Cuprul Si Implicatiile Lui In Procesele Vietii

INTRODUCERE

Cuprul este în tot ce ne înconjoară, de la instalațiile sanitare la cele electrice, în interiorul tehnicii moderne, echipamentele electrice și electronice, nu ar exista fără cupru. De asemenea, cuprul are cea mai bună conductibilitate electrică și termică dintre metalele neferoase neprețioase. Cuprul este un metal neferos, ductil și foarte rezistent la coroziune, este reciclabil și utilizat în toate domeniile și asta face din el una dintre cele mai utile resurse naturale. Diferitele aliaje îi conferă mai multă rezistență.

Am ales să abordez tema “Cuprul și implicațiile lui în procesele vieții” în cadrul acestei lucrări de licență, deoarece cuprul este un element natural, nelipsit din viața noastră de zi cu zi, îl găsim în lucrurile care ne înconjoară, dar și în corpul nostru, fiind un element necesar în dieta zilnică pentru a asigura sanatatea trupului și a minții.

Incă de acum 50 de ani au început studiile științifice asupra cuprului în organism. Sărurile în a căror componență intră acest metal au rol foarte important, oxidativ, ele fiind componentele unor enzime (cuproenzime) cu rol în sinteza globulelor roșii și in unele procese metabolice. În corpul omenesc există o cantitate mică de cupru, cu greutatea cuprinsă între 100 si 150 mg, repartizată între diferite organe, dar mai ales în ficat, țesuturile oculare și păr. Dacă in organism cuprul se prezintă sub formă de complecși organici ca atare, în cantitate foarte mică se găsește în stomac, datorită acidului clorhidric. 4

În stare naturală, sărurile de cupru se găsesc în organismul animal, și anume în: ficat, globulele roșii, stomac, creier, inimă, rinichi, păr, plămani, splină, glandele endocrine, oase și mușchi. În regnul vegetal sărurile de cupru sunt conținute de pere, gutui, cireșe, vișine, alune, castane, lămâi, morcov, sfeclă roșie, vinete, năsturel și nuci. De asemenea, acestea pot fi găsite în unele specii de pești, în moluște, crustacee și în ouă, mai ales albuș.

Organul central al metabolismului cuprului este ficatul. De aici trece în sânge sub formă combinată cu o proteină. Absorbția cuprului se face prin hrană, iar excreția pe cale digestivă, prin bilă si materii fecale.

Cuprul interferează cu fierul în procesul de hematopoeză (proces de formare și de maturizare a celulelor sangvine). Deficitul acestui metal favorizează depozitarea fierului. La fel ca și în cazul zincului, concentrația plasmatică evoluează discordant; metabolismul sărurilor de cupru este, în acest caz, controlat de hormonii hipofizari.

Cuprul intervine în activitatea generală a organismului prin intermediul a diferite metabolisme. Sărurile de cupru ajută la menținerea integrității pereților vasculari (prin intervenția în metabolismul țesutului conjunctiv) și intervine în fenomenul mielogenezei și în cel de osificare. De aceea, lipsa lui poate produce fenomenul de osteopatie. La copii, deficitul de cupru poate duce la tulburări în formarea globulelor roșii, ceea ce favorizează apariția anemiei.

Cuprul acționează, totodată, ca antiinfecțios în apărarea organismului, în efectele antiinflamatorii ale reumatismului acut, precum și în cel antitumoral.4

Lucrarea de licență este structurată în două părți: prima parte care cuprinde caracteristicile generale legate de chimia cuprului, iar partea a doua care cuprinde implicatiile cuprului în biochimie.

În prima parte a lucrării am detaliat în cele patru capitole principalele caracteristici chimice ale cuprului cum ar fi: metode de obținere, proprietățile chimice și fizice ale cuprului precum și tipuri generale de compuși ai cuprului. Particularitățile chimiei cuprului determină utilizarea sa în anumite domenii bine individualizate ale spațiului biologic.

În a doua parte a lucrării de licență am descris pe larg rolul cuprului in procesele vieții, prezentand principalele proteine care leagă ionul de cuprul și rolul biologic al cuprului.

Lucrarea se încheie cu un capitol special dedicat concluziilor principale legate de chimia si biochimia zincului și de importanța lui în procesele vieții

CAPITOLUL 1 : CARACTERIZAREA GENERALĂ A CUPRULUI

1.1 Aspecte generale ale subgrupei cuprului

Grupa I B, cunoscută și sub denumirea de subgrupa cuprului, cuprinde elementele tranziționale: cupru, argint și aur. Sunt situate în aceeași grupă cu metalele alcaline, de care se deosebesc esențial din punct de vedere al proprietăților, apropiindu-se mai mult de metalele care le preced în grupa a VIII-a: cuprul de nichel, argintul de paladiu, iar aurul de platină. Este interesant de menționat că însuși Mendeleev, surprins de marea deosebire dintre caracterele metalelor alcaline și cele ale metalelor din subgrupa cuprului, le-a situat pe acestea din urmă în grupa a VIII-a: cuprul după nichel, argintul după paladiu și aurul după platină. Le-a trecut în paranteză, și în grupa I pentru a respecta continuitatea înșirării elementelor.

Cunoașterea structurii atomice a elementelor a justificat plasarea cuprului și a congenerilor în aceeași grupă cu metalele alcaline, deoarece similar cu acestea, posedă tot un singur electron exterior într-un orbital s. Deosebirea constă în configurația electronică a penultimului strat: cuprul, argintul și aurul au fiecare câte 18 electroni în penultimul strat, pe când metalele alcaline au fiecare câte 8 electroni. Între aur și cesiu mai există o deosebire prin faptul că substratul 4f este completat la aur cu 14 electroni, pe când la cesiu este liber.

Având aceeași configurație electronică a stratului de valență, analogia dintre metalele grupei I B și metalele alcaline se reflectă mai mult în spectrele optice decât în comportarea chimică. În stare fundamentală toate au același simbol Russel-Saunders 2S1/2. Cuprul și congenerii săi prezintă însă și sisteme de termeni spectrali datorită exercitării electronilor d și care, evident, nu apar în spectrele metalelor alcaline. Liniile din sistemele secundare de termeni spectrali sunt mai puțin numeroase și mai puțin intense în cazul argintului decât în cazul cuprului și al aurului, dovedind o mobilitate mai mică a electronilor d. Aceasta concordă cu stabilitatea redusă a compușilor argintului în trepte de valență superioare la I.

Deosebirea dintre configurația penultimelor straturi explică diferența dintre proprietăților elementelor din subgrupa metalelor alcaline și subgrupa cuprului. În cazul metalelor alcaline, configurația de 8 electroni a penultimului strat are un puternic efect de ecranare asupra nucleului, încât acesta își exercită numai într-o slabă măsură forța de atracție asupra electronului periferic s care, din această cauză poate fi cedat cu ușurință, de unde rezultă: potențiale de ionizare mici și marea reactivitate chimică a metalelor alcaline. La metalele din subgrupa cuprului, configurația de 18 electroni a penultimului strat exercită o ecranare slabă a nucleului, ceea ce face ca electronul exterior s să fie mai strâns legat de atom și în consecință potențialele de ionizare să fie mult mai ridicate și reactivitatea chimică mult mai mică. În cazul aurului, existența substratului 4f completat cu electroni, scade și mai mult puterea de ecranare, ceea ce explică scăderea reactivității în sensul Cu → Ag →Au.

Diagrama nivelelor de energie ne arată că diferența dintre energia cu care electronii ns (n=numărul cuantic principal al stratului exterior) și electronii (n-1)d este relativ mică. Din această cauză, la elementele din subgrupa I B, intervin ca electroni de valență și electronii d ai penultimului strat, ceea ce explică posibilitatea acestor metale de a funcționa în diferite trepte de valență. Cu toate că potențialele de ionizare de ordinul 2, respectiv 3 sunt mult mai ridicate decât potențialele de ionizare de ordinul întâi, diferența de energie poate fi compensată prin energia de rețea sau prin energia de hidratare.

În cazul argintului, se constată că diferența dintre primul și cel de al doilea potențial de ionizare este mai mare decât în cazul cuprului, ceea ce ne permite să înțelegem de ce în reacțiile chimice obișnuite argintul nu formează compuși chimici divalenți. În schimb cei mai stabili compuși ai cuprului în soluție sunt cei divalenți, din cauza energiei mari de hidratare a ionilor Cu2+. În soluție ionii Cu+ suferă următoarea disproporționare:

2Cu+→ Cu2+ +Cu (1)

În cazul aurului, diferența de energie dintre electronii 6s și 5d este foarte mică. Faptul că sunt mai stabili compușii trivalenți decât cei divalenți înseamnă că desprinderea unui electron din 5d, după ce a fost extras electronul 6s, duce la o configurație mai puțin stabilă decât în cazul când se desprind doi electroni din 5d și rămâne ionul Au3+.

Indiferent de starea de valență în care se află, ionii de cupru, argint și aur nu au configurație de gaz rar și din această cauză au acțiune polarizantă mare și deci o accentuată tendință de a forma combinații complexe. Această tendință lipsește la ionii metalelor alcaline, cu simetrie perfectă, deci cu o acțiune polarizantă mică. Tot din cauza acțiunii polarizante mari, procentul de caracter ionic al legăturilor pe care metalele din subgrupa cuprului le formează este mai mic decât al metalelor alcaline și scade de la cupru la aur.

Deosebirea dintre proprietățile fizice ale metalelor din grupa I B și cele ale metalelor din grupa I A, se explică tot pe baza electronilor d ai penultimului strat, care, la elementele grupei I B intervin și în legătura metalică, făcând ca energiile de rețea să fie mai mari. În consecință temperaturile de topire, căldurile de vaporizare, densitățile metalelor din grupa I B sunt mult mai ridicate decât cele ale metalelor alcaline.

Cuprul și congenerii săi cristalizează în rețea cubică cu fețe centrate, similar cu Ni, Pd, Pd, pe când metalele alcaline cristalizează în rețea cubică centrată intern. Argintul și aurul au rețele elementare aprope de aceleași dimensiuni, din care cauză formează soluții solide. Cuprul, care are dimensiunile rețelei mai mici, formează cu aurul, numai la temperaturi ridicate, soluții solide, care se descompun prin răcire. Pentru sistemul Cu-Ag limitele de solubilitate sunt foarte mari.

Metalele din subgrupa cuprului sunt deosebit de maleabile și ductile; aurul este cel mai ductil și maleabil dintre metale. Toate se caracterizează printr-o conductibilitate electrică și termică foarte mare. Dintre toate metalele, cea mai mare conductibilitate electruică și termică o are argintul, după care urmează cuprul.. Sunt metale diamegnetice și prin aceasta diferă de metalele alcaline, precum și de Ni, Pd, Pt. 2

Cuprul, argintul și aurul, având numere atomice impare, prezintă puțini izotopi naturali. Pe cale artificială s-a reușit să se obțină un număr mare de izotopi ai acestor elemente, majoritatea cu viață scurtă, însă unii cu o perioadă de înjumătățire suficient de lungă pentru a putea fi studiați și aplicați. 2

1.2 Istoric

Cuprul a fost primul metal întrebuințat de om pentru scopuri practice. La început s-a folosit cupru nativ, aflat în anumite zăcăminte, apoi s-a trecut la extragerea cuprului din minereurile oxidice prin încălzire cu cărbune. Ulterior s-a ajuns la descoperirea bronzului, care, după epoca neolitică, a marcat începutul unei noi ere în istoria omenirii. Bronzul era întrebuințat la confecționarea armelor, a diferitelor vase și obiecte, precum și la confecționarea podoabelor și ornamentelor. În Europa se apreciază că epoca bronzului s-a extins între anii 3000 și 1000 î.d.H.

Denumirea de cupru provine de la numele Insulei Cipru, bogată în zăcăminte de cupru și care, după ce a fost cucerită de la perși de către romani, a devenit sursa principală a Romei pentru extragerea acestui metal. Romanii l-au denumit inițial aes cyprium, apoi cyprium, cyprum și în final cuprum, denumire care s-a păstrat până astăzi și de la care provine și simbolul elementului.

În Egipt, pe vremea faraonului Turmes cuprul se exploata în Peninsula Sinai (azi bogată în petrol) și era cunoscut sub numele de komt.

          Tot în Antichitate mai apîn Antichitate mai apare denumirea chalcos. Cu doua mii de ani înainte de Hristos, combinatii ale cuprului erau la colorarea sticlei în albastru (folosita ca piatra scumpa, la inele, brose etc.).

Mai târziu apar obiecte din artă, cât si diferite vase din Bronz. Prin anul 900 î.d.H. se folosesc unele săruri de cupru la zugrăvitul locuințelor scumpe, colorând deci huma și mai târziu varul. În Egipt, între anii 430-322 î.d.H. apar monede de Bronz cu compozția aproximativă 80% cupru și 20% cositor.2

Marele filozof al Antichitații, Aristotel (330 î.d.H.), scria că în India se gasește un fel de cupru care nu se poate distinge de aur decât prin greutate (fiind mai ușor).

În 1934, Rabbi Glueck descoperise la 10 km de Marea Moarta minele de cupru ale Regelui Solomon, iar 4 ani mai târziu gaseste lângă Golful Akaba urmele unei alte vechi mine de cupru, în care lucrează minerii evrei.   

       Purificarea cuprului se făcea, la început, tranformându-l într-o stare solubilă din care prin cimentare (cu fier) se elibera cuprul metalic, iar mult mai târziu prin procedeul electrolizei care se întrebuințează si astăzi.

      În Evul mediu exploatarea sa se extinde în Boemia,Turnigia, Saxonia, Suedia, iar din secolul al XVIII-lea devin mari furnizori de cupru S.U.A., Canada, Chile, Katanga (Congo de azi).

       Chimistul francez L. Berthollet (1748- 1822), care l-a însoțit pe Napoleon în campania din Egipt, analizând diferite obiecte de bronz păstrate din Antichitate a stabilit că ele erau formate din aliaje în care cuprul participa cu 76-86% si în vreme ce bronzul chinezesc antic continea sub 76% cupru, restul fiind cositor amestecat cu plumb, fier, siliciu.

        Cuprul intră, evident, și el pe mâinile alchimistilor, care în scrierile lor cu limbaj ,,ermetic" îl numesc Venus, aceasta planeta fiind considerata ca este reprezentata de cupru.

        În America nu a existat nici epoca a bronzului, nici epoca a fierului, pentru ca acest continent, era foarte bogat în cupru.

     În 1778, călugarul Felice Fontana (1730-1805) publica în Journal de Physique analize asupra a două minerale importante ale cuprului, mahalchitul si azuritul (carbonanti bazici de cupru).9

Capitolul 2 : Stare naturală și obținere

2.1 Stare naturală

Cuprul este un element mult răspândit în natură, dar numai în puține locuri apare în cantități mari.Conținutul scoarței pământului în cupru este sub 0,01% în procente de greutate. Există trei categorii de minereuri de cupru:

a)-minereuri ce conțin cupru nativ

b)- minereuri în care cuprul apare sub formă de produși oxigenați (oxizi, carbonați, sulfați, silicați etc.)

c)-minereuri în care cuprul apare sub formă de sulfuri.

a) Cuprul nativ a provenit prin reducerea diferiților compuși ai cuprului. Se găsește sub formă de pepite (Figura1), de obicei de dimensiuni mici, dar s-au găsit și pepite de cupru cântărind până la trei tone. Cuprul nativ este de obicei foarte curat, uneori atinge puritate 99,9% Cu. Cuprul nativ poate conține uneori și incluziuni de oxid de Cu (II), provenit de pe urma unei parțiale oxidări la suprafață. În prezent zăcămintele de cupru nativ au rămas sporadice și nu mai prezintă importanță pentru industria cuprului, păstrând o însemnătate mineralogică. Cele mai importante zăcăminte de cupru nativ se mai găsesc la ora actuală în fostele țări sovietice, în America de Nord în regiunea Lacului Superior, iar la noi în țară se găsesc la Baia de Arama.2 Figura 1 pepite10

b) Mineralele oxidice de cupru se întâlnesc de obicei la suprafață sau aproape de suprafața solului sau aproape de suprefață, în timp ce mineralele de sulfuri de cupru se afla în profunzime. Cupritul (Figura 2) Cu2O, rezultă aproape exclusiv prin oxidarea calcozinei. Formează cristale octaedrice, de culoare roșie până la cenușiu.

Figura 210 Cupritul

Tenoritul sau malaconitul (Figura 3a ) CuO se prezintă în cristale de culoare neagră sau neagră cenușie . Malachitul(Figura 3b ), CuCO3.Cu(OH)2, este cel mai răspândit din categoria mineralelor oxidice. Cristalizează în sistemul monoclinic și este de culoare verde caracteristică, cu luciu sticlos. Azuritul (Figura 3c ) 2CuCO3.Cu(OH)2 este tot un carbonat bazic de cupru, cristalizat în sistem monoclinic, de culoare albastră închisă.

Figura 310

a)Tenoritul sau malaconitul b) Malachitul c) Azuritul

Alte minerale oxidice, mai puțin importante sunt : calcanitul (Figura 4 a), CuSO4.5H2O, de culoare albastră, brochantitul (Figura 4 b), CuSO4.3Cu(OH), tot de culoare albastră, crisocolul (Figura 4 c), CuSiO3.nH2O, care are aspectul unui gel de culoare albastră deschisă, verde sau brună, și atacamitul, CuCl2.3Cu(OH)2 , o clorură bazică de cupru, mai rar întâlnită.5

Figura 410

a)calcanitul b) brochantitul c) crisocolul

c) Minerale de sulfuri de cupru sunt cele mai frecvente și cele mai importante. Calcozina (Figura 5 a), Cu2S se întâlnește de obicei sub formă de mase granulare compacte, mai rar sub formă de cristale ce aparțin sistemului rombic. Este de culoare cenușie ca plumbul, cu luciu metalic. Sub acțiunea diferiților agenți chimici trece ușor în cuprit, malachit, azurit sau alte minerale oxidice. Covelina (Figura 5 b),CuS nu formează zăcăminte independente, dar se află în mici cantități în toate minereurile de sulfuri de cupru. Apare de obicei sub formă de pojghiță fină de culoare albastră-indigo. Calcopirita (Figura 5 c) CuFeS2, se întâlnește în asociație cu alte minerale (pirită, blendă, galenă, etc) aproape în toate zăcămintele minerale de sulfuri. Apare de obicei în mase compacte sau sub formă de granule diseminate. Calcopirita cristalizează în sistemul pătratic și prezintă o rețea tetragonală relativ simplă, apropiată de rețeaua cubică. Are o culoare galbenă ca alama, deseori cu reflexe galbene închise și cu irizații. Minereurile care conțin calcopirită reprezintă una din sursele principale de obținere a cuprului. În țara noastră calcopirita este cel mai răspândit minereu de cupru.2

Figura 510

Calcozina b) Covelina c) Calcopirita

Bornitul (Figura 6 a), Cu3FeS3 sau Cu5FeS4 are o compoziție chimică care variază în limite foarte largi, întrucât poate conține, sub formă de soluții solide, calcozină și calcopirită. Deseori conține și argint. Bornitul prezintă o rețea cubică complexă, în care s-a pus în evidență, prin cercetare cu raze X, existența a două feluri de ioni de cupru, ce ocupă poziții diferite în rețea: patru ioni de cupru sunt monovalenți, iar al cincilea ion de cupru și ionul de fier sunt divalenți. Aceste date ar corespunde formulei chimice 2Cu2S.CuFeS2. Sulfuri complexe de cupru cu alte elemente mai menționăm: enargitul (Figura 6 b), Cu3AsS4, care după aspectul exterior seamănă cu blenda, tetraedritul (Figura 6 c), 3Cu2S.Sb2S3, numit astfel după habitusul tetraedric al cristalelor, care servește similar cu enargitul, la obținerea concomitentă a cuprului și a arsenicului (As2O3): bournotitul (Figura 6 d) (sinonim cu bertonitul), CuPbSbS3, care poate prezenta importanță industrială ca minereu de cupru sau de plumb.2 Figura 610

a)Bornitul b)Enargitul c) Tetraedritul d) Bournotitul

Cele mai importante zăcăminte de minereuri de cupru se găsesc în Africa, în America de Nord (în SUA și Canada), în America de Sud (în Chile) și în Europa (în fostele țări sovietice, Spania, Portugalia și în țările din fosta Iugoslavie). În țara noastră se găsesc minereuri de cupru la Baia Mare, Baia Sprie, Baia de Aramă, Baia Borșa, Băița, Sasca, Ocna de Fier, Bălan, în Dobrogea- la centrul minier de la Altân-Tepe.

Zacăminte cuprifere se exploatează și la Toroiaga, in județul Maramureș, la Leșu Ursului, Crucea și Fundu Moldovei, în județul Suceava, Deva în județul Hunedoara,.

Între exploatările mai noi sunt cele de la Moldova Nouă și Sasca Montana, în 
județul Caras-Severin, și cele de la Roșia-Poieni, în județul Alba.11

2.2 Metode de obținere

Mineralele de cupru apar în natură alături de mineralele altor metale, alcătuind minereuri complexe , cu o cantitate mai mare sau mai mică de steril. Conținutul în cupru al acestor minereuri este relativ mic, 1-2%, rareori se găsesc minereuri de 2-5% Cu. Din punct de vedere economic este total nerentabil de a supune prelucrarii minereuri cu un conținut atât de mic în metal.

Îmbogațirea. Este prima operație în prelucrarea minereurilor de cupru, având drept scop separarea mineralelor de cupru de steril și obținerea unor concentrate cu un conținut cât mai mare de cupru. În toate procesele de concentrare este necesar ca minereul să fie în prealabil sfărmat în particule cât mai mici, pentru a elibera minereul de ganga cu care este asociat. Operația de sfărmare se efectuează întâi în mașini, numite concasoare, care produc o sfărâmare în particule mai mari Urmează apoi o sfărâmare fină și foarte fină, care se efectuează în mori speciale (mori cu bile, mori cu ciocane, mori vibrante etc)

Minereul fin sfărâmat este supus apoi îmbogațirii, operație care în trecut se realiza prin metoda gravitațională, iar în prezent prin metoda flotației. Metoda gravitațională se se bazează pe diferența dintre greutatea specifică a minereului de cupru și a sterilului de care este asociat.

Metoda flotației se bazează pe proprietatea pe care o au particulele anumitor minerale, care sunt de exemplu sulfurile metalice, de a fi mai mult sau mai puțin hidrofobe, în timp ce particulele de steril (silicați, carbonați, etc) sunt hidrofile. Dacă într-o suspensie de minereu, fin divizat în apă, se introduc bule mici de aer, particulele care nu se udă sau sunt greu udate de apă, aderă la bulele de aer și se ridică împreună cu acestea la suprafață, formând o spumă care este colectată, în timp ce particulele hidrofile de steril cad la fundul vaslui. Unele minerale posedă așa-numita flotabilitate naturală adică capacitatea de a nu se uda. Însă majoritatea mineralelor pentru a deveni flotabile trebuie să li se adauge anumiți agenți speciali, numiți colectori. Colectorii sunt compuși organici polari, care prin unul din polii moleculei se atașează de suprafața particulei de mineral, iar cu celălalt pol aderă la o bulă de aer. Se crează în acest fel la suprafața particulei de mineral o peliculă hidrofobă. Cei mai utilizați colectori sunt alchilxantogenații de potasiu, acidul oleic, acizi naftenici, alchilditiosulfații de sodiu, etc. Cantitatea de colector necesară este foarte mică.

În afară de colectori, se întrebuințează și alți agenți de flotație. Un rol important îl au spumanții, substanțe organice slab polare, care favorizează formarea unei spume abundente, capabile să se mențină timp îndelungat la suprafață. Cei mai utilizați spumanți sunt uleiurile eterice, în deosebi uleiul de pin, precum și unele fracțiuni ale gudronului de lemn sau de huilă.

Inhibitorii sau depresanții sunt substanțe cu acțiune antipodă colectorilor, care împiedică emersiunea particulelor, mărind proprietatea hidrofilă a suprafeței lor. Ca inhibitori se folosesc: laptele de var, soda, cianurile alcaline, silicatul de sodiu, sulfițiiși sulfații metalelor alcaline, etc.

Agenții de control sau regulatorii sunt substanțe care acționează asupra compoziției și asupra reacției mediului în care se produce flotația, precum și asupra dizolvării, precipitării, coagulării sau peptizării anumitor impurități, mărind astfel eficacitatea procesului de flotație. Exemple de astfel de agenți sunt varul, soda, acidul sulfuric, anumiți sulfați, etc.

Minereurile supuse concentrării pot conține substanțe, numite otrăvuri de flotație, care împiedică formarea unei pelicule hidrofobe pe suprafața particulelor de mineral. O asemenea acțiune o exercită compușii solubili din minereuri, în special sărurile metalelor grele, precum și substanțe humice, taninurile, etc. În astfel de cazuri minereurile se spală înainte de flotație pentru

a îndepărta sărurile solubile și nămolul. Astfel de otrăvuri pot fi conținute și în apa folosită în băile de flotație. Din acest motiv este necesar controlul analitic și al pH-ului.

Flotația se efectuează în aparate de diferite tipuri, În figura 7 este reprezentată schematic o secțiune verticală a aparatului de flotație cu agitare mecanică a suspensiei. Instalația constă într-o serie de aparate similare, legate între ele prin conducte. Partea principală a aparatului este o cameră separată în două compartimente de către grătarul orizontal (1). În compartimentul de jos are loc o amestecare energică a suspensiei și a aerului cu ajutorul agitatorului elicoidal (2) și a curentului de aer care suflă sub presiune prin țeava (3). Se produce astfel o puternică spumare a lichidului. În compartimentul superior al camerei, unde suspensia este într-o stare mai liniștită, spuma împreună cu concentratul, se adună la suprafață, de unde se scurge peste prag în camera (4). Sterilul se îndepărtează din camera inferioară prințeava (8) și o nouă cantitate de suspensie intră în camera inferioară sub agitator. Fereastra (5) cu pragul (6), cu o înălțime reglabilă și camera intermediară (7), servesc la trecerea produsului intermediar sub formă de suspensie, în camera următoare de flotație, unde suspensia este supusă din nou unei operații similare.

Figura 7 Secțiune verticală a aparatului de flotație cu agitare mecanică a suspensiei2

Flotația ocupă azi primul loc printre procesele fizico-chimice de prelucrare preliminară a minereurilor de metale neferoase. În urma flotației minereurilor sulfuroase de cupru, se obțin concentrate cu 15-20%.

Metoda de prelucrare a minereurilor. În vederea extragerii cuprului se aplică în funcție de natrura chimică a minereului și de conținutul acestuia în cupru, una din următoarele metode:

1) -reducerea cu cărbune activ

2) -prelucrarea pirometalurgică

3) -prelucrarea hidrometalurgică

1) Reducerea cu cărbune. Se aplică la minereurile oxidice de cupru. Se poate aplica și la minereurile de sulfuri după ce au fost supuse în prealabil unei prăjiri oxidante pentru a le transforma aproape complet în oxizi. Este cel mai vechi procedeu de obținere a cuprului, datând din epoca bronzului. La acea epocă reducerea se efectua în gropi săpate în pământ, care se umpleau cu minereul de cupru și deasupra se făcea un foc cu lemne. Numai întâmplător se făcea reducerea cu cu ajutorul cărbunelui rămas la arderea completă a lemnului (mangal).

În epoca modernă minereurile oxidice sunt supuse unei topiri reducătoare într-un cuptor cu cuvă. Minereul de cupru amestecat cu cocs, se introduce în cuptor. Se adaugă și substanțe bazice, ca de exemplu CaO și FeO, care împreună cu silicea, prezintă întotdeauna în minereurile oxidice de cupru, să formeze zgura. Cantitatea de cocs care se adaugă trebuie să fie suficientă pentru a reduce minereul de cupru conținut în șarjă și a realiza prin ardere temperatura necesară procesului, dar nu trebuie să fie nici prea mare, pentru a micșora la minim cantitatea de fier care rezultă prin reducerea oxidului de fier. Aerul insuflat în cuptor trebuie să asigure o combustie a cocsului care să realizeze temperatura necesară topirii cuprului și a zgurii.La această temperatură mineralele de carbonați de cupru, aflate în minereu, sunt descompuse în CuO și CO2.

Oxidul de cupru este redus de cărbune sau de monoxidul de carbon, rezultat prin arderea incompletă a cărbunelui2:

CuO + C→ Cu + CO (2)

CuO + CO→ Cu + CO2 (3)

2) Prelucrarea pirometalurgică. Se aplică de obicei la minereurile de sulfuri de cupru ce conțin și fier. Peste 75% din producția mondială de cupru se obține prin prelucrarea pirometalurgică. În acest proces de prelucrare deosebim următoarele faze: prăjirea, topirea și afânarea. În figura 8 de mai jos este prezentată schema circulației materialelor în decursul prelucrării pirometalurgice a minereurilor.

Prăjirea minereului, concentrat prin flotație, se face într-o atmosferă oxidantă, la o temperatură ridicată, dar totuși sub punctul de topire al oricăruia din componenții șarjei. Scopul acestei operații este de a îndepărta o parte din sulf sub formă de SO2 și de a transforma o parte din sulfura de fier în FeO.

Prăjirea minereului se poate efectua în cuptoare mecanice cu mai multe etaje, similare celor întrebuințate la calcinarea piritei în fabricile de acid sulfuric. În instalațiile moderne se întrebuințează cuptoare cu strat fluidizat, în care minereul de cupru, sub formă de granule, este menținut în suspensie de către un curent ascendent de aer, această suspensie dobândind proprietatea de a curge, similar lichidelor.2

În faza de prăjire a minereurilor de sulfuri au loc o serie de reacții de descompunere termică și de oxidare a minereurilor, precum si de oxidare a produselor de descompunere a acestora.

În partea superioară a cuptorului, unde temperatura este cuprinsă între 400 și 500° C, reacțiile care au loc sunt următoarele:

2CuFeS2 → Cu2S + 2FeS + S (4) FeS2 → FeS + S (5)

2CuS → Cu2S + S (6)

S + O2 → SO2 (7)

Figura 8 Schema circulației materialelor în decursul prelucrării pirometalurgice a minereurilor.2

În regiunea următoare a furnalului, unde temperatura atinge valoarea de circa 800° C, are loc oxidarea sulfurii de fier (II):

2FeS + 3O2 → 2 FeO + 2 SO2 (8)

Sufura de cupru nu se oxidează atât timp cât nu s-a oxidat sulfura de fier, iar prăjirea nu se continuă niciodată până la totla epuizare a sulfurii de fier (II). Cu toate acestea nu se va evita oxidarea unor mici cantități de sulfuri de cupru, care se produce în acele regiuni ale concentratului unde condițiile oxidante sunt mai energice2:

Cu2S + 2O2 → 2CuO + SO2 (9)

CuS + 3/2O2 → CuO + SO2 (10)

În aceste regiuni are loc și o parțială oxidare a sulfurii de fier (II) la oxid de fier (III), în urma reacției:

2FeS + 7/2O2 → Fe2O3 + 2SO2 (11)

Oxidul de fier (III) împreună cu oxidul de cupru (II) formează feritul de cupru: CuFe2O4.

Produsul rămas după prăjirea minereului poartă numele de calcină și este compus, în primul rand, din părți aproximativ egale în greutate de Cu2S și FeS, apoi din FeO și din ganga prezentă în concentratul inițial. Calcina este descărcată pe la partea inferioară a furnalului și supusă fazei următoare a procesului pirometalurgic, topirea.

Topirea are drept scop obținerea matei cuproase și îndepărtarea oxizilor acizi și a oxizilor bazici sub formă de zgură.

Calcina sau concentratul de flotație care nu a fost supus în prealabil prăjirii, se amestecă cu cocs și silice și se încarcă într-un cuptor cu cuvă sau cu reverberție. Cuptorul cu cuvă cu manta de răcire, numit și cuptor water-jacket (figura 9), folosit frecvent în metalurgia neferoasă, are pereții cuvei construiți din cutii metalice plate, în interiorul cărora circulă un current de apă rece. Pe pereții interiori ai cutiilor răcite se prinde zgura, formând un strat izolator. Aerul necesar arderii se introduce prin gurile de vânt, amplasate la partea superioară a creuzetului.

Figura 9 Cuptor cu cuvă cu manta de răcire2

Șarja se introduce pe la partea superioară a cuptorului și coboară treptat, întâlnind gazelle calde care urcă în cuptor. Șarja trebuie încălzită până la aproximativ 1300° C pentru a topi amestecul de Cu2S și FeS, precum și zgura care se formează. Cîldura necesară topirii este asigurată prin arderea cocsului și oxidarea sulfurilor.

În această fază a prelucrării minereului, oxizii de cupru formați în timpul prăjirii concentratului sau chiar în timpul topirii, reacționează cu sulfurile de fier formând sulfura de Cu(I)

2CuO +2FeS → Cu2S +2FeS +SO2 (12)

Cu2O +FeS→Cu2S + FeO (13)

Afinarea este operația la care este supusă mata pentru a îndepărta sulfura de fier (II) și a reduce Cu2S la cupru metalic. Operația se efectuează în convertizoare verticale sau orizontale.

După ce ultima zgură a fost evacuată și în convertizor a rămas numai sulfura de cupru (I) topită, se suflă din nou aer cald prin gurile de vânt, pentru a oxida o parte din Cu2S la oxid:

Cu2S + 3/2O2 → Cu2O +SO2 + 125,5 kcal (14)

Oxidul de cupru (I), pe măsură ce se formează, reacționează cu excesul de Cu2S pentru a forma cupru metalic și dioxid de sulf:

2Cu2O + Cu2S → 6Cu + SO2 (15)

Rafinarea termică se bazează pe oxidarea impurităților conținute în cuprul brut și îndepărtarea acestora sub formă de compuși volatili (SO2, As2O3) sau sub formă de zgură:

Cu2O + MII → 2Cu + MIIO (16)

Rafinarea electrolitică are drept scop obținerea cuprului de mare puritate și recuperarea metalelor prețioase. Aproape întreaga cantitate de cupru folosită azi în tehnică este cupru rafinat electrolitic, care conține peste 99,9% Cu.

3. Prelucrarea hidrometalurgică. Minereurile sărace în cupru care nu pot fi îmbogațite sunt supuse unei prelucrari pe cale umedă.

Extracția cu acid sulfuric se aplică minereurilor oxidice de cupru. Calcanitul CuSO4.5H2O, este singurul mineral de cupru care se dizolvă în soluție diluată de H2SO4, fără să aibă loc nici o reacție.

Extracția cu soluție de sulfat de fier (III) se bazează pe faptul că sulfatul feric oxidează cele mai importante minerale de sulfuri de cupru, transformându-le în sulfat de cupru (II) solubil.

CuS + Fe2(SO4)3 → CuSO4 + 2FeSO4 + S (17)

Capitolul 3 : Proprietățile cuprului

3.1 Proprietăți fizice

Proprietățile fizice ale cuprului sunt :

-numărul atomic 29

-masa atomică 63,546

-Culoarea: rosie/portocalie, având o puternică strălucire în stare polizată

-Numar de protoni/electroni:29

-Numar de neutroni:35

-Configuratia electronica: 

-compoziția izotopică (numărul de masă și abundența relativă în litosferă:

63 (68,9%) și 65 (31,1%)

-structura cristalină : cubică cu fețe centrate

-volumul atomic la 20° C (g . cm-3): 8,98

-Raza metalică (Å) : 1,28

-Raza covalentă după Pauling: 1,35 (Å)

-Raza ionică după Pauling: Cu+ 0,96 (Å) Cu2+ 0,72

-Duritatea (în scara Mohs) : 2,5-3

-Temperatura de topire: 1083° C

-Temperatura de fierbere: 2310° C

-Conductivittea termică la 0° C (cal.cm-1.s-1.grad-1) : 0,94

-Rezistivitatea la 0° C (μΩ.cm): 1,692

-Conductivitatea electrică (Hg =1): 55,6

-Electronegativitatea (după Pauling): 1,9 3

Este maleabil și ductil, s-au putut obține foi laminate de cupru cu grosimea de numai 0,0026 mm. Foițele foarte subțiri de cupru prezintă prin transparență o culoare albastră-verzuie.

Cuprul în stare topită are proprietatea de a dizolva gaze, în deosebi oxigen, pe care nu-l cedează la răcire. Prezența oxigenului îl face poros și nu se mai pretează la turnare. Pentru anumite scopuri care reclamă un cupru lipsit de oxigen, este necesară o dezoxidare. Cel mai întrebuințat agent de dezoxidare este fosforul solid, care se adaugă înainte să fie turnat cuprul.

Cuprul atât în stare solidă cât și în stare topită, poate dizolva cantități apreciabile de hidrogen, fără să se modifice caracterul metalic, ceea ce înseamnă că nu este vorba de o combinație chimică. Solubilitatea hidrogenului în cupru solid crește proporțional cu temperatura, deci este un proces endoterm. Cantitatea de hidrogen care se dizolvă în cuprul topit este proporțională cu rădăcina pătrată a presiunii hidrogenului H2, de unde este de presupus că hidrogenul se dizolvă în stare atomică. Pe de altă parte, creșterea cantității de hidrogen dizolvat cu creșterea temperaturii, ar pleda pentru o legătură mai strânsă între hidrogen și cupru. În tratamentul termic al cuprului și al aliajelor de cupru trebuie să se evite prezența hidrogenului, care provoacă fisurarea pieselor la încălzire (boala de hidrogen).

Cuprul se caracterizează printr-o excepțională conductibilitate termică și electrică, ocupând al doilea loc după argint, față de care prezintă avantajul că este mai ieftin. Prezența impurităților (Fe, S, As, Sb, Bi, O, P, etc) au o acțiune extrem de dăunătoare asupra acestor proprietăți ale cuprului, precum și asupra celor mecanice.2

3.2 Proprietăți chimice

Cuprul este un metal cu reactivitate chimică redusă, este însă cel mai reactiv dintre elementele grupei I B.

În stare compactă, la temperatura camerei, nu se oxidează în aer uscat, dar cuprul fin divizat se acoperă în aceste condiții cu o peliculă de oxid de culoare violetă. Prin încălzire în aer la 200° C, se oxidează la suprafață și metalul compact, iar culoarea trece prin diferite nuanțe de roz, purpuriu până la negru. La început se formează o peliculă de Cu2O și apoi CuO.

În aer umed și la temperatura camerei, cuprul se oxidează extrem de încet, deoarece se acoperă la suprafață cu un strat aderent de Cu2O care împiedică oxidarea. Dacă aerul umed conține și CO2, suprafața cuprului capătă o patină verde, datorită formării carbonatului bazic de cupru, insolubil:

2Cu + O2 + CO2+ H2O → CuCO3.Cu(OH)2 (18)

Dacă aerul conține SO2, ceea ce poate surveni în unele regiuni industriale, se formează o patină de sulfat bazic de cupru:

4Cu + 5/2O2 + SO2+ 3H2O → CuSO4.3Cu(OH)2 (19)

O deosebită afinitate prezintă cuprul pentru sulf și selen; chiar la temperatura camerei urmele de H2S din aer atacă cuprul, care se înegrește la suprafață din cauza formării unei pelicule de Cu2S și CuS. Cuprul reacționează și cu sulful elementar dacă este lăsat să stea în contact timp mai îndelungat. O tablă de cupru, introdusă într-o soluție de sulf în sulfură de carbon, se înegrește instantaneu.

Cuprul se combină cu toți halogenii, încet la rece și rapid la cald, pentru a forma halogenurile corespunzătoare.

Cuprul nu se combină direct nici cu azotul, nici cu hidrogenul molecular. Cu hidrogenul atomic formează hidrura CuH.4

Fiind așezat în seria tensiunilor electrochimice imediat după hidrogen, cuprul nu înlocuiește hidrogenul din acizi, dar este atacat de acizii oxidanți, cum este acidul azotic sau acidul sulfuric. Cel mai bun dizolvant al cuprului este acidul azotic diluat, în care se dizolvă cu degajare de oxid de azot (II) și formare de azotat de cupru (II):

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (20)

Dizolvarea în HNO3 diluat este o reacție autocatalitică : la început decurge încet și apoi devine energică, în urma apariției urmelor de ioni NO2- :

Cu + 3HNO3 → 3Cu(NO3)2 + NO2- + H+ + H2O (21)

Dacă se introduce inițial puțin nitrit în acidul azotic, reacția se desfășoară energic de la început. Față de acidul azotic mai concentrat decât 4n cuprul prezintă pasivitate.

Acidul sulfuric concentrat atacă încet cuprul la temperatura camerei , însă la 60° C reacția decurge repede, cu degajare de dioxid de sulf:

Cu + 2H2SO4 →CuSO4 + SO2 + H2O (22)

La 100° C se produce și o reacție secundară, din care rezultă sulfura de cupru (I), alături de sulfatul de cupru (II) :

5Cu + 4H2SO4 → Cu2S + 3CuSO4 + 4H2O (23)

Acidul sulfuros reacționează cu cuprul cu formarea de sulfat și de sulfură de cupru (II):

2Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + CuS + 2H2O (24)

În prezența oxigenului, cuprul se dizolvă și în acizii care nu au o acțiune oxidantă, cum sunt de exemplu acizii halogenați și chiar în acizii slabi organici :

2Cu + 4HCl + O2 → 2CuCl2 + 2H2O (25)

2Cu + 2CH3COOH + O2 → Cu(CH3COO)2.Cu(OH)2 (26)2

Cuprul se dizolvă încet, în prezența oxigenului, în soluții de amoniac, formând ionul tetraaminocuprat :

2Cu + 8NH3 + O2 + 2H2O → 2[Cu(NH3)4](OH)2 (27)

În soluții de cianuri alkaline se dizolvă atât în prezența oxigenului cât și în absența lui. În cazul din urmă reacția are loc cu degajare de hydrogen:

Cu + 2KCN + H2O → K [Cu(CN)2] +KOH + 1/2H2 (28)

3.3 Proprietăți fiziologice

Cuprul se întâlnește aproape în toate organele animale, precum și în plante. S-a izolat un număr mare de proteinate de cupru, inclusiv enzime. Ascorbin-oxidaza este mult răspândită în plante și microorganisme, catalizând oxidarea acidului ascorbic la acid dehidroascorbic, în prezența O2 ca acceptor de electroni. Tirozinaza a fost prima enzimă, în activitatea căreia cuprul s-a dovedit a avea rolul esențial. Proteinatele de cupru sunt predominant oxidaze sau transportori reversibili de oxigen, dar există puține date, până în prezent, privitoare la chimia și structura lor. În hemolimfa unor crustacee și a unor moluște se află o substanță proteică, de culoare albastră, numită hemocianina, care conține cupru. Analog fierului conținut în hemoglobină, cuprul din hemocianină funcționează drept catalizator în procesele redox ale celulelor.

Cuprul se găsește în alimente, fiind introdus odată cu acestea în organismul animal. Cea mai mare parte din cupru se elimină prin bilă și mai puțin prin urină (0,03 mg/zi). În calculele biliare s-au găsit până la 300 mg Cu la 100 g calcule. Mici cantități de săruri de cupru, spre deosebire de sărurile altor metale grele (Pb), nu sunt dăunătoare pentru om. Compușii insolubili de cupru nu sunt toxici, cei solubili devin însă toxici când doza lor crește: 10 g CuSO4 este o doză metală pentru om, iar o doză de 1-2 g CuSO4 poate provoca accidente toxice.

Sărurile de cupru au o acțiune foarte toxică, chiar în cantități mici, asupra organismelor inferioare (alge și ciuperci). Vița de vie se stropește cu o soluție de CuSO4 și lapte de var (zeamă bordeleză) pentru a o apăra de Peronospora viticolă și cu aceeași soluție se stropesc frunzele de cartofi pentru a le feri de Phytospora infestans. Lemnul se impregnează cu o soluție de cupru (II) pentru a-l proteja de ciuperci.2

Chiar înainte de descoperirea microorganismelor – cum ar fi bacteriile – egiptenii, grecii, romanii și aztecii utilizeau produse pe bază de cupru pentru tratarea afecțiunilor gâtului și pielii, pentru menținerea igienei zilnice. În secolul al XIX-lea, după descoperirea rolului agenților

patogeni în declanșarea bolilor, oamenii de știință au devenit tot mai interesați de proprietățile antibacteriene ale cuprului. Industria farmaceutică modernă folosește cuprul pentru produse dezinfectante, fungicide, de îngrijire și de igienă (creme, fiole care conțin oligoelemente).

În prezent: cuprul se dovește a fi eficace împotriva multor agenți patogeni
Proprietățile naturale antibacteriene ale cuprului își demonstrează eficacitatea atât pe suprafețele uscate cât și pe cele umede.

Combaterea gripei: Virusul gripal de tip A (H1N1), care este foarte asemănător cu virusul gripei aviare (H5N1), devine inofensiv imediat după ce întră în contact cu cuprul.

Combaterea bolii Legionella: Cuprul, ca materie primă a țevilor de apă potabilă, reduce reproducerea bacteriei Legionella și încetinește producerea biofilmului.

Combaterea infecțiilor sistemului digestiv: Țevile din cupru reduc posibilitatea infectării cu Escherichia coli și contaminării cu Listeria.

Combaterea infecțiilor pielii cauzate de ciuperci și stafilococi: Suprafețele de cupru distrug aceste microorganisme în mai puțin de 2 ore prin simplul fapt că intră în contact cu ele.

În Statele Unite cuprul este un material antibacterian înregistrat oficial

În februarie 2008 Agenția pentru Protecția Mediului Înconjurător din SUA (EPA) a înregistrat oficial cuprul și aliajele lui ca agenți antimicrobiani, care pot combate eficient înmulțirea bacteriilor cauzatoare de infecții periculoase. Cuprul, alama și bronzul au devenit astfel primele materiale înregistrate oficial în Statele Unite care pot fi lansate pe piață datorită faptului că satisfac cerințele de sănătate publică.

Oligoelementul necesar vieții

Corpul uman conține mai puțin de 1 gram de cupru… dar nu putem trăi fără el. Ca oligoelement joacă un rol important în multe procese fiziologice, în buna funcționare al sistemului nervos, sistemului cardio-vascular, prevenirea anemiei, creșterea oaselor, și al sistemului imunitar.12

Cuprul ajută absorbția fierului și influențează metabolismul colesterolului: carența de cupru cauzează anemie și un nivel ridicat al colesterolului LDL (colesterolul "rău"). Cuprul are un rol important în formarea oaselor, ajutând astfel lupta împotriva osteoporozei.

  Conform Organizației Mondiale a Sănătății (WHO) cantitatea zilnică necesară de cupru este de 0,75 mg pentru copii, 1,35 mg pentru un bărbat adult, și 1,15 mg pentru o femeie adultă.

Conțin cupru fructele uscate (cele cu sâmburi și alte semințe), crustaceele, ciocolata, organele (ficatul), cerealele integrale, strugurii și câteva legume, cum ar fi fasolea, lintea, dar și apa minerală.

12

Cuprul este un element absolut necesar pentru creșterea plantelor și animalelor. Lipsa cuprului în plante duce la apariția clorozei. Rolul fiziologic al cuprului se manifestă prin formarea clorofilei și prin sinteza axorbinoxidazei, polifenoloxidazei etc., accelerează folosirea de către plante a formei amoniacale și de azot și a celei nitrate. Deficiența cuprului în plantă duce la micșorarea intensității procesului de fotosinteză și la tulburarea metabolismului de azot. Cuprul activează respirația tisulară la plante și la unele animale și participă, împreună cu fierul, la formarea hemoglobinei. El este folosit la profilaxia și tratamentul anemiei, ataxiei ș.a.13

Capitolul 4 : Tipuri generale de compuși ai cuprului

4.1 Hidruri

Până în prezent nu s-a obținut o hidrură de cupru (II), se cunoaște numai hidrura CuH. Aceasta se poate obține în stare pură prin reducerea sulfatului de cupru (II) cu un hipofosfit alcalin, în prezența acidului sulfuric, în atmosferă de H2 curat, lipsit de oxigen și păstrând riguros anumite condiții de lucru:

2Cu2+ +3H2PO2- + 3H2O → 2CuH +3H2PO3- +4H+ (29)

Dacă se amestecă, la temperatura camerei, o soluție de CuI în piridină cu o soluție de LiAlH4 într-un amestec de eter și piridină, are loc următoarea reacție :

4CuI + LiAlH4 → 4CuH + LiI +AlI3 (30)

O hidrură de cupru, foarte instabilă, de culoare neagră, se formează prin combinarea directă a cuprului metalic cu hidrogenul atomic. La reducerea oxidului de cupru (II) se formează, de asemenea, urme de CuH, care se descompune cu formarea unei oglinzi de cupru.

Hidrura de cupru (I) se prezintă sub forma unei substanțe solide, de culoare brună-închisă sau roșie, în funcție de modul de preparare și de timpul de păstrare. Este nevolatilă, cu densitatea 6,38 g/cm3. Determinările roentgenografice plasează CuH în clasa hidrurilor interstițiale. Unii autori îi atribuie o structură hexagonal-compactă, alții, o structură cubică cu fețe centrate.

În stare uscată se descompune încetdeja la 55° C; în stare umedă este ceva mai stabilă. Încălzită repede la temperatură mai ridicată (110° C) se descompune cu explozie în H2 și cupru metalic roșu. Spre deosebire de celelalte hidruri metalice, CuH se descompune spontan și în atmosferă de H2 și nu se mai reface prin combinarecu hidrogenul. În aer se oxidează încet la CuOș în stare perfect uscată poate deveni explozivă.

O soluție eterică de LiBH4 reacționează cu o suspensie de CuCl tetrahidrofuran la -20° C, formând cantitativ CuBH4.Compusul se descompune în CuH, B2H6, B și H2.2

4.2 Oxizi

Se cunosc trei compuși ai cuprului cu oxigenul : Cu2O, CuO și Cu2O3.

Oxidul de cupru (I), Cu2O, apare în natură sub forma mineralului cuprit. Prin încălzirea cuprului într-o atmosferă oxidantă, la contactul dintre cupru și oxigense formează Cu2O. Se formează de asemenea, la reducerea oxidului de cupru (II) cu cupru metalic :

CuO +Cu → Cu2O (31)

Sau prin descompunerea termică a oxidului de cupru (II).

În laborator se poate obține adîugând la soluția unei sări de cupru (II), o soluție de hidroxid alcalin și un agent reducător (hidrazină, hidroxilamină, glucoză etc). La reducerea cu glucoză reacția decurge în modul următor :

CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2 + Na2SO4 (32)

2Cu(OH)2 + C6H12O6 → Cu2O +C6H12O7 +2H2O (33)

Oxidul de cupru (II), CuO, se formează ușor și cantitativ prin acțiunea oxigenului asupra cuprului fin divizat. Se mai poate obține prin fierberea unei suspensiide Cu(OH)2 în apă, prin descompunerea termică a azotatului sau a altor oxosăruri de cupru (II) :

Cu(OH)2 → CuO + H2O (34)

Cu(NO3)2 → CuO + 2NO2 +1/2O2 (35)

CuCO3.Cu(OH)2 → 2CuO +CO2 +H2O (36)

Oxidul de cupru, obținut prin aceste metode, este o pulbere amorfă de culoare neagră, cu o mare putere de absorbție a gazelor, este insolubil în apă, se dizolvă ușor în acizi minerali și în mulți acizi organici. În soluție apoasă de amoniac se dizolvă mai greu, dar dacă soluția conține și săruri de amoniu se dizolvă complet.

Oxidul de cupru (III), Cu2O3, a fost prima combinație a cuprului trivlent ce s-a obținut, abia în 1921, sub forma unei pulberi de culoare roșie închisă, prin oxidarea hidroxidului de cupru (II), proaspăt preparat, cu K2S2O8. Se poate obține și prin oxidarea unei suspensii de Cu(OH)2, proaspăt precipitat, într-o soluție de NaOH 34% cu NaOOH la -20°C. Oxidarea poate fi efectuată și cu alți agenți oxidanți.

4.3 Halogenuri si pseudohalogenuri

Dintre compușii binari ai cuprului cu halogenii, corespunzând formulelorgenerale CuX și CuX2 (X= F, Cl, Br, I), singurul care nu se cunoaște este CuI2. Fluorura de cupru (I), Cu F, pare să nu existe în stare solidă, fiind un produs la limita stabilitații. În stare gazoasă CuF a fost caracterizată în mod neîndoielnic, prin spectrul de benzi. Prin condensarea vaporilorse obține însă exclusiv CuF2. În fluorura de cupru (II) topită se stabilește între 900 și 1200° C un echilibru între Cu, CuF și CuF2 cu un procent de 70% CuF. Prin solidificarea topiturii se separă însă numai Cu și CuF2. Dacă se încălzește CuCl la 550-700° C, în curent de HF, se formează fluorură de cupru (I), prin reacție de dublu schimb (CuCl + HF → CuF + HCl), dar se menține numai atât timp cât se află în clorura de cupru (I) topită. Fluorura de cupru (I) pare să fie de culoare roșie-închisă.

Halogenurile de cupru (I), CuCl, CuBr, CuI, sunt substanțe de culoare albă insolubile în solvenți polari; cea mai insolubilă în apî este CuI. Toate se dizolvă în măsură mai mare sau mai mică, în agenți complexanți, cum CN-, NH3, S2O32-, precum și în exces de ioni halogenură X-

4.4 Compuși cu sulful

Cuprul se combină direct cu sulful formând diferiți compuși, în funcție de cantitățile de elemente puse în prezență, de temperatură și de presiune.

Sulfura de cupru (I), Cu2S, se formează la prersiune ridicată dintr-un amestec de 9 părți cupru și 5 părți sulf, ambele în stare fin divizată. Cu2S se formează cu un randament aproape cantitativ, prin prăjirea sulfurii de cupru (II) în curent de hidrogen, în prezența unei mici cantități de sulf.

La temperatură joasă Cu2S este rombică la fel cu calcozina. Prin încălzire la 105° C trece într-o modificație hexagonală.

Sulfura de cupru (I) este un bun conductor de electricitate, dar nu se cunoaște exact, până în prezent, dacă conducția este realizată prin electroni sau ioni sau prin ambele particule. Este practic insolubilă în apă și în sulfură de amoniu, dar se dizolvă în acizi minerali în prezența acgenților oxidanți, cum este oxigenul sau ionii Fe3+. Se dizolvă într-o mică proporțir în soluții amoniacale.

Sulfura de cupru (II) CuS se separă sub formă de precipitat negru, la barbotarea unui curent de H2S printr-o soluție acidă de sare de cupru (II). Sulfura de cupru (II) proaspăt preparată se oxidează ușor sub acțiunea oxigenului din aer, trecând în CuSO4. În stare pură se poate obține CuS dacă se încălzește timp de 4-5 ore la 100° C, o suspensie de cupru fin divizat într-o soluție de sulf în sulfură de carbon.

Sulfura de cupru (II) cristalizată corespunde covelinei naturale. Este hexagonală și prezintă o rețea stratificată deosebit de complicată și unică.

Sulfura de cupru (II) este insolubilă în apă, în acid clorhidric și în sulfuri alcaline. Se dizolvă ușor în HNO3 2n la cald și în H2SO3 concentrat fierbinte. În polisulfuri alcaline este relativ solubilă, iar în cianuri alcaline se dizolvă ușor.

Se cunosc mai mult polisulfurile de cupru de formulă : Cu4S5, Cu2S3, Cu2S5, Cu2S7 sau Cu2S6. La presiune ridicată a fost identificată o disulfură CuS2.

4.5 Sarurile acizilor oxigenati

Sulfatul de cupru (I), Cu2SO4, se poateobține numai în mediu neapos, de exemplu prin încălzirea oxidului de cupru (I) cu sulfat de metil la 160° C:

Cu2O + (CH3)2SO4 → Cu2SO4 + (CH3)2O (37)

Se poate obține alături de mici cantități de CuSO4 și prin acțiunea acidului sulfuric concentrat, la 180-220° C, asupra cuprului metalic în exces:

2Cu + 2H2SO4 → Cu2SO4 + SO2 + H2O (38)

Sulfatul de cupru (II), anhidru CuSO4, se obține sub forma unei pulberi de culoare albă, prin încălzirea pentahidratului CuSO4.5H2O între 250° si 350° C. În reacția dintre acetatul de cupru (II) și acidul sulfuric în acid acetic se obține mai întâi o soluție vâscoasă, din care se separă după un timp cristale rombice de CuSO4, de culoare albă.

Sulfatul de cupru (II), anhidru CuSO4, absoarbe ușor apa și se colorează în albastru în urma formării pentahidratului CuSO4.5H2O.

Sulfatul de cupru pentahidrat CuSO4.5H2O, este cea mai importantă sare de cupru (II). Se prepară industrial prin dizolvarea deșeurilor de cupru în acid sulfuric concentrat fierbinte. Este mai economic să se trateze deșeurile de cupru cu acid sulfuric diluat, cald sub un curent abundent de aer :

Cu + H2SO4 + 1/2O2→ CuSO4 + H2O (39)

Din soluțiile apoase de sulfat de cupru se separă prin concentrare, CuSO4.5H2O, sub formă de cristale tricline, mari, transparente, de culoare albastră, intensă din care cauză are denumirea comercială de piatră vânătă. Este singura sare solubilă a cuprului care apare în natură ca mineral.

Sulfatul de cupru heptahidrat CuSO4.7H2O, se separă la temperatura camerei sub formă de cristale monocline, dintr-o soluție suprasaturată de CuSO4.

Azotatul de cupru (I),CuNO3, nu s-a putut obține până în prezent în stare pură.

Azotatul de cupru (II), se poate obține prin dizolvarea cuprului în acid azotic.Se formează de asemenea prin dizolvarea oxidului, hidroxidului sau a carbonatului de cupru (II) în acid azotic. În toate cazurile, prin evaporarea soluției se separă cristale prismatice, albastre ale trihidratului Cu(NO3)2.3H2O, care este stabil până la punctul de topire.

Carbonații de cupru. Nu se cunoaște nici un carbonat de cupru monovalent.

Carbonatul normal de cupru (II), CuCO3, de asemenea nu s-a obținut până în prezent, dar se cunosc carbonații bazici de cupru (II), stabili și bine cristalizați : malachitul și azuritul , care apar în natură.

Acetatul de cupru (I), Cu CH3COO, se poate obține prin încălzire în tub deschis la 260-270 °C, a acetatului de cupru Cu(CH3COO)2.H2O. Formează cristale albe, relativ stabile în aer uscat. În prezența apei se descompune.

Acetatul de cupru (II), Cu( CH3COO)2, se obține în stare anhidrădin acțiunea vaporilor de acid acetic asupra oxidului de cupru (II), pur, încălzit până la 230° C sau prin încălzirea la 90° C a monohidratului Cu( CH3COO)2.H2O până la îndepărtarea completă a apei. Este de culoare verde-albăstruie, ușor solubil în apă.

4.6 Combinații complexe

Cuprul formează un număr mare și variat de combinații complexe, atât cu halogenii cât și cu liganzii ce conțin atomi donori O, S, N, P, As. Formează cationi sau anioni complecși, precum și complecși de tip neelectrolit.

Cuprul monovalent poate avea cifra de coordinație 2, 3 sau 4. Cu liganzi simpli coordinarea în compușii solizi este în general tetraedrică.

Cuprul (I) formează câteva specii de complecși polinucleari, de tipul [CuIL]4(L=R3P, R3As), În care patru atomi de metal ocupă vârfurile unui tetraedru și pe fiecare față a tetraedrului Cu, se află un atom de iod (Figura 10) cu trei legături în punte, iar de fiecare atom de cupru se leagă o moleculă de fosfină, respectiv arsină, substituită. Dacă anionul nu este un agent complexant se formează cationi tetracoordinați ca de exemplu [(R3P)4Cu]ClO4

2 P.Spacu, Marta Stan, Constanta Gheorghiu, Maria Brezeanu,Tratat de Chimie anorganica, volumul III, pp.313-314, 336, Editura Tehnica, Bucuresti, 1978;

5Costin D.Nenitescu, Chimie Generala, pp 1049+1051, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1972;

Figura 10 Structura speciei (CuIL)4 (L=R3P, R3As)

Compușii clorurii de cupru (I) cu unele fosfine substituite este posibil să se prezinte și o structură ciclică, similară cu cea a CuCl în stare de vapori de forma:

Figura 11 Structura ciclică a compușilor Cu (I)

O altă grupă de complecși polimeri ai Cu(I) sunt ditiocarbamații, de formulă generală [Cu(S2CNR2)]n. Pentru R=CH3, gradul de polimerizare pare să fie mare, iar pentru R=C2H5, studiul roentgenografic a pus în evidență tetrameri, ce conțin tetraedre Cu4 cu distanța Cu ↔ Cu suficient de mică (2,71Å ) pentru a sugera existența unor legături Cu—Cu.

Cuprul în stare de valență II formează combinații complexe ce pot avea una din următoarele structuri : structură octaedrică sau tetraedrică distorsionată, datorită efectului Jahn-Teller, structură plan-pătrată, structură de bipiramidă trigonalăși structură de piramidă pătratică.

Cuprul (II) formează mulți complecși cu liganzi cu azot; cei cu cifra de coordinație 4 sunt, în generali foarte stabili, iar cei cu cifra de coordinație 6 sunt puțin stabili.

Se cunosc numeroși complecși ai cuprului (I) cu liganzi cu oxigen (cu dialcooli, cu λ-dicetone, cu β-cetoesteri, cu oxiacizi, etc), precum și cu liganzi ce conțin mai mulți atomi donori diferiți.

Capitolul 5 : Biochimia cuprului

5.1. Generalități. Distribuție

Cuprul este un oligoelement esențial, care se găsește în organismul uman în mici cantități și este esențial pentru sănătatea fizică și mentală. Este studiat de foarte mult timp și încă nu îi este apreciată complet importanța pentru sănătatea umană.

Funcțiile Cuprului în organismul uman:

este important pentru integritatea oaselor și țesutului conjunctiv. Cuprul este necesar pentru fixarea calciului în oase, pentru construcția și repararea tuturor țesuturilor conjunctive, inclusiv tendoane, ligamente, piele, păr, unghii, artere, vene și alte țesuturi. Dezechilibrele Cuprului pot determina afectări osoase, de la spiculi osoși până la osteoporoză.

Cuprul este necesar pentru producerea energiei la nivelul celulelor, în etapele finale ale ciclului Krebs. Orice problemă a Cuprului determină oboseală, depresie și alte probleme legate de prea puțină energie.

Răspunsul imunitar al organismului depinde de echilibrul zinc-cupru. Când apar dezechilibre, persoana este supusă multor infecții, în special micotice și tip Candida la nivel digestiv sau la nivel respirator.

Sistemul glandular, în special tiroida și glandele suprarenale (adrenale) sunt foarte sensibile la cupru. În dezechilibrele Cuprului apar probleme precum hipotiroidia. Aceste probleme dispar după reechilibrarea alimentară, reducerea stresului și echilibrarea biochimiei organismului. Medicamentele sunt necesare doar o perioada scurtă, pentru controlul simptomelor.

Sistemul reproducător – se cunoaște relația dintre cupru și metabolismul estrogenilor. Cuprul este necesar pentru fertilitatea feminină și menținerea sarcinii. Dezechilibrele pot determina probleme genitale feminine, de la sindromul premenstrual, până la chisturi ovariene, infertilitate, pierderi de sarcină, tulburări sexuale și altele. Afectează mai mult femeile, dar și la bărbați dezechilibrul cuprului poate afecta potența și dorința sexuală.

Sistemul nervos – cuprul stimulează producția de neurotransmițători epinefrină, norepinefrină și dopamină. Este necesar și pentru monoamin oxidaza, o enzimă legată de producția de serotonină. Ca rezultat, Cuprul este implicat profund în toate aspectele sistemului nervos central. Dezechilibrele de Cupru sunt asociate cu tulburări psihologice, emoționale și neurologice, de la pierderi de memorie, în special la tineri și până la depresie, anxietate, tulburări bipolare, schizofrenie și altele.

Cuprul este component a numeroase enzime )tirosinază, acid ascorbic, oxidază vegetală, succinil dehidrogenază, uricază, γ-glutamamiltransferază, γ-glutamamillactamază, butiril-Co-A-dehidrogenază, citocromoxidază, monoaminoxidază, δ-aminolevulinic acid dehidrază, dopamin-β-hidroxilază, superoxid-dismutază (hepatocupreina) și al hemocianinei, pigmentul sanguin al nevertebratelor, cu rol important în hematopoeză, sinteza porfirineiși a numeroase procese metabolice.

Conținutul cuprului la adulți variază între 100 și 150 mg; distribuția sa în diferite organe componente ale organismului este însă foarte variabilă. Cel mai ridicat conținut (2,75-17 mg/g substanță uscată) se întâlnește în ordine descrescândă în ficat, creier, inimă și rinichi, iar cel mai scăzut în glandele endocrine, mușchi și oase (0,4-1,44 mg).

Ținând seama de masa mare a țesutului muscular și osos din organism, ele înglobează aproximativ 50% din totalitatea cuprului existent.

Concentrații intermediare (0.5-3 mg/g substanță uscată) se găsesc în plămâni, intestine și splină.

Cuprul hepatic este depozitat preferențial în celulele parenchimatoase, se mai găsește sub formă de hepatocupreină, cupru+proteină, cu un conținut de 0,34% cupru, masă moleculară 35000 și metalotianină, proteină care leagă cuprul și zincul în ficat.

La om, concentrația hepatică a cuprului este scăzută, fiind cuprinsă între 10 și 25 ppm.

În sânge cuprul se află în cea mai mare parte (circa 90-95%) puternic legat sub formă de ceruloplasmină și circa 7% slab legat de albumine și aminoacizi.

Sângele integral la adulți conține 80-130 mg/100 ml, iar plasma, în medie 91 mg/100 ml la bărbați și 85 mg/100 ml la femei. La nou născuți valorile cuprului seric sunt mai scăzute 65 mg/100 ml și cresc progresiv până la circa 164 mg/100 ml la copii și adolescenți.

În creier concentrația cuprului este relativ scăzută, cu o medie de 18 ppm. La om, substanța cenușie este mult mai bogată în cupru comparativ cu cea albă. Conținutul cuprului în creier scade în stări de carență și crește mult în intoxicații.

În organismul viu, cuprul ionic nu poate exista decât în stomac, unde valoarea pH-ului o permite. În organism cuprul se găsește în totalitatea lui legat sub formă de combinații complexe, asociat cu proteine, peptide, aminoacizi și probabil cu alte substanțe organice.

5.2 Carență și acțiune farmacologică

La omul adult nu a fost semnalată nicio carență în cupru chiar în regiunile unde ea era gravă la animalele erbivore. Necesitățile zilnice sunt de 1-1,6 mg la copii de 3-6 ani, 1,3 mg la copii de 6-10 ani și aproximativ 2 mg la adulți si sunt acoperite de sursele obișnuite de hrană.

Un număr însemnat de tulburări funcționale ca: anemia, creșterea întârziată, tulburări osoase, depigmentarea părului și a lânii, ataxia neonatală la miei, tulburări de reproducere, gastrointestinale și cardiovasculare la animale, au fost asociate cu lipsa cuprului alimentar. Ele sunt dependente de specia animală, vârstă, sex, mediul înconjurător, durată și conținutul deficitar al cuprului în alimentație.

În stări avansate de depleție cuprică, micșorarea marcantă a activității citocromoxidazei din ficat, mușchi și țesutul nervos joacă un rol important în tulburări de mielinogeneză, cu repercursiuni într-o gamă largă de alte activități de sinteză, dependente de formarea trifosfonucleotidelor prin fosforilare oxidativă.

La animalele de experiență, depleția cuprică este însoțită adesea de o lipsă a utilizării fierului, cu o creștere a concentrației sale în ficat și uneori de o hemosideroză caracteristică. Se știe că mobilizarea fierului tisular este intim legată de activitatea ceruloplasminei, mult scăzută în astfel de cazuri.

Cuprul ar interveni în absorbția fierului în tractul intestinal, în mobilizarea lui în depozite tisulare și are un efect esențial în sinteza hemoglobinei la mamifere. Procesul de pigmentare al părului și al lânei la animale este deosebit de sensibil la variația conținutului de cupru în organisme.

De altfel, cuprul este implicat în biosinteza elastinei aortice, cu un conținut însemnat de legături încrucișate dependente de formarea desmozinei, acid tetraaminotetracarboxilic și a izomerului său izodesmozina.

Constituent al citocromoxidazei, cuprul are un rol important în reacțiile de fosforilare oxidativă.

Acumularea anormală a cuprului în organism este caracteristică în boala lui Wilson. Se manifestă prin: ciroză hepatică, alterări degenerative ale regiunii lenticulare ale creierului, anomalii în metabolismul cuprului, tulburări renale și aminoacidurie anormală.

Combaterea acumulării cuprului este însoțită de ameliorarea clinică și de prevenirea bolii. În acest sens se utilizează mai des D-penicilamina.

Dezechilibrele de Cupru sunt de trei feluri: 

– intoxicația cu Cupru 
– lipsa (deficiența de Cupru) 
– și bio-indisponibilitatea Cuprului (există, dar corpul nu-l poate folosi) 
Cel mai frecvent se întâlnește combinația dintre bio-indisponibilitate și intoxicația cu Cupru (există mult Cupru în organism, pe care acesta nu-l poate folosi, și îl va depune în anumite organe). 
Cuprul se găsește în anumite alimente în cantitate mai mare: exemplu în carne, ouă, carne de pasăre, nuci, semințe și cereale. Fructele au un nivel scăzut de cupru. Hrana rafinată este săracă în Cupru. Copii au nevoie de mai mult Cupru decât adulții, datorită metabolismului lor mai activ. 
Persoanele stresate au Cupru excesiv în corp, pe care nu îl pot folosi. Acest lucru se întâmplă datorită faptului că proteinele cu rol de transportor pentru Cupru, precum ceruloplasmina sau metallothioneina sunt deficienta. Din cauza lipsei acestor proteine,cărăuș, Cuprul nelegat circulă liber prin corp și se acumulează în special în ficat, în creier și organele genitale feminine. 
Când Cuprul este indisponibil biologic, vor exista în același timp simptome de toxicitate tip Cupru, cât și cele de deficiență de Cupru.

Principalele simptome care apar datorită acestei condiții, prezente la din ce în ce mai mulți adulți și copii (datorită stresului) sunt:

1) Cuprul și sistemul nervos. 
Cuprul mai este numit și mineralul emoțional. Un biochimist american, dr. Eck, creatorul sistemului de reechilibrare nutrițională, spunea că diencefalul, sau creierul vechi, este cel care are nevoie de Cupru. Neocortexul, sau creierul nou are nevoie de Zinc. Acest neocortex este asociat cu emoții mai rafinate precum raționamentul, compasiunea și iubirea. 

Când apare un dezechilibru între Cupru și Zinc, persoana se reîntoarce la comportamentul creierului primitiv, așa numitul creier animal, foarte emoțional. De aceea se pot declanșa orice fel de probleme emoționale cu putință de la depresii, până la anxietate și violență, la tulburări obsesib-compulsive, tulburări bipolare, fobii și schizofrenie. Atacurile de panică, migrenele, senzația de ceață și confuzie mentală, agitația mentală, insomnia, nervozitatea, iritabilitatea și altele implică cuprul. 
Cuprul este legat de violența prezentă în prezent în lume, pentru că acest oligoelement accentuează emoțiile și determină un comportament fixist, rigid și intolerant.

2) Cuprul și infecțiile fungice 

Organismul omenesc folosește Cuprul pentru a controla multiplicarea fungilor (ciupercilor). Acest lucru se datorează faptului că oligoelementul Cupru favorizează metabolismul aerob, tipul de metabolism dezirabil pentru ființa umană. Mai specific, Cuprul este necesar, alături de Fier, pentru sistemul de transport electronic în cadrul căruia este produsă cea mai mare parte a energiei celulelor noastre (ciclul Krebs). 

În contrast, Candida și ceilalți fungi au un metabolism anaerob, adică acest lucru înseamnă că ele fermentează zaharuri pentru producția energiei lor. De aceea, atunci când Cuprul nu este disponibil pentru organism în cantitate suficientă, metabolismul aerob sau dependent de oxigen nu poate funcționa optim, în timp ce metabolismul anaerob sau fermentarea zaharurilor se dezvoltă la maxim. 

Din acest motiv, multe dintre culturi sunt stropite cu sulfat de cupru pentru a omorâ ciupercile și paraziții. Cuprul este utilizat și pentru piscine și băi, în vederea controlului creșterii fungilor (ciupercilor).

3) Cuprul și sistemul reproducător 

Femeile au tendința de a avea nivele de Cupru mai crescute decât bărbații. Dar tot ele prezintă și cel mai frecvent simptome ale dezechilibrului de Cupru.

Sindromul premenstrual apare foarte des din cauza dezechilibrului de Cupru. Acest lucru se întâmplă întrucât nivelul de estrogeni este corelat cu nivelul Cuprului și ambele cresc în perioada premenstruală. Din acest motiv, administrarea de Zinc suplimentar și vitamina B6 poate determina scăderea Cuprului suficient de mult cât să determină o reducere a simptomelor sindromului premenstrual. 

Alte simptome legate de dezechilibrul de Cupru sunt amenoreea, dismenoreea, fibroamele uternice, chisturile ovariene, boala inflamatorie pelvină, mastopatia fibro-chistică, endometrioza și altele.

Pierderile de sarcină și infertilitatea. 

Cuprul este foarte util pentru menținerea sarcinii. Studiile au arătat că femeile care prezintă nivele scăzute de estrogeni și nivele scăzute de Cupru prezintă mai des pierderi de sarcină. Corectarea dezechilibrelor de Cupru va ajuta imens o sarcină normală. Infertilitatea, pe de altă parte, este mai frecventă la femeile care prezintă Cupru crescut sau indisponibil biologic.

Acest lucru se poate datora în parte si slăbiciunii glandelor suprarenale, care la rândul lor pot determina dezechilibrarea Cuprului. Există multiple alte cauze ale infertilității. 
Libido-ul scăzut la bărbați și femei este legat frecvent de dezechilibrul de Cupru. Femeile cu Cupru indisponibil biologic și nivele crescute de Cupru în organism (analiza minerală a firului de păr) nu mai au nici un interes în sex. Energia lor scade și corpul le amorțește, pentru că apare și un exces de Calciu în țesuturi care determină o scădere a sensibilității sistemului nervos. 
Interesul sexual scăzut la bărbați este legat de Cupru, care interferă cu metabolismul Zincului, în multe situații. Sperma bărbaților este foarte bogată în Zinc. Dacă acesta scade, atunci apar probleme atât de fertilitate cât și de dinamică sexuală. De cele mai multe ori, aceste probleme se pot corecta ușor prin reechilibrarea nivelelor de Cupru și Zinc prin folosirea metodelor de nutriție echilibrată. 

Femeile care au prea mult Cupru (intoxicație cu Cupru) prin indisponibilitatea biologică a sa, au și o predominanță estrogenică. Adică au mai mult estrogen decât progesteron în organism sunt mai plinuțe și cu mai multe curbe ale corpului. Echilibrarea se face prin balansarea Cuprului, nu prin administrare de progesteron.

Zincul este elementul masculin și Cuprul este elementul feminin.

Când apar dezechilibrele, atât la bărbați, cât și la femei, apar simptome de intoxicație cu Cupru. La bărbați, printre simptomele toxicității Cuprului enumerăm mărirea de volum a prostatei, infecțiile prostatice și într-o anumite măsură, cancerul prostatic, tulburări de dinamică sexuală, depresie, anxietate sau chiar violență, dureri testiculare și uneori cancer testicular. 
Administrarea de contraceptive orale și existența unui sterilet modifică clar nivelul de Cupru din organism

4) Cuprul și țesutul conjunctiv

 Cuprul este necesar pentru formarea colagenului. Deficiența de Cupru este legată de prezența aterosclerozei și altor afecțiuni cardio-vasculare. Cuprul în exces sau indisponibilitatea biologică a acestui determină adesea probleme ale țesutului conjunctiv, prin interferarea cu legăturile bisulfidice ale țesutului conjunctiv. 

Cuprul este direct antagonist cu vitamina C. Aceasta înseamnă că se opun unul altuia în organism. De aceea foarte mulți oameni se simt mai bine când iau vitamina C. Cuprul tinde să oxideze și să distrugă vitamina C din organism. Iar vitamina C chelează, adică leagă și elimină din organism Cuprul. Doza zilnică de vitamina C ar trebui să fie de minim 500 mg pe zi, mult mai mare decât cea considerată normal doză zilnică (60 mg pe zi). Multe persoane știu că vitamina C are o importanță critică pentru țesutul conjunctiv. Unul dintre simptomele cele mai pregnante ale deficienței de vitamină C sau scorbut este sângerarea la diferite nivele, de exemplu sângerarea gingiilor. Acest lucru se datorează slăbiciunii țesutului conjunctiv. 

Astfel, un exces de Cupru poate determina cu ușurință o deficiență de vitamina C în organism, cu toate simptomele acesteia. În mod ciudat, și deficiența de Cupru determină probleme ale țesutului conjunctiv, în special la nivelul sistemului cardio-vascular, unde se asociază cu tendința la anevrisme și ateroscleroză. 

Simptomele asociate cu tulburări ale țesutului conjunctiv și articulațiilor includ artrita, osteoporoza, vergeturile și diferite alte probleme articulare. Altele pot include chiar scolioza și alte tulburări posturale, precum și multe probleme ale pielii, părului, unghiilor de la mâini și picioare, precum căderea părului sau măcinarea unghiilor.

5) Cuprul și dependențele (adicțiile)

. Există o personalitate Cuprică, în care excesul de Cupru determină anumite comportamente. Trăsăturile pozitive includ natura emoțională, sensibilă, adesea cu orientare artistică și naivitate copilărească. Adesea persoanele cu nivel crescut de Cupru arată mult mai tinere decât sunt în realitate. Multe dintre trăsăturile feminine tradiționale sunt asociate cu Cuprul: blândețea, bunătatea și intuiția. Acest lucru se poate lega de calitățile Cuprului metalic, care include moliciunea, maleabilitatea și conductibilitatea electrică excepțională. 
Dacă personalitatea nu este complet integrată sau cuprul este prea ridicat, atunci apar și trăsăturile negative. Acestea inclus senzație de rătăcire mentală, gânduri multiple și rapide, trăirea într-o lume imaginară și naivitatea. Alte calități sunt copilăreala excesivă, emoțiile excesive, sentimentalismul, o tendință spre depresie, frici, furie ascunsă și resentimente, fobii, psihoze și violență. Artiștii, inventatorii și alte tipuri hiper-cuprice trăiesc pe muchie de cuțit, tocmai datorită nivelului crescut de Cupru. 

Personalitatea tip Cupru are tendința de a acumula rapid Cupru. Acesta poate funcționa ca un mecanism de apărare psihologic. Determină o ușoară detașare de realitate a persoanei și favorizează ușurarea stresului la un individ sensibil. Este un mecanism bun, atâta timp cât Cuprul nu crește prea mult. Creșterile prea mari de Cupru determină rupturi psihotice de realitate, precum în schizofrenie. 

Personalitățile tip Cupric sunt mai atrase de alimente precum zahărul și dulciurile sau alimentele sărate, datorită insuficienței glandei suprarenale. Sucul de fructe poate fi de ajutor temporar, dar uneori poate accentua simptomele.

 Un al simptom comun al excesului de Cupru îl poate reprezenta lipsa apetitului sau un anumit grad de anorexie. Cuprul în exces taie pofta de mâncare, în timp ce Zincul stimulează centrul foamei din creier. Zincul este necesar și pentru simțul mirosului și al gustului. La adolescenți, unde hrana constă în carbohidrați de proastă calitate, precum pizza, apar dezechilibre ale Cuprului și Zincului frecvente.

Cuprul este necesar și pentru buna funcționare a metabolismului Fierului. De aceea, o cauză importantă în anemii, în special la femei, o reprezintă dezechilibrul Cuprului. La analizele de sânge, arată exact precum o anemie feriprivă, dar nu apare nici o îmbunătățire prin suplimentarea de fier. Dacă se echilibrează nivelul Cuprului, anemia dispare rapid.

7) Cuprul și cancerul 

Dezechilibrul de Cupru afectează sistemul imunitar, cu creșterea tendinței la infecții și la angiogeneză tumorală. În cancer apar toate cele trei disfuncții ale Cuprului, lipsa de Cupru, intoxicația cu Cupru și bio-indisponibilitatea Cuprului. 

Sunt multe mecanisme prin care Cuprul influențează apariția și dezvoltarea unui cancer: 
Cuprul determină toxicitate la nivel hepatic, blocând funcționarea acestui organ și nepermițându-i să-și îndeplinească funcțiile de drenaj metabolic.

Cuprul afectează funcționarea glandei tiroide. 

Cuprul stimulează dezvoltarea infecțiilor micotice, precum Candida, care agravează evoluția cancerului. 

Excesul de Cupru interferă cu metabolismul Zincului, principalul mineral necesar pentru un răspund imunitar.

8) Cuprul și copiii

Cuprul are un impact incredibil asupra copiilor, în special a celor mici. Multe dintre afecțiunile lor, precum otitele, erupțiile cutanate și mătreața se datorează dezechilibrului Cupru-Zinc. Alte probleme legate de acest dezechilibrul pot fi tulburările de dezvoltare și învățarea, SADH, colicile, problemele de somn și cancere la copii. 

Copii se nasc cu nivele mai crescute de Cupru. Copii mici sunt foarte sensibili și intuitivi. Ei își pierd o parte din această sensibilitate, pe măsură de nivelul Cuprului scade după vârsta de 4 ani. În prezent, la majoritatea copiilor se observă nivele foarte crescute de Cupru, în cea mai mare parte ascuns în țesuturi. 

Dezechilibrele Cuprului la copii apar în timpul sarcinii, datorită problemelor mamelor. Ca urmare a dezechilibrului de Zinc-Cupru din laptele mamelor, tulburarea se accentuează, atunci când copilul este alăptat. Dieta copiilor este de cele mai multe ori dezechilibrată, iar zahărul (din toate dulciurile) este o otravă care elimină Zincul și promovează creșterea Cuprului. Stresul de acasă sau la școală este un alt factor critic pentru copii sensibili, care efectiv îi împinge la limita răbdării. 
În situații de stres, de orice fel, se pierde Zinc și crește nivelul Cuprului. 

Vaccinările și medicamentele chimice pot accentua dezechilibrul Cupru-zinc, prin eliminarea zincului. Dezechilibrele de Cupru la copii se asociază cu întârzierea dezvoltării, tulburări de atenție și învățare, comportament anti-social, hiperactivitate, autism și infecții frecvente (precum otite).

9) Cuprul și sistemul cardio-vascular 

Cuprul indisponibil biologic determină apariția aterosclerozei și a tendinței la anevrisme. Ateroscleroza este secundară de cele mai multe ori unei slăbiciuni a peretelui vascular. Corpul încearcă să reîntărească pereții slăbiți sau inflamați ai arterelor prin tapetarea lor cu calciu la interior, sub forma plăcilor de aterom. 

Excesul de Cupru este asociat cu prolapsul de valvă mitrală și alte probleme cardiovasculare.

10) Cuprul și societatea 

Cuprul este numit și mineralul iubirii sau mineralul intuitiv, feminin, pentru că este atât de important pentru aparatul reproducător feminin.

Creșterea nivelului Cuprului atât la femei, cât și la bărbați în ultima sută de ani, a dus, printre altele la creșterea accentului pe egalitatea dintre femei și bărbați, a dus la cunoașterea intuitivă și religioasă, precum și la mișcările „new age” sau alte mișcări spirituale.

11) Dietele vegetariene și Cuprul 

Cuprul în exces interferează cu Zincul, un mineral necesar pentru fabricarea enzimelor digestive. Prea mult Cupru împiedică și funcția glandei tiroide și funcționarea ficatului. Dacă este prea sever, excesul de Cupru determină ca persoana să devină obligatoriu vegetariană. Acest lucru înseamnă că nu mai poate digera carnea foarte bine. Și viceversa este adevărat, dacă o persoană devine vegetariană din orice fel de motiv, nivelul general de Cupru va crește. 
Proteinele vegetale sunt bogate în Cupru și sărace în Zinc. 

La început, dietele vegetariene dau rezultate bune. În timp, apar simptome precum oboseala, senzația de ceață mentală și alte simptome. Senzația este că devii mai spiritual, dar de fapt ești intoxicat cu Cupru! Nevoia pentru carne reapare când nivelele de Cupru și Zinc se reechilibrează. 
Unele persoane cu o cantitate prea mare de Cupru în organism nu pot mânca deloc proteine. În schimb poftesc la dulciuri (pentru că proteinele le produc simptome de greutate în digestie). Consumul de proteine stimulează activitatea glandulară, aceasta eliberează Cuprul din depozite, ceea ce provoacă simptome. Acești indivizi au nevoie să mănânce proteine și simptomele vor dispărea în timp.

Sindromul de oboseală cronică sau epuizarea glandelor suprarenale este adesea legat de dezechilibrul de Cupru din organism.

Reducerea Cuprului în exces din țesuturi se poate realiza prin mai multe metode:

Reechilibrarea biochimiei organismului, stimularea producției de energie și îmbunătățirea activității glandelor suprarenale. Pentru a sprijini funcționarea glandelor suprarenale, evitați dulciurile (de orice fel, inclusiv fructele) și consumați proteine la fiecare masă. Suplimentele care sprijină glanda suprarenală sunt vitaminele A, C și E, manganul, zincul și complexul de vitamine B: Proteinele animale sunt foarte bune, datorită conținutului crescut de zinc, vitamine B și amino-acizi sulfurați care includ cisteina și taurina.

Reducerea fricii și stresului prin diferite metode terapie personală, meditație, odihnă și schimbări în stilul de viață (simplificați viața!)

Stimularea organelor de eliminare, a ficatului, pielii și colonului. Enzimele digestive, în special pancreatina, sunt foarte importante.

Excelentă este și terapia prin saună, în special sauna cu infraroșii.

Alte metode bune sunt clismele cu cafea, irigările colonului și masajul corporal.

Nu sunt necesare substanțele chelatoare, care au multe efecte secundare nedorite.

Oamenii cu exces de Cupru sunt foarte sensibili și au nevoie să încetinească un pic ritmul, să se relaxeze mai mult, să mai dea la o parte furia și să învețe să mediteze. Unii au nevoie de schimbări mari în relațiile lor, în munca, în locuința sau alte aspecte importante ale vieții.

Darul intoxicatiei cu Cupru. 

Toate simptomele produse de intoxicatia cu Cupru ne fac sa ne cautam, sa ne întelegem viata în profunzimea ei, să înțelegem problemele cu care ne confruntăm. Adesea, intoxicația cu Cupru este semnalul că o persoană nu-și trăiește viața la potențialul pe care îl are, că nu manifestă practic toate darurile cu care a venit pe pământ. 

Cu multă compasiune pentru fiecare dintre noi și cu un program de reechilibrare alimentară, se poate regăsi adevărata balanță interioară a ființei.

Capitolul 6. Proteine albastre care contin cupru

Proteinele albastre cu cupru sunt proteine cu absorbție puternică în jurul valorii de 600 nm. Sunt paramegnetice în formă oxidată și au o despicare hiperfină îngustă în spectrul RPE. Proteinele ce sunt in general privite ca proteine albastre de cupru sunt :

-Azurina, Amicianina și Rusticianina care se găsesc în bacterii si

-Plastociana, Umecianina, Stellacianina, Plantocianina si Mavicianina care se găsesc în plante

6.1 Azurine

Este o cupruproteină cu masa moleculară de 14000 daltoni, care se găsește în bacterii cum ar fi cele denitrificante. Azurinul este implicat în lanțul respirator mitocondrial, in care are rolul de a transfera electroniîntre citocromul C551 și citocromoxidază

O trăsătură funcțională a acestor structiuri proteice similare este aceea că leagă cofactori caȘ metal sau antigen sau o moleculă organică mică, darn u întotdeauna în aceeași poziție relativă.

6.2 Plastocianine

Desi cuprul a fost recunoscut ca un element esențial al plantelor în 1937, plastocianina nu a fost caracterizată până în 1961, când au făcut-o Katoh și Tokamyio. Plastocianinele se află aproape în toate cloroplastele din toate organismele, inclusiv în unele bacterii verzi-albastre. S-au observat unele cazuri în care un citocrom C553 poate să rezulte în locul plastocianinei. Alte proteine mici albastre cu cupru din plante includ stellacianina, umecianina, plantacianina (proteina albastra din castravete) și mavicianina. Acestea nu sunt toate asociate cu cloroplastele.

Plastocianinele sunt în general mai mici decât cupredoxinele bacteriale și maximul absorbției lor este la o lungime de undă ușor mai scăzută , 597 nm, în loc de 625 nm. Spectrul lor RPE este ca al azurinelor, de obicei axial , cu constante de ddespicare hiperfină mici. Purificarea este uneori complicată de prezența unei fericianide legate, care este folosită pentru a menține proteina în stare oxidată. În general, plastocianina nu conține arginină și triptofan și are numai o cisteină.

Plastocianinele din alge sunt în general mai lungi decât cele mai lungi decât cele din plante și pot fi mai puțin acide. Succesiunea completă a celor 12 plastocianine se referă la 67 de secvențe cunoscute. Succesiunea completă a celor 12 plastocianine se referă la 67 de secvențe cunoscute.

Structura determinată prin analize cu raze X a plastocianinei din frunzele de plop a fost raportată la o rezoluție de 2,7 Å și alte detalii au apărut la 1,6 Å. A fost cristalizată la pH=6,0 din tampon fosfat și sulfat de amoniu. Structura a fost descoperită utilizând metoda substituirilor izomorfe multiple, una din variantele metodei fiind creată prin înlocuirea cuprului cu Hg (II). Distanțele metal-ligand determinate din structura oxidată rafinată la 1,6 Å sunt Cu-N (His37) =2,04 Å, Cu-S (Cys83) =2,13 Å și Cu-S=(Met92) =2,9 Å.

Structura determinată cu ajutorul razelor X a formei reduse a plastocianinei provenită din frunzele de plop, a fost obținută la diferite pH-uri. Este interesant că la Ph scăzut distanța His87-Cu crește mai mult decât ar fi de așteptat. Freeman susține că de fapt histidina devine protonată, astfel încât poate fi făcută o bună corelație între distanța Cu-N și pH, iar în analiza cu raze X, se cercetează o medie de molecule protonate și neprotonate. La pH=6, există o diferență mică în înconjurarea cuprului între formele oxidată și redusă, pe când l pH coborât, His87 devine protonată și cuprul devine trigonal, legat de metionină, histidină și cisteină.

Alte plastocianine au fost descoperite în mazăre și grâu și cea mai interesantă, cea din algele verzi. Succesiunile algei, îndeosebi cele din Anabaena diferă puțin de cele ale plantelor, deși toate resturile rămân aproape neschimbate. De remarcat banda negativă alcătuită din resturile 42-45 este hidriofobă în succesiunea anabaenei. Succesiunea plastocianinei din din Enteromorpha nu a fost găsită, iar dacă o structură ar fi disponibilă, comparațiile între funcționalitățile celor două ar fi doar afirmative.

Recent din studii cristalografice preliminare , s-a obținut pentru plastocianina din castravete un cristal secund al plastocianinei din alga Enteromorpha prolifera și secvența din plastocianina Pc cucumber.

Capitolul 7 : Proteina care conțin cupru, transportori de oxigen

7.1 Hemocianina

Hemocianina este o proteină ce fixează reversibil oxigenul utilizat de moluște și artopode. Contrar denumirii ce o are este o metal proteină ce nu conține hem.

Hemocianina artropodelor este formahexameră sau multimeră ; fiecare subunitate are o masă moleculară de aproximativ 75000, conținând 400-650 aminoacizi și doi atomi de cupru. Hemocianina cu greutatea cea mai mare este cea din crabi, formată din opt unități hexamerice, având masa M =3,5 . 106

Hemocianina moluștelor conține de asemenea entitati dinucleare de cupru, dar structura cuaternară este complet diferită. Acestea sunt molecule cilindrice cu 10 sau 20 subunități. Masa lor moleculară poate să atingă 9 . 106. Centrele conținând cupru sunt situate pe unități denumite funcționale ca masa M =50000, care se repetă de șapte sau opt ori într-o subunitate. De remarcat că, în raport cu hemoglobinele hemertinele, o subunitate a hemocianinei conține o entitate dinucleară de cupru și este formată din mult mai mulți aminoacizi.

Structura unei mici hemocianine hexamerice dintr-o varietate de homar, a fost determinată prin radiocristalografie, în forma deoxi. Centrul activ conține doi ioni de Cu (I) legați fiecare de trei resturi histidinice ca în figura 12

Figura 12 Structura centrului activ al deoxihemocianinei

Dioxigenul este redus la peroxid și se realizează o punte o punte între doi atomi de cupru, ce sunt acum Cu(II) ( )

7.2 Tirosinaza

Este o monooxigenază ce se găsește în microorganisme, plante și animale și catalizează hidroxilarea monofenolilor la orto-difenoli și continuă oxidarea acestora până la orto-chinone. Tirosinaza este responsabilă de implicarea chimică în taninarea pielii și în reacția de îmbrumare observată la cartofi, mere, banane, ciuperci, atunci când sunt cojite și supuse oxigenului. Colorarea în brun se datorează conversiei biochimice a tirosinazeila pigmentul viu colorat numit melanină.

Compararea spectrului RPE, a celui de absorbtie electronică și a proprietăților spectroscopice de rezonanță Raman a tirosinazei și a derivaților ei, cu acelea ale hemocianinei, stabilesc o asemănare a structurilor nactive a acestor două proteine. Centrul activ al tirosinazei are aparent , o accesibilitate mai mare la liganzii exogeni, inclusiv la moleculele substratului, în comparașie cu cu centrul activ al hemocianinei. Similitudinea dintre starea oxi a hemocianinei și cea oxi a tirosinazei, duce la o relație probabil strânsă între legătura din dioxigen și abilitatea de a-l activă pentru încorporarea în substraturi organice.

Acest lucru este ilustrat în figura 13

Figura 13 Mecanismul functionarii tirosinazei și relatia dintre hemocianina și tirosinază

7.3 Galactozoxidaza

Este o metalooxidoreductază responsabilă de oxidarea alcoolilor în ciuperci

RR’CHOH + O2 → RR’CHO +H2O2 ( )

Enzima conține în situsul catalitic un ion de Cu (II) de tip 2, situat în centrul unei piramide cu baza pătrată, coordinat la două resturi de histidină, două de tirosină și un ion acetat (figura 14 ).

Figura 14 Situsul activ în galactozoxidază

În 1970 că resturi Tzr272 se găsește în enzimă sub formă de radical tirozil care participă ca intermediar la scoaterea hidrogenului din substrat (ecuația…de mai sus)

Capitolul 8 : Efectele cuprului asupra organismului uman

Cuprul, impreuna cu azotul si sub influenta fierului, stimuleaza metabolismul renal. Prin controlul diurezei, rinichii stimuleaza, pe baza unui mecanism de bio-feedback, fluxul circulatiei si compozitia sangelui, influentand astfel, intr-un mod indirect, anabolismul, dezintoxicarea, eliminarile si echilibrul acido-bazic. In cazul insuficientei cuprului in organism, prin intermediul "buclei" cupru-rinichi si al sistemului endocrin renal se produce diminuarea proceselor metabolice si a motilitatii intestinale, hipotensiune arteriala, scaderea sensibilitatii generale si a tonusului. Patologia se manifesta prin staze venoase, varice, hemoroizi, sangerari, distonie neurovegetativa, adinamie. In aceste cazuri trebuie asigurat aportul natural de cupru (si de fier – metal cu care cuprul realizeaza o unitate functionala). In cazul excesului de cupru din organism, prin intermediul "buclei" cupru-rinichi si al sistemului endocrin renal se produce intensificarea proceselor metabolice, hipertensiune arteriala, hipertoni meteorism abdominal, alergii, reumatism, inflarnatii.

La nivelul aparatului digestiv, cuprul stimuleaza peristaltismul, secretia sucului gastric, secretia de bila si de suc pancreatic, digestia proteinelor, absorbtia fierului si absorbtia principiilor nutritive (rezultate prin digestie) in sistemul limfatic si in vena porta. El stimuleaza de asemenea functiile pancreasului, ale ficatului. si anabolismul (facilitand astfel cresterea).

Perturbarile activitatii subtile a cuprului determina la nivelul aparatului digestiv fie hiperaciditate, reducerea simtului gustativ, greata, varsaturi, meteorism abdominal, colici, fie dispepsie cu hipoaciditate, atonie, constipatie. Aceste tulburari dispar prin aport natural de cupru.

La nivelul aparatului respirator, cuprul controleaza motricitatea (impreuna cu mercurul si cu fierul), dinamica circulatiei pulmonare, metabolismul, eliminarea dioxidului de carbon.

Perturbarile activitatii subtile a cuprului determina crize de tuse spasmodica (in special noaptea), bronsita astmatiforma, astm (crize de sufocare), sensibilitate la curentii de aer rece.

La nivelul glandei  tiroide si al glandelor paratiroide cuprul stimuleaza sinteza normald hormonilor. Pe de alta parte, printr-un mecanism de biofeedback, hormonii tiroidieni controleaza nivelul seric al cuprului. In caz de hipertiroidie se manifesta o stare generala de excitatie (agitatie), exoftalmia, scaderea in greutate, tahicardia, iar in caz de hipotiroidie se mamifesta o stare de adinamie, cresterea in greutate, bradicardia. Perturbarile tiroidei, fie in azul hiperfunctiei fie in cazul hipofunctiei, se realizeaza si prin aportul natural de cupru.

Sintetizand, actiunile principale ale cuprului sunt:

-Intervine in metabolismul calciului si al fosforului. Participa la formarea oaselor.

-Intervine in procesul de crestere.

-Intervine in absorbtia si in metabolismul fierului, avand un rol important in sinteza hemoglobinei si in formarea globulelor rosii; are deci o actiune antianemica.

-Are rol in sinteza proteinelor si a prostaglandinelor.

-Intervine in absorbtia vitaminei C (permitand lupta impotriva infectiilor); -In asociere cu vitamina C, cuprul ajuta fierul sa se fixeze in globulele rosii si in muschi, si favorizeaza maturizarea oaselor, prevenind demineralizarea prin actiunea asupra colagenului din acestea.

-Regleaza functiile hipofizei, ale tiroidei si gonadelor, si stinuleaza suprarenalele.

-Diminueaza factorul natriuretic, care este hormonul hipotensiv secretat de inima.

-Favorizeaza secretia de enzime pancreatice, ajutand la absorbtia intestinala a grasimilor si a zaharurilor.

-Stimuleaza sinteza tecii de mielina a nervilor, participand la unele conversii de aminoacizi si la sinteza fosfolipidelor.

-Este un tonic nervos. Carenta de cupru poate predispune la boli ca dementa  si maladia Alzheimer.

-Intareste sistemul imunitar. Actioneaza asupra timusului, a ganglionilor limfatici si a splinei, (carenta de cupru incetineste raspunsul limfocitelor impotriva germenilor, mai ales in splina).

-Este un agent antiviral si antibacterian. Are actiune directa asupra focarului infectios. Actiunea bactericida de contact este mult mai mare decat a altor elemente minerale (1 mg de cupru poate distruge 5 mg de bacili Coli sau de stafilococi aurii).

-Are rol in metabolismul lipidic; scade colesterolul.

-Cuprul, asociat cu zincul, echilibreazd reactiile de oxidoreducere, favorizand actiunea seleniului si a fierului.

-Cuprul intervine in sinteza: superoxidismutazei (care are rol de prevenire a leziunilor tisulare produse de radicalii liberi), ceruloplasminei (proteinsa ce permite transportul cuprului si utilizarea fierului), citocromoxidazei (are rol in etapa terminala a oxidarilor celulare); deficitul de citocromoxidaza determina alterarea sau chiar moartea celulei; citocromoxidaza, asociata cu fierul, permite incorporarea fortei vitale in moleculele de ATP, care sunt depozite de energie.

transaminazei (are rol in metabolismul aminoacizilor), lizinoxidazei (influenteaza elasticitatea peretilor arteriali, a tendoanelor si a ligamentelor prin faptul ca favorizeaza reticularea elastinei si a colagenului).

-Pigmenteaza si protejeaza pielea si parul (favorizeaza formarea melaninei).

-Previne accidentele vasculare si anevrismele.

-Asigura buna functionare a articulatiilor.

-Are rol in acuitatea perceptiilor gustative (permite perceperea savorii alimentelor).

-Previne sterilitatea.

-Stimuleaza anabolismul.

-Stimuleaza formarea sucului gastric.

-Stimuleaza secretia de hormoni tiroidier i (tiroxina, triiodotironina).

-Asocierea cuprului cu fierul si cu magneziul este utila in curele de slabire, pentru a sustine regimul alimentar specific si pentru a evita oboseala, iritabilitatea psihica si somnolenta.

– Antialergic

-Anticancerigen

-Antidot al cadmiului

-Antiinflamator

-Antiseptic

-Antiulceros

In cazul deficitului de cupru pot aparea:

-afectiuni dermatologice (cuperoza, dermita seboreica, ulceratii la nivelul pielii)

-anemie, anevrisnie si disectii de artere, anorexie

-aritmii, artrita, asimilarea defectuoasa a fierului, astenie

-demineralizare osoasa, depigmentarea parului

-dificultati de acomodare a respiratiei la efort, edem

-emfizem pulmonar, hipercolesterolemie

-fracturi osoase, fragmentari ale structurilor elastice

-imunitate scazuta, insuficienta venoasa (varice)

-osteoporoza, paloare, tulburari cardiovasculare (in general)

-tulburari de elasticitate a tesuturilor (in special ale arterelor);  determinea slabiri ale peretilor vasculari, putandu-se ajunge la ruperea lor

-tulburari tiroidiene, tulburari trofice, tromboza, vitiligo

tetanie, hipotensiune arteriala, spasmofilie, cianoza

-hipoclorhidrie, colici intestinale, constiptie, staza venoasa

-ciroza hepatica, litiaza biliara, litiaza urica, dureri vezicale

-crampe musculare, distrofie osoasa, artroza, guta, alopecia

-apatie, stare generals de inhibtie (psihica), torpoare, anxietate

-manifestari schizofrenice, dispepsie, perturbari ale absorbtlei intestinale

-distonii, tulburari de crestere, diaree cronica cu pierdere in

-rahitism, osteomalacie paralizia membrelor

-fenomene de degenerescenta la nivelul sistemului nervos1

Concluzii

Necesarul zilnic de săruri al organismului este de 2-4 mg, necesar pe care regimul alimentar nu îl poate asigura întotdeauna. Absorbția cuprului se face mai ales prin stomac și este favorizată de un PH alcalin, precum și de natura sării de cupru (mai ales sulfați, azotați sau cloruri). Alți factori care favorizează asimilarea acestui element sunt sărurile de fier, cianuri etc. Retenția tisulară este determinată de modul de administrare, de combinația chimică și de vârstă.

Organul central al metabolismului cuprului este ficatul. De aici trece în sânge sub formă combinată cu o proteină. Absorbția cuprului se face prin hrană, iar excreția pe cale digestivă, prin bilă si materii fecale.

Cuprul interferează cu fierul în procesul de hematopoeză (proces de formare și de maturizare a celulelor sangvine). Deficitul acestui metal favorizează depozitarea fierului. La fel ca și în cazul zincului, concentrația plasmatică evoluează discordant; metabolismul sărurilor de cupru este, în acest caz, controlat de hormonii hipofizari.

Cuprul intervine în activitatea generală a organismului prin intermediul a diferite metabolisme. Sărurile de cupru ajută la menținerea integrității pereților vasculari (prin intervenția în metabolismul țesutului conjunctiv) și intervine în fenomenul mielogenezei și în cel de osificare. De aceea, lipsa lui poate produce fenomenul de osteopatie. La copii, deficitul de cupru poate duce la tulburări în formarea globulelor roșii, ceea ce favorizează apariția anemiei.

Cuprul acționează, totodată, ca antiinfecțios în apărarea organismului, în efectele antiinflamatorii ale reumatismului acut, precum și în cel antitumoral.

Ca toate celelalte minerale de care organismul are nevoie ca sa fie sănătos, și cuprul are locul și rolul lui foarte bine stabilit în corpul uman. Cercetatorii spun că, încă din al treilea trimestru de sarcină, acest mineral este deja stocat în organismele noastre. Cuprul este vital în formarea oaselor și a pielii și pentru buna functionare a creierului și nervilor.

Daca avem un păr gros, des si ușor de aranjat, unghii puternice și nepătate, o piele fermă, curată si catifelată, asta nu se datorează, în niciun caz, cosmeticelor ci, în primul rând, zestrei genetice pe care am moștenit-o și apoi mineralelor de care organismul nostru are nevoie pentru o dezvoltare armonioasă.

Acestea pot fi obținute consumând alimentele care le conțin. Cuprul se găsește în semințe de floarea soarelui, semințe de susan, legume cu frunze verzi, stafide, kiwi, cartofi. O altă sursă bogată de minerale este apa minerală, care astăzi se găsește în toate magazinele și este la îndemana tuturor.

Deficitul de cupru are aceleași consecințe ca și în cazul fierului. La copii, se manifesta prin tulburări de crestere și dezvoltare și, mai târziu, prin producerea insuficientă de hemoglobină și stări de slăbiciune generală.

De asemenea, din cauza lipsei de cupru, lucru care, susțin specialiștii, se întâmplă destul de rar, s-au constatat malformații ale mâinilor și picioarelor, îmbătrânirea prematură a pielii și căderea părului, mai ales la bărbați.

Importanța cuprului este deosebită și activitatea lui în organism se leagă de a celorlalte minerale. Cuprul produce și întreține mielina, învelișul de protecție al nervilor, stimulează producția de dopamine, controlează metabolismul estrogenilor și întărește imunitatea.17

Fiecare mineral aduce anumite beneficii organismului, de aceea nu este recomandat să se facă exces de unul anume. Cea mai recomandată sursă de minerale este consumul fructelor și legumelor.

Fiind alimentat corect, organismul știe cât sa-și ia pentru o corecta funcționare, din ceea ce i se ofera.

Oamenii de știință americani atrag atenția că dacă țevile de apa din case sunt din cupru, acestea trebuie schimbate, mai ales dacă cei ce locuiesc acolo au trecut de 50 de ani, pentru că riscă să se imbolnăvească de Alzheimer sau de boli de inimă.

Cercetările au arătat că, odată cu apa, și cuprul o ia la vale, ajungând să se depoziteze în organism. Dacă acesta nu este un pericol pentru oamenii tineri, pentru vârstnici este extrem de nociv, pentru că ajunge să se acumuleze în organism și poate avea ca rezultat instalarea Alzheimer-ului, a diabetului sau bolilor de inimă, relateaza The Telegraph.

Cercetarea a mai aratat că persoanele de peste 50 de ani ar trebui să evite mineralele si vitaminele care conțin cupru și fier și să-și micșoreze consumul de carne. Tot ei ar trebui să doneze sânge regulat, pentru a-și reduce nivelul de fier din sange, și să ia suplimente de zinc pentru a-și scădea nivelul de cupru din organism.

Cuprul și fierul sunt esențiale în tinerețe, când ne ajută să procreăm, însă după 50 de ani, organismul nu le mai poate procesa eficient, se mai menționează în jurnalul Toxicology 16

Bibliografie

1. Gregorian Bivolaru, Enciclopedia naturista a elementelor minerale", de ISBN 973-8279-07-0, editura Shambala 2003

2. P.Spacu, Marta Stan, Constanta Gheorghiu, Maria Brezeanu,Tratat de Chimie anorganica, volumul III, Editura Tehnica, Bucuresti, 1978;

3. G.C.Constantinescu, I.Rosca, I.Jitaru, C.Constantinescu, Chimie Anorganica si Analitica, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1983;

4. Raluca Ripan, Ion Ceteanu, Chimia metalelor, Volumul II, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1969:

5. Costin D.Nenitescu, Chimie Generala, Editura Didactica si Pedagogica, Bucuresti, 1972;

6. Letitia Ghizdavu, Chimie Bioanorganica, Editura Poliam Cluj-Napoca, 2000

7. Mircea Nicolae Palamaru, Alexandra Raluca Iordan, Alexandru Cecal, Chimie Bioanorganica si metalele vietii, Editura BIT, Iasi, 1997

8. www.drlwilson.com .

9. http://www.scritube.com/stiinta/chimie/CUPRU42314412.php

10. http://www.google.ro/img

11. Geografia http://www.ordogborda.hu/foldrajz/RO/dictionar.php?lit=I

12. http://www.cupru.com/1-proprietatile-antibacteriene-ale-cuprului

13. http://ro.wikipedia.org/wiki/Microelement

14. Mircea Teodosiu, Farmacist primar, http://www.farmaciata.ro/medicina-de-familie/item/120-rolul-cuprului-in-organism

15. http://www.homeopatie-soescu.ro/cupru.html

16. J. Lee and D. J. Thiele, Regulation and function of the copper ion transport machinery, Trace Elements in Man and Animals 10, edited by Roussel et al.,
Kluwer Academic / Plenum Publishers, New York, 2000. 15

17. Y. Nose, D. J. Thiele, Mechanism and regulation of intestinal copper absorption, Genes Nutr (2010) 5 (Suppl 1):S11–S14