Koper, - scheikundig element, symbool Cu, atoomgewicht 65.8. De naam is afgeleid van Cyprus, dus cyprium of cuprum, daar op dit eiland koper werd gevonden. — K. kan in vormen van het regulaire stelsel kristalliseeren. Het is zeer elastisch en taai. Deze eigenschappen zijn in hoog mate afhankelijk van bijmengselen.
De aanwezigheid van koperoxydule maakt in kleine hoeveelheid het metaal koudbreukig, in groote hoeveelheid warmbreukig. Zwavel veroorzaakt de eerste, arseen beide ongunstige eigenschappen. 0,03% van dit laatste metaal vermindert het electrisch geleidingsvermogen met 14%. Phosphor daarentegen verhoogt de taaiheid en dichtheid. De brosheid, die bij de bewerking optreedt, kan door gloeien worden opgeheven. K. kan slechts moeilijk worden geweld. Bij verhitting ervan gaat het over in koperoxyde, dat als zwarte schubben afvalt. Bij gewone temperatuur echter beschermt deze laag het koper voldoende tegen verder inwerking der atmosfeer. Bij hooge temperatuur oxydeert het koper zich aan de lucht, waarbij het gevormde koperoxydule in de smelt oplost en bij de raffinage van het koper door overdracht van de zuurstof een belangrijke rol speelt, doch aan het eind moet verwijderd worden om een metaal van zoo gunstig mogelijke eigenschappen te verkrijgen.
In de niet oxydeerende zuren en bij afwezigheid van lucht lost koper bij gewone temperatuur nauwelijks op. Zwavelzuur en salpeterzuur vormen bij kookhitte zouten ermee, terwijl zij zelf worden gereduceerd. Chloor en zwavel vormen verbindingen. Hetzelfde heeft plaats met opgeloste chloriden en zwavelwaterstof, vandaar, dat koper in zeewater vrij sterk wordt aangetast en bij aanwezigheid van zwavelwaterstof zwart wordt. Ammoniak vormt bij aanwezigheid van zuurstof een diepblauwe oplossing van koperoxydammoniak. K. vormt twee reeksen van verbindingen; de een, die van het eenwaardige koper de cupro-verbindingen, de andere van het tweewaardige, de curpi-verbindingen. De laatste zijn meest de bestendigste. Voor zoover zij in water oplosbaar en gedissocieerd zijn, vertoonen zij een blauwe kleur, welke zij aan het tweewaardige cupri-ion danken.
Ook in vasten toestand zijn de meeste cupri-verbindingen blauw- of groenachtig gekleurd. Physiologisch werken koperverbindingen als vergif, echter kunnen zelfs menschen koperbevattende voedings- en genotmiddelen vaak gedurende langen tijd zonder merkbaar nadeelig gevolg gebruiken, daar blijkbaar het koper niet geresorbeerd wordt, doch langs darm, lever en nieren wordt verwijderd. Dit is o. a. van belang bij het gebruik van koperverbindingen als bestrijdingsmiddel van plantenziekten. Volgens verschillende auteurs zou dan ook het bereiden van spijzen in schoon koper vaatwerk geen acute vergiftiging kunnen teweeg brengen. Wel indien het vaatwerk aangetast is, dus direct oplosbare koperverbindingen bevat, daar dan de opgenomen hoeveelheden veel aanzienlijker zijn. Van zijn verbindingen vinden het koperoxydule, koperoxyd, koperhydroxyde, koperchloride, kopersulfaat, kopernitraat, kopersulfide, koperfosfaten, koperarsenieten, kopercyanide, koperoleaat, koperacetaat, technische toepassing.
Na ijzer is k. het meest gebruikte metaal. Het is reeds zóó lang bekend, dat men niet kan zeggen, wie het ontdekt of waar het het eerst gebruikt werd.
Voorkomen in de natuur. Het k. komt in de natuur zoowel gedegen als in verbindingen voor. De meest bekende en belangrijke mineralen zijn de k. ijzersulfiden, chalkopyriet en borniet, het sulfuur: chalkosien, het sulfide: covellien, de basische corbonaten: malachiet en azuriet, het oxyde: kupriet en het silikaat: chrysocol. (zie verder K. ERTSEN.)
Eigenschappen. K. is het eenige roodgekleurde metaal. Sp. gew. is 8,22 voor vloeibaar, 8,93 voor vast chemisch zuiver, 8,89 voor natuurlijk voorkomend metaal. Zuiver k. is zacht en pletbaar.
Gebruik. Omstreeks 40%, zelfs meer, van het jaarlijks geproduceerde k. wordt verbruikt door de electrotechnische industrie, vooral voor leidingen en overal daar, waar het aankomt op een goede geleidbaarheid voor electriciteit en de betrekkelijke kostbaarheid van het metaal geen bezwaar vormt. Een kleiner deel wordt tot platen en blik uitgewalsd of in vormen gegoten en vindt als zoodanig toepassing in den machine- en chemischen apparatenbouw, als dakbedekking, bekleeding van houten schepen, bij de fabrikatie van ornamenten, enz. De rest van het k. wordt hoofdzakelijk gebruikt voor het maken van legeeringen zooals messing of geel koper, d. i. een k. zinkalliage van wisselende samenstelling; verschillende soorten brons of k., tinlegeeringen met of zonder phosphor, silicium, aluminium, mangaan enz.
Metallurgie. Tegenwoordig wordt het grootste deel van het k. gewonnen uit sulfidische ertsen, d. w. z. uit ertsen waarin het k. als sulfide of sulfuur voorkomt, in den regel vergezeld door pyriet en allerlei natuurlijke silikaten, enz. Het k.gehalte is echter meestal zeer gering, eenige procenten, en daardoor is het onmogelijk het k. direkt als metaal af te scheiden. Wèl is het mogelijk, wegens de groote affiniteit van k. voor zwavel, van de andere aanwezige metalen voor zuurstof, om uit zulke ertsen, waarin zwavel voorkomt als een of ander sulfide, door smelting het k. af te scheiden als sulfuur. Deze bewerking geeft echter dan alleen een goed resultaat — een voldoend rendement —, als men er voor zorgt (door een overmaat zwavel), dat er tegelijkertijd een zekere hoeveelheid ijzersulfide afgescheiden wordt. Men maakt daarom eerst een tusschenproduct, den zg. steen (E. matte), d. i. een mengsel van k.sulfuur en ijzersulfide, waarin 30-50% k. Dezen steen kan men langs zuiver pyrochemischen weg, d. w. z. alleen door smelting, uit het erts verkrijgen, maar dikwijls is het mogelijk en dan voordeeliger vóór het smelten op steen het k.gehalte van het te smelten product door mechanische behandeling te verhoogen. Het k.houdende product, hetzij erts, hetzij concentraat, dat op steen versmolten moet worden, bevat meestal meer zwavel dan noodig is voor den steen. Het materiaal wordt daarom vooraf gedeeltelijk in een of anderen roostoven afgeroost. De te smelten charge bestaat dus uit ongeroost plus geroost of alleen uit gedeeltelijk geroost materiaal met de noodige toeslagen, bijv. kalksteen, om een goed werkende slak te verkrijgen.
Het steen smelten zelf geschiedt in schacht(blaas-) of vlamovens. Bij de smelting wordt nu bijna al het k. en een gedeelte van het ijzer aan zwavel gebonden, terwijl de rest van de charge een silikaatslak vormt. Het k.sulfuur en het ijzersulfide zijn zwaarder dan de slak en daarin niet oplosbaar. Men verkrijgt dus 2 homogeene lagen, onder het mengsel van sulfiden, d. i. den steen, boven de slak, en tapt deze afzonderlijk af. Op 2 manieren kan men nu uit dezen steen, die dus behalve k. en zwavel nog vrij veel ijzer bevat, het k.metaal afscheiden. Bij de langst bekende verwerkingsmethode maakt men er eerst een anderen k. rijken steen, met 7-8% ijzer, uit door afgeroosten, dus geoxydeerden steen in een vlamoven samen te smelten met verschen, ongeroosten, en met wat kwarts om het gevormde ijzeroxyduul te verslakken. De nieuwe steen wordt dan nog eens met wat kwarts opgesmolten, maar nu in een sterk oxydeerende atmosfeer. De rest van het ijzer oxydeert en verslakt daarbij en tevens wordt nu een deel van het k.sulfuur omgezet in k.oxyduul.
Deze 2 laatste werken dan op elkaar in door deze reactie: 2 Cu2 O + Cu2 S = 6 Cu + SO, komt eindelijk het k. als metaal te voorschijn. Het k.metaal op de beschreven wijze verkregen is niet zuiver, bevat nog allerlei verontreinigingen en zit vol holten, ontstaan door SO2 gas, dat vrijkomt bij het vastworden. Men noemt het „blistercopper” (E), „Schwarzkupfer” (D). Ook bij de andere, meest toegepaste methode krijgt men uit den steen eerst blistercopper, maar men gebruikt hierbij geen vlamoven, maar een zg. convertor, een peer-, ton-, of doosvormig ijzeren vat, van binnen bekleed met zuur (SiO-rijk) of basisch (uit gebrande magnesiet bestaand) vuurvast materiaal. De k.steen wordt in gesmolten toestand in den gloeiend heeten convertor gegoten en dan zg. verblazen. De doorgeblazen lucht verbrandt de zwavel en het ijzer. De eerste verdwijnt als SO2-gas, het ijzer geeft FeO en dit vormt met een deel van de convertorbekleeding (bij de basischen) een ijzersilikaatslak. Is al het ijzer verslakt dan giet men de slak af en blaast opnieuw lucht door het gesmolten k.-sulfuur.
Nu ontstaat dus weer k.oxyduul, en dit geeft met het overgebleven sulfuur weer blistercopper. Het op een der beschreven wijzen verkregen blistercopper moet nu nog gezuiverd worden. Deze zuivering kan òf door het vuur òf door electrolyse teweeg gebracht worden. Bij het raffineeren door het vuur smelt men het onzuivere k. in een vlamoven met een sterk oxydeerende vlam. De verontreinigingen worden daardoor in oxyden omgezet en deels vervluchtigd, deels verslakt. Een deel van het k. verbrandt echter ook, zoodat na de eigenlijke zuivering het k. een vrij groote hoeveelheid (± 6%) oxyduul bevat. Om dit schadelijke CuO weer in metaal om te zetten duwt men eenige boomstammen in het gesmolten k. Door de hitte vergast het hout, de gassen blazen door het k. en reduceeren, bijgestaan door de gevormde houtskool, het CuO. Deze bewerking heet „polen” en wordt zoolang voortgezet tot een proefje van het k. den gewenschten graad van zuiverheid vertoont.
De electrolytische zuivering past men hoofzakelijk toe op goud- en zilverhoudend blistercopper verkregen uit k.ertsen, die ook wat edel metaal bevatten. Als electroliet gebruikt men een vrij sterke k.sulfaatoplossing aangezuurd met zwavelzuur. De anoden bestaan uit platen blistercopper, de cathoden uit dun electrolytisch k.blik. Men kan nu de electrolyse zóó inrichten, dat de anoden in oplossing gaan en dat zich op de cathoden zuiver k. afzet. Gelet moet worden op de stroomdichtheid, het spanningsverschil tusschen de electroden en de temperatuur van de electroliet. Verder moet deze laatste steeds in beweging en door doelmatige verversching voldoende zuiver gehouden worden.
Een deel van de onzuiverheden uit het anode k. gaat in oplossing; een ander deel, waaronder het goud en zilver, vormt het z.g. anodeslik, dat in de bakken bezinkt. Af en toe verzamelt men dit en verwerkt het op goud en zilver. De kathodeplaten worden omgesmolten en in baren gegoten of men snijdt ze volgens een spiraal in reepen en trekt daaruit draad. — Terwille van de volledigheid dient nog vermeld, dat een deel van het k. gewonnen wordt uit ertsen, waarin het als metaal of als een of andere oxydische verbinding voorkomt. De eerste soort ertsen wordt meestal eerst mechanisch geconcentreerd en dan direkt in vlamovens op metaal versmolten. Zij geven een zeer zuiver k. De oxydische ertsen worden tegenwoordig gemengd met sulfidische en dan in steen omgezet.
Statistiek en prijzen. In 1914 was de wereldproductie 0,93 millioen ton, in 1917 1,4. In die 2 jaren produceerden de Ver. St. respectievelijk 0,525 en 0,86, de rest van N.-Amerika (Canada, Mexico, Cuba) 0,076 en 0,104, Z.-Amerika (Chili, Peru, Bolivia) 0,069 en 0,125, Japan 0,071 en 0,124, Duitschland 0,03 en 0,045, Spanje en Portugal 0,037 en 0,042, Australië 0,038 en 0,038, Afrika 0,024 en 0,037 en Rusland 0,032 en 0,016 mill. ton. De landen, die het meeste k. verbruiken, zijn de Ver.
St. en Duitschland. In de laatste 3 jaren vóór den oorlog had het eerste gemiddeld 0,350 mill. ton per jaar noodig, het 2de 0,235. In 1914 was de gemiddelde prijs in de Ver. St., het land waar de meeste andere landen hun k. direkt of indirekt vandaan krijgen, ƒ 0,75 per K.G., in 1917 1,50 voor electrolytisch k.
