تاريخ معدن النحاس

عرف الإنسان النحاس الفطري الذي يوجد في الطبيعة في قطع حمراء نقية مخلوطة بالصخور منذ أكثر من عشرة آلاف عام قبل الميلاد. وهذا النحاس يحتوي على فقاعات هوائية كثيرة ولا يصلح لصنع الأدوات منه. ولقد تغلب سكان حوض الرافدين على هذا العيب وزادوا من صلابة النحاس الفطري بالطرق عليه بالحجارة في الألف السابع قبل الميلاد. وبدأ استخدامه في الأغراض المعيشية منذ حوالي ستة آلاف عام قبل الميلاد. واعتبر هذا التاريخ بداية لعصر حضاري جديد في تاريخ البشرية.
ولقد تعلم الإنسان فن صهر الخامات قبل الألف السادسة قبل الميلاد، وشكلت بذلك الأدوات المعدنية بصب الفلز المصهور في قوالب مصنوعة من الحجر. وكان المصريون القدماء قد استخدموا النحاس في صنع أنابيب لتوصيل مياه الشرب، وأخرى لصرف المياه القذرة والفضلات من المنازل. فقد عثر الآثريون على ألف وثلاثمائة قدم من الأنابيب النحاسية في معبد هرم أبي صير (الأسرة الخامسة 2750-2625 ق.م). كما عثر على أنابيب مشابهة في آثار قصر كنوسوس بجزيرة كريت (1700-1400 ق.م.).
وبمعرفة الإنسان طرق استخلاص النحاس وغيره من الفلزات من خاماتها ظهرت حرف ومهن جديدة. وظهرت طبقة أصحاب المناجم وصهر الخامات والنحاسين. وفي عصر الحضارة الإسلامية، استخدم النحاس في صناعة العملات كما استخدم أيضا في صناعة أواني الطعام وأوعية السوائل وأدوات الزينة. ولوقت ما، استخدم النحاس على مدى واسع في طلاء قاع السفن الخشبية حتى لا تتعرض للتلف. وكذلك استخدم في صنعة اللحام لمعدن الحديد .
ويذكر البيروني من علماء القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي صفة استخدام النحاس كلحام للحديد فيقول في كتابه الجماهر: "لما كان النحاس لحام الحديد قال ذو القرنين "آتوني زبر الحديد حتى إذا ساوى بين الصدفين قال انفخوا حتى إذا جعله نارا قال ائتوني أفرغ عليه قطرا".
ويستنكر البيروني استعمال النحاس في النقود والدراهم، وأن بعض دراهم النحاس قد تساوي دراهم الفضة، فيقول إن من مكادة الدهر مساواة القطرفية دراهم الفضة في السعر، وإربائها أحيانا عليها، وليست القطرفيات مضروبة من نحاس خلط فيها.
ويشير البيروني إلى قيمة أحد خامات النحاس فيقول "وبزوريان معدن يعرف (بناوكردم) ـ وتعني قناة العقارب ـ" لما فيه من العقارب القتالة يخلص ذهبه أحيانا، ويخلط مع الناس أحيانا، وربما وجدا فيه متمايزين، لكن ذلك النحاس لا يخلو من ذهب فيه، ويخلص منه بالإحراق من كل منا دانق (0, 5 جرام) إلا أن قيمته، لما لم تفضل عن المنفعة ترك، ولم يتعرض له، ثم ليس لذلك النحاس المتروك ذهبه، مزية على غيره في شيء منه ".
ولقد ثبت حديثا أن الخام الرئيسي للنحاس هو الكبريتيد المزدوج مع الحديد. أما الخامات الأخرى فهي كبريتيد النحاسوز، وكبريتيد النحاسيك، وأكسيد النحاسيك. ومن خامات النحاس الحجر الأخضر وهو المستعمل في الزينة.
ويستخرج النحاس عرضا عند تعدين المعادن الأخرى. وهو يدخل في عدد من السبائك المفيدة، والمستعملة على نطاق واسع، وتتفاوت نسبه في هذه السبائك تفاوتا كبيرا. فالشبهان يتألف أساسا من النحاس والخارصين بنسب مختلفة تعتمد على نوع الشبهان المطلوب، والبرنجات تتألف من سبيكة نحاسية يدخل في تركيبها القصدير. وتستعمل سبائك النحاس والنيكل معا حيث يراد للسبيكة مقاومة التآكل.
استخدامات ال نحاس
عبر التاريخ المدون، استخدم النحاس في صناعة العملات كما استخدم أيضا في صناعة أواني الطعام وأوعية السوائل وأدوات الزينة. ولوقت ما، استخدم النحاس على مدى واسع في طلاء قاع السفن الخشبية حتى لا تتعرض للتلف.
كما استخدام النحاس بكثرة في خطوط وكابلات الكهرباء الخارجية وفي شبكات الأسلاك داخل البيوت وخيوط اللمبات والآلات الكهربائية مثل المولدات والمحركات وآلات ضبط السرعة والآلات المغناطيسية الكهربائية ومعدات الاتصال. كما استخدم أيضا في صناعة المرسبات الطباعية الكهربائية. وتستخدم كميات كبيرة من النحاس في صناعة الحرير الصناعي.
كما يستخدم النحاس أيضا في صناعة العديد من الأصباغ وفي صناعة المبيدات الحشرية والمواد المبيدة للفطريات على الرغم من أنه يستبدل بالمواد الكيميائية العضوية الاصطناعية للوفاء بهذه الأغراض. 


 خصائص الذهب

فلز أصفر براق على هيئة كتل بإمكانها عكس الضوء أما صفائحه الرقاق فتبدو خضراء اللون أو زرقاء. أما الذهب المقطع تقطيعا دقيقا - مثله مثل المساحيق المعدنية الأخرى - فيتميز باللون الأسود بينما توجد أنواع أخرى من الذهب يتدرج لونها بين الياقوتي والأرجواني.
ويأتي الذهب في المجموعة الانتقالية رقم (11) من الجدول الدوري، ورقمه الذري (79)، ووزنه الذري (196.967)، ويبلغ وزنه النوعي (19.3). وينصهر الذهب في درجة حرارة قدرها (1063) درجة مئوية ، ويغلي في (2500)ْ مئوية. والذهب موصل جيد للحرارة والكهرباء، ولا يفوقه في هذه الصفة سوى الفضة والنحاس .
خصائص الذهب
يعتبر الذهب الخالص من أكثر أنواع المعادن القابلة للطرق والسحب، حيث يمكن ضربه أو طرقه حتى كثافة تصل إلى (0.000013) سم. كما يمكن تشكيل سلكا ذهبيا طوله (100) كم من كمية قدرها (29) جرام. والذهب واحد من أكثر المعادن ذات الملمس الناعم إذ تبلغ صلابته من (2.5) إلى (3) على مقياس الصلادة.
والذهب من المعادن الخاملة جدا وهو لا يتأثر بالهواء أو الحرارة أو الرطوبة. وهو لا يذوب في الحوامض المركزة المعدنية المعروفة أمثال حامض الهيدروكلوريك، والكبريتيك، والفوسفوريك، والنتريك ولكنه يذوب في الماء الملكي الذي يعد مزيجا من حامضي الهيدروكلوريك والنتريك المركزين حيث يتحرر الكلور الحديث التولد فيذيب الذهب. وهناك حوامض أخرى تؤثر في الذهب مثل حامض التلمريك ومحلول كلوريد الحديد الساخن وغيرهما.

تاريخ معدن الذهب 

لما كان الذهب منتشرا في أماكن عديدة من الكرة الأرضية، إضافة إلى وجوده حرا في الطبيعة، ولغلو ثمنه واستعماله نقودا في شتى أمصار العالم أصبحت معرفته أيسر من معرفة غيره من الفلزات. كما أن صفاته الطبيعية قد جعلت منه معدنا شائع الصيت فكثر ذكره في الكتب وكثر المنقبون عنه والمشتغلون به. وفي القرن الرابع الهجري / العاشر الميلادي، حيث وصلت الحضارة الإسلامية إلى أوجها وزينت قصور الخلفاء بشتى أنواع الجواهر والمعادن التي جلبت من مختلف أصقاع الدولة الإسلامية المترامية، اهتم كثير من الكيميائيين بطرق تنقية هذه المعادن. فذكر البيروني في كتابه الجماهر في معرفة الجواهر طرق تنقية الذهب وهو ما لا يختلف كثيرا عن الطرق المستخدمة اليوم. فيذكر البيروني في تعدين الذهب وتصفيته ما نصه:" أن بعض الذهب ما يتصفى بالنار إما بالإذابة وحدها أو التشوية المسماة طبخا له، والجيد المختار يسمى لقطا لأنه يلتقط من المعدن قطاعا يسمى ركازا وأركز المعدن إذا وجد فيه القطع سواء معدن فضة أو ذهب، وربما لا يخلو من شوب ما، فخلصته التصفية حتى اتصف بالإبريز لخلاصه، ويثبت بعدها على وزنه".
ويأتي البيروني في شرح تنقية الذهب عندما يكون ممزوجا مع التربة أو في الأحجار الكبيرة، ويصف الطريقة التي تستعمل لاستخراج الذهب مما شابه من التراب والحجر وصفا دقيقا لا يختلف كثيرا عما هو عليه الآن. فيقول: "وربما كان الذهب متحدا بالحجر كأنه مسبوك معه فاحتيج إلى دقه، والطواحين تسحقه إلا أن دقه بالمشاجن أصوب وأبلغ في تجويده حتى يقال إنه يزيده حمرة، وذلك أنه إن صدق مستغرب عجيب، والمشاجن هي الحجارة المشدودة على أعمدة الجوازات المنصوبة على الماء الجاري للدق، كالحال في سمرقند في دق القنب في الكواغد ، وإذا اندق جوهر الذهب وانطحن، فسل عن حجارته وجميع الذهب بالزئبق، ثم عصر في قطعة جلد حتى يخرج الزئبق من مسامه، ويطير ما يبقى فيه منه بالنار فيسمى ذهبا زئبقيا ومزبقا والذهب الذي بلغ النهاية التي لا غاية وراءها من الخلوص، كما حصل لي بالتشوية بضع مرات، لا يؤثر في المحك كبيرا أثر ولا يكاد يتعلق به، ولكاد يسبق جموده إخراجه من الكورة ، فيأخذ فيها في الجمود عند قطع النفخ، وأغلب الظن في الذهب المستشفر أنه للينه". 

 معلومات عامه عن الفضه... خصائصه .. تاريخه .. استخداماته

--------------------------------------------------------------------------------

معدن أبيض على درجة عالية من البريق ويمكن صقله وتلميعه بدرجة عالية. وباستثناء الذهب، فإن الفضة من أكثر المعادن القابل للسحب والطرق، ومن ناحية توصيلها للحرارة والكهرباء، فإنها تتفوق على كل المعادن الأخرى، وتتراوح صلادتها بين 2.5 و2.7 بمقياس موس حيث أنها أكثر صلادة من الذهب ولكنها أنعم من النحاس .
ويأتي معدن الفضة في المجموعة الانتقالية رقم (II) من الجدول الدوري، ورقمها الذري (47)، ووزنها الذري 107.868، ويبلغ وزنها النوعي 10 .5. تنصهر الفضة عند درجة حرارة (962) درجة مئوية. وتغلي عند درجة حرارة (2212) درجة مئوية.
خصائص الفضة
الفضة توجد حرة في الطبيعة كما توجد على هيئة خامات، ومن أبرزها خاماتها كبريتيد الفضة، وكلوريد الفضة. كما توجد الفضة في خامات الزرنيخ والأنتمون، وكثيرا ما تحتوي خامات النحاس والخارصين و الرصاص على فلز الفضة. وأن جزءا كبيرا من الفضة يتخلف عرضا عند تعدين خامات العناصر التي ذكرناها آنفا.
والفضة تفوق الفلزات جميعا في مقدرتها على توصيل الحرارة والكهربائية وتتخلف عن الذهب فحسب في قابليتها للطرق والسحب، أي في عمل الصفائح الرقاق والأسلاك الرفيعة جدا. وتنصهر الفضة في درجة حرارة (960ْ) مئوية، إذا ما سخنت في الفراغ، أو في جو من النتروجين، وتنصهر في الهواء في درجة حرارة (923ْ) مئوية، وذلك لإذابتها الأوكسجين من الهواء، ويزداد ذوبان الأوكسجين في منصهر الفضة كلما ارتفعت درجة حرارة المنصهر، ففي درجة حرارة (973ْ) يذيب السنتيمتر المكعب الواحد من منصهر الفضة (20.3) سنتيمترا مكعبا من الأوكسجين والفضة تذوب (تتفاعل) في حامض النتريك، المركز منه والمخفف مكونة نترات الفضة. كما وتتأثر في حامض الكبريتيك المركز الساخن لتكون كبريتدات الفضة إلا أنها تصمد في وجه حامض الهيدروكلوريك والقلويات.
تاريخ معدن الفضة
لقد عرفت الفضة منذ العصور القديمة بأنها معدن زخرفي قيم كما أنها تستخدم كعملة حيث أقيمت عدة مناجم في آسيا الصغرى قبل حلول عام 2500 قبل الميلاد.
وفي العصور الإسلامية استخدمت الفضة في صنع الأواني والنقود. ويشير البيروني في القرن الرابع الهجري / العاشر ال ميلادي إلى وجود الفضة مختلطة بالذهب، لا ممزوجة به والظاهر أنه يقصد بالمزج الاتحاد بين العناصر أما الخلط فهو المزج الذي نعنيه في الوقت الحاضر في الكيمياء، فيقول في كتابه الجماهر : "وفي قرية وسنانة بقرب زروبان وجد في بعض الأوقات حديد مختلط بفضة لا ممتزج وكان تقشر عنه فيتميز من غير ذوب، وجد فيها قطعة فضة خالصة في معادن الحديد قطعت وقسمت سرا".
ومن الناحية الكيميائية، فإن الفضة ليست معدنا شديد النشاط. ولا تذوب الفضة في الأحماض المخففة وفي القلويات ولكنها تذوب في حمض النتريك المركز أو حمض الكبريت، وهي لا تتفاعل مع الأكسجين أو الماء في درجات الحرارة العادية. ويهاجم كل من الكبريت والكبريتيد الفضة، وقد تفقد الفضة بريقها بسبب تكون كبريتيد الفضة على الجزء السطحي من المعدن. كما أن التبييض الذي يحتوي على كمية معقولة من الكبريت باعتباره مكونا من مكونات البروتين- يفقد الفضة بريقها بسرعة كبيرة. ومما يفقدها بريقها أيضا الكميات الصغيرة من الكبريتيد التي توجد بصورة طبيعية في الغلاف الجوي والتي تضاف إلى الغاز المستعمل في المنازل مثل كبريتيد الهيدروجين. ويعتبر كبريتيد الفضة السوداء من بين أكثر الأملاح الغير قابلة للذوبان في المحاليل المائية، وتستغل هذه الخاصية في فصل أيونات الفضة عن الأيونات الموجبة الأخرى.
استخدامات الفضة
لمعدن الفضة فوائد قليلة تنحصر في سك النقود، والحلي والزخرفة إلا أن أملاح الفضة ومركباتها كثيرة الاستعمال لا سيما في الكيمياء التحليلية وصنع الرقوق الفوتوغرافية. كما تستخدم الفضة بشكل واسع النطاق في صناعة المجوهرات والعملات. وعادةً ما تخلط الفضة بكميات صغيرة من معادن أخرى لتكون أقوى صلابة وأقدر على التحمل. وتستخدم الفضة الخالصة في صناعة أدوات المائدة ومواد فضية صلبة أخرى حيث تكون نسبة الفضة في هذه المواد 92.5% بينما تبلغ نسبة النحاس 7.5%. وتستخدم الفضة أيضا في تغطية الأسطح الزجاجية الناعمة المستخدمة في صناعة المرايا، وتتم هذه العملية عن طريق تبخير المعدن أو ترسيبه من محلول مذاب، إلا أن الألومنيوم قد حل محل الفضة في هذا المجال بدرجة كبيرة. وتستخدم الفضة على نطاق واسع في صناعة الدوائر الخاصة بالمكونات الكهربائية والإلكترونية.
وتستخدم أملاح الفضة مثل بروميد الفضة وكلوريد الفضة وأيوديد الفضة التي تصبح سوداء اللون عند التعرض للضوء في صناعة الطبقات الحساسة المستخدمة في الألواح والأفلام الفوتوغرافية والورق. وتذوب هذه الأملاح في كبريتات الصوديوم وهو المركب الذي يستخدم في عملية التثبيت الفوتوغرافية. كما تستخدم محاليل مخففة من نترات الفضة وبعض المركبات غير القابلة للذوبان مثل البوتاسيوم في الصناعات الدوائية مثل المطهرات ومضادات البكتريا، حيث يعتبر الأرجيرول وهو مركب فضي بروتيني مطهرا موضعيا للعين والأذن والأنف والرقبة.