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銅、  29 Cu
自然銅(サイズは約4cm)
外観赤橙色の金属光沢
標準原子量Ar 、std(Cu) 63.546(3)[1]
周期表の銅
水素 ヘリウム
リチウム ベリリウム ボロン 炭素 窒素 空気 フッ素 ネオン
ナトリウム マグネシウム アルミニウム ケイ素 リン 硫黄 塩素 アルゴン
カリウム カルシウム スカンジウム チタン バナジウム クロム マンガン コバルト ニッケル 亜鉛 ガリウム ゲルマニウム 砒素 セレン 臭素 クリプトン
ルビジウム ストロンチウム イットリウム ジルコニウム ニオブ モリブデン テクネチウム ルテニウム ロジウム パラジウム カドミウム インジウム アンチモン テルル ヨウ素 キセノン
セシウム バリウム ランタン セリウム プラセオジム ネオジム プロメチウム サマリウム ユーロピウム ガドリニウム テルビウム ジスプロシウム ホルミウム エルビウム ツリウム イッテルビウム ルテチウム ハフニウム タンタル タングステン レニウム オスミウム イリジウム 白金 ゴールド 水銀(元素) タリウム ビスマス ポロニウム アスタチン ラドン
フランシウム ラジウム アクチニウム トリウム プロトアクチニウム。 ウラン ネプツニウム プルトニウム アメリシウム キュリウム バークリウム カリホルニウム アインスタイニウム フェルミウム メンデレビウム ノーベリウム ローレンシウム ラザホージウム ドブニウム シーボーギウム ボーリウム ハッシウム マイトネリウム ダームスタチウム レントゲニウム コペルニシウム ニホニウム フレロビウム モスコビウム リバモリウム テネシン オガネソン


Cu

Ag
ニッケル亜鉛
原子番号 Z29
グループグループ11
限目期間4
ブロック  dブロック
電子配置[ Ar ] 3d 10 4s 1
シェルあたりの電子数2、8、18、1
物理的特性
STPでの フェーズ個体
融点1357.77  K(1084.62°C、1984.32°F)
沸点2835 K(2562°C、4643°F)
密度( rt付近 8.96 g / cm 3
液体の場合(  mpで)8.02 g / cm 3
融合熱13.26  kJ / mol
蒸発熱300.4 kJ / mol
モル熱容量24.440 J /(mol・K)
蒸気圧
P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k
T (K)で  1509 1661 1850年 2089 2404 2834
原子特性
酸化状態−2、0、[2] + 1+ 2、+ 3、+ 4(弱塩基性酸化物)
電気陰性度ポーリングスケール:1.90
イオン化エネルギー
  • 1位:745.5 kJ / mol
  • 2番目:1957.9 kJ / mol
  • 3番目:3555 kJ / mol
  • もっと
原子半径経験的:128  pm
共有結合半径132±4pm
ファンデルワールス半径午後140時
スペクトル範囲のカラーライン
銅のスペクトル線
その他のプロパティ
自然発生原始的
結晶構造面心立方(fcc)
銅の面心立方結晶構造
音速の 細い棒(アニーリング)
3810 m / s(  rtで)
熱膨張16.5 µm /(m・K)(25°Cで)
熱伝導率401 W /(m⋅K)
電気抵抗率16.78nΩ⋅m(20°Cで)
磁気秩序反磁性[3]
モル磁化率−5.46 × 10 −6  cm 3 / mol [4]
ヤング率110〜128 GPa
せん断弾性率48 GPa
体積弾性率140 GPa
ポアソン比0.34
モース硬度3.0
ビッカース硬度343〜369 MPa
ブリネル硬さ235〜878 MPa
CAS番号7440-50-8
歴史
ネーミングキプロスの後、ローマ時代の主要な採掘場所(キプロス
発見中東紀元前9000年
シンボル「Cu」:ラテン語の銅から
銅の主な同位体
アイソトープ 豊富 半減期 t 1/2 崩壊モード 製品
63 69.15% 安定
64 Cu syn 12.70時間 ε 64 Ni
β− _ 64亜鉛
65 30.85% 安定
67 Cu syn 61.83時間 β− _ 67亜鉛
 カテゴリ:銅
| 参照

記号Cuラテン語cuprumから)と原子番号29の化学元素です。これは、非常に高い伝導率と電気伝導率を備えた、柔らかく、展性があり、延性のある金属です。新たに露出した純銅の表面はピンクがかったオレンジ色です。銅は、熱と電気の伝導体として、建築材料として、そして宝石白銅に使用されるスターリングシルバーなどのさまざまな金属合金の成分として使用されます 海洋のハードウェアやコインの製造に使用され、温度測定用の ひずみゲージ熱電対に使用されるコンスタンタン。

銅は、自然界で直接使用可能な金属の形(天然金属)で発生する可能性のある数少ない金属の1つですこれは、cからいくつかの地域で非常に初期の人間の使用につながりました。紀元前8000年。数千年後、それは硫化鉱から製錬された最初の金属でした。紀元前5000年; 型の形に鋳造される最初の金属、c。紀元前4000年; そして、青銅を作るために別の金属であるスズと意図的に合金化された最初の金属、c。紀元前3500年。[5]

ローマ時代には、銅は主にキプロスで採掘されました。キプロスは、金属の名前の由来であり、後にキプロス(ラテン語)に堕落したaesсyprium(キプロスの金属)から採掘されました。コーパー古英語)とはこれから派生し、後の綴りは1530年頃に最初に使用されました。[6]

一般的に遭遇する化合物は銅(II)塩であり、アズライトマラカイトターコイズなどの鉱物に青または緑の色を与えることが多く、顔料として広く歴史的に使用されてきました。

建物で使用される銅は、通常は屋根に使用され、酸化して緑青(または緑青)を形成します。銅は、その元素金属の形と顔料としての化合物の両方で、装飾芸術で使用されることがあります。銅化合物は、静菌剤殺菌剤、および木材防腐剤として使用されます。

銅は呼吸酵素複合体チトクロームcオキシダーゼの重要な成分であるため、微量の食事ミネラルとしてすべての生物にとって不可欠です。軟体動物甲殻類では、銅は血液色素のヘモシアニンの構成要素であり、魚や他の脊椎動物では鉄と複合体を形成したヘモグロビンに置き換えられています。人間の場合、銅は主に肝臓、筋肉、骨に含まれています。[7]成人の体には、体重1キログラムあたり1.4〜2.1mgの銅が含まれています。[8]

特徴

物理的

連続鋳造で作られた銅ディスク(純度99.95%); 結晶子を明らかにするためにエッチング
十分な光がオレンジ色の白熱よりも優れている場合、融点のすぐ上の銅はピンク色の光沢を保ちます

銅、周期表のグループ11に含まれています。これらの3つの金属は、満たされたd電子殻の上に1つのs軌道電子を持ち、高い延性と電気伝導性および熱伝導性を特徴としています。これらの元素に充填されたdシェルは、金属結合を介したs電子によって支配される原子間相互作用にはほとんど寄与しません不完全なdシェルを持つ金属とは異なり、銅の金属結合は共有結合性を欠いており、比較的弱いです。この観察結果は、銅の単結晶の低硬度と高延性を説明しています。[9]巨視的スケールでは、結晶粒界などの結晶格子への拡張欠陥の導入は、加えられた応力下での材料の流れを妨げ、それによってその硬度を増加させます。このため、銅は通常、単結晶形態よりも強度の高い細粒の多結晶形態で供給されます。[10]

銅の柔らかさは、その高い電気伝導率(59.6×10 6  S / m)と高い熱伝導率を部分的に説明しています。これは、室温で純金属の中で2番目に高い(銀に次ぐ)ものです。[11]これは、室温での金属の電子輸送に対する抵抗率が、主に、軟質金属では比較的弱い格子の熱振動での電子の散乱に起因するためです。[9]屋外での銅の最大許容電流密度は、断面積の約3.1× 106  A / m 2であり、それを超えると過度に加熱し始めます。[12]

銅は、灰色や銀以外の自然な色を持つ数少ない金属元素の1つです。[13]純銅はオレンジレッドで、空気に触れると赤みがかった変色になります。銅の特徴的な色は、満たされた3dと半分空の4s原子殻の間の電子遷移に起因します。これらの殻の間のエネルギー差は、オレンジ色の光に対応します。[要出典]

他の金属と同様に、銅を他の金属と接触させると、ガルバニック腐食が発生します。[14]

化学

酸化されていない銅線(左)と酸化された銅線(右)
エジンバラの王立天文台のイーストタワー。2010年に設置された再生銅と1894年の元の銅の緑色のコントラストを示しています。

銅は水とは反応しませんが、大気中の酸素とゆっくりと反応して、褐色と黒色の酸化銅の層を形成します。これは、湿った空気中の鉄に発生する錆とは異なり、下にある金属をさらなる腐食(不動態化)から保護します。緑青(炭酸銅)の緑色の層は、多くの古い建物の屋根[15]自由の女神などの古い銅の構造物によく見られます。[16]銅は、いくつかの硫黄化合物にさらされると変色し、それと反応してさまざまな硫化銅を形成します。[17]

アイソトープ

銅の29の同位体があります。63Cuと65Cuは安定しており、63 Cu天然存在する銅の約69%を占めています。両方とも3⁄2のスピン持っいます[18]他の同位体は放射性であり、最も安定しているのは67 Cuで、半減期は61.83時間です。[18] 7つの準安定同位体が特徴づけられています。68m Cuは最長寿命で、半減期は3.8分です。質量数が64を超える同位体はβ−で崩壊します、一方、質量数が64未満のものはβ +で崩壊します。半減期が12.7時間の64Cuは、双方向に崩壊します[19]

62Cu64Cuには重要な用途があります。62 Cuは、陽電子放出断層撮影用の放射性トレーサーとして62Cu -PTSMで使用されます。[20]

発生

ミシガン州キーウィノー半島の自然銅、長さ約2.5インチ(6.4 cm)

銅は巨大な星で生成され[21]、地球の地殻に約50パーツパーミリオン(ppm)の割合で存在します。[22]自然界では、銅は、自然銅、カルコパイライトボルナイトジゲナイトコベライトカルコサイトなどの硫化銅、テトラヘダイト-テナンタイトなどのスルホソルト、アズライトなどの炭酸銅、エナルガイトなど、さまざまな鉱物に含まれています。マラカイト、および赤銅鉱などの銅(I)または銅(II)酸化物としてそれぞれテノライト[11]発見された元素銅の最大の塊は、420トンの重さがあり、1857年に米国ミシガン州のキーウィノー半島で発見されました。[22]自然銅は多結晶であり、これまでに説明された中で最大の単結晶は4.4×3.2×3.2cmです。[23]銅は、地球の地殻で25番目に豊富な元素であり、亜鉛の75 ppm、鉛の14ppmと比較して50ppm相当ます。[24]

銅の一般的なバックグラウンド濃度は、大気中で1 ng / m3を超えません。土壌中150mg / kg; 植生中30mg / kg; 淡水で2μg/ L、海水で0.5μg/ L。[25]

製造

世界の生産動向
2003〜2011年の銅価格(1トンあたりの米ドル)

ほとんどの銅は、 0.4〜1.0 %の銅を含む斑岩銅鉱床の大規模な露天掘り鉱山から硫化銅として採掘または抽出されます。サイトには、チリのチュキカマタ、米国ユタ州のビンガムキャニオン鉱山、米国ニューメキシコ州のエルチノ鉱山が含まれます。英国地質調査所によると、2005年には、チリが世界シェアの少なくとも3分の1を占める銅のトップ生産国であり、米国、インドネシア、ペルーがそれに続きました。[11]銅は、その場浸出プロセスによって回収することもできます。アリゾナ州のいくつかのサイトは、この方法の主要な候補と見なされます。[26]使用中の銅の量は増加しており、利用可能な量は、すべての国が先進国の使用レベルに到達するのにかろうじて十分です。[27]現在研究されている収集用の銅の代替供給源は海面下約3000〜6500メートルの太平洋の深さに位置する多金属団塊です。これらの根粒には、コバルトニッケルなどの他の貴重な金属が含まれています[28]

準備金と価格

銅は少なくとも1万年使用されていますが、これまでに採掘および製錬された銅の95%以上が1900年以降に抽出されており[29]、過去24年間で半分以上が抽出されています。[いつ?]多くの天然資源と同様に、地球上の銅の総量は膨大であり、地球の地殻の最上部1キロメートルに約10 14トンあり、現在の採掘速度では約500万年に相当します。しかし、これらの埋蔵量のごく一部だけが、現在の価格と技術で経済的に実行可能です。採掘に利用できる銅の埋蔵量の見積もりは、成長率などの主要な仮定に応じて、25年から60年までさまざまです。[30]リサイクルは、現代世界における銅の主要な供給源です。[29]これらおよび他の要因のために、銅の生産と供給の将来は、ピークオイルに類似したピーク銅の概念を含む多くの議論の対象となっています。[要出典]

銅の価格は歴史的に不安定であり[31]、その価格は1999年6月の60年ぶりの安値である0.60ドル/ポンド(1.32ドル/ kg)から2006年5月には1ポンドあたり3.75ドル(8.27ドル/ kg)に上昇した。 2007年2月に$ 2.40 / lb($ 5.29 / kg)に下落し、2007年4月に$ 3.50 / lb($ 7.71 / kg)に回復まし前年の高値以降の価格は、銅の価格を1.51ドル/ポンド(3.32ドル/ kg)のままにしました。[33] 2010年9月から2011年2月の間に、銅の価格は1トンあたり5,000ポンドから1トンあたり6,250ポンドに上昇しました。[34]

メソッド

自溶製錬プロセスのスキーム

鉱石中の銅の濃度は平均0.6%に過ぎず、ほとんどの市販の鉱石は硫化物であり、特に黄銅鉱( CuFeS 2)、斑銅鉱(Cu 5 FeS 4)、そして程度は少ないが銅藍(CuS)と輝銅鉱(Cu 2 S)です。 [35]逆に、多金属団塊中の銅の平均濃度は1.3%と推定されています。これらの根粒に見られる銅や他の金属を抽出する方法には、硫酸浸出、製錬、およびキュプリオンプロセスの適用が含まれます。[36] [37]陸鉱石に含まれる鉱物の場合、それらは粉砕された鉱石から泡浮選によって10〜15%の銅のレベルまで濃縮されます。またはバイオリーチング[38]自溶製錬この材料をシリカと一緒に加熱すると、スラグとして鉄の多くが除去されます。このプロセスは、硫化鉄を酸化物に変換することの容易さを利用しており、酸化物は次にシリカと反応して、加熱された塊の上に浮かぶケイ酸塩スラグを形成します。得られたCu2 Sからなる銅マットは、すべての硫化物を酸化物に変換するために焙焼されます。 [35]

2 Cu 2 S + 3 O2 2Cu 2 O + 2 SO 2

亜酸化銅は、加熱 するとブリスター銅に変換されます。

2 Cu 2O 4Cu + O 2

サドベリーマットプロセスは、硫化物の半分だけを酸化物に変換し、次にこの酸化物を使用して残りの硫黄を酸化物として除去しました。その後、電解精製され、陽極泥が含まれる白金と金に利用されました。このステップでは、酸化銅の銅金属への比較的簡単な還元を利用します。天然ガスをブリスター全体に吹き付けて残りの酸素の大部分を除去し、得られた材料に対して電解精製を行って純銅を生成します。[39]

Cu 2+ + 2 e →Cu
銅精錬のフローチャート(ウラレレクトロメッドの陽極鋳造工場)
  1. ブリスター銅
  2. 製錬
  3. 反射炉
  4. スラグ除去
  5. 陽極の銅鋳造
  6. キャスティングホイール
  7. 陽極除去機
  8. アノードの離陸
  9. 鉄道車両
  10. タンクハウスへの輸送
銅精製のフローチャート(Uralelektromedのアノード鋳造プラント)#ブリスター銅#製錬#反射炉#スラグ除去#アノードの銅鋳造#鋳造ホイール#アノード除去機#アノード離陸#鉄道車両#タンクハウスへの輸送

リサイクル

アルミニウムと同様に、[40]銅は、未加工の状態と製造された製品の両方から、品質を損なうことなくリサイクル可能です。[41]量的には、銅は鉄とアルミニウムに次いで3番目にリサイクルされた金属です。[42]これまでに採掘されたすべての銅の推定80%が今日でも使用されています。[43]国際資源パネル社会における金属在庫報告書によると、社会で使用されている銅の世界的な一人当たりの在庫は35〜55kgです。これの多くは、発展途上国(1人あたり30〜40 kg)ではなく、より発展した国(1人あたり140〜300 kg)にあります。

銅をリサイクルするプロセスは、銅を抽出するために使用されるプロセスとほぼ同じですが、必要なステップが少なくなります。高純度の銅くずをで溶かし、還元してビレットインゴットに鋳造します。低純度のスクラップは、硫酸浴で電気めっきすることによって精製されます。[44]

合金

銅合金は、硬貨の製造に広く使用されています。ここに見られるのは2つの例です。1964年以降のアメリカの10セント硬貨は白銅合金[ 45]で構成され、1968年以前のカナダの10セント硬貨は銀80%と銅20%の合金で構成されています。[46]

数多くの銅合金が配合されており、その多くは重要な用途があります。真鍮は銅と亜鉛の合金です。青銅は通常、銅-スズ合金を指しますが、アルミニウム青銅などの銅の任意の合金を指すこともあります。銅は、宝飾品業界で使用される銀およびカラット金はんだの最も重要な構成要素の1つであり、得られる合金の色、硬度、および融点を変更します。[47]鉛フリーはんだの中には、少量の銅やその他の金属と合金化されたスズで構成されているものがあります。[48]

白銅と呼ばれる銅とニッケルの合金は、低額の硬貨に使用され、多くの場合、外側の被覆に使用されます。米国の5セント硬貨(現在はニッケルと呼ばれています)は、75%の銅と25%のニッケルで構成されています。20世紀後半に各国で広く採用されたキュプロニッケルが導入される前は[49]銅との合金も使用され、米国では銀90%と銅10%の合金が使用されていました。 1965年、半ドルを除くすべてのコインから循環銀が除去されたとき、これらは1965年から1970年の間に40%の銀と60%の銅の合金に劣化しました。[50]銅90%、ニッケル10%の合金は、耐食性に優れており、汚染された港や河口で時々見られる硫化物に対して脆弱ですが、海水にさらされるさまざまな物体に使用されます。[51]銅とアルミニウムの合金(約7%)は金色で、装飾に使用されます。[22] 赤銅は日本の装飾用銅合金で、金の割合が低く、通常は4〜10%で、紺色または黒色に緑青を塗ることができます。[52]

化合物

酸化銅(I)のサンプル

銅は多種多様な化合物を形成し、通常は酸化状態が+1および+2であり、それぞれおよびと呼ばれることがよくあります。[53]銅化合物は、有機錯体であろうと有機金属であろうと、多くの化学的および生物学的プロセスを促進または触媒します。[54]

二元化合物

他の元素と同様に、銅の最も単純な化合物は二元化合物、つまり2つの元素のみを含む化合物であり、主な例は酸化物、硫化物、およびハロゲン化物です。亜酸化銅酸化第二銅の両方が知られています。多数の硫化銅の中で、重要な例として、硫化銅(I)および硫化銅(II)があります。[要出典]

フッ素塩素臭素、およびヨウ素を含むハロゲン化第一銅、およびフッ素塩素、および臭素を含むハロゲン化第二銅が知られているヨウ化銅(II)を調製しようとすると、ヨウ化銅(I)とヨウ素のみが生成されます。[53]

2 Cu 2+ + 4 I →2 CuI + I 2

配位化学

銅(II)は、アンモニア配位子の存在下で濃い青色を示します。ここで使用されているのは硫酸テトラアンミン銅(II)です。

銅は配位子と配位錯体を形成します。水溶液中で、銅(II)は[Cu(H
2
O)
6
]2+
この錯体は、あらゆる遷移金属アクア錯体に対して最速の水交換速度(水配位子の付着と脱離の速度)を示します水酸化ナトリウム水溶液を加えると、水色の固体水酸化銅(II)が沈殿します。簡略化された方程式は次のとおりです。

複合体を形成していない媒体中の銅のプールベ線図(OH-以外の陰イオンは考慮されていません)。イオン濃度0.001m(mol / kg水)。温度25°C。
Cu 2+ + 2 OH →Cu(OH)2

アンモニア水は同じ沈殿物をもたらします。過剰のアンモニアを加えると、沈殿物が溶解し、テトラアンミン銅(II)を形成します。

Cu(H
2
O)
4
(おー)
2
+ 4 NH 3[Cu(H
2
O)
2
(NH
3
)。
4
]2+
+ 2 H 2 O + 2 OH

他の多くのオキシアニオンは錯体を形成します。これらには、酢酸(II)、硝酸銅(II)、および炭酸銅(II)が含まれます。硫酸銅(II)は、実験室で最もよく知られている銅化合物である青色の結晶性五水和物を形成します。ボルドー液と呼ばれる殺菌剤に使用されています。[55]

錯体[Cu(NH 34(H 2 O)2 ] 2+の球棒モデル。銅(II)に共通の八面体配位構造を示しています。

複数のアルコール官能基を含む化合物であるポリオールは、一般に第二銅塩と相互作用します。たとえば、銅塩は還元糖のテストに使用されます。具体的には、ベネディクト試薬フェーリング溶液を使用すると、糖の存在は、青色のCu(II)から赤みがかった酸化銅(I)への色の変化によって示されます。[56]シュバイツァー試薬および関連するエチレンジアミンおよび他のアミンとの複合体はセルロースを溶解します。[57] アミノ酸は、銅(II)と非常に安定したキレート錯体を形成します。[58] [59] [60]銅イオンの多くの湿式化学試験が存在します。フェロシアン化カリウムは、銅(II)塩で茶色の沈殿物を生成します。[要出典]

有機銅化学

炭素-銅結合を含む化合物は、有機銅化合物として知られています。それらは酸素に対して非常に反応性が高く、酸化銅(I)を形成し、化学で多くの用途があります。それらは、銅(I)化合物をグリニャール試薬末端アルキン、または有機リチウム試薬で処理することによって合成されます。[61]特に、記述された最後の反応はギルマン試薬を生成します。これらはハロゲン化アルキルで置換されてカップリング生成物を形成する可能性がありますこのように、それらは有機合成の分野で重要です。銅(I)アセチリド衝撃感度は非常に高いですが、カディオ・ホトキエヴィチカップリング[62]薗頭カップリングなどの反応の中間体です。[63] エノンへの共役付加[64]およびアルキンの炭素占有[65]は、有機銅化合物を使用して達成することもできます。銅(I)は、特にアミン配位子の存在下で、アルケンおよび一酸化炭素とさまざまな弱い錯体を形成します。[66]

銅(III)および銅(IV)

銅(III)は酸化物に最もよく見られます。簡単な例は、銅銅カリウム、KCuO 2 青黒の固体です。[67]最も広く研究されている銅(III)化合物は銅酸化物超伝導体です。イットリウムバリウム銅酸化物(YBa 2 Cu 3 O 7)は、Cu(II)とCu(III)の両方の中心で構成されています。酸化物と同様に、フッ化物は非常に塩基性の 陰イオンであり[68]、高酸化状態で金属イオンを安定化させることが知られています。フッ化銅(III)とフッ化銅(IV)の両方が知られておりK 3 CuF6Cs2それぞれCuF6[53]

一部の銅タンパク質はオキソ錯体を形成し、これも銅(III)を特徴としています。[69]テトラペプチドを使用すると、紫色の銅(III)錯体は、脱プロトン化されたアミド配位子によって安定化されます。[70]

銅(III)の錯体は、有機銅化合物の反応の中間体としても見られます。[71]たとえば、Kharasch–Sosnovsky反応では。[要出典]

歴史

銅のタイムラインは、この金属が過去11、000年にわたって人類の文明をどのように進歩させてきたかを示しています。[72]

先史時代

銅器時代

その時代に典型的な動物の皮(牛皮)の形をしたクレタ島のザクロスからの腐食した銅のインゴット。
銅器時代の多くの道具には、このオッツィの斧のレプリカの刃など、銅が含まれていました
イスラエル南部、ティムナ渓谷の銅器時代の鉱山からのカンブリア紀の砂岩中の銅鉱石(珪孔雀石

銅は天然の金属銅として自然に発生し、記録上最も古い文明のいくつかに知られていました。銅の使用の歴史は、中東で紀元前9000年にさかのぼります。[73]紀元前8700年にさかのぼる銅のペンダントが、イラク北部で発見された。[74]証拠は、金と隕石鉄(製錬鉄ではない)が銅の前に人間によって使用された唯一の金属であったことを示唆している。[75]銅冶金の歴史は、次の順序に従うと考えられています。最初に自然銅の冷間加工、次に焼きなまし製錬、そして最後にロストワックス鋳造アナトリア南東部、これらの4つの技術はすべて、新石器時代の初めに多かれ少なかれ同時に現れます紀元前7500年。[76]

銅製錬は、さまざまな場所で独自に発明されました。おそらく紀元前2800年以前の中国、西暦600年頃の中央アメリカ、西暦9世紀または10世紀頃の西アフリカで発見されました。[77] インベストメント鋳造は、東南アジアで紀元前4500〜4000年に発明され[73]、放射性炭素年代測定により、英国チェシャーのアルダリーエッジ紀元前2280〜1890年に採掘が確立されました。[78]紀元前3300年から3200年の男性であるアイスマンのアイスマンは、99.7%純粋な銅の頭を持つ斧で発見されました。彼の髪の毛に高レベルのヒ素が含まれていることは、銅の製錬に関与していることを示唆しています。[79] 銅の経験は他の金属の開発を助けてきました。特に、銅製錬は鉄製錬の発見につながりました。[79]ミシガン州とウィスコンシン州のオールドカッパーコンプレックスでの生産は、紀元前6000年から3000年の間に行われた。[80] [81]シリコン、ヒ素、および(まれに)スズが豊富な鉱石から作られた銅の一種である天然青銅は、紀元前5500年頃にバルカン半島で一般的に使用されるようになりました。[82]

青銅器時代

銅とスズの合金化による青銅の製造は、銅製錬が発見されてから約4000年後、「天然青銅」が一般的に使用されるようになってから約2000年後に最初に実施されました。[83]ヴィンチャ文化からのブロンズの遺物は、紀元前4500年までさかのぼります。[84] 銅および青銅合金のサマーおよびエジプトの遺物は、紀元前3000年にさかのぼります。[85]青銅器時代は、紀元前3700年から3300年頃の南東ヨーロッパ、紀元前2500年頃の北西ヨーロッパで始まりましたそれは鉄器時代の始まり、近東では紀元前2000年から1000年、北ヨーロッパでは紀元前600年に終わりました。新石器時代と青銅器時代の間の移行は、以前は銅器時代(銅器)、銅器が石器と一緒に使用されたとき。世界の一部の地域では、銅器時代と新石器時代が両端で隣接しているため、この用語は徐々に支持されなくなりました。銅と亜鉛の合金である真ちゅうは、はるかに最近の起源です。それはギリシャ人に知られていましたが、ローマ帝国時代のブロンズの重要なサプリメントになりました。[85]

古代およびポストクラシック

錬金術では、銅のシンボルは女神と惑星金星のシンボルでもありました。
イスラエルネゲブ砂漠、ティムナ渓谷の銅器時代の銅鉱山。

ギリシャでは、銅はchalkos(χαλκός)という名前で知られていました。それはローマ人、ギリシャ人そして他の古代の人々にとって重要な資源でした。ローマ時代には、それはaes Cypriumとして知られており、aes銅合金の一般的なラテン語であり、多くの銅が採掘されたキプロスのキプロスです。フレーズはcuprumに簡略化されたため、英語のです。アフロディーテ金星ローマで)その光沢のある美しさと鏡の製造における古代の使用のために、神話と錬金術で銅を代表しました。銅の源であるキプロスは、女神にとって神聖でした。古代人に知られている7つの天体は、古代に知られている7つの金属に関連付けられていました。また、金星は、女神とのつながりと、金星が太陽と月に次ぐ最も明るい天体であったため、銅に割り当てられました。金と銀に次ぐ最も光沢のある望ましい金属。[86]

銅は紀元前2100年に古代イギリスで最初に採掘されました。これらの鉱山の中で最大のグレートオームでの採掘は、青銅器時代後期まで続きました。採掘は主に、精錬が容易な超遺伝子鉱石に限定されていたようです。コーンウォールの豊富な銅鉱床は、この地域での大規模なスズの採掘にもかかわらず、技術的ではなく社会的および政治的な理由から、ほとんど手つかずの状態であったようです。[87]

北米では、銅の採掘はネイティブアメリカンによるわずかな作業から始まりました。自然銅は、800年から1600年の間に原始的な石器を使ってアイルロイヤル島の遺跡から抽出されたことが知られています。 [88]銅の冶金学は南アメリカ、特に西暦1000年頃のペルーで繁栄していました。15世紀の銅製の埋葬装飾品が発見されましたが、金属の商業生産は20世紀初頭まで始まりませんでした。[要出典]

銅の文化的役割は、特に通貨において重要でした。紀元前6世紀から3世紀のローマ人は、銅の塊をお金として使用していました。当初は銅そのものが大切でしたが、次第に銅の形や見た目が重要になりました。ジュリアスシーザーは真ちゅうで作られた彼自身のコインを持っていましたが、オクタビアヌスアウグストゥスシーザーのコインはCu-Pb-Sn合金で作られていました。推定年間生産量は約15,000トンで、ローマの銅の採掘および製錬活動は、産業革命の時まで比類のない規模に達しました最も激しく採掘され州は、ヒスパニアキプロス、および中央ヨーロッパの州でした。[89][90]

エルサレム神殿の門には、色揚げで処理されたコリント青銅が使用されていました。[説明が必要] [要出典]このプロセスは、錬金術が始まったと考えられているアレクサンドリアで最も一般的でした。[91]古代インドでは、銅は外科用器具やその他の医療機器のホリスティック医学アーユルヴェーダで使用されていました。古代エジプト人紀元前2400年まで)傷や飲料水の殺菌に銅を使用し、その後、頭痛、火傷、かゆみの治療に使用しました。[要出典]

銅の装飾品

モダン

使われなくなったパリーズ山の銅鉱山から流れる小川に影響を与える酸性鉱山排水
スウェーデンの銅で作られたノルウェーの18世紀の銅のやかん

グレートカッパーマウンテンは、スウェーデンのファールンにある鉱山で、10世紀から1992年まで操業していました。17世紀のヨーロッパの銅消費量の3分の2を満たし、当時のスウェーデンの戦争の多くに資金を提供しました。[92]それは国庫と呼ばれていました。スウェーデンは銅で裏付けられた通貨を持っていました。[93]

17世紀と18世紀の変わり目にヴィボルグの街の銅版。印刷版に刻まれた1709年。

銅は屋根、[15]通貨、およびダゲレオタイプとして知られる写真技術に使用されます。銅はルネサンスの彫刻に使用され、自由の女神を構築するために使用されました。銅はさまざまな種類の建設に使用され続けています。銅メッキ銅被覆は、18世紀に英国海軍によって開拓された技術である、船の水中船体を保護するために広く使用されていました。[94]ハンブルクのNorddeutscheAffinerieは、1876年に生産を開始した、最初の近代的な電気めっきプラントでした。[95]ドイツの科学者ゴットフリートオサンは、金属の原子量を測定しながら、1830年に粉末冶金を発明しました。その頃、銅への合金元素(スズなど)の量と種類がベルトーンに影響を与えることが発見されました。[要出典]

1880年代から1930年代の大恐慌まで、電気の時代の銅の需要が高まっている間、米国は世界の新たに採掘された銅の3分の1から2分の1を生産しました。[96]主要な地区には、ミシガン州北部のキーウィーノー地区が含まれ、主にネイティブの銅鉱床であり、1880年代後半にモンタナ州ビュートの広大な硫化物鉱床によって覆われ、特に米国南西部の斑岩鉱床によって覆われていました。ユタ州ビンガムキャニオンアリゾナ州モレンシー露天掘り蒸気ショベル採掘の導入と製錬、精製、浮選濃縮およびその他の処理ステップの革新により、大量生産が実現しました。20世紀初頭、アリゾナ最初にランク付けされ、次にモンタナ、次にユタミシガンが続きます。[97]

自溶製錬はフィンランドのOutokumpuによって開発され、1949年にHarjavaltaで最初に適用されました。エネルギー効率の高いプロセスは、世界の一次銅生産の50%を占めています。[98]

1967年にチリ、ペルー、ザイール、ザンビアによって設立された銅輸出国政府間協議会は、 OPECが石油で行っているように銅市場で活動しましたが、特に2番目に大きな生産国である米国のため、同じ影響力を達成することはありませんでした。 、メンバーではありませんでした。1988年に解散した。[99]

アプリケーション

はんだ付けされた配管継手用の銅継手

銅の主な用途は、電線(60%)、屋根と配管(20%)、および産業機械(15%)です。銅は主に純金属として使用されますが、より高い硬度が必要な場合は、真ちゅう青銅などの合金に入れられます(総使用量の5%)。[22] 2世紀以上の間、植物や甲殻類の成長を制御するために、船体に銅の塗料が使用されてきました。[100]銅の供給のごく一部は、農業の栄養補助食品や殺菌剤に使用されています。[55] [101] 銅の機械加工は可能ですが、複雑な部品を作成する際 の優れた機械加工性には合金が好まれます。

ワイヤーとケーブル

他の材料との競争にもかかわらず、銅は、アルミニウムしばしば好まれる架空送電を除いて、電気配線のほぼすべてのカテゴリーで依然として好まれる導電体です。[102] [103]銅線は、発電送電配電電気通信電子回路、および無数の種類の電気機器に使用されています。[104]電気配線は、銅産業にとって最も重要な市場です。[105] これには、構造用電源配線、配電ケーブル、アプライアンスワイヤ、通信ケーブル、自動車用ワイヤとケーブル、およびマグネットワイヤが含まれます。採掘された銅の約半分は、電線やケーブルの導体に使用されています。[106]多くの電気機器は、高い電気伝導率引張強度延性耐クリープ(変形)抵抗、耐食性、低熱膨張高熱伝導率、容易さなど、固有の有益な特性が多数あるため、銅配線に依存しています。はんだ付け展性、および設置の容易さ。

1960年代後半から1970年代後半までの短期間で、アメリカの多くの住宅建設プロジェクトで銅線がアルミニウム配線に置き換えられました。新しい配線は多くの住宅火災に関係しており、業界は銅に戻りました。[107]

電子機器および関連デバイス

大きな建物に電力を分配する銅製の電気バスバー

集積回路およびプリント回路基板は、その優れた導電性のために、アルミニウムの代わりに銅をますます特徴としています。ヒートシンク熱交換器は、その優れた熱放散特性のために銅を使用しています。電子レンジの電磁気真空管ブラウン管マグネトロンは、マイクロ波放射用の導波路と同様に銅を使用します。[108]

電気モーター

銅の優れた導電性は、電気モーターの効率を高めます。[109]モーターとモーター駆動システムは、全世界の電力消費量の43%〜46%を占め、産業で使用されるすべての電力の69%を占めるため、これは重要です。[110]コイル内の銅の質量と断面積を増やすと、モーターの効率が上がります。エネルギー節約が主要な設計目標であるモーターアプリケーション向けに設計された新技術である銅モーターローター[111] [112]は、汎用誘導モーターが米国電機工業会(NEMA)に適合し、それを超えることを可能にしています。プレミアム効率基準。[113]

再生可能エネルギーの生産

太陽光風力潮力水力バイオマス地熱などの再生可能エネルギー源は、エネルギー市場の重要なセクターになっています。[114] [115] 21世紀におけるこれらの供給源の急速な成長は、化石燃料のコストの上昇と、それらの使用を大幅に低下させた環境影響の問題によって促進されまし

銅は、これらの再生可能エネルギーシステムで重要な役割を果たしています。[116] [117] [118] [119] [120]銅の使用量は、化石燃料や原子力発電所などの従来の発電よりも、再生可能エネルギーシステムで平均して最大5倍になります。[121]銅はエンジニアリング金属の中で優れた伝導体であり(銀に次ぐ)、[122]銅を利用する電力システムは、高効率で環境への影響を最小限に抑えてエネルギーを生成および伝達します。

導電体を選択する場合、施設の計画担当者とエンジニアは、耐用年数にわたる電気エネルギー効率と保守コストのために、運用上の節約に対して材料の設備投資コストを考慮に入れます。これらの計算では、銅がうまくいくことがよくあります。「銅の使用強度」と呼ばれる要素は、1メガワットの新しい発電容量を設置するために必要な銅の量の尺度です。

新しい再生可能エネルギー施設を計画するとき、エンジニアと製品指定者は、選択された材料の供給不足を回避しようとします。米国地質調査所によると、世界の洗練された使用量が過去50年間で3倍以上になっているにもかかわらず、地下の銅埋蔵量は1950年以来700%以上増加し、2017年にはほぼ1億トンから7億2000万トンになりました。 。[123]銅資源は50億トンを超えると推定されています。[124] [125]

銅抽出からの供給を強化するのは、過去10年間に設置された銅の30%以上がリサイクルされた供給源からのものであるという事実です。[126]そのリサイクル率は他のどの金属よりも高い。[127]

この記事では、さまざまな再生可能エネルギー発電システムにおける銅の役割について説明します。

建築

ミネアポリス市庁舎の銅製の屋根、緑青でコーティング
エルサレムのレストランにある古い銅製の道具
大きな銅のボウル。ダンカーゴンパ

銅は古くから耐久性、耐食性、耐候性のある建築材料として使用されてきました。[128] [129] [130] [131] 屋根フラッシング雨樋縦樋ドーム尖塔、金庫室、ドアは、数百年から数千年の間、銅で作られてきました。銅の建築用途は、現代において、内壁および外壁のクラッディング、建物の伸縮継手無線周波数シールド、および抗菌剤を含むように拡張されています。魅力的な手すり、浴室の備品、カウンタートップなどの装飾的な屋内製品。建築材料としての銅の他の重要な利点のいくつかには、低熱移動、軽量、雷保護、およびリサイクル可能性 が含まれます

金属の特徴的な自然の緑の緑青は、建築家やデザイナーによって長い間切望されてきました。最終的な緑青は、大気腐食に対して非常に耐性のある特に耐久性のある層であり、それによって下にある金属をさらなる風化から保護します。[132] [133] [134]硫黄含有酸性雨などの環境条件に応じて、さまざまな量の炭酸塩化合物と硫酸塩化合物の混合物にすることができます。[135] [136] [137] [138]建築用銅とその合金は、特定の外観、感触、または色を帯びるように「仕上げ」することもできます。仕上げには、機械的表面処理、化学的着色、およびコーティングが含まれます。[139]

銅は優れたろう付けおよびはんだ付け特性を持ち、溶接することができます最良の結果は、ガスメタルアーク溶接で得られます。[140]

抗生物質

銅は生物統計学的であり、バクテリアや他の多くの生命体がその上で成長しないことを意味します。このため、フジツボムール貝から保護するために船の一部を裏打ちするために長い間使用されてきました。もともとは純粋に使用されていましたが、その後、マンツメタルと銅ベースの塗料に取って代わられました。同様に、水産養殖における銅合金で説明されているように、銅合金は抗菌性であり、極端な条件でも生物付着を防ぎ[141]、構造的および耐食性が高いため[142] 、水産養殖業界で重要な網目材料になりました。海洋環境における特性。

抗菌剤

銅合金の接触面には、さまざまな微生物E. coli O157:H7、メチシリン耐性黄色ブドウ球菌MRSA)、黄色ブドウ球菌Clostridium difficileインフルエンザAウイルスアデノウイルスSARS-Cov-2など)を破壊する自然の特性があります。 、および菌類)。[143] [144]インド人は、現代科学がその抗菌特性を実現する前でさえ、古代から水を貯蔵するために銅製の容器を使用してきました。[145]一部の銅合金は、定期的に清掃すると、わずか2時間以内に99.9%以上の病原菌を殺すことが証明されています。[146]米国環境保護庁(EPA)は、これらの銅合金を「公衆衛生上の利益をもたらす抗菌材料」として登録することを承認しました。[146]その承認により、製造業者は登録された合金で作られた製品の公衆衛生上の利益に対して法的請求を行うことができます。さらに、EPAは、ベッドレール、ハンドレール、オーバーベッドテーブル、シンク蛇口ドアノブトイレなど、これらの合金から作られた抗菌銅製品の長いリストを承認しました。ハードウェア、コンピューターキーボードヘルスクラブ機器、およびショッピングカートハンドル(包括的なリストについては、抗菌銅合金タッチ面#承認済み製品を参照してください)。銅製のドアノブは、病気の伝染を減らすために病院で使用されており、レジオネラ症は、配管システムの銅製チューブによって抑制されています。[147]抗菌銅合金製品は現在、英国、アイルランド、日本、韓国、フランス、デンマーク、ブラジルの医療施設に設置されており、米国でも求められています[148]。チリのサンティアゴの地下鉄輸送システムでは、2011年から2014年の間に銅-亜鉛合金の手すりが約30の駅に設置されました。[149] [150] [151] 繊維を銅とブレンドして、抗菌保護布を作成できます。[152] [信頼できない情報源?]

投機的投資

銅は、世界的なインフラストラクチャの成長による使用の増加が予測されており、風力タービンソーラーパネル、およびその他の再生可能エネルギー源の生産において銅が果たす重要な役割のため、投機的投資として使用される可能性があります。[153] [154]需要が増加すると予測される別の理由は、電気自動車の銅需要への影響が議論されているものの、電気自動車には従来の自動車の平均3.6倍の銅が含まれているという事実です。[155] [156]一部の人々は、銅の採掘株、 ETF、および先物を通じて銅に投資しています。他の人は、物理的な銅を銅の棒または丸い形で保管しますが、これらは貴金属と比較してより高いプレミアムを運ぶ傾向があります。[157]銅地金のプレミアムを避けたい人は、代わりに、 1982年以前に作られた古い銅線銅管、またはアメリカの1セント硬貨を保管します。[158]

民間薬

銅は一般的に宝石に使用されており、いくつかの民間伝承によれば、銅のブレスレットは関節炎の症状を和らげます。[159]変形性関節症の1件の試験と関節リウマチの1件の試験では、銅製ブレスレットと対照(非銅製)ブレスレットの間に違いは見られません。[160] [161]銅が皮膚から吸収されることを示す証拠はありません。もしそうなら、それは銅中毒につながる可能性があります。[162]

コンプレッションウェア

最近、銅が織り合わされたいくつかのコンプレッションウェアが、民間療法の主張と同様の健康の主張で販売されています。コンプレッションウェアは一部の病気の有効な治療法であるため、衣類にはその利点があるかもしれませんが、銅を追加してもプラセボ効果以外の利点はない可能性があります。[163]

劣化

ChromobacteriumviolaceumPseudomonasfluorescensはどちらも、シアン化合物として固体銅を動員することができます。[164]カルナエリカスノキに関連するエリコイド菌根菌は、銅を含む金属含有土壌で成長する可能性があります。[164]外生菌根菌Suillusluteusは、若い松の木を銅の毒性から保護します。真菌Aspergillusnigerのサンプルは、金採掘溶液から成長していることがわかり、金、銀、銅、鉄、亜鉛などの金属のシアノ錯体を含んでいることがわかりました。真菌は、重金属硫化物の可溶化にも役割を果たします。[165]

生物学的役割

銅の豊富な供給源には、カキ、牛肉と子羊のレバー、ブラジルナッツ、ブラックストラップ糖蜜、ココア、黒コショウが含まれます。良い情報源には、アカザエビ、ナッツ、ヒマワリの種、グリーンオリーブ、アボカド、小麦ふすまなどがあります。

生化学

銅タンパク質は、生物学的電子伝達と酸素輸送、Cu(I)とCu(II)の簡単な相互変換を利用するプロセスで多様な役割を果たします。[166]銅は、すべての真核生物の好気性呼吸に不可欠です。ミトコンドリアでは、酸化的リン酸化の最後のタンパク質であるチトクロームcオキシダーゼに見られます。シトクロムcオキシダーゼは、銅と鉄の間のO2に結合するタンパク質です。タンパク質は8個の電子をO2分子に転送して、 2分子の水に還元します。銅は多くのスーパーオキシドジスムターゼにも含まれています、スーパーオキシドを(不均化によって)酸素と過酸化水素に変換することによってスーパーオキシドの分解を触媒するタンパク質

  • Cu 2+ -SOD + O 2- Cu + -SOD + O 2(銅の還元;スーパーオキシドの酸化)
  • Cu + -SOD + O 2 + 2H + →Cu2 + -SOD + H 2 O 2(銅の酸化;スーパーオキシドの還元)

タンパク質ヘモシアニンは、ほとんどの軟体動物やカブトガニLimulus polyphemus )などの一部の節足動物の酸素運搬体です。[167]ヘモシアニンは青いので、これらの生物は鉄ベースのヘモグロビンの赤い血ではなく青い血を持っています。ヘモシアニンに構造的に関連しているのは、ラッカーゼチロシナーゼです。これらのタンパク質は、酸素を可逆的に結合する代わりに、ラッカーの形成における役割によって示されるように、基質をヒドロキシル化します。[168]銅の生物学的役割は、地球の大気中の酸素の出現から始まりました。[169]「青い銅タンパク質」などのいくつかの銅タンパク質は、基質と直接相互作用しません。したがって、それらは酵素ではありません。これらのタンパク質は、電子伝達と呼ばれるプロセスによって電子を中継します[168]

光合成は、チラコイド膜内の精巧な電子伝達系によって機能しますこの鎖の中心的なリンクは、青い銅タンパク質であるプラストシアニンです。

ユニークな四核銅中心が亜酸化窒素レダクターゼで発見されました。[170]

ウィルソン病の治療のために開発された化合物は、癌治療で使用するために調査されました。[171]

栄養

銅は植物や動物に不可欠な微量元素ですが、すべての微生物ではありません。人体には、体重1 kgあたり約1.4〜2.1mgの銅が含まれています。[172]

吸収

銅は腸で吸収され、次にアルブミンに結合した肝臓に輸送されます。[173]肝臓で処理された後、銅は第2段階で他の組織に分配されます。これには、血液中の銅の大部分を運ぶタンパク質セルロプラスミンが含まれます。セルロプラスミンはまた、ミルクに排泄される銅を運び、銅源として特によく吸収されます。[174]体内の銅は通常、腸肝循環を起こし(1日あたり約5 mg、食事に吸収されて体外に排泄される1日あたり約1 mg)、必要に応じて、体は過剰な銅を排泄することができます。胆汁を介して、肝臓から銅を運び出しますが、銅は腸に再吸収されません。[175] [176]

食事の推奨事項

米国医学研究所(IOM)は、2001年に銅の推定平均要件(EAR)と推奨食事摂取量(RDA)を更新しました。EARとRDAを確立するための十分な情報がない場合は、適切な摂取量(AI)と指定された推定値が使用されます。代わりは。銅のAIは、生後0〜6か月の男性と女性の場合は200μg、生後7〜12か月の男性と女性の場合は220μgです。男女ともに、銅のRDAは次のとおりです。1〜3歳の銅340μg、4〜8歳の銅440μg、9〜13歳の銅700μg、14〜3歳の銅890μg 18歳と19歳以上の銅900μg。妊娠の場合、1,000μg。授乳の場合、1,300μg。[177]安全性に関しては、IOMも設定します証拠が十分である場合のビタミンおよびミネラルの許容上限摂取量(UL)。銅の場合、ULは10mg /日に設定されています。総称して、EAR、RDA、AI、およびULは、食事摂取基準と呼ばれます。[178]

欧州食品安全機関(EFSA)は、情報の集合を食事基準値と呼び、RDAの代わりに人口基準摂取量(PRI)を、EARの代わりに平均必要量を示しています。AIとULは米国と同じように定義されています。18歳以上の女性と男性の場合、AIはそれぞれ1.3mg /日と1.6mg /日に設定されています。妊娠中および授乳中のAIは1.5mg /日です。1〜17歳の子供では、AIは年齢とともに0.7から1.3 mg /日に増加します。これらのAIは、米国のRDAよりも高くなっています。[179]欧州食品安全機関は同じ安全性の質問を検討し、そのULを米国の値の半分である5mg /日に設定しました。[180]

米国の食品および栄養補助食品のラベル付けの目的では、1食分の量は1日の摂取量のパーセント(%DV)として表されます。銅のラベリングの目的で、1日の摂取量の100%は2.0 mgでしたが、2016年5月27日の時点で、RDAと一致するように0.9mgに改訂されました。[181] [182]新旧の成人の毎日の値の表は、リファレンスデイリーインテークで提供されています。

欠乏

銅の欠乏、鉄の取り込みを促進する役割があるため、貧血のような症状、好中球減少症、骨の異常、色素脱失、成長障害、感染症の発生率の増加、骨粗鬆症、甲状腺機能亢進症、およびグルコースとコレステロールの代謝異常を引き起こす可能性があります。逆に、ウィルソン病は体組織に銅の蓄積を引き起こします。

重度の欠乏症は、低血漿または血清銅レベル、低セルロプラスミン、および低赤血球スーパーオキシドジスムターゼレベルをテストすることによって見つけることができます。これらは、限界銅の状態に敏感ではありません。「白血球と血小板のチトクロームcオキシダーゼ活性」は欠乏症のもう一つの要因として述べられていますが、結果は複製によって確認されていません。[183]

毒性

自殺未遂でグラム量のさまざまな銅塩が摂取され、おそらくレドックスサイクリングとDNAに損傷を与える活性酸素種の生成が原因で、人間に急性の銅毒性を引き起こしました。[184] [185]対応する量の銅塩(30 mg / kg)は動物に有毒です。[186]ウサギの健康な成長のための最小食餌値は、食餌で少なくとも3ppmであると報告されています。[187]しかしながら、ウサギの飼料中のより高い濃度の銅(100 ppm、200 ppm、または500 ppm)は、飼料要求率、成長率、および枝肉ドレッシング率に好影響を与える可能性があります。[188]

慢性的な銅の毒性は、吸収と排泄を調節する輸送システムのため、通常、人間には発生しません。銅輸送タンパク質の常染色体劣性突然変異は、これらのシステムを無効にする可能性があり、2つの欠陥遺伝子を受け継いだ人の銅蓄積と肝硬変を伴うウィルソン病につながる可能性があります。[172]

銅レベルの上昇は、アルツハイマー病の症状の悪化にも関連しています。[189] [190]

人間への暴露

米国では、労働安全衛生局(OSHA)が、職場での銅粉塵および煙霧の許容暴露限界(PEL)を1 mg / m 3の時間加重平均(TWA)として指定しています。[191]国立労働安全衛生研究所(NIOSH)は、時間加重平均である1 mg / m 3推奨暴露限界(REL)を設定しました。IDLH (生命と健康にすぐに危険な)値は100 mg / m3です[192]

銅はタバコの煙の成分です。[193] [194]タバコ植物は、銅などの重金属を周囲の土壌から葉に容易に吸収して蓄積します。これらは、煙を吸入した後、ユーザーの体内に容易に吸収されます。[195]健康への影響は明らかではありません。[196]

も参照してください

銅のピーク

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