Kā tiek izgatavots varš
Varš atrodas periodiskajā tabulā ceturtajā periodiskajā IB ģimenē. Tas ir pirmais metāls, ko izmanto cilvēce. Vara ir lieliskas īpašības un ir plaši izmantota rūpniecības jomā. Vara saturs zemes garozā ir aptuveni 0,01%. Dabā vara galvenokārt sastāv no savienojumiem. Parasti vara rūdas ir chalcopyrite (CuFeS2), chalcopyrite (Cu2S), malahīts (Cu2 (OH) 2CO3), chalcopyrite (Cu2O) un chalcopyrite (CuSO4 5H2O).
Rhīnas Han dinastijā Liu Ana "Huainan Wan Bi Shu" ieraksts par "Zeng Qing Zeng dzelzs ir varš" tika uzrakstīts tā, lai čuguna loksnes iekļautu vara sulfāta šķīdumā vai citā vara sāls šķīdumā, lai aizstātu vienīgo varu. Šī metode ir modernās hidrometalurgijas pionieris. Vara ražošanas procesu mitrā procesā sauc arī par želejas vara metodi. Ražošanas procesā galvenokārt ietilpst divi posmi, viens ir izskalošanās varš, un dzelzs tiek ievietots vitriola šķīdumā. Varja jonus vitriolā nogulsē dzelzs, kas tiek nogulsnēts vienā varā. Abi ir savākt rezerves vara pulveri un pēc tam izkausēt. Mitrās vara metalurģijas pamatprincips ir nomainīt vāju metālu (izņemot K, Ca, Na), kas ir spēcīgāks nekā varš. Piemēram, metāla cinks vai dzelzs tiek pievienots vara sulfāta šķīdumam un metāla varu var aizstāt. Galvenā reakcija ir CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4; CuSO4 + Fe = Cu + FeSO4.
Pasaules mitrā metalurģijas vara pirmais cilvēks Džang Qjans (Zhang Qian) ir uzrakstījis grāmatu par vara iegremdēšanu kopā ar viņa priekšgājēju darbiem un personīgo pieredzi. Grāmatā ir aprakstīts vara saturs, kas satur vara rūdas (vai žultspūšļa ūdeni), kam ir "mazāk izmaksu un mazāk piepūles" priekšrocības.
Ķīmiskajās laboratorijās mēs varam arī simulēt mitru metalurģiju. Tērauda paplāksne 20 cm garumā tiek uzvilkta ar smilšu papīru, lai pārklātu gaismu, un testa mēģenē ņem 4 ml vara sulfāta, un spiediena dzelzs stieple tiek pievienota mēģenē. To var stati ievietot. Var novērot, ka stiepes virsma ir violeti sarkanā metāla izgulsnēšanās, un šķīdums pakāpeniski mainās no zila līdz gaiši zaļai. Violetais sarkanais metāls ir varš, un visbeidzot, stieple tiek savākta, lai savāktu vara nogulsnes uz stiepes virsmas.
Turklāt senajā Ķīnā tika izmantota arī vara kausēšanas metode - "vara kausēšana ar uguni". Saskaņā ar tekstuālo pētījumu, vara kausēšana Shang Dynasty galvenokārt izmantoja malahītu un kokogles. Vara izgatavošanas process var izgatavot ar vara elementu oksīdu un reducējošo vielu augstā temperatūrā. Reakcijai nepieciešama noteikta temperatūra, tādēļ vara monomēru var iegūt sildīšanas apstākļos, tāpēc to sauc par "ugunsdrošības metode vara".
Ir zināms jau sen, ka malahīts pēc sadedzināšanas spēj radīt spilgti sarkanu metālu. Šis metāls ir varš. Galvenā malahīta sastāvdaļa ir sārmainā vara karbonāts [Cu2 (OH) 2CO3]. Sārmainais vara karbonāta siltums sadala, lai iegūtu varu, ūdeni un oglekļa dioksīdu. Oglekļa vai oglekļa monoksīds ir reduktīvs un var samazināt vara oksīdu. Reakcija ir: Cu2 (OH) 2CO3 2CuO + H2O + CO2, C + 2CuO 2Cu + CO2, CO + CuO Cu + CO2.
Ķīmiskās laboratorijās mēs varam izmantot zemāk redzamo ierīci, lai simulētu kausēšanas procesu. Jaunais vara oksīds, kas izgatavots no 10G, tiek sagriezts pulverī un ielej sausā tīģelī. Jaunā kokogļu, kas izgatavota no 1,5 g, arī iestrādā pulverī un izžāvē tīģelī. Tad vara oksīda pulveris un kokogļu pulveris tiek vienmērīgi sajaukti. Instruments ir novietots testa caurules apakšpusē ar karoti vai papīra atveri. Instruments ir samontēts saskaņā ar šādu attēlu. Vienu stikla caurules galu ievieto mēģenē ar iztīrītu kaļķa ūdeni, un spirta lampu ar vēja necaurlaidīgu pārklājumu silda. Kad precizētais kaļķa ūdens kļūst duļķains, testa mēģenē pamazām parādās violets vai sarkans cietvielu sastāvs un apstājas. Pēc tam, kad reakcija ir pabeigta, tā pirmo reizi tiek izņemta stikla mēģenē, kurā ir izskaidrojamā kaļķu ūdens testa caurule, un pēc tam alkohola lampiņa tiek izņemta. Visbeidzot, izlejiet pulveri no mēģenes uz tīru baltu papīru un novērojiet pulveri. Tad jūs atradīsiet, ka papīrs ir violeti sarkans ciets, kas ir varš.