קופלציה

קופלציה (באנגלית: Cupellation) הוא תהליך זיקוק במטלורגיה, שבו עפרות או סגסוגות מתכת מטופלים תחת טמפרטורות גבוהות מאוד ועוברות פעולות במטרה להפריד מתכות אצילות, כמו זהב וכסף, ממתכות בסיס, כמו עופרת, נחושת, אבץ, ארסן, אנטימון, או ביסמוט, הנוכחים בעפרות. התהליך מבוסס על העיקרון שמתכות יקרות אינן מתחמצנות או מגיבות כימית, בניגוד למתכות הבסיס, ולכן כאשר הן מחוממות בטמפרטורות גבוהות, המתכות היקרות נשארות בנפרד, בעוד האחרות מגיבות ויוצרות סיגים או תרכובות אחרות. מאז תקופת הברונזה, נעשה שימוש בתהליך להוצאת כסף מעפרות מותכות. בימי הביניים והרנסאנס, קופלציה הייתה אחד התהליכים הנפוצים ביותר לעידון מתכות יקרות. עד אז שימשו מבחני שרפה לבדיקת מינרלים, כלומר לבדיקת מתכות טריות כגון עופרת ומתכות ממוחזרות כדי לדעת את טוהרן לייצור תכשיטים ומטבעות. קופלציה עדיין בשימוש כיום. כסף טהור הוא יסוד נדיר, אם כי הוא קיים ככזה. הוא נמצא בדרך כלל בטבע בשילוב עם מתכות אחרות, או במינרלים המכילים תרכובות כסף, בדרך כלל בצורה של סולפידים כגון גלנה (עופרת גופרית) או צרוסיט (עופרת פחמתי). לכן הייצור העיקרי של כסף דורש התכה ואז קופלציה של עפרות עופרת ארגנטיפריות. עופרת נמסה ב-327 מעלות צלזיוס, תחמוצת עופרת ב 888 מעלות צלזיוס וכסף נמס ב-960 מעלות צלזיוס. כדי להפריד את הכסף, הסגסוגת מומסת שוב בטמפרטורה הגבוהה של 960 מעלות צלזיוס עד 1,000 מעלות צלזיוס בסביבה מחמצנת. העופרת מתחמצנת לעופרת חד-חמצנית, המכונה ליטרג', הלוכדת את החמצן ממתכות אחרות. תחמוצת העופרת הנוזלית מוסרת או נספגת בפעולה נימית לתוך רפידות הכבשן. ניתן לראות את התגובה הכימית כ: Ag(s) + 2Pb(s) + O2(g) → 2PbO(absorbed) + Ag(l) בסיס הכבשן נחפר בצורת סיר, ומכוסה בחומר אינרטי ונקבובי עשיר בסידן או מגנזיום כמו קליפות, סיד או אפר עצם. הבטנה חייבת להיות גירנית מכיוון שעופרת מגיבה עם סיליקה (תרכובות חרס) ליצירת סיליקט עופרת צמיג המונע ספיגה נדרשת של ליטרג', ואילו חומרים גירניים אינם מגיבים עם עופרת. חלק מהליטרג' מתאדה, והשאר נספג בטנת האדמה הנקבובית ויוצר "עוגות ליטרג'יות". עוגות ליטארג' בדרך כלל עגולות או קעורות קמורות, בערך 15 קוטר ס"מ. הם העדויות הארכאולוגיות הנפוצות ביותר לקופלציה בתקופת הברונזה. על פי ההרכב הכימי, ארכאולוגים יכולים לדעת איזה סוג של עפרות טופל, את מרכיביו העיקריים ואת התנאים הכימיים ששימשו בתהליך. זה מאפשר תובנות לגבי תהליך הייצור, המסחר, הצרכים החברתיים או המצבים הכלכליים. הכלי העיקרי לקופלציה בקנה מידה קטן הוא בצורת כוס ומעכונה קופל (Cupel). קופלים יוצרו בזהירות רבה. הם היו בעבר כלים קטנים בצורת חרוט קטום הפוך, העשוי מאפר עצם. על פי גאורגיוס אגריקולה, החומר הטוב ביותר הושג מקרניים של צבאים שרופות, אף על פי שקוצי דגים יכלו להתאים גם כן. יש לטחון את האפר לאבקה דקה והומוגנית ולערבב עם חומר דביק כלשהו ליצירת הכוסות. תבניות היו עשויות מנחושת ללא תחתית כדי שאפשר יהיה להוריד את הכוסות. שקע רדוד במרכז הכוס נוצר באמצעות עצב מעוגל. גודלי הגביע תלויים בכמות החומר שיש לבחון. אותה צורה נשמרה עד היום. אלכימיה היסטוריה של הכימיה אבן החכמים מדיה וקבצים בנושא קופלציה בוויקישיתוף קופלציה, באתר אנציקלופדיה בריטניקה (באנגלית) Rehren, Th., Martinon-Torres, M, 2003 Bayley, J., Rehren, Th. 2007 Craddock, P. T. 1995 Bayley, J. 2008 Rehren, Th., Eckstein, K. 2002 Hoover, H. and Hoover, H. 1950[1556] Kassianidou, V. 2003 Craddock, P. T. 1995:223 Bayley, J., Crossley, D. and Ponting, M. (eds). 2008 Pernicka, E. et al, 1998 Bayley, J., Eckstein, K. 2006 Pernicka, E.,et al. 1998 Bayley, J. 2008: 134 Hoover, H. and Hoover, H. 1950 [1556]