symbool Cu (Lat.: cuprum), atoomnr 29, atoomgew. 63,57, is een element uit de eerste nevengroep van het periodiek systeem. Het komt in de natuur voor, zowel in gedegen toestand als in gebonden vorm, als koperertsen.
Koper was reeds in voorhistorische tijden algemeen bekend; gelegeerd met tin, vormde het als brons één van de belangrijke materialen voor wapens, sieraden enz. In gedegen toestand komt het in grote hoeveelheden voor in de V.S., ten Zuiden van Lake Superior, en voorts in Chili. Veel meer verbreid zijn de sulfidische ertsen, het belangrijkste is koperkies (chalkopyriet) CuFeS2 (V.S., Canada, Chili, Mexico, Afrika), voorts bont kopererts Cu3FeS3, koperglans Cu3S en rood kopererts ofcuprietCu20. Daarnaast zijn er nog tal van andere ertsen, zoals atacamiet, 3 CU(OH)2.CUCL2, dat alleen in Chili, Peru en Australië voorkomt, maar daar een belangrijk erts is; malachiet CuC03 Cu(OH)2, en koperlazuur of azuriet 2 CuC03 Cu(OH)2, zijn van waarde als siersteen en gemalen als pigment. Reeds ertsen met een gehalte van 2 pct koper en zelfs nog lager gehalte worden lonend geëxploiteerd. De belangrijkste koperproducenten zijn de V.S., Chili, Belg.-Kongo (Katanga) en Rhodesia, die ieder zowat 1/6 deel bijdragen.Koper heeft een karakteristieke rode kleur; in zeer dunne blaadjes is het in doorzicht groen. Het is in zuivere toestand zeer zacht, zodat het zich gemakkelijk laat vervormen. Voor de meeste gebruiks- en siervoorwerpen kan het echter slechts in gelegeerde vorm worden toegepast, vooral als messing (geelkoper, met ca 30-33 pct zink) en als brons (gelegeerd met 10-15 pct tin). Het is in zuivere toestand een zeer goede geleider voor electriciteit (spec. weerstand 1,7 x 10~6 ohm/cm).
Het s.g. bedraagt 8,92, sm.pt 1084 gr., k.pt 2600 gr. In droge lucht blijft koper onveranderd, bij verhitting loopt het aan en vormt vervolgens een laagje zwart CuO, bij smelten neemt het ook zuurstof op, die er bij het stollen ten dele in blijft (tot 0,45 pct Cu20), hetgeen het ongeschikt maakt voor gieten.
Fijn verdeeld verhit koper, verkregen door reductie van koperoxyde met waterstof, is een middel om bijv. stikstof en waterstof van de laatste sporen zuurstof te ontdoen.
Aan de vochtige atmosfeer blootgesteld, bedekt het zich met een groengekleurd patina van basische carbonaten. Het lost in zuren, en evenzo in ammonia, alleen op onder gelijktijdige inwerking van lucht. Met salpeterzuur reageert het heftig onder de ontwikkeling van stikstofoxyden: NO2, dioxyde met sterk zuur, N20, stikstofoxyde met verdund salpeterzuur. Met sterk zwavelzuur wordt kopersulfaat gevormd naast S02. Met zwavel en selenium reageert het gemakkelijk.
De giftigheid van koper en koperzouten is veel geringer dan men vroeger wel meende; niettemin worden koperen pannen steeds inwendig vertind; dit is echter ook, omdat bij aantasting van het koper door zuren smaak en kleur der spijzen lijden.
PROF. DR J. A. A. KETELAAR
Technische bereiding.
De meeste ertsen hebben een laag kopergehalte, meest onder de 2 pct. Men begint de ertsen te concentreren door breken en malen waardoor de mineraaldeeltjes van het ganggesteente worden bevrijd, waarna ze daarvan door flotatie worden gescheiden. Het kopergehalte stijgt daarbij tot 32 pct. De koperbereiding geschiedt langs twee wegen:
1. De droge weg voor koperrijke ertsen. Door een geschikte wijze van roosten wordt het kopergehalte tot 60-70 pct opgevoerd terwijl alle zwavel verdwenen is: het koper is dan als oxyde CuO aanwezig en wordt in schachtovens met koolstof gereduceerd. Ook kan men in convertors lucht door de massa blazen waarbij Cu2S door de lucht in koper wordt omgezet:
2CU2S + 3O2 = 2CU2O + 2SO2; CU2S 4 2CU2O = 6Cu + SO2
Eventueel in het erts aanwezig goud en zilver scheiden zich met het koper af, terwijl lood en bismuth in de slak overgaan en arseen en antimoon vervluchtigen. De ontwijkende S02 kan op zwavelzuur worden verwerkt. Het aldus verkregen ruwe koper wordt door electrolyse geraffineerd.
2. De natte weg berust er op dat het koper met zwavelzuur (bij sulfiden door oxydatie aan de lucht) kopersulfaat vormt dat in oplossing met ijzer wordt neergeslagen (cementeren).
Toepassingen
Dank zij zijn grote geleidbaarheid voor electriciteit vindt koper veel toepassing in de electrotechniek (leidingen en kabels). Zijn goede geleidbaarheid voor warmte maakt het geschikt voor apparaten, door zijn taaiheid wordt het gebruikt voor het dichten van autoclaven. Het vormt gemakkelijk alliages die zeer gevarieerde eigenschappen hebben.
Koperalliages: enige der meest bekende zijn: Messing 30-35 pct Zn; 65-70 pct Cu Tombak 8-18 pct Zn; 82-92 pct Cu
Bronzen: klokkenspijs 80 pct Cu, 20 pct Sn; kanonnenbrons 9 pct Cu, 9 pct Sn; aluminiumbrons 90-95 pct Cu, 5-10 pct Al Manganin 86 pct Cu, 12 pct Mn, 2 pct Ni Konstantan 60 pct Cu, 40 pct Ni
Nieuwzilver 55-60 pct Cu, 12-26 pct Ni, 19-31 pct Zn Alpaca: verzilverd nieuwzilver Monel 70 pct Ni, 30 pct Cu
Koperen muntspecie 95 pct Cu, 4 pct Sn, 1 pct Zn
IR DR A. KOREVAAR
Lit.: Tafel, Metallhüttenkunde (1929); Janecke, Handbuch der Legierungen (Leipzig 1939).
