曾青得铁则化为铜（曾青得铁则化为铜化学方程式）

《大宗商品Ⅲ》——铜的属性与历史

铜在人类历史中的应用也是非常关键的，相比较黄金而言，铜所担当的角色要多的多，一方面是由于其性能出色，同时关键在于成本相对较低。即使在现代，铜依然是现代工业的重要原材料之一。

继《大宗商品》系列文章介绍了原油与黄金之后，下面本文将会介绍有关铜的一些基本知识。本文的内容主要是介绍铜的一些基本知识以及应用的历史，以让大家对这种金属有一个初步的认识。

1 铜的属性

铜是一种过渡元素，化学符号Cu，英文copper，原子序数29。纯铜是柔软的金属，表面刚切开时为红橙色带金属光泽，单质呈紫红色。密度8.92克/立方厘米。熔点1083.4±0.2℃，沸点2567℃。延展性好，导热性和导电性高，因此在电缆和电气、电子元件是最常用的材料，也可用作建筑材料，可以组成众多种合金。铜合金机械性能优异，电阻率很低，其中最重要的数青铜和黄铜。此外，铜也是耐用的金属，可以多次回收而无损其机械性能。

二价铜盐是最常见的铜化合物，其水合离子常呈蓝色，而氯做配体则显绿色。铜质建筑结构受腐蚀后会产生铜绿（碱式碳酸铜）。铜的活动性较弱，铁单质与硫酸铜反应可以置换出铜单质。铜单质不溶于非氧化性酸。

记得在高中时期学化学的时候，铜就是作为一种非常重要的金属来进行介绍，至今我还记得那些化学公式以及2价铜与1价铜的颜色。作为一种非常重要的金属，其发现甚至早于铁。

2 铜的功能与应用

任何一个物品的应用首先是因为它能够满足一定的生产生活要求，然后才会被应用。铜的应用主要依据其特性分为货币、机械与导电。

货币性想必大家很容易理解，古代中国，由于稀缺性，金无法作为最普遍的货币单位，而具有相似属性，但成本低得多的铜则成为了货币系统的一个重要构成部分。特别是对于日常生活来说，不可能拿着金币去买一颗大白菜。更小的货币单位需要被发明出来，而铜钱则很好地填补了这个空缺。在历史中的很长时间，黄金、白银、与铜构成了中国传统的货币体系。

机械性一般是指由于铜作为金属所具有的一些基本特性如硬度、延展性、耐腐蚀等而作为一种工具或者架构的统称。如铜可以作为武器、器皿、家具、房柱、手表等。在前现代社会，机械性是铜应用最为广泛的地方。

导电性比较容易理解，通常是指应用铜的导电性能或者是在使用时直接通电。电力革命以来，导电性的应用逐步发展起来，未来有望继续扩大应用范围。

3 铜的发现与应用史

铜是人类最早发现的金属之一，也是人类最早开始使用的金属。考古学家在伊拉克北部发掘的由自然铜制造的铜珠，据推测已超过1万年。铜的应用历史主要分为：

1 ）青铜时代

在我国，4000年前的夏朝已经开始使用红铜，即锻锤出来的天然铜。1957年和1959年两次在甘肃武威皇娘娘台的遗址发掘出铜器近20件，经分析，铜器中铜含量高达99.63%～99.87%，均为纯铜。

西汉《淮南子?万毕术》记载：曾青得铁则化为铜。曾青即硫酸铜。这种方法用现代化学式表示就是：CuSO4+Fe=FeSO4+Cu。即将一些鲜绿色的孔雀石CuCO3.Cu(OH)2和深蓝色的石青2CuCO3.Cu(OH)2等的矿石在空气中燃烧后得到铜的氧化物，再用碳还原，便可得到金属铜。

但是当时鉴于炼铜制成的物件太软，易弯曲，且很快就钝，所以人们发现把锡掺到铜里去制成铜锡合金——青铜，这样其硬度就得到了很大程度的提升(假如把锡的硬度值定为5，那么铜的硬度就是30，而青铜的硬度则是100～150)。由于青铜器件熔炼和制作都较铜容易得多，且坚硬，易熔，易于铸造成型，在空气中稳定，因此在古代也得到了很好的应用，我国历史上的青铜器时代即是青铜被广泛应用而来的。

同样，在公元前约280年，欧洲爱琴海中罗得岛上罗得港口矗立的青铜太阳神，高达46米，手指高度超过成人，也是青铜塑造的。

青铜时代初期，青铜器具比重较小，甚或以石器为主；进入中后期，比重逐步增加。自有了青铜器和随之的增加，农业和手工业的生产力水平提高，物质生活条件也渐渐丰富。青铜出现后，对提高社会生产力起了划时代的作用，人类的生产力更上了一个台阶。

在这一阶段，铜主要作为机械性应用而存在。货币性应用也只是铜应用的辅助部分。在这一时期，人们主要是利用铜的延展性、耐腐蚀性以及独特的作为金属的硬度。

中国的青铜文化起源于黄河流域,始于公元前21世纪，止于公元前5世纪，大体上相当于文献记载的夏、商、西周至春秋时期，约经历了1500多年的历史。

2）铜钱时代

铁的发现与冶炼技术的成熟使得铜慢慢地退出了机械性应用的舞台。由于铁的硬度要高于铜，且获取的成本更低。所以铁取代了铜成为了最重要的机械性金属。与此同时，陶瓷技艺的发明与发展使得青铜最初作为器皿的功能逐渐消失。铜开始慢慢地淡出人们的应用视线。

但是，铜的耐腐蚀性还是给铜留下了一块应用天地。当古代官员发现铁容易生锈不便于流通、金又太贵重时，铜就成了一个货币系统的不二选择。至此，铜的应用进入了第二阶段（公元5世纪到19世纪七八十年代）——铜钱时代。

当然，在铜钱时代，铜的机械性应用仍然存在，但是已经不再占据主导地位。

3）电铜时代

又经历了1000多年，铜又迎来了自己的辉煌时代。当19世纪七八十年代，电气革命的大幕慢慢拉开的时候，人们发现铜作为一种电力导体几乎是完美的，导电性佳，成本相对较低、化学置换反应简单。由此开启了铜的美好时代——电铜时代。

此时，由于经济的发展，铜的货币属性已经逐渐消失，纸币取代了铜钱，成为了流通的主要货币。随着工业革命对机械化的要求，铜的机械性应用也开始复苏，但是最重要的还是电气革命带来的对铜的大量需求。

最简单的应用在于电线，其次是电路板。而这两种应用基本上涵盖了电气行业的所有设备。从发报机、留声机到电视机、手机，哪一样可以离得开电线和电路板。

由于产品的复杂性基本上是不可逆的过程，而产品的复杂性无疑需要依赖电气产品。在可预见的未来，随着产品复杂性的增加，电气产品必然成为主流，电铜的消费将会继续发展。