meď
Meď (cuprum) je chemický prvok v Periodickej tabuľke prvkov, ktorý má značku Cu a protónové číslo 29. Meď je ušľachtilý nealotropický kov s kockovou, plošne stredenou kryštálovou sústavou, červenej farby. Má vysokú tepelnú vodivosť, tvárnosť za tepla aj studena a dobrú odolnosť proti korózii.
Vlastnosti medi
Niektoré ďalšie mechanické vlastnosti
- medza klzu – 60 MPa
- medza pevnosti – 220 MPa (pomerne mäkký)
- ťažnosť – 50 %
- kontrakcia – 70 %
Odolnosť proti korózii
Dobrú odolnosť medi proti korózii spôsobujú dva faktory:
- kladný elektrochemický potenciál +0,34 V,
- účinky oxidov a ďalších zlúčenín, ktoré sa vytvárajú na jej povrchu.
Proti atmosférickej korózii chráni meď medenka – vrstva hydratovaných uhličitanov medi. Má tiež dobrú odolnosť v roztokoch kyselín bez oxidačných účinkov (kyselina chlorovodíková, kyselina fluorovodíková), ak nie sú prevzdušnené. Nepriaznivo pôsobia na meď chlór, amoniak a zlúčeniny síry.
Vodíková nemoc medi
Ak meď obsahuje prímes viac ako 0,03 % kyslíka, je náchylná na praskanie. Pri teplotách nad 400 °C z plynnej atmosféry do medi difunduje vodík a reaguje podľa rovnice:
- Cu2O + H2 → 2 Cu + H2O
Vodná para vyvolá v medi vnútorné tlaky spôsobujúce trhliny a dutiny.
Využitie medi
Meď sa na technické účely využíva ako čistý kov (asi 55 % produkcie), aj ako zliatina s rôznymi prvkami (zvyšok). Až 75 % medených výrobkov sa použije v elektrotechnike, ďalej nasleduje strojárstvo, potravinárstvo a chemický priemysel. Používa sa napríklad pri výrobe drôtov, plechov, potrubia a mincí, v poľnohospodárstve pri ošetrovaní chorôb plodín, na ochranu dreva, kože a tkanív. Z dôvodu jej vysokej elektrickej a tepelnej vodivosti sa tiež používa ako metabolit. Bežná medná soľ ako sulfát, uhličitan, kyanid, oxid a sulfid sa používa ako fungicíd, zložka v keramike a pyrotechnike, pre pokovovanie elektrolytov ako aj ďalšie aplikácie v priemysle. Zliatiny medi, bronz a mosadz, sa používajú na výrobu prístrojov a náradia v rozličných odvetviach.
Technická meď
- surová hutnícka meď obsahuje len 94 až 97 % Cu,
- hutnícka meď môže dosiahnuť čistotu až 99,85 % Cu, vyrába sa pyrometalurgickou rafináciou surovej hutníckej medi,
- elektrovodná meď alebo katódová meď dosahujú až 99,95 % Cu, vyrába sa elektrolytickou rafináciou,
- najčistejšia meď s obsahom až 99,999 % Cu sa vyrába rafináciou vo vákuu z katódovej medi,
- špeciálne na zváranie sa využíva bezkyslíková meď, odolná proti vodíkovej chorobe
Zliatiny medi
Zliatiny medi tvoria dve hlavné skupiny:
- mosadze – zliatiny medi so zinkom ako hlavnou prísadou,
- bronzy – zliatiny medi s cínom, hliníkom, olovom ako hlavnými prísadami.
Zlúčeniny medi
Najčastejšími zlúčeninami sú oxid meďnatý, oxid meďný a sulfid meďnatý. Je súčasťou rúd (napr. chalkopyrit CuFeS2, chalkozín Cu2S, kuprit Cu2O a malachit CuOH2.CuCO3).
Biologický význam
Meď je esenciálnym prvkom pre všetky vyššie rastliny a živočíchy. Po absorpcii v tráviacej sústave sa viaže na albumín a transportuje sa do pečene. V krvi sa viaže na plazmový proteín ceruloplazmín.
Je súčasťou rozličných enzýmov, v podobe centier medi v cytochróm-C oxidáze a v superoxid dismutáze (obsahuje meď a zinok). Popri úlohe v enzýmoch sa meď využíva na biologický elektrónový transport. Modré medené bielkoviny, ktoré participujú na elektrónovom transporte zahŕňajú napríklad azurín a plastocyanín. Názov „modrá meď“ pochádza z intenzívnej modrej farby vyplývajúcej z prenosu náboja z ligandu na kov (ligand-to-metal charge transfer – LMCT), absorpčné pásmo komplexu je okolo 600 nm.
Pravdepodobne zinok a meď si konkurujú pri absorpcii v tráviacom trakte, preto strava s prevahou jedného z týchto minerálov môže znamenať nedostatok druhého. Odporúčaná denná dávka medi pre zdravých dospelých je 0,9 mg/denne.
Toxicita
Všetky zlúčeniny medi, ak nie je známy opak, treba považovať za toxické. Smrteľná dávka síranu meďnatého pre človeka je približne 7 až 10 gramov[1]. Meď je po zinku a železe tretím najpočetnejším stopovým prvkom v organizme. Navrhovaná bezpečná koncentrácia v pitnej vode pre ľudí sa líši v závislosti od zdroja, ale má tendenciu sa ustáliť od 1,5 do 2 mg/L. Potravinový referenčný príjem: tolerovateľná horná hranica konzumácie potravinovej medi pre dospelých zo všetkých zdrojov je 10 mg/denne.
Dôležitý podiel toxicity medi pochádza z jej schopnosti prijímať a darovať elektróny pri zmene oxidačného stavu. To katalyzuje vznik veľmi reaktívnych radikálových iónov, ako napríklad hydroxylového radikálu, spôsobom podobným Fentonovej reakcii. Túto katalytickú aktivitu využívajú enzýmy, s ktorými je meď normálne asociovaná a je preto toxická len ak je oddelená a nesprostredkovaná. Toto zvýšenie množstva nesprostredkovaných voľných radikálov sa nazýva oxidatívny stres a je predmetom aktívneho výskumu pri rozličných chorobách, kde meď môže mať dôležitú, ale menšiu rolu než pri akútnej toxicite.