तांबा

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For other uses, see तांबा (disambiguation).
Copper, 29Cu
Native copper (~4 cm in size)
Copper
दिखावटRed-orange metallic luster
Standard atomic weight Ar°(Cu)
  • 63.546±0.003
  • 63.546±0.003 (abridged)[1]
Copper in the periodic table
Hydrogen Helium
Lithium Beryllium Boron Carbon Nitrogen Oxygen Fluorine Neon
Sodium Magnesium Aluminium Silicon Phosphorus Sulfur Chlorine Argon
Potassium Calcium Scandium Titanium Vanadium Chromium Manganese Iron Cobalt Nickel Copper Zinc Gallium Germanium Arsenic Selenium Bromine Krypton
Rubidium Strontium Yttrium Zirconium Niobium Molybdenum Technetium Ruthenium Rhodium Palladium Silver Cadmium Indium Tin Antimony Tellurium Iodine Xenon
Caesium Barium Lanthanum Cerium Praseodymium Neodymium Promethium Samarium Europium Gadolinium Terbium Dysprosium Holmium Erbium Thulium Ytterbium Lutetium Hafnium Tantalum Tungsten Rhenium Osmium Iridium Platinum Gold Mercury (element) Thallium Lead Bismuth Polonium Astatine Radon
Francium Radium Actinium Thorium Protactinium Uranium Neptunium Plutonium Americium Curium Berkelium Californium Einsteinium Fermium Mendelevium Nobelium Lawrencium Rutherfordium Dubnium Seaborgium Bohrium Hassium Meitnerium Darmstadtium Roentgenium Copernicium Nihonium Flerovium Moscovium Livermorium Tennessine Oganesson
–
↑
Cu
↓
Ag
nickel ← copper → zinc
Atomic number (Z)29
समूहgroup 11
अवधिperiod 4
ब्लॉक  d-block
ऋणावेशित सूक्ष्म अणु का विन्यास[Ar] 3d10 4s1
प्रति शेल इलेक्ट्रॉन2, 8, 18, 1
भौतिक गुण
Phase at STPsolid
गलनांक1357.77 K ​(1084.62 °C, ​1984.32 °F)
क्वथनांक2835 K ​(2562 °C, ​4643 °F)
Density (near r.t.)8.96 g/cm3
when liquid (at m.p.)8.02 g/cm3
संलयन की गर्मी13.26 kJ/mol
Heat of vaporization300.4 kJ/mol
दाढ़ गर्मी क्षमता24.440 J/(mol·K)
Vapor pressure
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
at T (K) 1509 1661 1850 2089 2404 2834
परमाणु गुण
ऑक्सीकरण राज्य−2, 0,[2] +1, +2, +3, +4 (a mildly basic oxide)
इलेक्ट्रोनगेटिविटीPauling scale: 1.90
Ionization energies
  • 1st: 745.5 kJ/mol
  • 2nd: 1957.9 kJ/mol
  • 3rd: 3555 kJ/mol
  • (more)
परमाणु का आधा घेराempirical: 128 pm
सहसंयोजक त्रिज्या132±4 pm
[वैन डेर वाल्स रेडियस]]140 pm
Color lines in a spectral range
Spectral lines of copper
अन्य गुण
प्राकृतिक घटनाprimordial
क्रिस्टल की संरचना ​face-centered cubic (fcc)
Face-centered cubic crystal structure for copper
Speed of sound thin rod(annealed)
3810 m/s (at r.t.)
थर्मल विस्तार16.5 µm/(m⋅K) (at 25 °C)
ऊष्मीय चालकता401 W/(m⋅K)
विद्युत प्रतिरोधकता16.78 nΩ⋅m (at 20 °C)
चुंबकीय आदेशdiamagnetic[3]
दाढ़ चुंबकीय संवेदनशीलता−5.46×10−6 cm3/mol[4]
यंग मापांक110–128 GPa
कतरनी मापांक48 GPa
थोक मापांक140 GPa
पॉइसन अनुपात0.34
मोहन कठोरता3.0
विकर्स कठोरता343–369 MPa
ब्रिनेल हार्डनेस235–878 MPa
CAS नंबर7440-50-8
History
नामीafter Cyprus, principal mining place in Roman era (Cyprium)
खोज]Middle East (9000 BC)
चिन्ह, प्रतीक"Cu": from Latin cuprum
Iso­tope Abun­dance Half-life (t1/2) Decay mode Pro­duct
 Category: Copper
| references

तांबा रासायनिक तत्व है जिसका प्रतीक (रसायन विज्ञान) Cu (से Latin: cuprum) और परमाणु संख्या 29 है यह बहुत उच्च तापीय चालकता और विद्युत चालकता के साथ नरम, निंदनीय और नमनीय धातु है। जो शुद्ध तांबे की ताजा प्रकाशित सतह में तांबा (रंग) या गुलाबी-नारंगी रंग होता है। जो कि तांबे का उपयोग गर्मी और विद्युत के संवाहक के रूप में, निर्माण पदार्थ या धातु के रूप में, और विभिन्न धातु मिश्र धातुओं के घटक के रूप में किया जाता है, जैसे कि आभूषणों में उपयोग होने वाली स्टर्लिंग चांदी, समुद्री हार्डवेयर और सिक्के बनाने के लिए उपयोग किया जाने वाला कप्रोनिकेल, और स्ट्रेन गेज में उपयोग होने वाला कॉन्स्टेंटन और तापमान माप के लिए थर्मोक्यूल्स है।

तांबा उन कुछ धातुओं में से है जो प्रकृति में सीधे प्रयोग करने योग्य धातु रूप (देशी धातु) में हो सकती है। इसने लगभग 8000 ईसा पूर्व से अनेक क्षेत्रों में बहुत प्रारंभिक मानव उपयोग का नेतृत्व किया था। जो कि हजारों साल बाद, यह सल्फाइड अयस्कों से गलाने वाली पहली धातु थी, जो कि लगभग 5000 ई.पू.; साँचे में ढाली जाने वाली पहली धातु, c. 4000 ईसा पूर्व; और कांस्य बनाने के लिए किसी अन्य धातु, टिन के साथ इच्छानुसार मिश्रित होने वाली पहली धातु, c. 3500 ईसा पूर्व है ।[5]

प्राचीन रोम में, तांबा मुख्य रूप से साइप्रस पर खनन किया गया था, धातु के नाम की उत्पत्ति, एईएस साइप्रियम (साइप्रस की धातु) से हुई थी, जो बाद में क्यूप्रम (लैटिन) में दूषित हो गई थी। तांबा (पुरानी अंग्रेज़ी) और तांबा इसी से प्राप्त किए गए थे, जो कि बाद की वर्तनी पहली बार 1530 के आसपास उपयोग की गई थी।[6]

यह समान्य रूप से सामना किए जाने वाले यौगिक तांबे (II) लवण होते हैं, जो अधिकांशत: अज़ूराइट , मैलाकाइट और फ़िरोज़ा जैसे खनिजों को नीला या हरा रंग प्रदान करते हैं, और वर्णक के रूप में व्यापक रूप से और ऐतिहासिक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

भवनों में समान्य रूप से छत बनाने के लिए उपयोग किया जाने वाला तांबा ऑक्सीडाइज़ होकर ग्रीन वर्डीग्रिस (या पेटिना) बनाता है। जिसमे तांबे का उपयोग कभी-कभी सजावटी कला में किया जाता है, दोनों अपने मौलिक धातु के रूप में और यौगिकों में वर्णक के रूप में है । जो तांबा यौगिकों का उपयोग बैक्टीरियोस्टेटिक एजेंट, कवकनाशी और लकड़ी के परिरक्षकों के रूप में किया जाता है।

इस प्रकार का तांबा सभी जीवित जीवों के लिए ट्रेस आहार खनिज के रूप में आवश्यक है क्योंकि यह श्वसन एंजाइम कॉम्प्लेक्स साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज का प्रमुख घटक है। मोलस्क और कठिनि में, तांबा रक्त वर्णक हेमोसायनिन का घटक है, जो मछली और अन्य कशेरुकियों में लौह-सम्मिश्र हीमोग्लोबिन द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। मनुष्यों में, तांबा मुख्य रूप से यकृत, पेशी और हड्डी में पाया जाता है।[7] वयस्क व्यक्ति के शरीर के वजन के प्रति किलोग्राम में 1.4 और 2.1 मिलीग्राम तांबा होता है।[8]


विशेषताएं

भौतिक

एक तांबे की डिस्क (99.95% शुद्ध) निरंतर कास्टिंग द्वारा बनाई गई; स्फटिक प्रकट करने के लिए औद्योगिक नक़्क़ाशी
तांबा अपने गलनांक के ठीक ऊपर अपनी गुलाबी चमक बनाए रखता है जब पर्याप्त प्रकाश नारंगी प्रकाशमान रंग को मात देता है

तांबा, चांदी और सोना आवर्त सारणी के समूह 11 तत्व में हैं; इन तीन धातुओं में भरे हुए इलेक्ट्रॉन कवच के ऊपर एस-कक्षीय इलेक्ट्रॉन होता है और उच्च लचीलापन, और विद्युत और तापीय चालकता की विशेषता होती है। इन तत्वों में भरे हुए डी-शेल अंतरपरमाणु अंतःक्रियाएँ में बहुत कम योगदान देते हैं, जो धातु के बंधनों के माध्यम से एस-इलेक्ट्रॉनों द्वारा हावी होते हैं। जो कि अधूरे डी-शेल्स वाली धातुओं के विपरीत, तांबे में धातु के बंधन में सहसंयोजक बंधन चरित्र की कमी होती है और ये अपेक्षाकृत दुर्बल होते हैं। यह अवलोकन तांबे के मोनोक्रिस्टलाइन की कम कठोरता और उच्च लचीलापन की व्याख्या करता है।[9] मैक्रोस्कोपिक मापदंड पर, क्रिस्टल लैटिस में विस्तारित दोषों का परिचय, जैसे कि अनाज की सीमाएं, प्रयुक्त तनाव के अनुसार पदार्थ के प्रवाह में बाधा डालती हैं, जिससे इसकी कठोरता बढ़ जाती है। इस कारण से, तांबे की आपूर्ति समान्य रूप से महीन दाने वाले पॉलीक्रिस्टलाइन रूप में की जाती है, जिसमें मोनोक्रिस्टलाइन रूपों की तुलना में अधिक शक्तिशाली होती है।[10]

तांबे की कोमलता या आंशिक रूप से इसकी उच्च विद्युत चालकता (59.6×106 S/m) और उच्च तापीय चालकता, कमरे के तापमान पर शुद्ध धातुओं के बीच दूसरा उच्चतम (चांदी के बाद दूसरा)।[11] ऐसा इसलिए है क्योंकि कमरे के तापमान पर धातुओं में इलेक्ट्रॉन परिवहन की प्रतिरोधकता मुख्य रूप से जाली के थर्मल कंपन पर इलेक्ट्रॉनों के प्रकीर्णन से उत्पन्न होती है, जो नरम धातु में अपेक्षाकृत दुर्बल होती हैं।[9] यह खुली वायु में तांबे का अधिकतम अनुमेय वर्तमान घनत्व 3.1×106 A/m2 लगभग है जो कि क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है , जिसके ऊपर यह अत्यधिक गर्म होने लगता है।[12]

तांबा ग्रे या सिल्वर के अतिरिक्त प्राकृतिक रंग वाले कुछ धातु तत्वों में से है।[13] जो शुद्ध तांबा नारंगी-लाल होता है और वायु के संपर्क में आने पर लाल रंग का हो जाता है। यह धातु की कम प्लाज्मा आवृत्ति के कारण होता है, जो दृश्यमान स्पेक्ट्रम के लाल भाग में स्थित होता है, जिससे यह उच्च आवृत्ति वाले हरे और नीले रंगों को अवशोषित कर लेता है।[14]

अन्य धातुओं की तरह, यदि तांबे को इलेक्ट्रोलाइट की उपस्थिति में किसी अन्य धातु के संपर्क में रखा जाता है, तो गैल्वेनिक संक्षारण होगा।[15]


रासायनिक

File:Copper wire comparison.JPG
अनॉक्सिडाइज्ड तांबा वायर (बाएं) और ऑक्सीडाइज्ड तांबा वायर (दाएं)
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रॉयल ऑब्जर्वेटरी, एडिनबर्ग का पूर्वी टॉवर, 2010 में स्थापित किए गए नवीनीकृत तांबे और मूल 1894 तांबे के हरे रंग के बीच का अंतर दिखा रहा है।

तांबा पानी के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है, किन्तु यह भूरे-काले तांबा ऑक्साइड की परत बनाने के लिए वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ धीरे-धीरे प्रतिक्रिया करता है, जो नम वायु में लोहे पर बनने वाली जंग के विपरीत, अंतर्निहित धातु को आगे जंग (निष्क्रियता (रसायन विज्ञान)) से बचाता है। जो कि वर्डीग्रिस (तांबा कार्बोनेट) की हरी परत अधिकांशत: पुरानी तांबे की संरचनाओं पर देखी जा सकती है, जैसे कि अनेक पुरानी भवनों की छत[16] और स्टैच्यू ऑफ लिबर्टी[17] कुछ सल्फर यौगिकों के संपर्क में आने पर तांबा धूमिल हो जाता है, जिसके साथ यह विभिन्न तांबा सल्फाइड बनाने के लिए प्रतिक्रिया करता है।[18]


समस्थानिक

Main article: तांबे के समस्थानिक

तांबे के 29 समस्थानिक हैं। 63
Cu
 और 65
Cu
 स्थिर हैं, जो 63
Cu
 में लगभग 69% प्राकृतिक रूप से पाया जाने वाला तांबा होता है; दोनों का चक्कर 3⁄2 है।[19] अन्य आइसोटोप रेडियोधर्मी हैं, जिनमें सबसे स्थिर 67
Cu
 है और इसका आधा जीवन 61.83 घंटे है। [19] सात मेटास्टेबल आइसोटोप की विशेषता बताई गई है; जो 3.8 मिनट के आधे जीवन के साथ 68m
Cu
 सबसे लंबे समय तक जीवित रहने वाला है। 64 से अधिक द्रव्यमान संख्या वाले समस्थानिकों का β− द्वारा क्षय होता है, जबकि 64 से कम द्रव्यमान संख्या वाले समस्थानिकों का β+ द्वारा क्षय होता है। 64
Cu
, जिसका आधा जीवन 12.7 घंटे है, दोनों विधियों से क्षय होता है। [20]


62
Cu
 और 64
Cu
 महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं। जो 62
Cu
 में प्रयोग किया जाता है जो 62
Cu
पॉज़िट्रॉन एमिशन टोमोग्राफी के लिए रेडियोधर्मी अनुरेखक के रूप में सीयू-पीटीएसएम है[21]


घटना

See also: तांबा अयस्कों की सूची
केविनॉ प्रायद्वीप, मिशिगन से मूल तांबा, के बारे में 2.5 inches (6.4 cm) लंबा


तांबे का उत्पादन विशाल तारों में होता है[22] और यह पृथ्वी की पपड़ी में लगभग 50 भाग प्रति मिलियन (पीपीएम) के अनुपात में उपस्थित होता है।[23] प्रकृति में, तांबा विभिन्न प्रकार के खनिजों में पाया जाता है, जिसमें देशी तांबा, तांबा सल्फाइड जैसे च्लोकोपाइराइट, बोर्नाइट, डाइजेनाइट, कोवेलाइट और च्लोकोसाइट, तांबा सल्फोसाल्ट जैसे टेट्राहेडाइट-टेनेंटाइट और एनार्गाइट, तांबा कार्बोनेट जैसे अज़ूराइट और मैलाकाइट, और सम्मिलित हैं। क्रमशः कॉपर(I) या कॉपर(II) ऑक्साइड जैसे क्यूप्राइट और टेनोराइट के रूप में है[11] खोजे गए मौलिक तांबे के सबसे बड़े द्रव्यमान का वजन 420 टन था और यह 1857 में मिशिगन, अमेरिका में केवीनाव प्रायद्वीप पर पाया गया था।[23] देशी तांबा एक पॉलीक्रिस्टल है, जिसका अब तक वर्णित सबसे बड़ा एकल क्रिस्टल 4.4 × 3.2 × 3.2 सेमी है।[24] तांबा पृथ्वी की पपड़ी में 25वां सबसे प्रचुर तत्व है, जो 50 पीपीएम है, जबकि जस्ता 75 पीपीएम और सीसा 14 पीपीएम है।[25]

वायुमंडल में तांबे की विशिष्ट पृष्ठभूमि सांद्रता 1 ng/m3 से अधिक नहीं होती है; मड में 150 मिलीग्राम/किग्रा; वनस्पति में 30 मिलीग्राम/किग्रा; मीठे पानी में 2 μg/L और समुद्री जल में 0.5 μg/L है ।[26]


उत्पादन

File:Chuquicamata-002.jpg
चुक्विकामाटा, चिली में, विश्व के सबसे बड़े ओपन-पिट माइनिंग तांबा माइनिंग में से है
विश्व उत्पादन प्रवृत्ति
See also: तांबा उत्पादन के आधार पर देशों की सूची

अधिकांश तांबे का खनन या तांबे के निष्कर्षण की तकनीक है क्योंकि पोर्फिरी तांबे के संग्रह में बड़ी खुली खदानों से तांबे के सल्फाइड होते हैं जिनमें 0.4 से 1.0% तांबा होता है। साइटों में चिली में चुक्विकामाटा, यूटा, संयुक्त राज्य अमेरिका में बिंघम कैनियन माइन और न्यू मैक्सिको, संयुक्त राज्य अमेरिका में चीनी खान सम्मिलित हैं। ब्रिटिश भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण के अनुसार, 2005 में, चिली विश्व के कम से कम एक-तिहाई भाग के साथ तांबे का शीर्ष उत्पादक था, जिसके बाद संयुक्त राज्य अमेरिका, इंडोनेशिया और पेरू का स्थान था।[11] जो कि तांबा को इन-सीटू लीच प्रक्रिया के माध्यम से भी पुनर्प्राप्त किया जा सकता है। एरिज़ोना राज्य में अनेक साइटों को इस पद्धति के लिए प्रमुख उम्मीदवार माना जाता है।[27] उपयोग में तांबे की मात्रा बढ़ रही है और उपलब्ध मात्रा नाममात्र को ही पर्याप्त है कि सभी देशों को उपयोग के विकसित विश्व स्तर तक पहुंचने की अनुमति मिल सकता है।[28] यह वर्तमान में गहरे समुद्र में खनन के लिए तांबे का वैकल्पिक स्रोत पॉलीमेटैलिक नोड्यूल्स पर शोध किया जा रहा है, जो समुद्र तल से लगभग 3000-6500 मीटर नीचे प्रशांत महासागर की गहराई में स्थित हैं। इन पिंडों में कोबाल्ट और निकल जैसी अन्य मूल्यवान धातुएँ होती हैं।[29]


संग्रह और मूल्य

See also: शिखर तांबा या संग्रह

फ़ाइल:Copper.webp|thumb|325px|दाएं|तांबा की मूल्य 1959-2022

तांबे का उपयोग कम से कम 10,000 वर्षों से किया जा रहा है, किन्तु अब तक खनन और गलाए गए तांबे का 95% से अधिक 1900 के बाद से निकाला गया है। जो कि विभिन्न प्राकृतिक संसाधनों की तरह, पृथ्वी पर तांबे की कुल मात्रा बहुत अधिक है, पृथ्वी की पपड़ी के शीर्ष किलोमीटर में लगभग 1014 टन है, जो निष्कर्षण की वर्तमान दर पर लगभग 50 लाख वर्ष के समान है। चूँकि , इन संचयो का केवल एक छोटा सा भाग ही वर्तमान मूल्यों और प्रौद्योगिकियों के साथ आर्थिक रूप से व्यवहार्य है। जो कि खनन के लिए उपलब्ध तांबे के संग्रह का अनुमान 25 से 60 वर्षों तक भिन्न-भिन्न है, जो विकास दर जैसी मुख्य धारणाओं पर निर्भर करता है।[30] आधुनिक विश्व में पुनर्चक्रण तांबे का एक प्रमुख स्रोत है।[31] इन और अन्य कारकों के कारण, तांबे के उत्पादन और आपूर्ति का भविष्य बहुत वाद विवाद का विषय है, जिसमें पीक ऑयल के अनुरूप पीक तांबा की अवधारणा भी सम्मिलित है।

तांबे की मूल्य ऐतिहासिक रूप से अस्थिर रही है,[32] और इसकी मूल्य जून 1999 में US$0.60/lb (US$1.32/kg) के 60-वर्ष के निचले स्तर से बढ़कर मई 2006 में $3.75 प्रति पाउंड ($8.27/kg) हो गई थी। जो फरवरी में यह घटकर $2.40/lb ($5.29/kg) हो गई 2007, फिर अप्रैल 2007 में $3.50/lb ($7.71/kg) पर वापस आ गया।[33] फरवरी 2009 में, दुर्बल वैश्विक मांग और पिछले वर्ष के उच्च स्तर के बाद से कमोडिटी की मूल्यों में भारी गिरावट ने तांबे की मूल्यों को $1.51/lb ($3.32/kg) पर छोड़ दिया गया था।[34] सितंबर 2010 और फरवरी 2011 के बीच, तांबे की मूल्य £5,000 प्रति मीट्रिक टन से बढ़कर £6,250 प्रति मीट्रिक टन हो गई।[35]


विधि

Main article: तांबा निष्कर्षण तकनीक
File:Copper Flash Smelting Process (EN).svg
फ्लैश गलाने की प्रक्रिया की योजना


यस्कों में तांबे की सांद्रता औसतन केवल 0.6% है, और अधिकांश वाणिज्यिक अयस्क सल्फाइड हैं, विशेष रूप से च्लोकोपाइराइट (CuFeS2), बोर्नाइट (Cu5FeS4) और, कुछ सीमा तक, कोवेलाइट (CuS) और च्लोकोसाइट (Cu2S) है ।[36] इसके विपरीत, बहुधात्विक पिंडों में तांबे की औसत सांद्रता 1.3% आंकी गई है। जो कि तांबे के साथ-साथ इन पिंडों में पाई जाने वाली अन्य धातुओं को निकालने के विधियों में सल्फ्यूरिक लीचिंग, स्मेल्टिंग और क्यूप्रियन प्रक्रिया का उपयोग सम्मिलित है।[37][38] भू-अयस्कों में पाए जाने वाले खनिजों के लिए, वे झाग प्लवनशीलता या बायोलीचिंग द्वारा 10-15% तांबे के स्तर तक कम्युनिकेशन अयस्कों से केंद्रित होते हैं।[39] इस पदार्थ को सिलिका के साथ फ्लैश प्रगलन में गर्म करने से अधिकांश लौह धातुमल के रूप में निकल जाता है। यह प्रक्रिया लोहे के सल्फाइड को ऑक्साइड में परिवर्तित करने में अधिक सरलता का शोषण करती है, जो सिलिका के साथ प्रतिक्रिया करके सिलिकेट स्लैग बनाती है जो गर्म द्रव्यमान के ऊपर तैरती है। परिणामी तांबा मैट, जिसमें Cu2S सम्मिलित है, सल्फाइड को ऑक्साइड में बदलने के लिए (धातु विज्ञान) भून रहा है:[36]

2 Cu2S + 3 O2 → 2 Cu2O + 2 SO2

क्यूप्रस ऑक्साइड क्यूप्रस सल्फाइड के साथ अभिक्रिया करके गर्म करने पर ब्लिस्टर तांबा में परिवर्तित हो जाता है:

2 Cu2O + Cu2S → 6 Cu + 2 SO2

सडबरी मैट प्रक्रिया ने केवल आधे सल्फाइड को ऑक्साइड में परिवर्तित किया और फिर इस ऑक्साइड का उपयोग शेष सल्फर को ऑक्साइड के रूप में निकालने के लिए किया जाता है । फिर इसे इलेक्ट्रोलाइटिक रूप से परिष्कृत किया गया और इसमें उपस्थित प्लैटिनम और सोने के लिए एनोड मड का उपयोग किया गया। यह कदम तांबा ऑक्साइड को तांबा धातु में अपेक्षाकृत सरलता से कम करने का लाभ उठाता है। बची हुई अधिकांश ऑक्सीजन को निकालने के लिए प्राकृतिक गैस को छाले में प्रवाहित किया जाता है और शुद्ध तांबे का उत्पादन करने के लिए परिणामी सामग्री पर इलेक्ट्रोरिफाइनिंग की जाती है: [40]

Cu2+ + 2 e− → Cu
कॉपर रिफाइनिंग का फ़्लोचार्ट' (यूरालेलेक्ट्रोमेड का एनोड कास्टिंग प्लांट)
  1. ब्लिस्टर तांबा
  2. गलाना
  3. प्रतिध्वनि भट्ठी
  4. स्लैग हटाना
  5. एनोडएस की कॉपर कास्टिंग
  6. कास्टिंग व्हील
  7. एनोड्स हटाने की मशीन
  8. एनोड्स टेक-ऑफ
  9. रेल कारें
  10. टैंक हाउस तक परिवहन
कॉपर रिफाइनिंग का फ़्लोचार्ट' (यूरालेलेक्ट्रोमेड का एनोड कास्टिंग प्लांट) # ब्लिस्टर तांबा # गलाना # प्रतिध्वनि भट्ठी # स्लैग हटाना # एनोडएस की कॉपर कास्टिंग # कास्टिंग व्हील # एनोड्स हटाने की मशीन # एनोड्स टेक-ऑफ # रेल कारें # टैंक हाउस तक परिवहन


पुनर्चक्रण

अल्युमीनियम की तरह,[41] तांबा कच्ची अवस्था और विनिर्मित उत्पादों दोनों से गुणवत्ता के किसी भी हानि के बिना पुन: उपयोग योग्य है।[42] आयतन में, लोहा और एल्यूमीनियम के बाद तांबा तीसरी सबसे अधिक पुनर्नवीनीकरण धातु है।[43] अब तक खनन किए गए सभी तांबे का अनुमानित 80% आज भी उपयोग में है।[44] सोसाइटी रिपोर्ट में अंतर्राष्ट्रीय संसाधन पैनल के मेटल स्टॉक्स के अनुसार, समाज में उपयोग किए जाने वाले तांबे का वैश्विक प्रति व्यक्ति स्टॉक 35-55 किलोग्राम है। इसमें से अधिकांश कम विकसित देशों (30–40 किग्रा प्रति व्यक्ति) के अतिरिक्त अधिक विकसित देशों (140–300 किग्रा प्रति व्यक्ति) में है।

तांबे के पुनर्चक्रण की प्रक्रिया लगभग वैसी ही है जैसी तांबे को निकालने के लिए उपयोग की जाती है किन्तु इसके लिए कम चरणों की आवश्यकता होती है। उच्च शुद्धता वाले स्क्रैप तांबा को तांबे को भट्टी में पिघलाया जाता है और फिर रेडॉक्स किया जाता है और बिलेट (अर्ध-तैयार उत्पाद) और सिल्लियों में डाला जाता है; सल्फ्यूरिक अम्ल के स्नान में इलेक्ट्रोप्लेटिंग द्वारा कम शुद्धता वाले स्क्रैप को परिष्कृत किया जाता है।[45]


मिश्र धातु

ताँबे की मिश्र धातुओं का व्यापक रूप से सिक्के के उत्पादन में उपयोग किया जाता है; यहाँ देखे गए दो उदाहरण हैं - 1964 के बाद का अमेरिकन डाइम (संयुक्त राज्य अमेरिका का सिक्का) , जो मिश्र धातु कप्रोनिकल से बना है[46] और 1968 से पहले का डाइम (कनाडाई सिक्का), जो 80 प्रतिशत चांदी और 20 प्रतिशत तांबे के मिश्र धातु से बना है।[47]
See also: तांबे की मिश्रधातुओं की सूची

तांबे की अनेक मिश्रधातुएँ तैयार की गई हैं, जिनमें से अनेक महत्वपूर्ण उपयोगों वाली हैं। पीतल तांबे और जस्ता का मिश्र धातु है। कांस्य समान्य रूप से तांबा -टिन मिश्र धातुओं को संदर्भित करता है, किन्तु तांबे के किसी भी मिश्र धातु जैसे एल्यूमीनियम कांस्य को संदर्भित कर सकता है। तांबा चांदी और महीन सोने के सोल्डरों के सबसे महत्वपूर्ण घटकों में से है, जो गहने उद्योग में उपयोग किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप मिश्र धातुओं के रंग, कठोरता और पिघलने बिंदु को संशोधित किया जाता है।[48] कुछ लेड-फ्री सोल्डर या सोल्डर मिश्र धातुओं में तांबे और अन्य धातुओं के छोटे अनुपात के साथ टिन मिश्र धातु होती है।[49]

तांबे और निकल के मिश्र धातु, जिसे कप्रोनिकेल कहा जाता है, जिसका उपयोग कम-मूल्य वाले सिक्कों में किया जाता है, जो कि अधिकांशत: बाहरी आवरण के लिए। अमेरिकी पांच-प्रतिशत सिक्का (वर्तमान में निकल कहा जाता है) में सजातीय संरचना में 75% तांबा और 25% निकल होता है। कप्रोनिकल की प्रारंभ से पहले, जिसे 20वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में देशों द्वारा व्यापक रूप से अपनाया गया था,[50] जो कि तांबे और चांदी की मिश्र धातुओं का भी उपयोग किया जाता था, संयुक्त राज्य अमेरिका ने 1965 तक 90% चांदी और 10% तांबे के मिश्र धातु का उपयोग किया था, जब आधे डॉलर के अपवाद के साथ सभी सिक्कों से परिचालित चांदी को हटा दिया गया था - ये मिश्र धातु के लिए वाद विवाद कर रहे थे जो 1965 और 1970 के बीच 40% चांदी और 60% तांबा।[51] 90% तांबे और 10% निकल के मिश्र धातु, जंग के प्रतिरोध के लिए उल्लेखनीय हैं, समुद्री जल के संपर्क में आने वाली विभिन्न वस्तुओं के लिए उपयोग किया जाता है, चूँकि यह कभी-कभी प्रदूषित पोर्ट और क्षेत्र में पाए जाने वाले सल्फाइड के लिए दुर्बल होता है।[52] एल्यूमीनियम के साथ तांबे की मिश्र धातु (लगभग 7%) का रंग सुनहरा होता है और सजावट में उपयोग किया जाता है।[23] शाकुडो तांबे का जापानी सजावटी मिश्रधातु है जिसमें सोने का कम प्रतिशत होता है, जो कि समान्य रूप से 4-10%, जिसे गहरे नीले या काले रंग में ढाला जा सकता है।[53]


बाइनरी यौगिक

अन्य तत्वों की तरह, तांबे के सबसे सरल यौगिक बाइनरी यौगिक होते हैं, अथार्त वे जिनमें केवल दो तत्व होते हैं, प्रमुख उदाहरण ऑक्साइड, सल्फाइड और हैलाइड हैं। यह तांबा (I) ऑक्साइड और तांबा (II) ऑक्साइड दोनों ज्ञात हैं। जो किन अनेक तांबा (आई) सल्फाइड में, महत्वपूर्ण उदाहरणों में तांबा (I) सल्फाइड और तांबा मोनोसल्फाइड | तांबा (II) सल्फाइड सम्मिलित हैं।

तांबा (I) फ्लोराइड , तांबा (I तांबा (आई) क्लोराइड , तांबा (I) ब्रोमाइड , और तांबा (I) आयोडाइड वाले क्यूप्रस हैलाइड्स को तांबा (II) फ्लोराइड, तांबा (II) क्लोराइड और तांबा ( द्वितीय) ब्रोमाइड। तांबा (II) आयोडाइड तैयार करने का प्रयास केवल तांबा (I) आयोडाइड और आयोडीन उत्पन्न करता है।[54]

2 Cu2+ + 4 I− → 2 CuI + I2


समन्वय रसायन

File:Tetramminkupfer(II)-sulfat-Monohydrat Kristalle.png
तांबा (II) अमोनिया लिगेंड की उपस्थिति में गहरा नीला रंग देता है। यहाँ उपयोग किया जाने वाला टेट्राअमाइनकोपर (II) सल्फेट है।

तांबा लिगैंड्स के साथ समन्वय संकुल बनाता है। जो जलीय घोल में, तांबा (II) [Cu(H
2O)
6]2+
 के रूप में उपस्थित है यह परिसर किसी भी संक्रमण धातु एक्वो कॉम्प्लेक्स के लिए सबसे तेज़ जल विनिमय दर (पानी के लिगैंड्स को जोड़ने और अलग करने की गति) प्रदर्शित करता है। जलीय सोडियम हाइड्रॉक्साइड मिलाने से हल्के नीले ठोस तांबा (II तांबा (द्वितीय) हाइड्रोक्साइड का अवक्षेपण होता है यह सरलीकृत समीकरण है:

File:Cu-pourbaix-diagram.svg
असम्बद्ध मीडिया में तांबे के लिए पौरबैक्स आरेख (ओएच के अतिरिक्त अन्य आयनों पर विचार नहीं किया गया)। आयन सांद्रता 0.001 m (mol/kg पानी)। तापमान 25 डिग्री सेल्सियस।
Cu2+ + 2 OH− → Cu(OH)2

अमोनिया सोल्यूशंस से समान अवक्षेप प्राप्त होता है। अतिरिक्त अमोनिया मिलाने पर, अवक्षेप घुल जाता है, जिससे श्वेइज़र का अभिकर्मक बनता है। टेट्राअमाइनकोपर (II):

Cu(H
2O)
4(OH)
2 + 4 NH3 → [Cu(H
2O)
2(NH
3)
4]2+
 + 2 H2O+ 2 OH-

अनेक अन्य ऑक्सीजन कॉम्प्लेक्स बनाते हैं; इनमें तांबा (II) एसीटेट, तांबा (II) नाइट्रेट और तांबा (II) कार्बोनेट सम्मिलित हैं। तांबा (II) सल्फेट नीला क्रिस्टलीय पेंटा हाइड्रेट बनाता है, जो प्रयोगशाला में सबसे परिचित तांबा यौगिक है। इसका उपयोग बोर्डो मिश्रण नामक कवकनाशी में किया जाता है।[55]

File:Tetraamminediaquacopper(II)-3D-balls.png
कॉम्प्लेक्स का बॉल और स्टिक मॉडल [Cu(NH3)4(एच2द)2]2+, तांबे (II) के लिए सामान्य ऑक्टाहेड्रल समन्वय ज्यामिति को दर्शाता है।

पॉलीओल्स, से अधिक अल्कोहल कार्यात्मक समूह वाले यौगिक है, जो कि समान्य रूप से कपिक लवण के साथ परस्पर क्रिया करते हैं। उदाहरण के लिए, चीनी को कम करने के परीक्षण के लिए तांबे के लवण का उपयोग किया जाता है। जो विशेष रूप से, बेनेडिक्ट के अभिकर्मक और फेहलिंग के समाधान का उपयोग करके चीनी की उपस्थिति को नीले Cu(II) से लाल तांबे (I) ऑक्साइड में रंग परिवर्तन द्वारा संकेत दिया जाता है।[56] यह श्वेइज़र के अभिकर्मक और एथिलीनडायमाइन और अन्य अमाइन के साथ संबंधित परिसरों में सेल्यूलोज घुल जाता है।[57] सिस्टीन जैसे एमिनो अम्ल तांबा (II) के साथ बहुत स्थिर केलेट कॉम्प्लेक्स बनाते हैं[58][59][60] जो कि धातु-जैविक बायोहाइब्रिड (एमओबी.एस) के रूप में सम्मिलित हैं। तांबे के आयनों के लिए अनेक गीले-रासायनिक परीक्षण उपस्थित हैं, जिनमें से में पोटेशियम फेरोसायनाइड सम्मिलित है, जो तांबे (II) लवण के साथ भूरे रंग का अवक्षेप देता है।


ऑर्गनोकॉपर रसायन

Main article: ऑर्गेनोकॉपर यौगिक

जिन यौगिकों में कार्बन-तांबा बॉन्ड होता है, उन्हें ऑर्गोकॉपर यौगिक के रूप में जाना जाता है। वे तांबा (I) ऑक्साइड बनाने के लिए ऑक्सीजन के प्रति बहुत प्रतिक्रियाशील हैं और ऑर्गनोकॉपर अभिकर्मकों की प्रतिक्रियाएँ हैं। ग्रिग्नार्ड प्रतिक्रिया , टर्मिनल एल्केनीज़ या ऑर्गेनोलिथियम यौगिक के साथ तांबा (I) यौगिकों का उपचार करके उन्हें संश्लेषित किया जाता है;[61] जो कि विशेष रूप से, वर्णित अंतिम प्रतिक्रिया गिलमैन अभिकर्मक का उत्पादन करती है। युग्मन प्रतिक्रिया बनाने के लिए ये अल्काइल हलाइड्स के साथ प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया से गुजर सकते हैं; जैसे, वे कार्बनिक संश्लेषण के क्षेत्र में महत्वपूर्ण हैं। जो तांबा (I) एसिटाइलाइड अत्यधिक शॉक-सेंसिटिव है किन्तु कैडियोट-चोडकिविक्ज़ कपलिंग जैसी प्रतिक्रियाओं में मध्यवर्ती है[62] और सोनोगाशिरा युग्मन है ।[63] अल्फा-बीटा असंतृप्त कार्बोनिल यौगिक में न्यूक्लियोफिलिक संयुग्मी योग[64] और एल्केनीज़ का कार्बोमेटलेशन [65] ऑर्गनोकॉपर यौगिकों के साथ भी प्राप्त किया जा सकता है। जो कि तांबा (I) विशेष रूप से अमीन लिगैंड्स की उपस्थिति में, अल्केन्स और कार्बन मोनोआक्साइड के साथ अनेक प्रकार के दुर्बल परिसरों का निर्माण करता है।[66]


तांबा (III) और तांबा (IV)

कॉपर (III) सबसे अधिक बार ऑक्साइड में पाया जाता है। एक सरल उदाहरण पोटेशियम कप्रेट, KCuO2, एक नीला-काला ठोस है।[67] सबसे व्यापक रूप से अध्ययन किए गए तांबे (III) यौगिक कप्रेट अतिचालकहैं। यट्रियम बेरियम कॉपर ऑक्साइड (YBa2Cu3O7) में Cu(II) और Cu(III) दोनों केंद्र होते हैं। ऑक्साइड की तरह, फ्लोराइड एक अत्यधिक क्षारीय आयन है[68] और उच्च ऑक्सीकरण अवस्था में धातु आयनों को स्थिर करने के लिए जाना जाता है। कॉपर(III) और यहां तक कि कॉपर(IV) दोनों फ्लोराइड क्रमशः K3CuF6 और Cs2CuF6 ज्ञात हैं।[54]

कुछ तांबा प्रोटीन ऑक्सो कॉम्प्लेक्स बनाते हैं, जिसमें तांबा (III) भी होता है।[69] टेट्रापेप्टाइड्स के साथ, बैंगनी रंग के तांबे (III) परिसरों को अवक्षेपित एमाइड लिगैंड्स द्वारा स्थिर किया जाता है।[70]

तांबा (III) के परिसर भी ऑर्गोकॉपर यौगिकों की प्रतिक्रियाओं में मध्यवर्ती के रूप में पाए जाते हैं।[71] उदाहरण के लिए, खाराश-सोस्नोव्स्की प्रतिक्रिया में है।



इतिहास

तांबे की समयरेखा बताती है कि कैसे इस धातु ने पिछले 11,000 वर्षों से मानव सभ्यता को उन्नत किया है।[72]


प्रागैतिहासिक

ताम्र युग

Main article: ताम्र युग
File:Minoan copper ingot from Zakros, Crete.jpg
जाक्रोस, क्रीट से संक्षारित तांबे का पिंड, जो उस युग में विशिष्ट जानवर की त्वचा (ऑक्साइड पिंड) के रूप में आकार का है।
File:ReconstructedOetziAxe.jpg
ताम्र पाषाण युग के समय अनेक उपकरणों में तांबा सम्मिलित था, जैसे ओट्ज़ी की कुल्हाड़ी की इस प्रतिकृति का ब्लेड
कैंब्रियन बलुआ पत्थर में ताम्र अयस्क (क्राइसोकोला ), दक्षिणी इजराइल की टिमना घाटी में चालकोलिथिक खानों से।

तांबा स्वाभाविक रूप से देशी तांबे के रूप में होता है और रिकॉर्ड पर सबसे पुरानी सभ्यताओं में से कुछ के लिए जाना जाता था। तांबे के उपयोग का इतिहास मध्य पूर्व में 9000 ईसा पूर्व का है;[73] उत्तरी इराक में तांबे का लटकन पाया गया था जो 8700 ईसा पूर्व का है।[74] कुछ प्रमाण बताते हैं कि तांबा से पहले सोने और उल्का लोहा (किन्तु पिघला हुआ लोहा नहीं) ही ऐसी धातुएं थीं जिनका उपयोग इंसानों द्वारा किया जाता था।[75] जो कि तांबे के धातु विज्ञान के इतिहास को इस क्रम का पालन करने के लिए माना जाता है: सबसे पहले, देशी तांबे का कोल्ड वर्किंग , फिर एनीलिंग (धातु विज्ञान) , प्रगलन, और अंत में, लॉस्ट-वैक्स कास्टिंग । दक्षिणपूर्वी अनातोलिया में, ये चारों तकनीकें नियोलिथिक 7500 ई.पू की प्रारंभ में कमोबेश साथ दिखाई देती हैं।.[76]

तांबा स्मेल्टिंग का स्वतंत्र रूप से विभिन्न स्थानों में आविष्कार किया गया था। यह संभवतः चीन में 2800 ईसा पूर्व, मध्य अमेरिका में 600 ईस्वी के आसपास और पश्चिम अफ्रीका में लगभग 9वीं या 10वीं शताब्दी ईस्वी में खोजा गया था।[77] दक्षिणपूर्व एशिया में 4500-4000 ईसा पूर्व में निवेश कास्टिंग का आविष्कार किया गया था[73] और कार्बन डेटिंग ने 2280 से 1890 ईसा पूर्व में ब्रिटेन के चेशिर में एल्डरले एज माइंस में खनन की स्थापना की है।[78]

ओट्ज़ी द आइसमैन, 3300 से 3200 ईसा पूर्व का पुरुष, 99.7% शुद्ध ताँबे के सिरे वाली कुल्हाड़ी के साथ मिला था; उनके बालों में आर्सेनिक का उच्च स्तर तांबे को गलाने में सम्मिलित होने का संकेत देता है।।[79] तांबे के साथ अनुभव ने अन्य धातुओं के विकास में सहायता की है; विशेष रूप से, तांबे के गलाने से ब्लूमरी की खोज हुई।[79] मिशिगन और विस्कॉन्सिन में ओल्ड तांबा कॉम्प्लेक्स में उत्पादन 6000 और 3000 ईसा पूर्व के बीच का है।[80][81] प्राकृतिक कांस्य, सिलिकॉन, आर्सेनिक, और (संभवत: ही कभी) टिन से समृद्ध अयस्कों से बने तांबे का प्रकार, लगभग 5500 ईसा पूर्व बाल्कन में सामान्य उपयोग में आया था।[82]


कांस्य युग

Main article: कांस्य - युग

तांबा गलाने की खोज के लगभग 4000 साल बाद और प्राकृतिक कांस्य सामान्य उपयोग में आने के लगभग 2000 साल बाद कांस्य बनाने के लिए टिन के साथ तांबे को मिलाने का अभ्यास किया गया था।[83] विंका संस्कृति की कांस्य कलाकृतियाँ 4500 ईसा पूर्व की हैं।[84] सुमेरियन और प्राचीन मिस्र की तांबे और कांस्य मिश्र धातुओं की कलाकृतियां 3000 ईसा पूर्व की हैं।[85] कांस्य युग दक्षिणपूर्वी यूरोप में 3700-3300 ईसा पूर्व के आसपास, उत्तर पश्चिमी यूरोप में लगभग 2500 ईसा पूर्व में प्रारंभ हुआ था। यह निकट पूर्व में 2000-1000 ईसा पूर्व और उत्तरी यूरोप में 600 ईसा पूर्व लौह युग की प्रारंभ के साथ समाप्त हुआ। जिसमे नवपाषाण काल ​​​​और कांस्य युग के बीच के संक्रमण को पूर्व में चालकोलिथिक काल (तांबा-पत्थर) कहा जाता था, जब तांबे के औजारों का उपयोग पत्थर के औजारों के साथ किया जाता था। यह शब्द धीरे-धीरे पसंद से बाहर हो गया है क्योंकि विश्व के कुछ भागो में ताम्रपाषाण और नवपाषाण दोनों सिरों पर सहवर्ती हैं। पीतल, तांबे और जस्ता का मिश्र धातु, वर्तमान में उत्पन्न हुआ है। यह यूनानियों के लिए जाना जाता था, किन्तु रोमन साम्राज्य के समय कांस्य के लिए महत्वपूर्ण पूरक बन गया था।[85]


प्राचीन और उत्तर-मौलिक

File:Venus symbol (fixed width).svg
कीमिया में तांबे का प्रतीक देवी और शुक्र ग्रह का प्रतीक भी था।
तिमना घाटी, नेगेव रेगिस्तान, इज़राइल में चालकोलिथिक तांबे की खान।

ग्रीस में तांबे को चॉकोस (χαλκός) नाम से जाना जाता था। यह रोमनों, यूनानियों और अन्य प्राचीन लोगों के लिए महत्वपूर्ण संसाधन था। रोमन काल में, इसे ऐस साइप्रियम के नाम से जाना जाता था, एईएस तांबा मिश्र धातुओं के लिए सामान्य लैटिन शब्द है और साइप्रस से साइप्रियम, जहां बहुत अधिक तांबे का खनन किया गया था। जो वाक्यांश को कप्रम में सरलीकृत किया गया था, इसलिए अंग्रेजी तांबा। एफ़्रोडाइट (रोम में वीनस (देवी)) ने पौराणिक कथाओं और कीमिया में तांबे का प्रतिनिधित्व किया क्योंकि इसकी प्रकाशमान सुंदरता और दर्पण बनाने में इसका प्राचीन उपयोग है ; जो तांबे का स्रोत साइप्रस देवी के लिए पवित्र था। पूर्वजों को ज्ञात सात खगोलीय पिंड प्राचीन काल में ज्ञात सात धातुओं से जुड़े थे, और शुक्र को ताँबे से जोड़ा गया था, दोनों देवी से संबंध के कारण और क्योंकि शुक्र सूर्य और चंद्रमा के बाद सबसे चमकीला स्वर्गीय पिंड था और इसलिए इसके अनुरूप था सोने और चांदी के बाद सबसे प्रकाशमान और वांछनीय धातु था।[86]

ताँबे का सबसे पहले खनन प्राचीन ब्रिटेन में 2100 ईसा पूर्व में किया गया था। इनमें से सबसे बड़ी खानों में खनन, ग्रेट ओर्मे , कांस्य युग के अंत तक जारी रहा था। ऐसा लगता है कि खनन अधिकत्तर सीमा तक सुपरजीन (भूविज्ञान) अयस्कों तक ही सीमित है, जो गलाना सरल था। तकनीकी के अतिरिक्त सामाजिक और राजनीतिक कारणों से क्षेत्र में व्यापक टिन खनन के अतिरिक्त , कॉर्नवाल के समृद्ध तांबे के संग्रह अधिकत्तर सीमा तक अछूते प्रतीत होते हैं।[87]

उत्तरी अमेरिका में, मूल अमेरिकियों द्वारा समान्य कामकाज के साथ तांबे का खनन प्रारंभ हुआ। जो कि 800 और 1600 के बीच प्राचीन पत्थर के औजारों के साथ आइल रॉयल की साइटों से देशी तांबे को निकालने के लिए जाना जाता है।[88] लगभग 1000 ईस्वी में दक्षिण अमेरिका में विशेषकर पेरू में ताँबा धातु विज्ञान फल-फूल रहा था। 15वीं शताब्दी के तांबे के दफन आभूषणों का ​स्पष्टीकरण किया गया है, किन्तु धातु का व्यावसायिक उत्पादन 20वीं शताब्दी की प्रारंभ तक प्रारंभ नहीं हुआ था।

विशेष रूप से मुद्रा में तांबे की सांस्कृतिक भूमिका महत्वपूर्ण रही है। छठी से तीसरी शताब्दी ईसा पूर्व में रोम के लोग तांबे की गांठों को धन के रूप में उपयोग करते थे। पहले तांबे को ही महत्व दिया जाता था, किन्तु धीरे-धीरे तांबे का आकार और रूप अधिक महत्वपूर्ण हो गया। जूलियस सीजर के अपने सिक्के पीतल के बने थे, जबकि ऑगस्टस के सिक्के Cu-Pb-Sn मिश्र धातु के बने थे। जो कि लगभग 15,000 t के अनुमानित वार्षिक उत्पादन के साथ, रोमन धातु विज्ञान औद्योगिक क्रांति के समय तक नायाब मापदंड पर पहुंच गया था; स्पेन , साइप्रस और मध्य यूरोप के रोमन प्रांतों में सबसे अधिक खनन किया गया था।[89][90]

जेरूसलम के मंदिर के द्वारों में कोरिंथियन कांस्य का उपयोग किया गया था, जो घटते गिल्डिंग के साथ इलाज किया गया था। यह प्रक्रिया सिकंदरिया में सबसे अधिक प्रचलित थी, जहाँ माना जाता है कि कीमिया की प्रारंभ हुई थी।[91] प्राचीन भारत में, समग्र चिकित्सा विज्ञान आयुर्वेद में शल्य चिकित्सा उपकरणों और अन्य चिकित्सा उपकरणों के लिए तांबे का उपयोग किया जाता था। प्राचीन मिस्रवासी (पुराना साम्राज्य~2400 बीसी) घावों और पीने के पानी को कीटाणुरहित करने के लिए और बाद में सिरदर्द, जलन और खुजली के इलाज के लिए तांबे का उपयोग करते थे।

File:Copper Ornaments.jpg
तांबे के आभूषण

आधुनिक

File:AngleseyCopperStream.jpg
अनुपयोगी पैरीज़ माउंटेन तांबा खदानों से चलने वाली धारा को प्रभावित करने वाली अम्ल माइन ड्रेनेज
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नॉर्वे की 18वीं सदी की तांबे की केतली स्वीडिश तांबे से बनी है

द ग्रेट तांबा माउंटेन फालुन, स्वीडन में खदान थी, जो 10वीं शताब्दी से 1992 तक संचालित थी। इसने 17वीं शताब्दी में यूरोप की तांबे की व्यय के दो-तिहाई को संतुष्ट किया और उस समय के समय स्वीडन के अनेक युद्धों को निधि देने में सहायता की थी।[92] इसे राष्ट्र का खजाना कहा जाता था; स्वीडन में स्वीडन में तांबे की मुद्रा का इतिहास था।[93]

File:Viipuri - Viborg.jpg
17 वीं और 18 वीं शताब्दी के मोड़ पर वायबोर्ग शहर की ताम्र पर खोदना प्रिंटिंग प्लेट पर वर्ष 1709 उकेरा गया है।

तांबा छत में प्रयोग किया जाता है,[16] यह मुद्रा, और फोटोग्राफिक तकनीक के लिए जिसे देग्युरोटाइप के रूप में जाना जाता है। ताँबे का उपयोग पुनर्जागरण की मूर्तिकला में किया गया था, और इसका उपयोग स्टैच्यू ऑफ़ लिबर्टी के निर्माण के लिए किया गया था; जो कि विभिन्न प्रकार के निर्माण में तांबे का उपयोग प्रसारित है। तांबा चढ़ाना और तांबे का आवरण का व्यापक रूप से जहाजों के पानी के नीचे के पतवारों की रक्षा के लिए उपयोग किया जाता था, यह तकनीक 18 वीं शताब्दी में ब्रिटिश एडमिरल्टी द्वारा अग्रणी थी।[94] हैम्बर्ग में नोर्डड्यूश एफिनेरी पहला आधुनिक विद्युत लेपन संयंत्र था, जिसने 1876 में अपना उत्पादन प्रारंभ किया था।[95] जर्मन वैज्ञानिक गॉटफ्रीड ओसैन ने धातु के परमाणु द्रव्यमान का निर्धारण करते हुए 1830 में पाउडर धातु विज्ञान का आविष्कार किया गया था; उस समय के आसपास यह पता चला कि तांबे में मिश्रित तत्व (जैसे, टिन) की मात्रा और प्रकार बेल टोन को प्रभावित करेगा।

1880 के दशक से लेकर 1930 के महामंदी तक विद्युत के युग में तांबे की मांग में वृद्धि के समय , संयुक्त राज्य अमेरिका ने विश्व के नए खनन तांबे का तिहाई से आधा उत्पादन किया।[96] प्रमुख जिलों में उत्तरी मिशिगन का केवीनाव जिला सम्मिलित है, मुख्य रूप से देशी तांबा जमा, जिसे 1880 के दशक के अंत में बट्टे, मोंटाना के विशाल सल्फाइड जमा द्वारा ग्रहण किया गया था, जो स्वयं साउथवेस्ट संयुक्त राज्य अमेरिका के पोर्फिरी जमा द्वारा ग्रहण किया गया था, विशेष रूप से बिंघम कैन्यन में है। यूटा और मोरेंसी, एरिजोना। ओपन पिट स्टीम शोवेल माइनिंग और स्मेल्टिंग, रिफाइनिंग, फ्लोटेशन कंसंट्रेशन और अन्य प्रोसेसिंग स्टेप्स में इनोवेशन के कारण बड़े मापदंड पर उत्पादन हुआ। बीसवीं शताब्दी की प्रारंभ में, एरिज़ोना पहले स्थान पर था, उसके बाद मोंटाना, फिर यूटा और मिशिगन थे।[97]

फ्लैश स्मेल्टिंग फिनलैंड में आउटोकम्पू द्वारा विकसित किया गया था और पहली बार 1949 में ब्रश की शक्ति में प्रयुक्त किया गया था; ऊर्जा-कुशल प्रक्रिया विश्व के प्राथमिक तांबे के उत्पादन का 50% भाग है।[98]

1967 में चिली, पेरू, ज़ैरे और ज़ाम्बिया द्वारा बनाई गई तांबा एक्सपोर्टिंग कंट्रीज़ की इंटरगवर्नमेंटल काउंसिल, तांबा मार्केट में संचालित होती है, जैसा कि ओपेक तेल में करता है, चूँकि इसने कभी भी समान प्रभाव प्राप्त नहीं किया गया था, इसे विशेष रूप से इसलिए क्योंकि दूसरा सबसे बड़ा उत्पादक, संयुक्त राज्य अमेरिका , कभी सदस्य नहीं था; इसे 1988 में भंग कर दिया गया था।[99]


अनुप्रयोग

See also: नवीकरणीय ऊर्जा में तांबा
सोल्डरेड प्लंबिंग जॉइंट्स के लिए तांबा फिटिंग्स

तांबे के प्रमुख अनुप्रयोग विद्युत के तार (60%), छत और नलसाजी (20%), और औद्योगिक मशीनरी (15%) हैं। तांबे का उपयोग ज्यादातर शुद्ध धातु के रूप में किया जाता है, किन्तु जब अधिक कठोरता की आवश्यकता होती है, तो इसे पीतल और कांस्य (कुल उपयोग का 5%) जैसे मिश्र धातुओं में डाल दिया जाता है।[23] जो कि दो शताब्दियों से अधिक समय से, तांबे के पेंट का उपयोग पौधों और शंख के विकास को नियंत्रित करने के लिए नाव के हल पर किया जाता रहा है।[100] जो कि तांबे की आपूर्ति का छोटा भाग कृषि में पोषक तत्वों की अवलंब और कवकनाशी के लिए उपयोग किया जाता है।[55][101] तांबे की मशीनिंग संभव है, चूँकि सम्मिश्र भागों को बनाने में अच्छी मशीनीकरण के लिए मिश्र धातुओं को प्राथमिकता दी जाती है।

तार और केबल

Main article: तांबे के तार और केबल

अन्य सामग्रियों से प्रतिस्पर्धा के अतिरिक्त , ओवरहेड विद्युत शक्ति संचरण को छोड़कर लगभग सभी श्रेणियों के विद्युत तारों में तांबा पसंदीदा विद्युत चालक बना हुआ है, जहां अधिकांशत: एल्यूमीनियम को प्राथमिकता दी जाती है।[102][103] तांबे के तार का उपयोग विद्युत उत्पादन, विद्युत संचरण, विद्युत वितरण, दूरसंचार, इलेक्ट्रानिक्स परिपथ और अनगिनत प्रकार के विद्युत उपकरण में किया जाता है।[104] तांबा उद्योग के लिए विद्युत की तारें सबसे महत्वपूर्ण बाजार है।[105] इसमें स्ट्रक्चरल पावर वायरिंग, पावर डिस्ट्रीब्यूशन केबल, एप्लायंस वायर, कम्युनिकेशन केबल, ऑटोमोटिव वायर और केबल और मैग्नेट वायर सम्मिलित हैं। सभी तांबे के खनन का लगभग आधा विद्युत के तार और केबल चालक के लिए उपयोग किया जाता है।[106] अनेक विद्युत उपकरण तांबे के तारों पर निर्भर करते हैं क्योंकि इसकी उच्च विद्युत चालकता, तन्य शक्ति, लचीलापन, क्रीप (विरूपण) प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, कम तापीय विस्तार, उच्च तापीय चालकता, सोल्डरिंग में सरलता , आघातवर्धनीयता जैसे निहित लाभकारी गुणों की बहुलता होती है।, और स्थापना में सरलता कि थी।

1960 के दशक के अंत से 1970 के दशक के अंत तक, अमेरिका में अनेक आवास निर्माण परियोजनाओं में तांबे के तारों को एल्यूमीनियम तारों से बदल दिया गया था। नई वायरिंग अनेक घरों में लगी आग में फंस गई और उद्योग तांबे में वापस आ गया।[107]


इलेक्ट्रॉनिक्स और संबंधित उपकरण

File:Busbars.jpg
ताँबे के विद्युत busbar बड़ी इमारत को विद्युत वितरित कर रहे हैं

एकीकृत परिपथ और मुद्रित परिपथ बोर्डों में इसकी उत्तम विद्युत चालकता के कारण एल्यूमीनियम के स्थान पर तांबे की सुविधा बढ़ रही है; ताप सिंक और उष्मा का आदान प्रदान करने वाला तांबे का उपयोग इसके उत्तम ताप अपव्यय गुणों के कारण करते हैं। जो कि माइक्रोवेव ओवन में इलेक्ट्रोमैग्नेट, वैक्यूम ट्यूब, कैथोड रे ट्यूब और मैग्नेट्रान तांबे का उपयोग करते हैं, जैसा कि माइक्रोवेव विकिरण के लिए वेवगाइड करते हैं।[108]


इलेक्ट्रिक मोटर्स

तांबा के उत्तम तांबा वायर और केबल या विद्युत चालकता विद्युत मोटर (उपकरण) की दक्षता को बढ़ाती है।[109] यह महत्वपूर्ण है क्योंकि मोटर और मोटर चालित प्रणालियाँ सभी वैश्विक विद्युत व्यय का 43%-46% और उद्योग द्वारा उपयोग की जाने वाली सभी विद्युत का 69% भाग हैं।[110] प्रारंभ करनेवाला में तांबे के द्रव्यमान और क्रॉस सेक्शन को बढ़ाने से मोटर की दक्षता बढ़ जाती है। इंडक्शन मोटर , मोटर अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन की गई नई तकनीक जहाँ ऊर्जा बचत प्रमुख डिज़ाइन उद्देश्य हैं,[111][112] नेशनल इलेक्ट्रिकल मैन्युफैक्चरर्स एसोसिएशन (एनईएमए) प्रीमियम दक्षता मानकों को पूरा करने और उससे अधिक करने के लिए सामान्य-उद्देश्य इंडक्शन मोटर्स को सक्षम कर रहे हैं।[113]


अक्षय ऊर्जा उत्पादन

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सौर, पवन, ज्वार, जलविद्युत, बायोमास और भूतापीय जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत ऊर्जा बाजार के महत्वपूर्ण क्षेत्र बन गए हैं।[114][115] 21वीं सदी में इन स्रोतों की तीव्र वृद्धि को जीवाश्म ईंधन की बढ़ती लागत के साथ-साथ उनके पर्यावरणीय प्रभाव के मुद्दों से प्रेरित किया गया है जिससे उनके उपयोग में अत्यधिक कमी हुई।

तांबा इन नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।[116][117][118][119][120] पारंपरिक विद्युत उत्पादन, जैसे जीवाश्म ईंधन और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की तुलना में नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियों में तांबे का उपयोग औसतन पांच गुना अधिक है।[121] चूंकि तांबा इंजीनियरिंग धातुओं (चांदी के बाद दूसरा) के बीच एक उत्कृष्ट ऊष्मीय और विद्युत चालक है,[122] विद्युत प्रणालियां जो तांबे का उपयोग करती हैं, उच्च दक्षता और न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभावों के साथ ऊर्जा उत्पन्न और संचारित करती हैं।

विद्युत चालकों का चयन करते समय, सुविधा नियोजक और इंजीनियर अपने उपयोगी जीवन के दौरान उनकी विद्युत ऊर्जा दक्षताओं और रखरखाव लागत के कारण परिचालन बचत के विरुद्ध सामग्री की पूंजी निवेश लागत को ध्यान में रखते हैं। इन गणनाओं में तांबा का प्रदर्शन प्रायः उचित रहता है। "तांबा उपयोग की तीव्रता" नामक कारक एक मेगावाट नई विद्युत उत्पादन क्षमता स्थापित करने के लिए आवश्यक तांबे की मात्रा का माप है।
File:Residuo electronico colombia cobre reciclaje metales 2.jpg
रीसाइक्लिंग के लिए तांबे के तार
नई नवीनीकरण ऊर्जा संयंत्र की योजना बनाते समय, इंजीनियर्स और उत्पाद निर्धारक सुनिश्चित करने का प्रयत्न करते हैं कि वह चयनित सामग्रियों की आपूर्ति में कोई कमी न होड़े। संयुक्त राज्य भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण के अनुसार, ग्राउंड में स्थित तांबे के भंडार 1950 से 2017 तक 100 मिलियन टन से लेकर 720 मिलियन टन तक बढ़ गए हैं, हालांकि दुनिया में प्रशोधित उपयोग पिछले 50 वर्षों में तीन गुना हो गया है।[123] तांबे की संपदा का अनुमान है कि वह 5,000 मिलियन टन से अधिक हो सकती है।[124][125]

तांबे के निष्कर्षण से आपूर्ति को बढ़ावा देने के लिए 2007 से 2017 तक स्थापित 30 प्रतिशत से अधिक तांबा पुनर्नवीनीकरण स्रोतों से आया है।[126] इसकी पुनर्चक्रण दर किसी भी अन्य धातु की तुलना में अधिक है।[127]

यह आलेख विभिन्न अक्षय ऊर्जा उत्पादन प्रणालियों में तांबे की भूमिका पर चर्चा करता है।


आर्किटेक्चर

Main article: आर्किटेक्चर में तांबा
मिनियापोलिस सिटी हॉल पर तांबे की छत, पेटीना के साथ लेपित
जेरूसलम के रेस्तरां में पुराने तांबे के बर्तन
लार्ज तांबा बाउल. ढंकार गोम्पा .

तांबा का उपयोग प्राचीन काल से टिकाऊ, संक्षारण प्रतिरोध और वेदरप्रूफ वास्तु पदार्थ के रूप में किया जाता रहा है।[128][129][130][131] छत पदार्थ , चमकती (वेदरप्रूफिंग) , रेन गटर, डाउनस्पाउट , गुंबद , मीनार, वाल्ट और दरवाजे सैकड़ों या हजारों वर्षों से तांबे से बनाए गए हैं। आर्किटेक्चर में आंतरिक और बाहरी तांबे को सम्मिलित करने के लिए आधुनिक समय में तांबे के आर्किटेक्चर उपयोग का विस्तार किया गया है या दीवार पर चढ़ना, विस्तार जोड़ों का निर्माण, आरएफ परिरक्षण, और रोगाणुरोधी तांबा-मिश्र धातु स्पर्श सतहों और सजावटी आंतरिक उत्पाद जैसे आकर्षक हैंड्रिल, बाथरूम फिक्स्चर और काउंटर टॉप . आर्किटेक्चर पदार्थ के रूप में तांबे के कुछ अन्य महत्वपूर्ण लाभों में कम तापीय विस्तार, हल्का वजन, विद्युत की छड़ और पुनर्चक्रण सम्मिलित हैं।

धातु की विशिष्ट प्राकृतिक हरी परत लंबे समय से वास्तुकारों और डिजाइनरों द्वारा पसंद की जाती रही है। अंतिम पेटिना एक विशेष रूप से टिकाऊ परत है जो वायुमंडलीय संक्षारण के प्रति अत्यधिक प्रतिरोधी है, जिससे अंतर्निहित धातु को आगे के अपक्षय से बचाया जा सकता है।[132][133][134] यह विभिन्न मात्रा में कार्बोनेट और सल्फेट यौगिकों का मिश्रण हो सकता है, जो सल्फर युक्त अम्ल वर्षा जैसी पर्यावरणीय स्थितियों पर निर्भर करता है।[135][136][137][138] आर्किटेक्चर तांबे और उसके मिश्र धातुओं को एक विशेष रूप, अनुभव या रंग देने के लिए 'समाप्त' भी किया जा सकता है। फ़िनिश में यांत्रिक सतह उपचार, रासायनिक रंग और कोटिंग सम्मिलित हैं।[139]

तांबा में उत्कृष्ट टांकना और सोल्डरिंग गुण होते हैं और इसे वेल्ड किया जा सकता है; गैस धातु चाप वेल्डिंग के साथ सर्वोत्तम परिणाम प्राप्त होते हैं।[140]


एंटीबायोफ्लिंग

Main articles: जलीय कृषि में तांबे की मिश्रधातुएँ and तांबे की परत

तांबा बायोस्टैटिक है, जिसका अर्थ है कि बैक्टीरिया और जीवन के विभिन्न अन्य रूप इस पर विकसित नहीं होंगे। इस कारण से इसका उपयोग लंबे समय से बार्नाकल और मसल्स से बचाने के लिए जहाजों के भागो को लाइन करने के लिए किया जाता रहा है मूल रूप से इसका उपयोग शुद्ध रूप में किया जाता था, किन्तु बाद में इसका स्थान मंट्ज़ धातु और तांबा-आधारित पेंट ने ले लिया था। इसी तरह, जैसा कि जलकृषि में तांबे की मिश्रधातुओं के बारे में विचार की गई है, तांबे की मिश्रधातुएं जलकृषि उद्योग में महत्वपूर्ण जाल सामग्री बन गई हैं क्योंकि वे रोगाणुरोधी हैं और चरम स्थितियों में भी जैव-ईंधन को रोकते हैं [141] और समुद्री वातावरण में शक्तिशाली संरचनात्मक और संक्षारण प्रतिरोधी गुण रखते हैं। [142].

रोगाणुरोधी

Main articles: तांबे के रोगाणुरोधी गुण and रोगाणुरोधी तांबा-मिश्र धातु स्पर्श सतहें

कॉपर-मिश्र धातु स्पर्श सतहों में प्राकृतिक गुण होते हैं जो सूक्ष्मजीवों की एक विस्तृत श्रृंखला को नष्ट कर देते हैं (जैसे, ई. कोलाई O157:H7, मेथिसिलिन-प्रतिरोधी स्टैफिलोकोकस ऑरियस (एमआरएसए), स्टैफिलोकोकस, क्लोस्ट्रीडियम डिफिसाइल, इन्फ्लूएंजा ए वायरस, एडेनोवायरस, सार्स-कॉव-2 , और कवक)।[143][144] आधुनिक विज्ञान द्वारा इसके रोगाणुरोधी गुणों को अनुभव किए जाने से पहले ही भारतीय पानी के संचयन के लिए प्राचीन काल से ही तांबे के बर्तन का उपयोग करते आ रहे हैं।[145] जो कि नियमित रूप से साफ करने पर केवल दो घंटों के अंदर कुछ तांबे के मिश्रधातु 99.9% से अधिक रोग उत्पन्न करने वाले जीवाणुओं को मारने में सिद्ध हुए थे।[146] यूनाइटेड स्टेट्स एनवायरनमेंटल प्रोटेक्शन एजेंसी (ईपीए) ने सार्वजनिक स्वास्थ्य लाभ के साथ इन तांबे मिश्र धातुओं के पंजीकरण को रोगाणुरोधी पदार्थ के रूप में अनुमोदित किया है;[146] यह अनुमोदन निर्माताओं को पंजीकृत मिश्र धातुओं से बने उत्पादों के सार्वजनिक स्वास्थ्य लाभों के लिए नियम प्रमाण करने की अनुमति देता है। इसके अतिरिक्त , ईपीए ने इन मिश्र धातुओं से बने एंटीमाइक्रोबियल तांबा उत्पादों की लंबी सूची को स्वीकृति दी है, जैसे कि बेडरेल्स, हैंडरेलों , ओवर-बेड टेबल, सिंक, नल , डोर नॉब्स, टॉयलेट हार्डवेयर, कंप्यूटर कीबोर्ड , हेल्थ क्लब उपकरण और शॉपिंग कार्ट हैंडल (व्यापक सूची के लिए, देखें: एंटीमाइक्रोबियल तांबा -अलॉय टच सरफेस या स्वीकृत उत्पाद)। तांबा डोरनॉब्स का उपयोग अस्पतालों द्वारा बीमारी के हस्तांतरण को कम करने के लिए किया जाता है, और प्लंबिंग सिस्टम में तांबा ट्यूबिंग द्वारा लेगियोनेयरेस रोग को दबा दिया जाता है।[147] यूके, आयरलैंड, जापान, कोरिया, फ्रांस, डेनमार्क और ब्राजील में स्वास्थ्य सुविधाओं में एंटीमाइक्रोबियल तांबा मिश्र धातु उत्पादों को स्थापित किया जा रहा है, इसी के साथ ही अमेरिका में भी मांग की जा रही है।[148] और सैंटियागो, चिली में मेट्रो ट्रांजिट सिस्टम में, जहां 2011 और 2014 के बीच लगभग 30 स्टेशनों पर तांबा -जिंक मिश्र धातु हैंड्रिल स्थापित किए गए थे।[149][150][151] रोगाणुरोधी सुरक्षात्मक कपड़े बनाने के लिए कपड़ा फाइबर को तांबे के साथ मिश्रित किया जा सकता है।[152]


सट्टा निवेश

विश्व भर में मूलभूत ढांचे के विकास से उपयोग में अनुमानित वृद्धि और पवन टर्बाइन, सौर पैनल और अन्य नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों के उत्पादन में इसकी महत्वपूर्ण भूमिका के कारण तांबा को सट्टा निवेश के रूप में उपयोग किया जा सकता है।[153][154] जो कि मांग बढ़ने का और कारण यह है कि विधुत गाड़ियाँ में पारंपरिक कारों की तुलना में औसतन 3.6 गुना अधिक तांबा होता है, चूँकि तांबे की मांग पर इलेक्ट्रिक कार के प्रभाव पर वाद विवाद होती है।[155][156] कुछ लोग तांबा माइनिंग स्टॉक्स, विनिमय व्यापार फंड फंड्स और भविष्य अनुबंध के जरिए तांबा में निवेश करते हैं। अन्य भौतिक तांबे को तांबे की सलाखों या गोलों के रूप में संग्रहीत करते हैं, चूँकि ये मूल्यवान धातुओं की तुलना में अधिक प्रीमियम लेते हैं।[157] जो लोग तांबा बुलियन के प्रीमियम से बचना चाहते हैं वे वैकल्पिक रूप से पुराने तांबे का तार , तांबे का चोंगा या अमेरिकन पेनी (यूनाइटेड स्टेट्स कॉइन) को संग्रह करते हैं।[158]


लोक चिकित्सा

तांबा समान्य रूप से आभूषणों में उपयोग किया जाता है, और कुछ लोककथाओं के अनुसार, तांबे के कंगन गठिया के लक्षणों से आराम दिलाते हैं।[159] ऑस्टियोआर्थराइटिस के लिए परीक्षण और रूमेटाइड गठिया के लिए परीक्षण में, तांबा ब्रेसलेट और कंट्रोल (नॉन-तांबा ) ब्रेसलेट के बीच कोई अंतर नहीं पाया गया था।[160][161] कोई प्रमाण नहीं दिखाता है कि तांबे को त्वचा के माध्यम से अवशोषित किया जा सकता है। यदि ऐसा होता, तो इससे तांबा विषाक्तता हो सकती है।[162]


संपीड़न वस्त्र

वर्तमान में, अंतर-बुने हुए ताँबे के साथ कुछ संपीड़न कपड़ों का विपणन लोक चिकित्सा के प्रमाणों के समान स्वास्थ्य संबंधी प्रमाणों के साथ किया गया है। क्योंकि संपीड़न कपड़े कुछ बीमारियों के लिए वैध उपचार है, जिससे कपड़ों में वह लाभ हो सकता है, किन्तु जोड़े गए तांबे का प्लेसीबो प्रभाव से परे कोई लाभ नहीं हो सकता है।[163]


निम्नीकरण

क्रोमोबैक्टीरियम वायलेसियम और स्यूडोमोनास फ्लोरेसेंस दोनों साइनाइड यौगिक के रूप में ठोस तांबे को गतिशील कर सकते हैं। [164] कॉलुना, एरिका और वैक्सीनियम से जुड़े एरिकोइड माइकोरिज़ल कवक तांबा युक्त धातुयुक्त मड में विकसित हो सकते हैं। एक्टोमाइकोरिज़ल कवक सुइलस ल्यूटस युवा देवदार के पेड़ों को तांबे की विषाक्तता से बचाता है। एस्परजिलस नाइजर कवक का नमूना सोने के खनन के घोल से उगता हुआ पाया गया और पाया गया कि इसमें सोना, चांदी, तांबा, लोहा और जस्ता जैसी धातुओं के साइनो कॉम्प्लेक्स सम्मिलित हैं। भारी धातु सल्फाइड के घुलनशीलता में कवक भी भूमिका निभाता है। [165]

जैविक भूमिका

Main article: स्वास्थ्य के लिए तांबा
तांबे के समृद्ध स्रोतों में सीप, गोमांस और मेमने का जिगर, ब्राजील नट, ब्लैकस्ट्रैप गुड़, कोको और काली मिर्च सम्मिलित हैं। अच्छे स्रोतों में लॉबस्टर, नट्स और सूरजमुखी के बीज, हरे जैतून, एवोकाडो और गेहूं की भूसी सम्मिलित हैं।

जैव रसायन

तांबा प्रोटीन की जैविक इलेक्ट्रॉन परिवहन और ऑक्सीजन परिवहन में विविध भूमिकाएँ होती हैं, ऐसी प्रक्रियाएँ जो Cu (I) और Cu (II) के सरल अंतर्संबंध का लाभ उठाती हैं।[166] जो कि तांबा सभी यूकैर्योसाइटों के एरोबिक सेलुलर श्वसन में आवश्यक है। माइटोकॉन्ड्रिया में, यह साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज में पाया जाता है, जो ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण में अंतिम प्रोटीन है। साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज प्रोटीन है जो O2 को बांधता है जिससे तांबे और लोहे के बीच; प्रोटीन 8 इलेक्ट्रॉनों को O2 में स्थानांतरित करता है अणु इसे पानी के दो अणुओं तक कम करने के लिए। तांबा अनेक सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेस में भी पाया जाता है, प्रोटीन जो सुपरऑक्साइड के अपघटन को ऑक्सीजन और हाइड्रोजन पेरोक्साइड में परिवर्तित करके (असमानता द्वारा) उत्प्रेरित करते हैं:

    • Cu2+-SOD + O2− → Cu+-SOD + O2 (तांबा का अपचयन; सुपरऑक्साइड का ऑक्सीकरण)
    • Cu+-SOD + O2− + 2H+ → Cu2+-SOD + H2O2 (तांबा का ऑक्सीकरण; सुपरऑक्साइड का अपचयन)

प्रोटीन हेमोसायनिन अधिकांश मोलस्क और कुछ सन्धिपाद जैसे घोड़े की नाल केकड़े (लिमुलस पॉलीफेमस) में ऑक्सीजन वाहक है।[167] क्योंकि हेमोसायनिन नीला होता है, इन जीवों में लौह-आधारित हीमोग्लोबिन के लाल रक्त के अतिरिक्त नीला रक्त होता है। संरचनात्मक रूप से हेमोसायनिन से संबंधित लैकेस और टाइरोसिनेस हैं। विपरीत रूप से बाध्यकारी ऑक्सीजन के अतिरिक्त , ये प्रोटीन हाइड्रॉक्सिलेट सबस्ट्रेट्स, लाख के गठन में उनकी भूमिका से सचित्र हैं।[168] जो तांबे की जैविक भूमिका पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन की उपस्थिति के साथ प्रारंभ हुई।[169] अनेक तांबा प्रोटीन, जैसे ब्लू तांबा प्रोटीन, सबस्ट्रेट्स के साथ सीधे संपर्क नहीं करते हैं; इसलिए वे एंजाइम नहीं हैं। ये प्रोटीन इलेक्ट्रॉन स्थानांतरण नामक प्रक्रिया द्वारा इलेक्ट्रॉनों को रिले करते हैं।[168]

प्रकाश संश्लेषण थायलाकोइड झिल्ली के अंदर विस्तृत इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला द्वारा कार्य करता है। इस श्रृंखला में केंद्रीय कड़ी प्लास्टोसायनिन है, जो नीला तांबे का प्रोटीन है।

नाइट्रस-ऑक्साइड रिडक्टेस में अनोखा टेट्रान्यूक्लियर तांबा केंद्र पाया गया है।[170]

विल्सन रोग के उपचार के लिए विकसित किए गए रासायनिक यौगिकों की जांच कैंसर चिकित्सा में उपयोग के लिए की गई है।[171]


पोषण

तांबा पौधों और जानवरों में आवश्यक ट्रेस तत्व है, किन्तु सभी सूक्ष्मजीवों में नहीं। मानव शरीर में शरीर द्रव्यमान के प्रति किलोग्राम लगभग 1.4 से 2.1 मिलीग्राम के स्तर पर तांबा होता है।[172]


अवशोषण

तांबा आंत में अवशोषित हो जाता है, फिर सीरम एल्ब्यूमिन से बंधे हुए यकृत में ले जाया जाता है।[173] जो जिगर में प्रसंस्करण के बाद, दूसरे चरण में तांबे को अन्य ऊतकों में वितरित किया जाता है, जिसमें प्रोटीन सेरुलोप्लास्मिन सम्मिलित होता है, जो रक्त में अधिकांश तांबे को ले जाता है। सेरुलोप्लास्मिन में तांबे का वहन भी होता है जो दूध में उत्सर्जित होता है, और विशेष रूप से तांबे के स्रोत के रूप में अच्छी तरह से अवशोषित होता है।[174] शरीर में तांबा सामान्य रूप से एंटरोहेपेटिक परिसंचरण (लगभग 5 मिलीग्राम प्रति दिन, बनाम लगभग 1 मिलीग्राम प्रति दिन आहार में अवशोषित और शरीर से उत्सर्जित) से गुजरता है, और शरीर कुछ अतिरिक्त तांबे को निकालने में सक्षम होता है, यदि आवश्यक हो, तो पित्त के माध्यम से, जो कुछ ताँबे को यकृत से बाहर ले जाता है जिसे फिर आंत द्वारा पुन: अवशोषित नहीं किया जाता है।[175][176]


आहार संबंधी सुझाव

यूएस इंस्टीट्यूट ऑफ मेडिसिन (आईओएम) ने 2001 में तांबे के लिए अनुमानित औसत आवश्यकताओं (ईएआर) और अनुशंसित आहार भत्ते (आरडीए) को अद्यतन किया गया था। जो कि अतिरिक्त । तांबे के लिए एआई हैं: 0–6 महीने के नर और मादा के लिए 200 माइक्रोग्राम तांबा, और 7–12 महीने के नर और मादा के लिए 220 माइक्रोग्राम तांबा। दोनों लिंगों के लिए, तांबे के लिए आरडीए हैं: 1–3 साल की उम्र के लिए 340 μg तांबा, 4–8 साल की उम्र के लिए 440 μg तांबा, 9–13 साल की उम्र के लिए 700 μg तांबा, 14– के लिए 890 μg तांबा 18 साल की उम्र और 900 μg तांबा 19 साल और उससे अधिक उम्र के लिए। गर्भावस्था के लिए, 1,000 माइक्रोग्राम। दुद्ध निकालना के लिए, 1,300 माइक्रोग्राम।[177] जहां तक ​​सुरक्षा की बात है, प्रमाण पर्याप्त होने पर आईओएम विटामिन और खनिजों के लिए सहनीय ऊपरी सेवन स्तर (यूएल) भी निर्धारित करता है। तांबा के स्थिति में यूएल को 10 मिलीग्राम/दिन पर सेट किया गया है। सामूहिक रूप से ईएआर, आरडीए, एआई और यूएल को आहार संदर्भ सेवन के रूप में संदर्भित किया जाता है।[178]

यूरोपीय खाद्य सुरक्षा प्राधिकरण (ईएफएसए) आरडीए के अतिरिक्त जनसंख्या संदर्भ सेवन (पीआरआई) और ईएआर के अतिरिक्त औसत आवश्यकता के साथ आहार संदर्भ मूल्यों के रूप में सूचना के सामूहिक सेट को संदर्भित करता है। AI और UL ने संयुक्त राज्य अमेरिका की तरह ही परिभाषित किया है। जो कि 18 वर्ष और उससे अधिक उम्र की महिलाओं और पुरुषों के लिए AI क्रमशः 1.3 और 1.6 मिलीग्राम/दिन पर सेट किया गया है। गर्भावस्था और स्तनपान के लिए एआई 1.5 मिलीग्राम/दिन है। 1-17 वर्ष की आयु के बच्चों के लिए एआई 0.7 से 1.3 मिलीग्राम/दिन की आयु के साथ बढ़ता है। ये एआई यूएस आरडीए से अधिक हैं।[179] यूरोपीय खाद्य सुरक्षा प्राधिकरण ने उसी सुरक्षा प्रश्न की समीक्षा की और इसके यूएल को 5 मिलीग्राम/दिन पर सेट किया, जो यू.एस. मूल्य का आधा है।[180]

यू.एस. खाद्य और आहार पूरक लेबलिंग प्रयोजनों के लिए सेवारत की मात्रा को दैनिक मूल्य (%DV) के प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है। तांबा लेबलिंग उद्देश्यों के लिए दैनिक मूल्य का 100% 2.0 मिलीग्राम था, किन्तु as of May 27, 2016 आरडीए के साथ समझौता करने के लिए इसे संशोधित कर 0.9 मिलीग्राम कर दिया गया था।[181][182] संदर्भ दैनिक सेवन में पुराने और नए वयस्क दैनिक मूल्यों की तालिका प्रदान की जाती है।

न्यूनता

लोहे के सेवन को सुगम बनाने में इसकी भूमिका के कारण, तांबे की कमी से रक्ताल्पता जैसे लक्षण, न्यूट्रोपेनिया, हड्डी की असामान्यताएं, हाइपोपिगमेंटेशन, बिगड़ा हुआ विकास, संक्रमण की घटनाओं में वृद्धि, ऑस्टियोपोरोसिस, हाइपरथायरायडिज्म और ग्लूकोज और कोलेस्ट्रॉल उपापचय में असामान्यताएं उत्पन्न हो सकती हैं। इसके विपरीत, विल्सन रोग शरीर के ऊतकों में तांबे के संचय का कारण बनता है।

कम प्लाज्मा या सीरम तांबे के स्तर, कम सेरूलोप्लास्मिन, और कम लाल रक्त कोशिका सुपरऑक्साइड डिसम्यूटेज स्तरों के लिए परीक्षण करके गंभीर कमी पाई जा सकती है; ये सीमांत तांबे की स्थिति के प्रति संवेदनशील नहीं हैं। ल्यूकोसाइट्स और प्लेटलेट्स की साइटोक्रोम सी ऑक्सीडेज गतिविधि को कमी के अन्य कारक के रूप में बताया गया है, किन्तु प्रतिकृति द्वारा परिणामों की पुष्टि नहीं की गई है।[183]


विषाक्तता

Main article: तांबे की विषाक्तता

विभिन्न तांबे के लवणों की ग्राम मात्रा आत्महत्या के प्रयासों में ली गई है और मनुष्यों में तीव्र तांबे की विषाक्तता उत्पन्न हुई है, संभवतः रेडॉक्स साइकलिंग और डीएनए को हानि पहुंचाने वाली प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों की उत्पत्ति के कारण है।[184][185] जिसमे तांबा साल्ट की समान मात्रा (30 मिलीग्राम/किग्रा) जानवरों में विषाक्त होती है।[186] खरगोशों में स्वस्थ विकास के लिए न्यूनतम आहार मूल्य आहार में कम से कम 3 भाग प्रति मिलियन बताया गया है।[187] चूँकि , खरगोशों के आहार में तांबे की उच्च सांद्रता (100 पीपीएम, 200 पीपीएम, या 500 पीपीएम) फ़ीड रूपांतरण अनुपात , विकास दर और शव ड्रेसिंग प्रतिशत को अनुकूल रूप से प्रभावित कर सकती है।[188]

अवशोषण और उत्सर्जन को नियंत्रित करने वाली परिवहन प्रणालियों के कारण मनुष्यों में पुरानी तांबे की विषाक्तता सामान्य रूप से नहीं होती है। तांबा ट्रांसपोर्ट प्रोटीन में ऑटोसोमल रिसेसिव म्यूटेशन इन प्रणालियों को अक्षम कर सकते हैं, जिससे तांबे के संचय के साथ विल्सन रोग हो सकता है और उन लोगों में लीवर का सिरोसिस हो सकता है जिन्हें दो दोषपूर्ण जीन विरासत में मिले हैं।[172]

बढ़े हुए तांबे के स्तर को अल्जाइमर रोग के बिगड़ते लक्षणों से भी जोड़ा गया है।[189][190]


मानव विपत्ति

अमेरिका में, व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य प्रशासन (ओएसएचए) ने कार्यस्थल में तांबे की धूल और धुएं के लिए अनुमेय जोखिम सीमा (पीईएल) को 1 mg/m3 के समय-भारित औसत (टीडब्ल्यूए) के रूप में निर्दिष्ट किया है।[191] नेशनल इंस्टीट्यूट फॉर ऑक्यूपेशनल सेफ्टी एंड हेल्थ (एनआईओएसएच) ने समय-भारित औसत 1 मिलीग्राम/मीटर3 की अनुशंसित एक्सपोज़र सीमा (आरईएल) निर्धारित की है। आईडीएलएच (जीवन और स्वास्थ्य के लिए तत्काल खतरनाक) मान 100 mg/m3 है।[192]

तांबा तंबाकू के धुएं का घटक है।[193][194] तम्बाकू का पौधा आस-पास की मड से तांबे जैसी भारी धातुओं को सरलता से सोख लेता है और अपनी पत्तियों में संग्रह कर लेता है। ये सरलता से उपयोगकर्ता के शरीर में धूम्रपान साँस लेने के बाद अवशोषित हो जाते हैं।[195] स्वास्थ्य प्रभाव स्पष्ट नहीं हैं।[196]


यह भी देखें

संदर्भ

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Pourbaix diagrams for copper
Copper in water pourbiax diagram.png
Copper in sulphide media pourbiax diagram.png
Copper in 10M ammonia pourbiax diagram.png
Copper in chloride media more copper pourbiax.png
in pure water, or acidic or alkali conditions. Copper in neutral water is more noble than hydrogen. in water containing sulfide in 10 M ammonia solution in a chloride solution


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