Koper

Koper (voorgestel in die periodieke tabel as “Cu”) is ’n sagte, oranjerooi metaal wat al millennia lank deur die mens gebruik word om gebruiksartikels en versiersels te maak. Dit is een van die min metale wat in sy suiwer vorm in die natuur voorkom, en dus net so gebruik kan word sonder dat dit gelouter hoef te word. ¹

Koper is uiters bruikbaar, veral omdat dit so ’n goeie geleier van elektrisiteit en hitte is.

Wanneer en deur wie is dit ontdek?

Koper is al so lank aan die mensdom bekend dat ons nie kan bepaal wie dit ontdek het nie.

Omdat dit in sy suiwer vorm in die natuur voorkom, verwys wetenskaplikes daarna as ’n oorspronklike element (Engels: native element). Dit beteken koper was vir die mens bruikbaar lank voordat ons geweet het hoe om metaal te louter. ²

Koper was dus waarskynlik die eerste metaal wat deur mense gebruik is om voorwerpe van te maak. ³ Argeoloë het bewys dat koper al 11 000 jaar gelede in sy suiwer vorm gebruik is, ⁴ en die Mesopotamiërs het reeds 6 000 jaar gelede koper ontgin, gesmelt en gebruik. ⁵ Koper was een van die sewe metale van die Antieke tyd – die volledige lys is goud, koper, silwer, lood, tin, yster en kwik. (Die Antieke tydperk strek van die begin van die geskiedenis van die Weste tot 500 n.C. Dit sluit die Steentydperk, Bronstydperk en Ystertydperk in.) Koper is met ander woorde een van sewe metale wat die mens voor die Middeleeue geken het. Vandag weet ons van 91! ⁶

As jy in ’n museum kom waar daar ou voorwerpe uitgestal word, sal jy sien sommige van hierdie voorwerpe dateer uit die Bronstydperk (dit het geduur van ongeveer 3 000 tot 1 000 jaar v.C.). ⁷ Brons is ’n allooi van koper en tin, en die tin is by koper ingemeng om dit sterker en harder te maak. ² Met die opkoms van hierdie allooi van koper, het die mens die vermoë gekry om duursame voorwerpe vir ‘n spesifieke doel te vorm. Dis veral nadat brons ontwikkel is dat wapens soos pyle, spiese, swaarde en dolke gemaak is. Voor die Bronstydperk, in die Steentydperk, moes die mens hierdie voorwerpe uit klip kap. Dit is dus geen wonder dat die gebruik van koper, veral in brons, die verloop van die geskiedenis verander het nie. Dit is ook nie sommer toevallig dat twee millennia in ons geskiedenis na brons vernoem is nie. ⁷

Waar kom dit voor?

Soos baie ander elemente op aarde, is koper ook ’n gevolg van ’n supernova. ’n Supernova is ’n massiewe ontploffing van ’n ster wat die einde van sy leeftyd bereik het. Tydens hierdie ontploffing is dit so warm dat deeltjies van die ster versmelt. Afhangende van hoe warm die spesifieke ontploffing is, vorm verskillende elemente. Die krag van die ontploffing skiet hierdie elemente die heelal in, en oor baie millennia heen het van hierdie elemente op die aarde geval. Dit is waar ons neerslae van minerale soos goud, silwer, uraan en koper vandaan kry. ⁸

Van Antieke tye af tot nou toe is ongeveer 700 miljoen metrieke ton koper wêreldwyd geproduseer. Dit beteken as al hierdie koper in ’n vierkant gedruk word, sal een van die kante ongeveer 430 meter lank wees. ⁹ 65% van al die koperneerslae wat reeds op die aarde geïdentifiseer is, kom in vyf lande voor: Chili, Australië, Peru, Mexiko, en die Verenigde State van Amerika. ⁸

Die tabel hier onder dui die wêreld se vyf grootste koperprodusente vir 2021 aan. Ander lande soos Zambië, Kanada en Rusland dra ook by tot die vervaardiging van koper, maar val nie onder die topprodusente nie. ¹⁰

Land	Metrieke ton	% van algehele produksie
Chili	5 600 000	27
Peru	2 200 000	10
China	1 800 000	8
DRK	1 800 000	8
Verenigde State	1 200 000	6

Waarvoor word dit gebruik?

Omdat koper so werkbaar en duursaam is, dit maklik hitte en elektrisiteit gelei, dit antibakteries is, en dit hersikleer (herwin) kan word, is dit vandag steeds een van die bruikbaarste metale. ¹¹

Juweliersware en ander kosbare voorwerpe

Reeds in Antieke tye is koper in juweliersware gebruik. Omdat dit as ’n oorspronklike metaal vir die mens beskikbaar was, is koper al voor Bybelse tye vir hierdie doel gebruik. ²

Koper word ook in ’n allooi saam met goud en silwer gebruik om daardie metale meer werkbaar en duursaam te maak. Sommige goue juweliersware het byvoorbeeld ’n pienkerige skynsel. Goudsmede verwys na hierdie soort goud as roosgoud. (Die “roos-“ in die naam verwys na die kleur, nie die blom nie.) Daardie pienkerige skynsel kom van die koper af wat by die goud ingemeng is. Koper in die metaal waarvan juweliersware gemaak word, keer ook dat ’n mens jeuk waar die metaal aan jou vel raak. ¹²

Koper word ook al baie lank gebruik om religieuse artefakte mee te maak. Doodsmaskers is in Antieke tye van koper gemaak, en baie katedrale en ander belangrike geboue se koepels is van koper. Standbeelde wat ’n mens buite op pleine sien, is dikwels ook van koper gemaak. ¹ Het jy al opgelet dat koperstandbeelde dikwels ’n groen kleur het? Die koper reageer met die suurstof in die atmosfeer en vorm koperoksied. Ons sê dan dat die koper geoksideer het. Dit is ’n proses wat oor jare plaasvind, maar as ’n mens daardie groen lagie met politoer afhaal en die koepel of die beeld weer met ‘n lappie blinkvryf, sal dit weer die oorspronklike kleur van koper kry.

Atlete en ander presteerders wat aan belangrike kompetisies deelneem, kry medaljes wat van kosbare metale gemaak word. Presteerders wat in die derde plek eindig, kry gewoonlik bronsmedaljes.

As betaalmiddel

Net soos goud en silwer, is koper as ’n betaalmiddel gebruik. Maar net soos goud en silwer, is dit moeilik om te bepaal presies hoeveel ’n klont koper nou eintlik werd is. Daarom het regerings van verskeie state munte van die koper gemaak, sodat almal wat dit gebruik het, kon weet presies hoeveel die koper in die munt werd is. ¹ Op hierdie manier is dit makliker om te bepaal hoeveel munte ’n mens vir ’n bepaalde artikel moet betaal, en hoeveel munte die handelaar vir die klant as kleingeld moet gee.

Koper en allooie met koper is reeds in 300 v.C. in munte gebruik. Tydens Julius Caesar se bewind, is munte van brons gemaak, en tydens Octavius Augustus Caesar se regering, is lood by die allooi ingemeng. ¹³

Met die opkoms van die Romeinse Ryk het die gebruik van koper in munte dwarsoor die Ryk versprei. Ná kolonialisasie het die gebruik van goud, silwer en koper in munte wêreldwyd versprei. In die VSA is dollarmunte byvoorbeeld aanvanklik van silwer gemaak. Pennies was van koper, maar omdat die metaal in die munt later meer werd was as die munt self, is die munte van ’n allooi gemaak. Vandag word die meeste koperkleurige munte van sink of staal gemaak, met net ’n dun lagie koper bo-oor. ¹³ Ons praat daarvan dat ons iets plateer (in Engels: plate) – om een metaal met ’n ander een ‘oor te trek’ of te bedek.

Elektronika

Omdat koper so ’n goeie geleier van elektrisiteit en hitte is, en dit nie roes nie, word dit baie dikwels in elektronika gebruik. Kragopwekkers en transformators bevat koper, en kragdrade in menige elektriese toestel word van koper gemaak. Jy sal koper aantref in alledaagse gebruikstoestelle soos rekenaars, selfone en motors, en dit word gebruik vir elektrisiteitstoevoer na kombuistoestelle soos wasmasjiene, yskaste en mikrogolfoonde. Selfs die draad wat jou bedlampie aan die muurprop verbind, het koper in. ¹³

Konstruksie

Koper se duursaamheid en weerstand teen korrosie veroorsaak dat dit baie gereeld in konstruksie gebruik word, veral waar dit nodig is om water te gelei. Omdat koper ook die groei van bakterieë en virusse keer, beteken dit dat die water wat deur koperpype gelei word, skoon aan die ander kant uitkom. ¹³ Kyk ’n bietjie volgende keer as iemand aan die geiser in jou huis kom werk na die pype wat die water na en van die geiser neem: Al daardie pype is van koper gemaak.

Soos ons ook al hier bo genoem het, is baie van die koepels en dakke van ouer geboue van koper gemaak, juis omdat dit so duursaam is.

Afgesien daarvan word baie van die gereedskap wat ’n mens in ’n werkwinkel of op ’n konstruksieterrein gebruik, van koperallooie vervaardig. ¹²

Vervoer

Afgesien van die elektriese komponente van voertuie, word koper ook vir ander onderdele soos verkoelers gebruik. Die kabels vir treine en trems word ook van koper en koperallooie gemaak, en baie bote en skepe se propellers word van koper gegiet. ¹³

Wapens en ammunisie

Jy weet reeds dat die mens in die Bronstydperk wapens soos spiese, swaarde en dolke van koper gemaak het. In ons moderne tyd word koper veral vir ammunisie gebruik. As jy na ’n patroon kyk, is die doppie meestal van koper en die koeël van lood. Nadat ’n mens die patroon afgevuur het, is die koeël in die teiken, en die doppie bly agter. Deesdae kry ’n mens patrone wat heeltemal van koper gemaak is. Hierdie patrone word veral vir grootwild gebruik. ¹⁴

Huishoudelike gebruike

’n Mens sien dikwels in museums wat ou kombuise uitbeeld, dat potte, panne en ketels van koper gemaak is. Dit is omdat koper nie roes nie en antibakteries is. In ouer huise (en in duur, moderne huise) is deurhandvatsels, krane, strortkoppe, en so meer ook van (geel)koper gemaak. Sommige messegoed wat silwer lyk omdat dit met silwer oorgeblaas is, word ook eintlik van koper gemaak. ¹³

Geneeskunde

Die Antieke Egiptenare het al besef koper het antibakteriese eienskappe. Navorsers het meer onlangs gevind dat sekere bakterieë wat nie meer op antibiotika reageer nie, wel doodgaan as hulle aan koper blootgestel word. Daarom installeer hospitale dwarsoor die wêreld deesdae koper op die oppervlaktes waaraan mense baie raak, soos deurhandvatsels en relings, sodat infeksies bekamp kan word. ¹²

Musiekinstrumente

Het jy al ooit ’n konsert bygewoon waar ’n orkes gespeel het? Of dalk het jy al gehoor hoe ’n militêre orkes by ’n geleentheid optree. ’n Hele afdeling van die orkes bestaan gewoonlik uit koperblasers – die instrumente in ’n orkes wat van koper of ’n koperallooi soos geelkoper gemaak is. Dit is instrumente soos trompette, skuiftrompette, trombone en tubas. ’n Saksofoon is ook ’n koperblaasinstrument. Die dikker snare van instrumente soos klaviere, viole en kitare word ook gedeeltelik van koper gemaak. ¹³

Basiese eienskappe van koper

Atoomgetal (getal protone in die kern): 29

Simbool op die periodieke tabel: Cu

Relatiewe atoommassa (A_r): 63,546

Fase van materie teen kamertemperatuur: Vaste stof

Kookpunt: 2 560 °C

Smeltpunt: 1 084,62 °C

’n Nota oor atoommassa

’n Massaspektrometer kan gebruik word om atoommassa akkuraat te bereken. Wetenskaplikes het ’n standaardmassa van 12 ame (atoommassa-eenheid) aan die koolstofatoom (koolstof-12) toegeken. Die massa van koolstof-12 is 1,99 x 10^-26 kg, en ander atome se massa kan relatief tot hierdie atoommassakonstante bepaal word.

Vandag praat wetenskaplikes van die relatiewe atoommassa (A_r). Hierdie waarde het geen eenheid nie, want dit is slegs ’n syfer wat aandui hoeveel maal groter een atoom van die spesifieke element is as een twaalfde van die massa van ’n koolstof-12-atoom. ¹⁵

Bohr-model

Die Deense wetenskaplike Niels Bohr (1885-1962) het ’n atoommodel voorgestel. Hierdie model word soms die planetêre atoommodel genoem. Die elektrone beweeg in hul spesifieke energievlakke al óm die kern. Deur die aantal energievlakke en elektrone te tel, kan die atoom maklik uitgeken word. ¹⁶

’n Atoom is die kleinste deeltjie van ’n chemiese element wat selfstandig of in verbinding met ander atome kan bestaan. Atome bestaan weer uit kleiner deeltjies wat subatomiese deeltjies genoem word. Daar is drie soorte subatomiese deeltjies, naamlik elektrone, protone en neutrone. Die koperatoom het ’n atoomgetal van 29. Dit beteken dat die atoom 29 protone het. Atome het ’n neutrale lading, en daarom is daar ook 29 elektrone wat óm die kern beweeg. Dit het ook 34 neutrone wat saam met die protone in die kern voorkom.

Woordbank

allooi	’n Materiaal wat gemaak word deur ’n metaal met klein hoeveelhede van ander metale of niemetale te vermeng.
Antieke tyd	’n Tydperk wat strek van die begin van die geskiedenis van die Weste tot 500 n.C. Dit sluit die Steentydperk, Bronstydperk en Ystertydperk in.
argeoloë	’n Navorser wat die geskiedenis en voorgeskiedenis van die mensdom bestudeer deur oorblyfsels van kulture op te grawe en te bestudeer; die woord se meervoud is argeoloë.
atoom	Die kleinste deeltjie van ’n chemiese element wat selfstandig of in verbinding met ander atome kan bestaan.
atoomgetal	Die getal protone in die kern van die atoom.
atoommassa	Word ook massagetal genoem. Dit is die totale aantal protone en neutrone in die kern van die atoom.
duursame	Die eienskap dat iets lank hou en nie maklik beskadig, slyt of vergaan nie.
elektrone	Baie klein, negatief gelaaide deeltjies (partikels) wat in die energievlakke van ’n atoom rondbeweeg. Elektrone maak die vorming van chemiese verbindings moontlik. 19
elemente	Dit is ’n stof wat saamgestel is uit atome wat dieselfde atoomgetal het.
koperblasers	Ook: koperblaasinstrument; ‘n musiekinstrument wat van koper of ’n koperallooi soos geelkoper gemaak is.
gelouter	Suiwer maak. Word dikwels gebruik om te verwys na die proses waarby metale uit erts verkry word deur smelting of chemiese prosesse.
massiewe	Baie groot.
Mesopotamiërs	’n Inwoner van die Antieke Mesopotamië, ’n streek tussen die Tigris- en Eufraatrivier; geleë in die hedendaagse staat Irak.
millennia	1 000 jaar; die woord se meervoud is millennia.
neerslae	Laag in die aardkors; letterlik: iets wat neergeslaan het.
neutrone	Neutrale deeltjies (partikels) wat geen elektriese lading het nie en saam met protone in die kern van die atoom voorkom. ’n Neutron en proton het dieselfde gewig. 19
geoksideer	Met suurstof reageer.
ontgin	Uit die grond verkry.
oorspronklike element	’n Element wat in sy suiwer vorm in die natuur voorkom.
opkoms	Die begin.
periodieke tabel	Dit is die tabel van die elemente, gerangskik volgens toenemende atoomgetal, sodat elemente met soortgelyke eienskappe in dieselfde vertikale kolom voorkom.
protone	Positief gelaaide deeltjies (partikels) wat in die kern van ’n atoom voorkom en die elektrone in posisie hou. Atome het ewe veel protone as elektrone en het dus ’n neutrale lading. 19
roosgoud	Goud waarby koper ingemeng is sodat dit ’n pienkerige kleur kry.
supernova	Nuwe, uitsonderlik helder ster – met lig tot 100 miljoen keer sterker as dié van ons son. Ontploffing van ’n ster aan die einde van sy lewe.
werkbaar	Die eienskap dat ’n mens die metaal maklik kan vorm.

Lees hierdie artikels om nog meer te leer oor koper

• In hierdie artikel kan jong kinders meer lees oor koper.
• Hierdie artikel oor koper het meer gevorderde inhoud.

Kyk hierdie video’s om nog meer te leer oor koper

Hierdie video gee ’n vinnige oorsig oor die element, die gebruike en die geskiedenis van koper.

In hierdie video kan jy sien hoe koper volhoubaar uit ’n myn in Chili ontgin word.

Hierdie video verduidelik hoe koper deur middel van elektrolise gelouter word.

In hierdie video kan jy kyk hoe een van die wêreld se heel beste koperblaasensembles, Canadian Brass, die bekende stuk “Vlug van die hommelby” speel.