Kupfer (Cu)

Kupfer war wahrscheinlich das erste dem Menschen bekannte Metall. Es ist ein ausgezeichneter elektrischer und thermischer Leiter, als Bronze oder Messing vielseitig einsetzbar, aber – in Form von gelösten Ionen – auch ein starkes Biozid.

Zeus-Statue aus Bronze

Zeus-Statue aus Bronze von ca. 460 v. Chr. Bronze ist eine Legierung von Kupfer und Zinn. Bild: Marcus Cyron/Wikimedia Commons), CC-Lizenz

In der Antike viel genutzt

Als Kupferzeit bezeichnet man eine Periode, die zwischen Jungsteinzeit und Bronzezeit einzuordnen ist, also etwa zwischen 5000 und 2000 v. Chr. Verschiedene Völker und Kulturen begannen in dieser Zeit mit dem Abbau und der Verhüttung von Kupfererzen, insbesondere Azurit und Malachit. Der Kupferzeit folgte die Bronzezeit. Bronze ist eine Legierung aus Kupfer und Zinn. Sie hat den Vorteil beständiger zu sein und bei tieferen Temperaturen zu schmelzen als Kupfer: Bronze schmilzt je nach Zinnanteil bei 600–800°C, Kupfer bei 1093°C.

Ein ausgezeichneter elektrischer und thermischer Leiter

Kupferdraht

Kupfer leitet ausgezeichnet. Es wird rund um die Welt in Stromleitungen eingesetzt. (Bild: AlbertHerring/Wikimedia Commons, CC-Lizenz)

Kupfer ist ein relativ weiches Metall von rötlicher Farbe. Nach Silber und Gold gehört es zu den besten elektrischen Leitern. Dementsprechend wird es auf der ganzen Welt für Drähte und andere elektrische Verbindungen genutzt. Da es auch Wärme sehr gut leitet, stellt man auch Küchenutensilien und Kupferschüsseln daraus her. Kupfer kann jedoch mit bestimmten Lebensmitteln chemisch reagieren, so dass heute viel häufiger Edelstahl (oder allenfalls beschichtetes Kupfer) für Kochgeschirr verwendet wird.

Saxophon

Viele Blasinstrumente bestehen aus Messing, einer Legierung aus Kupfer und Zink. Das Saxophon zählt wegen seines aus Ebenholz bestehenden Mundstücks und der Spielweise zu den Holzblasinstrumenten, doch sein Rohr ist aus Messing gefertigt. Bild: Rama/Wikimedia Commons, CC-Lizenz

Zahlreiche Legierungen

Die bekanntesten Kupferlegierungen sind Bronze und Messing. Bronze enthält 3 bis 20% Zinn. Man benutzt es fast nur noch für Skulpturen oder zur Herstellung von Glocken und Gongs. Messing ist eine Kupferlegierung, die 5 bis 45% Zink enthält. Es ist ein gelbes, hartes Metall, aber äusserst geschmeidig und erstaunlich korrosionsresistent. Man nutzt es zur Herstellung von Stäben, Rohren, Drähten, Armaturenteilen, Schmuck und Musikinstrumenten, insbesondere von Blechblasinstrumenten wie Trompeten und Posaunen. Schweizer Münzen bestehen heutzutage aus einer Kupfer-Nickel-Legierung.

Kupfer oxidiert an der Luft sehr langsam und wird dabei von einem schwarzen Kupferoxid (CuO) überzogen. Ist das Kupfer aber gleichzeitig Wasser und dem in der Luft enthaltenen Kohlendioxid ausgesetzt, verfärbt sich das Oxid langsam grün-gräulich. Dies lässt sich besonders bei alten Münzen oder Bronzeskulpturen beobachten.

Ein starkes Biozid

Kupferverbindungen sind sowohl für Menschen als auch für andere Lebewesen (inklusive Mikroorganismen) giftig, weshalb sie wirksame Antiseptika sind. Beispielsweise wird das Holz von Telefonmasten zum Schutz vor holzzerstörenden Organismen mit Kupfersulfat behandelt. Eine Suspension von gebranntem Kalk (CaO) in Kupfersulfatlösung, die sogenannte Bordauxbrühe, war das erste erfolgreiche Fungizid. Sie wird auf Weinrebenblätter oder Kartoffelpflanzen aufgetragen und verursacht weiss-bläuliche Ablagerungen auf den Pflanzen, schützt sie aber gegen Krankheiten wie Mehltau. Kupfer ist auch in den Anstrichfarben von Schiffsrümpfen enthalten, um sie vor dem Bewuchs mit Algen, Muscheln und Krustentieren zu schützen.

Quelle: Maurice Cosandey / Redaktion SimplyScience.ch

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