Kupfer, Cu

(copper) lat. cuprum ("Erz aus Zypern").

Stoffsystem

 

Physikalische und chemische Eigenschaften

Aussehen  rötlich Schmelzpunkt 1083 °C
Geruch Siedepunkt 2595 °C
Molmasse  63,546 g/mol Dichte  (20 °C) 8,94
Zustand bei 20 °C fest Löslichkeit in Wasser (20 °C, 1 bar) nicht

Herstellung und Anwendung

Das auf der Erde gefundene Roherz enthält ca. 5% Kupfer. Es wird nach Vorbereitungen wie Rösten, durch pyrometallurgische Verfahren in Konvertern mittels Blasverfahren gewonnen.
Der Abtrag des Kupfers aus der Brennblase einer Brennerei ist die Ursache für das in Schlempen und Lutterwässern nachweisbare Kupfer. Durch Abrieb und Reaktion mit dem Brenngut werden Kupferionen freigesetzt und zumeist schwerlösliche Kupferverbindungen gebildet, wobei die Kupfergehalte meist unter 10 mg/L bei Lutterwässern liegen.

Von der jährlichen Gesamtproduktion an Kupfer gehen über 50% an die Elektronikindustrie für Platinen, Leiterbahnen und Leitungen. 
Wegen seiner guten Wärmeleitfähigkeit wird Kupfer Braukessel, Lötkolben, Destillations-Apparaturen, Heiz- und Kühlschlangen eingesetzt. Weiterhin findet es Verwendung als Dachdeckung, Schiffsbeschlag, Zündkapsel, Kleinmünzen, Pigment, Katalysator und Stabilisator u.a.. 

Umwelteinfluss und Gesundheit

Sofern bereits eingestuft gelten Kupferverbindungen als wassergefährdend (WGK 2).
Werden in saurem Milieu Spuren von löslichen Salzen (Cu2+-Ionen) abgegeben, so wirken sie auf Algen, Kleinpilze und viele Bakterienstämme schon in sehr geringen Mengen stark giftig. Diese Wirkung wird auch bei Schwimmbädern genutzt.

Kupfer gehört zu den Spurenelementen und ist somit für den Menschen und höhere Lebewesen lebenswichtig. Täglich wird eine Aufnahme von 0,05 - 0,5 mg/kg Körpergewicht als vertretbar angesehen.

Dämpfe und Rauch können zum sogenannten Metallfiber führen, die MAK-Werte liegen hier bei 0,1 mg/m3 Rauch und 1 mg/m3 Staub. 

Abwasserreinigung/Trinkwasseraufbereitung

Ein Grenzwert für Trinkwasser wurde nicht festgelegt; es gilt ein unverbindlicher Richtwert von 3 mg/Liter, die geplante Novellierung der Trinkwasserverordnung sieht einen Wert von 2 mg/Liter vor. Der MAK-Wert bei einatembarer Kupfer-Fraktion beträgt 1 mg/m3 und 0,1 mg/m3.

Atmosphärische Trocken- und Nassdeposition und insbesondere die Wechselwirkung von Dachmaterialien (Kupfer, Zink, Blei und Herbizide) mit dem Regenwasser führen zu beträchtlichen Belastungen durch Dachabflüsse. Diese manifestieren sich beispielsweise in den allseits hohen, vielerorts zunehmenden Kupfergehalten in Klärschlämmen. 

Sofern bereits eingestuft gelten Kupferverbindungen als wassergefährdend (WGK 2). Nach der Indirekteinleiterverordnung des Landes Berlin darf Wasser mit mehr als 0,3 mg/l Gehalt bzw. einer Fracht von mehr als 12g/Stunde nicht ins Abwasser gegeben werden.

Die maximale Konzentration von Kupfer in Klärschlamm, der auf landwirtschaftlich, forstwirtschaftlich oder gärtnerisch genutzte Flächen aufgebracht werden darf, ist in der Klärschlamm-Verordnung festgelegt.

Links zum Thema