cromo, el cobre-hierro-fósforo, el cobre-aluminio, el cobre-berilio, el cobre-plata, el Constantán (cobre-niquel).

Como vemos, es un metal muy flexible y de muchas utilidades.

Historia del cobre

monedas de cobre
El uso de monedas de cobre fue bastante popular en buena parte de la historia de la civilización

El cobre es un metal nativo, que puede encontrarse de manera puro, junto con el oro, la plata, el platino y el hierro.

La historia del cobre es bastante extensa, comenzando  desde el 7.000 a.C. en Turquía, y pasando por Egipto y Europa 5 y 4.000 años a.C.

Este metal disminuyó su importancia en el 1.000 A.C, con el surgimiento del hierro, pero ello no fue uniforme en todo el mundo.

La gran importancia del cobre tomó su revancha en la Edad Contemporánea con el descubrimiento de la conductividad del mismo y su importancia en los procesos eléctricos e industriales.

En el Siglo XIX, Gran Bretaña, la nación industrial por antonomasia, tomó el liderazgo en la producción de este metal.

Más tarde, en el Siglo XX, Estados Unidos y Chile se encaramaron como los grandes productores mundiales.

¿Qué es el cobre y para qué sirve?

El cobre es el tercer metal más consumido del mundo, después del hierro y el aluminio, y tiene unas propiedades que lo hace un metal de mucha valía para las sociedades modernas.

Por ejemplo, el metal rojizo es fácil de mecanizar, siendo muy dúctil y maleable, con lo que se pueden producir esos alambres, láminas e hilos metálicos que todos conocemos.

Es un metal con cierta dureza pero lo bastante blando como para que se pueda trabajar con él perfectamente.

Como curiosidad destacar que el cobre cuando es expuesto al aire adquiere un color se torna rojo violeta o verde azuloso, según las condiciones.

¿Qué es el cobre alimenticio?

El cobre no es solo valioso para los procesos industriales, sino para nuestra salud física, siendo uno de los minerales fundamentales que según los estándares modernos ha de estar presente en las dietas para poder tener una salud normal.

El mismo se encuentra en cantidades que van desde 100 a 150 gramos normalmente.

Los sitios donde se acumula más cobre en el cuerpo son: los músculos, los huesos y el hígado.

El cobre se encuentra en muchos alimentos tales como nueces, legumbres, mariscos, vísceras e incluso el agua, con lo que es difícil llegar a tener deficiencias del mismo.

Ahora bien, tener desequilibrios es algo más normal, pero este es un tema que requiere de un debate más amplio.

Industrialización y producción del cobre

El cobre se extrae en enormes complejos de minería, a la vez que se aprovecha para extraer otros metales que están en la zona.

La metalurgia del cobre es otro proceso muy importante, así como la hidrometalurgia.

También son de gran importancia los tratamientos térmicos del cobre.

¿Qué es el cobre blister?

El cobre blíster se obtiene después del proceso de fundición.

El objetivo de fundir es el separar el cobre de otros elementos que incluyen minerales e impurezas.

El proceso comienza en hornos de reverbero donde primero se obtiene el “eje” o “mata” el cual tiene entre un 45 y 48% de cobre.

Este “eje” es llevado a hornos convertidores donde se elimina el fierro y el azufre, quedando una proporción de cobre del 75% de cobre aproximadamente.

Más tarde se realiza un proceso de conversión donde se obtiene finalmente el blíster, que tiene un 96% o más de cobre.

¿Qué es el cobre metálico?

El cobre metálico hace referencia al metal que se puede encontrar en las entrañas de la tierra que se ha ido acumulando durante millones de años y del que se ocupa principalmente la minería de metales.

Cuando se comenzó a usar en la historia se podía encontrar relativamente fácil en vetas o cerca de la superficie en estado natural o de alta pureza.

Sin embargo, cada vez fue más difícil encontrar el cobre en dichas condiciones con lo que la minería moderna se ocupa de buscarlo en mayores profundidades donde se encuentra fuertemente mezclado con otros minerales y roca estéril.

La producción actual se realiza en yacimientos para los que son necesarios la maquinaria y tecnología modernas.

¿Qué es el cobre no metálico?

Este sería el sulfato cúprico u óxido de cobre II.

Es decir, el óxido de cobre I vendría a ser el metálico y el II el no metálico. Ver mejor las diferencias en esta entrada.

El mismo es empleado principalmente como abono y fertilizante, aunque también se usa en los procesos de destilación de agua o conservación de madera.

Como vemos, estas dos categorías, “metálico” y “no-metálico” son las que determinan los diferentes usos del cobre.

Fuentes:

  • The Observatory of Economic Complexity (visita aquí)
  • Librería de Wisconsin (visita aquí)
  • Servicio geológico de los Estados Unidos (visita aquí)

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