Alaşım Nedir? Bir metale, bir ya da birçok element (metal ya da ametal) katılarak elde edilen veya daha fazla sayıdaki elementin bir arada eritilmesi ile farklı özellikler ve üstün mekanik değerler taşıyan metalurji ürünü olan bu yeni türe alaşım adı verilir. Bu işlem metalin bazı özelliklerini değiştirmeyi, hatta ona Sınıflar ve ygs kimya konusu. Elementlerin periyodik tablodaki yerlerine göre sınıflandırılmaları. Konu anlatımı. Elementler, fiziksel ve kimyasal özelliklerinin daha kolay incelenebilmesini sağlamak amacıyla 4 gruba ayrılmıştır. Bunlar metaller, ametaller, yarı metaller ve soygazlardır. 1) Lehim; Erime noktası 182o C olan bu alaşım %40 kurşun, %60 kalaydan oluşur. 2) Kurşun-antimon alaşımı: Bileşimi: %13-25 kurşun, %75-87 antimondur. Çok sert olup kırılganlıkları biraz fazladır. Yüksek basınçlara dayanamazlar. Bu kötü özelliği ortadan kaldırmak için karışıma bir miktar kalay ilave edilir. Bileşiminde % 10-20 oranında tungsten bulunan ve ana bileşeni kobalt olan stellit' türü alaşımlar, zor koşullarda çalışan (sert metaller, kuyu açma) takımların ya da motorlarda egzos supaplarının kaplanmasında (stellitleme) kullanılır. Tungsten karbür, çoğunlukla sinlerleme" yoluyla hazırlanır. ağırmetaller ile kirletilmiş olan ekosistemlerin temizlenmesi çalışmalarında kullanılmaları günümüzde artarak önem kazanmaktadır (Özay ve Mammadov 2013). djXHUkQ. ELEMENTLER KİMYASI; Büyük Patlama ve Hafif elementlerin oluşumu Bilim insanlarının evrenin oluşumu ile ilgili öne sürdükleri teoriye Büyük Patlama Teorisi Big Bang Theory adı verilmiştir. Big-Bang Theorisine işaret eden bulgular adaların birbirinden sürekli uzaklaşması, daha uzak gök adaların uzaklaşma hızlarının daha yüksek olması, görünürde boş bölgelerinden mikrodalga ışınlarının yayılıyor olması, her doğrultusunda birim hacim içine düşen kütle yoğunluğunun yaklaşık aynı kalması Bilimin sanlarının evrenin oluşumu ile ilgili öne sürdükleri teoriye Büyük Patlama Teorisi Big Bang Theory adı verilmiştir. 2 sn ila arasında nükleer tepkime sonucunda ilk hidrojen çekirdeği ortaya çıktı. dan sonra sıcaklık düşmeye devam eder ve %75 proton ve %25 nötrondan ibaret olan evrende,döteryum çekirdeği çekirdeği,tepkimelerde olduğu gibi yeni element çekirdeklerini oluşturur. yıl ila 1 milyar yılları arasındaki sürece Atom Çağı diyoruz. Büyük Patlama’dan 300000 yıl sonra sıcaklık 10000 0C’a düştü. Elektronlar, proton ve nötronlarla bir araya gelerek atomları oluşturdu. Bu aşamada evren çok hızlı soğuduğu için Berilyumdan daha ağır çekirdekler oluşamadı. Bu çekirdeklerin oluşabilmesi için gereken basınç ve sıcaklığı sağlayacak ortama ihtiyaç vardı. Büyük Patlama sonrası daha ağır elementlerin oluşumu İlk yıldızlardaki hidrojen atomu çekirdekleri,nükleer füzyon tepkimeleri yüksek basınç ve sıcaklığın etkisi sayesinde birbirleriyle kaynaşarak helyuma dönüştü. İlk yıldızların helyumdan daha ağır elementleri oluşturamadan çok şiddetli patlamalarla dağıldığı patlamalarda ortaya çıkan sıcaklık ve basıncın çok yüksek olması hidrojen ve helyumdan daha ağır çekirdeklerin ortaya çıkmasını sağladı. İkinci nesil yıldızlarda azda olsa ağır elementlerin bulunması,merkezlerindeki sıcaklığın 100000000 0C’in üzerine çıkmasını sıcaklık bir dizi nükleer füzyon tepkimesi için gerekli şartı sağlamış oldu. Yıldızın yaşı ilerledikçe merkezindeki basınç ve sıcaklık yükselir. Sıcaklık 100 milyon Kelvin’e ulaştığında merkezdeki helyum çekirdekleri kaynaşmaya ve üç helyum çekirdeğinin kaynaşması ile karbon çekirdekleri oluşturmaya başlar. Sıcaklık arttıkça karbonlar, helyumlarla nükleer füzyon tepkimesiyle oksijen üretmeye başlar. Yıldızlarda bir miktar helyum kalıncaya kadar helyum çekirdeğinin tam katları olan çekirdekler oluştu. Helyum çekirdeğinin tam katları olan çekirdeklere dönüşmesi sürecine "helyum yanması" denir. oksijen çekirdeğinin oluşumunu karbon-azot çekirdek dönüşümünü başlattı. Hala yüksek olan sıcaklıkta, karbon ve oksijen yanması gibi prosesleri ile helyumun katları olmayan çekirdekler de oluştu. Periyodik tabloda demirden sonra gelen çekirdekler, nükleer füsyon tepkimeleri ile enerji açığa çıkarmazlar. Bu proses, yıldızlarda çok hızlı gerçekleşen, enerji açığa çıkaran ve hafif çekirdekleri oluşturan nükleer tepkimeler başlatabilir ve bunun sonucunda daha ağır çekirdekler oluşabilir. Atom numarası 26’yaFe elementinekadar olan elementler yıldızların içinde elementler,yıldızlarda gerçekleşen nükleer füzyon ürünleridir. Çok büyük kütleli yıldızlar patladıklarında süpernova patlaması ortaya çıkar. Süpernova Patlamalarında çekirdek, yoğun bir nötron bombardımanına uğrar. Bunun sonucunda çekirdek yakaladığı nötronlarla daha ağır bir izotopa dönüşür. Dünya’daki elementler ve bu elementlerin bolluk oranları dikkate alınarak geliştirilen teorilere göre Güneş sistemimiz, dolayısıyla Dünya’mız ömrünü tamamlamış bir yıldızın kalıntılarından oluşmuştur. Dünya’daki oksijen, silisyum,alüminyum ve demir elementlerinin bolluk yüzdesi; evrendeki oksijen,silisyum,alüminyum ve demir elementlerinin bolluk yüzdesinden daha nedeni kararlılık kuşağıyla açıklanabilir. 2. BÖLÜM Elementlerin Eldesi Homojen veya homojen görünüşlü doğal olarak değişik şekillerde oluşmuş ve insanoğlunun kullanımı için yerkabuğundan elde edilen ve genellikle katı olan maddelere mineral denir. Elde edilmeye değer miktarda bir veya birden çok element içeren minerallere cevher ya da filiz denir. Bazı mineraller amorf katılardır. Minerallerin büyük bir kısmı ise kristal durumdadır. Kristallerin düzgün yüzeylerle çevrilmiş geometrik şekilleri ve muntazam, periyodik olarak sıralanmış düzenli bir atomik yapıları vardır. Her mineralin kimyasal bir formülü vardır. AlO3 . 2H2O > Boksit Fe2O3 > Hematit MgCO3 > Manyezit gibi. Cevherlerden metal elde etme sürecindeki işlem basamakları Gang'ın Cevherler genellikle kum, kil ve granit gibi istenmeyen mad­deler içerir. Bu maddelere gang denir. uzaklaştırılma işlemidir. Birçok cevhere, özellikle Cu, Pb, ve Zn cevherlerine uygulanan bir yöntemdir. Değişik yöntemlerle ile elde edilen metal, çoğu kez istenen saflıkta değildir. Safsızlıklar giderilerek, metal arıtılır. Sülfürlerin ya da karbonatların bol hava ile ısıtılarak oksidine dönüştürülmesi işlemine kavurma denir. 2ZnS + 3O2 -> 2ZnO + 2SO2 CaCO3 + O2 -> CaO + CO2 Bozunmayla İndirgeme Bazı maddeler termal bozunmayla indirgene bilirler. Bazı metal oksitler, yüksek sıcaklıkta termal bozunmaya piroliz uğrayarak metallere indirgenir. Karbon ile İndirgeme Teorik olarak bütün metal oksitleri karbon ile indirgenebilir. Ck + Cu2O -> COg + Cuk Hidrojenle indirgeme Aktif metal ile İndirgeme Alüminotermi oksitlerden alüminyum ile element elde etme Elektroliz ile metal üretimi, Alaşımlar Alaşım, bir metal elementin en az bir başka element metal,ametal,yarımetal ile karışarak oluşturduklar metal karakterli malzemeye denir. Pirinç %63 Cu ve %37 Zn , Lehim %60 Sn ve %40 Pb , Bronz %82 Cu,%16 Sn,% 2 Zn Metallerin dayanıklılığını ve korozyona karşı dayanımını arttırmak için alaşımlar üretilmiştir. Elementler alaşım hâline getirilerek kullanım alanları arttırılır. Alaşımlar belli amaçlar için üretilmişlerdir. Bunlar -Metallerin fiziksel ve mekaniksel özelliklerini değiştirmek suretiyle daha elverişli malzemeler üretmek. -Çok sayıda ve değişik özelliklere sahip metaller geliştirerek ihtiyaçlara cevap vermek. -Isıl işlemlere uygun metaller üretmek. -Malzemelerin maliyetini düşürmek. -Malzemenin aşınma ve dış şartların yıpratıcı etkilerden korunmasını sağlamak. Alaşımlar; homojen ve heterojen alaşımlar, yer değiştirme tipi alaşım, örgü boşluğu tipi alaşım, metaller arası bileşik tipi alaşım olmak üzere değişik biçimlerde sınıflandırılabilir. Farklı element atomlarının düzgün bir şekilde yerleşmesiyle oluşan alaşımlar, homojen alaşımlardır, iki veya daha çok fazdan oluşanlar ise heterojen alaşımlardır. Au-Cu veya Au-Ag alaşımları heterojen, yani ikili sistemlerdir. Homojen alaşımlara örnek olarak Cu-Sn, Cu-Zn, Cu-Ni, Fe-Nİ, Pb-Sn alaşımları verilebilir. Yer değiştirme sübstitutional alaşımlar Yer değiştirme alaşımlarında çözünen metal atomlar çözücü metal atomlarının bazılarının yerlerini işgal eder. İki metalin kristal yapları aynı olmalıdır,İki metal benzer kimyasal özellikler göstermelidir. a Rastgele Yer Değiştirme İle Oluşan Alaşımlar Fazla olan metal atomlarıyla rastgele yer değiştirir. bSüper Örgü Alaşımı Bu alaşım şekil hafızalı alaşımlarda kullanılır. Örgü boşluğu tipi alaşımlar Örgü boşluklarındaki atomlar alaşımı daha sert ve sağlam yaparlar. iİâve metalin atomlarının öbür metal atomuna göre çok küçük olup bunun kristal kafesinin boşluklarına yerleşebilmeleri halinde oluşabilirler. Metaller Arası Bileşikler Ara bileşiklerde atomlar arası bağlar metalik bağ ile kimyasal bağ arasında değişen bir yapıya sahiptir ve kimyasal bileşiklere benzeyen AnBm şeklinde bileşikler oluşur. Metaller arası bileşikler, hem kullanım sıcaklığı hem de mekanik özellikler açısından seramik kadar kırılgan değil metalik malzemeler ile seramik malzemeler arasındaki boşluğu doldurmaya aday malzemelerdir. En bilinen alaşımlara; tunç bakır-kalay, pirinç bakır-çinko, lehim kalay-kurşun ve cıva alaşımları olan amalgamlar örnek verilebilir. Alaşımların tarihi milattan önce 4. bin yıllara kadar uzanmaktadır. İran ve Mezopotamya bölgelerinde bulunan tunç bronz örnekleri bu zaman diliminde tarihlenmiştir. Demirden daha sert olan tunç; silah, kesici ve delici aletler, mutfak aletleri, süs eşyaları vb. yapımında günümüze değin kullanıla gelmiştir. ELEMENTİ Hidrojenin evrendeki bolluğu % 91 olmasına rağmen, dünyadaki bolluk oranı çok daha azdır. Bunun nedeni, hidrojen atomlarının çok hafif olmasıdır. Bu sebeple hidrojen atomları çok yüksek ortalama hıza sahiptirler ve dünyanın yer çekiminden kolaylıkla kurtulabilirler. Yeryüzünde bulunan hidrojenin büyük bir kısmı bileşikler halindedir. En önemli bileşiği de sudur. Hidrojen, karbonla hidrokarbonları oluşturur. Hidrokarbonlar; kömür, doğal gaz ve petrolün bileşiminde bulunur. Bir ametal olan Hidrojen, bazı özellikleri bakımından halojenlere de benzer, metallerden 1 elektron alarak metal hidrürleri oluşturur. NaH , MgH2 vb. Hidrojenin protyum, döteryum ve trityum olmak üzere üç izotopu vardır. Doğal hidrojenin büyük ölçüde protyumdan ibarettir. Yalnızca bir proton ve bir elektrona sahip olan hidrojen, periyodik tabloda 1A grubunda gösterilir. Bu gösterimin nedeni, alkali metaller gibi s orbitalinde bir tane değerlik elektronuna sahip olması ve sulu çözeltilerinde hidroliz olabilen tek yüklü iyon H+1 oluşturmasıdır. Bir ametal olan hidrojen, bazı özellikleri bakımından halojenlere de benzer. Hidrojen, renksiz, kokusuz, tatsız ve zehirsizdir. Hidrojen saf haliyle ve oda sıcaklığında iki atomlu bir gaz olarak bulunur. Havanın yoğunluğundan 14 kat daha az yoğunluğa sahip olan hidrojen, havanın içinde hızla yayılır. Hidrojenin sıvı hâle getirilmesi için -253 °C'a kadar soğutulması gerekir. Bu işlem yüksek enerji gerektirir. Hidrojenin Laboratuarda Eldesi; -Aktif metallerin 1A grubu metalleri ve Ca, Sr, Ba oda sıcaklığında suyla tepkimesinden H2 gazı elde edilir. -Aktif Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe, Cd, Ca, Ni, Sn ve Pb metallerin asitlerle etkileşiminden elde edilir. -Suyun elektrolizi ile elde edilebilir . -Sodyumborohidrür’ün su ile tepkimesinden. NaBH4 + H2O -> NaBO2 + H2 Hidrojenin Endüstride Eldesi; -Kızıl dereceye kadar ısıtılan metallerin Fe, Mg üzerlerinden su buharı geçirilerek hidrojen elde edilebilir. -Kok ile su buharı etkileştirilerek hidrojen üretilir. -Metan içeren doğal gaz yüksek sıcaklıkta su buharı ile tepkimesinden su gazı oluşur. Hidrojen ,izotopları ve kullanım alanları -Güneş ve diğer yıldızların termonükleer tepkimeyle vermiş olduğu ısının yakıtı hidrojen olup, evrenin temel enerji kaynağıdır. Hidrojen bilinen tüm yakıtlar içerisinde birim kütle başına en yüksek enerji içeriğine atığı yoktur. -Hidrojen iyi bir indirgendir. Metal oksitlerdeki metal iyonlarını indirgeyerek saf metal eldesini sağlar. -Yoğunluğu düşük olasından dolayı çok hafiftir çok az yer kaplar. Amonyak sentezinde kullanılır. Amonyak gübrenin hammaddesidir. N₂ + 3H₂ → 2NH₃ Haber-Bosch yöntemi -Doymamış hidrokarbonların ve doymamış yağların doyurulmasında kullanılır. Margarin bu şekilde elde edilir. -Hidrojen yükselerek yanar bu yüzden çevresine zarar vermez. Soluk mavi bir renkte yanarak suyu oluşturur. -Hidrojen Oksijen ile kaynak sanayinde kullanılır. Bu kaynağa otojen kaynak adı verilir. -Gelecekte hidrojeni yakıt olarak kullanan araçlar yapılacaktır. -Döteryum ve bileşikleri; döteryum lambalarında, nükleer reaktörlerde çözücü olarak kullanılır. Döteryum radyoaktif değildir. Döteryum oksidi ağır su olarak bilinir. -Trityum kendi kendine ışık veren nesnelerin yapımında da kullanılır. trityum nükleer füzyon sistemlerinde de kullanılır. Trityum radyoaktiftir. İkincil enerji kaynağı olarak hidrojen Hidrojen bir doğal yakıt olmayıp, birincil enerji kaynaklarından yararlanılarak değişik hammaddelerden üretilebilen bir sentetik yakıttır. Hidrojenin kullanılmasını gerektiren başlıca iki neden vardır. Birincisi, fosil yakıtların yanma emisyonu karbon dioksitin artmasından kaynaklanan, global ısınmaya neden olan çevre sorunu. İkincisi, petrol ve doğal gaz gibi akışkan hidrokarbonların bilinen üretilebilir rezerv ömürlerinin gittikçe azalmasıdır. Bununla beraber gelişmiş ülkeler hidrojen enerjisi kullanma yerine güvenilir nükleer enerj santralleri kurarak daha temiz ve çevre dostu enerji elde etme yollarını denemektedirler. ALKALİ VE TOPRAK ALKALİ METALLER -1A grubu elementlerinin sem bolleri; H, Li, Na, K, Rb, Cs ve Fr Alkali Metaller Alkali metaller doğada nispeten bol bulunurlar. -Bu elementlerin bazı bileşikleri tarih öncesi yıllardan beri bilinmekte ve kullanılmaktadır. Alkali metal bileşiklerini sıradan kimyasal yollarla bozmak zor olduğundan, bu elementlerin keşfedilmesi zaman almıştır.. -1A grubunda Alkali metaller yer alır. Değerlik elektronlarının dizilişi ns1 şeklindedir ve en aktif metallerdir. Aktif oldukları için doğada saf olarak bulunmazlar. İyonlaşma enerjileri yukarıdan aşağıya doğru azalır. Yumuşak ve genelde gümüş renginde parlaklık gösterirler. -2A grubunda toprak alkali metaller bulunur. Değerlik elektronlarının dizilişi ns2 şeklindedir ve 1A grubuna göre daha az aktiftirler. Toprakta en çok bulunan elementlerdir. Isı ve Elektrik akımını iyi iletirler. -1A ve 2A grubu elementlerinin oksitleri ve hidroksitleri bazik karakterde oldukları için bu elementler Alkali baz olarak adlandırılır. -1A ve 2A grubu elementlerinin veya bileşiklerinin eldesinde kullanılan başlıca doğal kaynaklar şunlardır Li Magmatik kayalar pegmatik Na NaCl kaya tuzu ve deniz tuzu,feldspat K Feldspat güherçile KNO3 Be Zümrüt Be3Al2Si6O18 Mg Magnezit MgCO3 Ca kireç taşı/kalsit CaCO3 Sr Stronsiyonit SrCO3 Ba BaritBaSO4 , viterit BaCO3 -Bileşiklerinde 1A grubu +1 , 2A grubu ise +2 yükseltgenme basamağında bulunur. - 1A ve 2A grubunun oluşturduğu bileşiklerde 1A ve 2A iyonları çok güçlü indirgendirler. Aktif olduklarından C ve H ile indirgenmezler. Bu yüzden kendi sıvılarının elektrolizi ile elde edilirler. -Alkali metaller havayla temas ettiklerinde oksitlerine dönüşürler. K + O2 → K2O -Su ile temas ettiklerinde hidroksitlerine dönüşürler ve H2 gazı açığa çıkarırlar. Na + H2O → NaOH suda+ ½H2 2A grubunda Be su ile tepkime vermez. Mg su buharıyla tepkime verir. Ca, Sr ve Ba soğuk suyla bile tepkime verir. -1A ve 2A grubu elementleri halojenlerle tuz oluştururlar. Na + ½ Cl2 → NaCl Alkali M. -Mg Down yöntemi ile elde yöntemi Erimiş MgCl2 nin elektrolizine dayanır . KULLANIM ALANLARI Lityum bileşikleri, pillerde, seramiklerde ve yağlayıcı maddelerde kullanılmaktadır. Sodyumkarbonat, sabun deterjan ilaç yapımında cam sanayinde, SodyumHidroksitsudkostik, bir çok organik maddenin sentezinde ve katı sabun yapımında, SodyumKlorür, yemek tuzu Potasyumnitrat güherçile KNO3 , gübre endüstrisinde, kibritlerde, barut yapımında Potasyumklorür, ilaç endüstrisinde, Potasyumhidroksitpotaskostik, sıvı sabun eldesinde BERİLYUM Be Roketlerin dış kaplamasında uçak ve uzay araçlarında MAGNEZYUM Mg Alaşımlarda uçak ve füze yapımında , eczacılıkta, yapay gübre üretiminde. Magnezyumoksit, ateşe dayanıklı tuğla yapımında Kalsiyumkarbonat kireç taşı/kalsit CaCO3, sönmemiş kireç ve sönmüş kireç yapımında Kalsiyumoksit sönmemiş kireç CaO çimento yapımında, suların yumuşatılmasında Kalsiyumhidroksit sönmüş kireç CaOH2 harç yapımında Kalsiyumsülfat alçı taşı CaSO4, alçıdan kalıp ve heykel yapımında StronsiyumKlorür SrCl2, şeker üretiminde Baryumsülfat Barit BaSO4 , bazı röntgen çekimlerinde Baryumsülfür BaS2, Fosforesans özelliğinden yararlanılır. TOPRAK GRUBU ELEMENTLERİ 3A GRUBU 3A grubunun değerlik elektronlarının dizilişi ns2 np1 şeklindedir. Bileşiklerinde hem +1 hem de +3 değerliğini alırlar. Alüminyum Al bileşiklerinde her zaman +3 yükseltgenme basamağına Ga ve İndiyum In bileşiklerinde +3 yükseltgenme basamağını tercih ederken +1 yükseltgenme basamağında da Tl ise bileşiklerinde +1 yükseltgenme basamağını tercih eder. İlk üyesi Bor ametaldir. Alüminyum , Galyum, İndiyum ve Talyum fiziksel ve kimyasal özellikleriyle metaldir. Halojenlerle Halojenürleri meydana getirirler. -Oksijenle oksitleri oluştururlar. -Asitlerle tepkimeye girip H2 gazı çıkarırlar. -Bor HCl ve seyreltik H2SO4 ile tepkime vermez. Bor, doğada oksijenli bileşikleri halinde bulunur. Başlıca bor mineralleri; Kolemanit , pandermit ve Boraks’tır. Bor’u saf olarak elde etmek için öncelikle Borik asit elde edilmelidir. Kolemanit, HCl de çözünür. Çözelti soğuyunca borik asit ayrılır. Borikasit ısıtıldığında Bortrioksit oluşur, oluşan Bortrioksit Mg ile tepkimesinden kristal bor elde edilir. *** 2H3BO3 -ısı-> B2O3 + H2O 3Mg + B2O3 -ısı-> 2B + 3MgO Bor, alt grubundaki metaller hariç yüksek sıcaklıkta bütün metallerle reaksiyona girer. Amorf Bor, bakırın oksitlerinin giderilmesinde, Alüminyumun iletkenliğinin artırılmasında ve çeliğin sertleştirilmesinde kullanılır. Bor ve Alaşımları Kullanım Alanları Magnezyum- Bor alaşımları yüksek sıcaklıktaki iletkenliği sayesinde bilgisayarlar dört kat daha hızlı çalışmaktadır. Amorf bor, bakırın oksidinin giderilmesinde, alüminyum iletkenliğinin arttırılmasında kullanılır. En fazla % 4 Bor içeren Demir Bor ferrobor alaşımları korozyona dayanıklıdır. Neodyum ferrobor alaşımları en iyi mıknatısların yapımında kullanılır. Ferrobor, otomobillerin sileceklerinde, cep telefonlarında, sensörlerde, metalik cam üretiminde, EKG cihazlarında kullanılır. Boraks ve borik asit , bakteri öldürücü, su içinde kolay çözünmesi ve mükemmel su yumşatma özelliği ile sabunlarda, temizleyicilerde, deterjanlarda, tekstil boyalarında, tarımda çok yaygın kullanım alanına sahiptir. Borik asit yanıcılığı azaltır bu yüzden duvar kağıtlarına % 5 eklenir. BoranlarBorHidrürler B2H6, B4H10, B5H11’dan tetraboran B4H10 , katı yakıt olarak füzelerde kullanılır. Boraks ve borik asit, cam sanayinde ısıya dayanıklı cam eşyalar yapımında sırlamada kullanılır. -Türkiyenin bor rezervi, dünya bor talebini 700 yıl karşılayacak düzeydedir. Alüminyum , doğada hemen hemen her mineralde mevcuttur . Alüminyum Mineralleri Korendon Al2O3 ,Boksit Al2O3 .2H2O ,Kil Kaolin Al2O3 .2SiO2. 2H2O ,Kriyolit 3 NaF. AlF3 EldesiAlümiyumun yoğun olduğu Boksit ve feldspat mineralleri kullanılır. Boksit ve karışımı ,Feldspat silikat yapısındadır ve bol bulunan mineraldir. Kil adı verilen birçok mineral vardır. Feldspat mineralinin su ve CO2 etkisiyle ayrışması sonucu Kaolin oluşur. Kaolin killerin en saf olanıdır. Seramik üretiminin ham maddesidir. Alüminyum Üretimi Alümiyum Boksitten 2 basamakta elde edilir. -Boksitten saf Al2O3 eldesi -Alüminin elektrolizi ile saf alüminyumun eldesi Alüminyumun Doğal Formları Kristal yapıdaki Alüminyumunoksit Al2O3 ’e Korundum adı verilir. Yakut, Safir, Topaz değerli taşlardandır. BAZI ALÜMİNYUM BİLEŞİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI KİL Al2O3 .2SiO2. 2H2O Seramik ve porselen yapımında. ALÜMİNYUM KLORÜRAlCl3 Petrol sanayinde ,Kauçuk eldesi ,Organik kimyada katalizör olarak ,Bazı özel sabunların yapılmasında ,Su temizlenmesinde ALÜMİNYUM SÜLFAT Al2 SO4 3 ,Boyacılık ve tekstil sanayinde ,Kağıt fabrikalarında kağıdı tutkallamak için ŞAP KAlSO4 H2O ,Dericilik, boyacılık ve tekstil sanayinde ,Fotoğrafçılık endüstrisinde ,Tıpta ,Ateşe dayanıklı elbise yapımında Galyum, İndiyum ve Talyum Doğada çok az bulunurlar. Genellikle çinko mineralleri yanında bulunurlar. GaS ve GaN , ışığı doğrudan elektriğe dönüştürebilir. Işık yayan diyotlarda kullanılır. İnAs,İn2S3,İnP yarıiletken teknolojisinde kullanılır. Tl2SO43 , TlCO32 , TlBr3 fare öldürücü olarak kullanılır. Tl2S3 Fotosellerde kullanılır. 4A GRUBU ELEMENTLERİ C, Si , Ge , Sn , Pb elementleri bulunur. 4A grubunun Değerlik elektronlarının dizilişi ns2 np2 şeklindedir. -Grupta yukarıdan aşağıya inildikçe ametalik karakterden metalik karaktere geçiş ametal, silisyum kimyasal bakımdan bir ametal gibi davranırken fiziksel ve elektriksel özellikleri yarı metale yarı metal olmasına karşın özellikleri metale ve Kurşun ise gerçek metaldir. KARBON C 4A Grubunun en fazla ametalik özellik gösteren elementidir doğada 3 formda bulunur bunlar; Grafit ve Elmas, saf karbondan oluşur. Fulleren yapaydır. Bir elementin atomlarının uzayda farklı şekilde dizilmesi sonucu oluşan faklı geometrik şekillerdeki kristallerine allotrop denir. Allotropların tüm kimyasal ve fiziksel özellikleri farklıdır. Ancak aynı madde ile tepkimeye girdiklerinde oluşturacakları ürün aynıdır. ELMAS -Bilinen en sert maddedir. -Karbonun son katmanındaki 4 elektrondan her biri başka bir karbonun tek elektronları ile ortaklaşa bağ oluşturur. -Bütün bağları sigma bağıdır. Tüm bağları sağlam ve stabildir. -Merkezinde ve her köşesinde karbon atomları bulunan düzgün dörtyüzlülerden oluşan altıgen yapıda olup 3 boyutludur. -Hareket eden elektron bulunmadığından ısı ve elektiriği iletmez. GRAFİT -Elmasa göre daha yumuşak yapıdadır. -Her bir karbon atomu aynı düzlemde bulunan diğer üç atoma altıgen halkalar oluşturacak şekilde bağlanır -Oluşan ağ iki boyutlu olup meydana gelen tabakalar birbirine zayıf Vander waals kuvveti ile bağlıdır. -Bir karbonun son katmanında ki dört elektrondan üçü diğer karbonla sigma bağları oluşturuken biri pi bağı oluşturur. -Pi bağını oluşturan elektron hareketlidir bu sebeple ısı ve elektirği iletir. elmas grafit fulleren FULLERENKarbonun Başka allotropları da vardır. Fulleren 60 Karbonun oluşturduğu top şeklinde bir moleküldür. Yapay keşfi yeni bir kimya alanının ortaya çıkmasını sağlamıştır. Nano boyutta karbonlar tüp oluşturabildikleri keşfedilmiştir. Nanoteknoloji olarak adlandırılan bu dal ile cep telefonları, TV ler, bilgisayar gibi bir çok elektronik aletin işlevleri artarken boyutları küçülmektedir. Nanotüpler içerisine Hidrojen depolandığında yakıt kapsülleri elde edilecektir. Geleceğin teknolojisi nanoteknolojisidir. Karbon bileşikleri 4A grubu elementlerinden Karbon ve Silisyum yaptıkları bağ sayısı bakımından diğer grup üyelerinden farklıdır. Karbon atomları, diğer Karbon atomlarıyla kuvvetli kovalent bağlarla birleşebilir. Bu nedenle diğer elementlerle daha fazla bileşik oluşturma kapasitesine sahiptir. Organik maddelerin temelini oluşturur. Karbonun Hidrojen, Oksijen ve Azotla oluşturdukları bileşikler bitki ve hayvan organizmaların yapısında önemli bir yer tutar. Organik bileşiklerin hepsinde Karbon bulunur. Yapısında karbon bulunan CO, CO2 ve Karbonatlar CO3- anorganiktir. KARBONMONOOKSİT CO -Toksik gazıdır. -Solunan havada miktarı artarsa kana geçer ve hemoglobine oksijen gazından önce bağlanır. Bu nedenle yetersiz oksijenden dolayı hücre ölmeye başlar. KARBONDİOKSİT CO2 -Karbon içeren besin maddelerinin metabolize edilmesi sonucu meydana gelen son üründür. -Vücutta belirli oranlarda bulunarak vücudun tampon sistemlerinden birini meydana getirir. -Yangın söndürme araçlarında kullanılır. KARBONİKASİT H2CO3 Karbonun su ile reaksiyonu sonucu elde edilir. Gazoz ve soda yapımında kullanılır . CO2 + H2O ↔ H2CO3 Silisyum, yerkabuğunun % 27 sini oluşturur. Oksijenden sonra ençok bulunan elementtir. Kayaların yapısında silikatlar halinde ve kumun yapısında Silisyumoksit olarak bulunur. Silisyumoksit camın hammaddesidir. Elektronik devrelerde silikon teknolojisinin vazgeçilmez elementidir. Teknik saflıkta Silisyum, kuvars kumundan elde edilir. Kuvarsın aktif kömürle indirgenmesi sonucu elde edilir. SiO2 + 2C -> Si + 2CO Yarı iletken bir metal içerisine küçük miktarda katkı maddesi ekleyerek iletkenliğinin artırılmasına doplama denir. Yarı iletken olan Silisyuma az miktarda Bor ilavesi ile iletkenliği artırılabilir. Yarıiletken teknolojisi elektronik araçların geliştirilmesine yol açmıştır. Germanyum, Kalay ve Kurşun Germanyum, yarı metal, Kalay ve Kurşun metaldir. -Germanyum, elektronikte transistörlerin yapımında kullanılır. -Kalay, korozyona dayanıklı olduğundan konserve kuruların, yemek pişirilen veya saklanan kapların kaplanmasında kullanılır. Diş macunların yapısında SnF6 kullanılır. -Kurşun ve kurşun bileşikleri genel olarak çok zehirlidir. Kurşun oksitler yağlı boyalarda, camlarda ve seramiklerde, kurşun sülfatlar, akülerde, camda, seramikte ve yağlı boyalarda kullanılır. -Kalay ve Kurşun alaşımı Lehimdir. Lehim elektronik devrelerin oluşturulmasında kullanılır. 5A GRUBU ELEMENTLERİ N, P, As, Sb, Bi elementleri bulunur. 5A grubunun Değerlik elektronlarının dizilişi ns2 np3 şeklindedir. Bu elementlerden azot ve fosfor ametal,arsenik yarımetal,antimon ve bizmut azot iki atomlu moleküllerden oluşan gaz,diğerleri katıdır..Bütün bu elementler uçucu hidrürler teşkil ederleramonyak NH3,fosforlu hidrojenfosfinPH3, arsenik hidrojenarsin,AsH3 ,antimonlu hidrojenstbinSbH3 ,ve bismutlu hidrojenbismutinBiH3 .Bunların dayanıklılıkları atom tartısı ile süratle azalır. Azot, oda sıcaklığında gaz halde bulunur. Havanın % 78 i Azot gazıdır. Bu nedenle azot kaynağı havadır. Azot sanayide sıvı havanın fraksiyonlu damıtılmasıyla elde edilir. Kalsiyumhidroksit çözeltisinden geçirilen hava içinde bulunan CO2 uzaklaştırılmış olur. -196 oC nin altına kadar soğutulan hava sıvılaşır. Üçlü bağı kırmak için çok enerji gereklidir. Bu yüzden Azot gazı kararlı bir gazdır. Azot, - 3 ile +5 arasındaki tüm yükseltgenme basamağına sahip olabilir. Azotun hidrojenli bileşikleri hidrojen bağı oluşturur. 5A nın diğer üyeleri H bağı oluşturmaz. N2 molekülünün reaksiyona girme yatkınlığı düşük olduğundan azotlu bileşiklerin elde edilme kaynağı Amonyak NH3’tır. Azot renksiz kokusuz tatsız havadan biraz daha hafif bir gazdır. Azotun Kullanım alanları -Sıvı azot düşük sıcaklıkta gerçekleşen reaksiyonlarda soğutucu -Sıvı azot gıda ürünlerinin dondurulması ve taşınmasında -Canlı dokuların dondurularak saklanmasında -Elektronik eşyaların soğutma sistemlerinde kullanılır. Amonyak, endüstriyel olarak N2 ile H2 gazı tepkimesiyle elde edilir. Elde edilen Amonyak gübre üretiminde, patlayıcı maddelerin yapımında, sentetik elyaf üretiminde, organik ve inorganik maddelerin sentezinde kullanılır. Azot oksitler; şimşeğin çıkardığı ısı ve ışık etkisiyle oluşur. Azot oksitler fabrifa dumanlarında ve egzoz gazlarında bulunur. Yağmurlu havalarda su ile birleşerek asit yağmurlarını oluşturur Yağmur damlalarıyla yeryüzüne inerek canlıların yapısına geçer. N2O, NO, NO2, N2O3, N2O5, HNO2, HNO3 gibi oksitler vardır. HNO3 Nitrik Asit, endüstride gübre, ilaç, boya ve patlayıcıların yapımında kullanılır. Tahriş edicidir. Kezzap olarak tanınır. Amonyum nitrat NH4NO3 , % 33 Azot oranına sahiptir. Bir çok ürün için yararlıdır. Hidrazin H2N-NH2, roket yakıtı olarak kullanılır. Fosfor , bir çok allotropu vardır. Başlıcaları beyaz fosfor, kırmızı fosfor, siyah fosfor dur. Beyaz Fosforun en önemli özelliği karanlıkta ışık yayması ve çok zehirli olmasıdır. Böcek ve fare zehiri yapımında, sis ve yangın bombalarının yapımında kullanılır. Kırmızı Fosfor kibrit yapımında kullanılır. Zehirli değildir. Siyah Fosfor yarı iletkenlerin yapımında kullanılır. Fosforik asit H3PO4 toprak alkalilerle tuz oluşturarak fosforlu gübre olarak kullanılır. Arsenik , Antimon ve Bizmut Arsenik ve Antimon yarı metal, Bizmut ise metaldir. Arsenik doğada çok az bulunur. En önemli bileşiği As2O3 zehir olarak kullanılır. Antimon , kurşunsuz lehim alaşımların yapımında kullanılır. Antimon sülfür Sb2S3 kibrit yapımında kullanılır. Bizmut bileşiklerinden Bi2CO3O2 radyoopak radyoasyonu geçirmez olarak kullanılır. 6A GRUBU ELEMENTLERİ KALKOJENLERfiliz yapan O, S, Se, Te elementleri bulunur. 6A grubunun Değerlik elektronlarının dizilişi ns2 np4 şeklindedir. Normal koşullarda 6A Grubunun gaz halinde tek elementi olan oksijenin 16O, 17O ve 18O olmak üzere üç izotopu vardır. Oksijen atmosferde büyük oranda O2 ve çok az miktarda O3 halinde Grubunun ilk elementi olan oksijen, yer kabuğunda kütlece %46, atmosferde %21 oranında bulunur. Saf oksijen elementi 1770 yılında C. W. Scheele ve J. Priestly tarafından keşfedilmiştir. Priestly'in bir cam balonda HgOti ısıtarak oksijen gazını elde etmesi klasik kimya tarihinde bir dönüm noktası olmuştur. -Laboratuvarda oksijen suyun elektroliziyle elde edilir. -Endüstride ise oksijen, sıvı havanın damıtılmasıyla büyük ölçekte üretilir. -Oksijen elementi, bitkilerin ve hayvanların yaşamlarını devam ettirebilmeleri, solunum gazı olan oksijenin O2 varlığına bağlıdır. -Ayrıca kaynak yapımında, suyun saflaştırılmasında ve beton eldesinde de oksijen kullanılır. Paslanma da, oksijenin varlığında gerçekleşir. -O2, endüstride çelik yapımında kullanılır. -Elementlerin oksijen ile oluşturdukları bileşiklere oksit denir. -Metallerin oksijen ile oluşturdukları bileşiklere metal oksitler denir. -Ametallerin oksijen ile oluşturdukları bileşiklere ametal oksitler denir. Oksitlerin sınıflandırması Oksitler, oksijenin yükseltgenme basamağına göre dört grupta toplanabilirler. a. Ozonürler Trioksitler Oksijenin -1/3 yükseltgenme basamağında bulunduğu ikili bileşikleridir. En iyi bilinen ozonür, potasyum ozonürdür. b. Süperoksitler Oksijenin -1/2 yükseltgenme basamağında bulunduğu ikili bileşikleridir. Potasyum, rubidyum ve sezyum elementlerinin havada yanmasıyla süperoksitler iyonik bileşikler olduğundan oksijen O2- halindedir. Sodyum süperoksit NaO2, sodyum peroksidin yüksek sıcaklık ve basınçta oksijen ile tepkimesinden elde edilir. Oksijenin -1 yükseltgenme basamağında bulunduğu ikili bileşikleridir. 1A ve 2A Grubu elementlerin tümünün peroksitleri bilinmektedir. H2O2 dışındaki peroksitler iyoniktir ve bu oksitlerde oksijen O22- iyonu halindedir. H2O2 ise kovalent bir peroksittir. Oksijenin -2 yükseltgenme basamağında bulunduğu ikili bileşikleridir. Oksijenin ikili bileşiklerinin çoğu bu gruba girer. -Aynı periyotta soldan sağa doğru oksitlerin asitliği artarken, bir grupta yukarıdan aşağıya doğru azalmaktadır. • Metal oksitleri genellikle iyonik karekterlidirler ve bazik oksitlerdir. Suda çözündüklerinde bazları oluştururlar. • Ametallerin oksitleri kovalent karekterlidirler. Suda çözündüklerinde genellikle asitleri oluşturlar. • NO, N2O, CO ve OF2 oksitlerinin sulu çözeltileri nötraldir. Diğer tüm ametal oksitleri asidik özellik gösterir. uçucudurlar. • Yarı metal oksitleri genellikle polimerik yapıya sahiptirler. Normal koşullarda katıdırlar. • Bir geçiş metali çeşitli yükseltgenme basamaklarına sahiptir. Bu nedenle, bir metal birden fazla oksit oluşturabilir. Geçiş metal oksitleri normal koşullarda katıdırlar ve genellikle suda çözünmezler. Düşük yükseltgenme basamaklı oksitleri iyonik ya da polimerik yapıdadır. Yüksek yükseltgenme basamaklı oksitleri kovalent ve moleküler yapıdadır. • Örneğin; Vanadyumun VO, V2O3, VO2 ve V2O5 şeklinde dört oksidi bulunmaktadır. İlk ikisi bazik, VO2 amfoterik ve V2O5 ise asidik özellik gösterir. • Örneğin; MnO iyonik, MnO2 polimerik ve Mn2O7 ise molekülerdir. Öte yandan, ilk oksit bazik, ikincisi amfoterik ve sonuncusu asidiktir. Atmosferdeki ozonun oluşumu Oksijenin allotropu olan O3, atmosferin üst tabakalarında O2'den oluşur. Doğada güneşin UV ışınları veya yıldırımlar vasıtasıyla medyana gelir. -Ozon tabakası atmosferin yaklaşık 20-40 km arasındaki stratosfer tabakasında yoğun olarak bulunur. Bu tabaka güneşten gelen zararlı ultraviyole ışınlarının UV-B dünyaya ulaşmasını önler. UV-B ışınları bütün yaşayan organizmalar üzerinde zararlı etkilere sahiptir; bitkilerin büyüme hızını azaltır, insanlarda cilt kanserine sebep olur, göze zarar verir, enfekte hastalıklara sıtma vb. gibi yakalanma riskini artırır. . Kükürtün molekül yapısı allotropları ve özellikleri Periyodik cetvelin 6A grubunda bulunan -2, +4, +6 arasındaki değerlikleri alabilen bir elemendir. Oksijensiz bileşiklerinde kararlı olup, daima -2 değerliklidir. Reaksiyon verme kabiliyeti oldukça iyi olup soy gazlar hariç diğer elementlerin hepsi ile reaksiyon verir. Diğer elementler içinde kükürt en fazla allotropa sahiptir. Kükürdün, katı halde en çok bilinen allotropu S8 halkasıdır. Uygun koşullar altında kükürt buharında S, S2, S4, S6 ve S8 yapılarının hepsi de bulunabilir. Oda sıcaklığında kararlı bir katı olan rombik kükürt Sα, halkalı S8 moleküllerinden oluşmuştur. 95,5 °C de rombik kükürt monoklin kükürde dönüşür. Kükürt, doğada elementel kükürt, sülfür ve sülfat mineralleri şeklinde, doğal gazda H2S , petrol ve kömürde ise organokükürt bileşikleri olarak bulunur. Maden kömürlerinin destinasyonu esnasında elde edilen H2S, oksijen ile reaksiyona sokulur ve elementel kükürt doğrudan elde edilebilir. Pirit FeS2 de önemli bir kükürt kaynağıdır. Piritten elde edilen kükürt dioksitSO2 H2S ile reaksiyona sokularak serbest kükürt elde edilir. Kükürt dioksit, karbon mono oksitle tepkimesinden kükürt elde edilir. Kükürtün kullanım alanları; Üretilen bütün kükürdün yaldaşık %90 ı, SO2g oluşturmak için yakılır ve elde edilen SO2g nin çoğu sülfürik aside, H2SO4, dönüştürülür. Elementel kükürdün de birkaç kullanım alanı vardır. Bunlardan biri kauçuğun vulkanize edilmesi ve diğeri de, örneğin üzüm asmalarının küllenme hastalığına karşı, bir fungisit küf öldürücü olarak kullanılmasıdır. -Kükürdün bir düzineden fazla oksidi varsa da, en çok karşılaşılanlar kükürt dioksit, SO2, ve kükürt trioksittir, SO3. - H2SO3 ve H2SO4 in her ikisi de iki değerli asitlerdir. Sülfürik Asit H2SO4 ,Gübre yapımında, Boya Sanayinde, Tekstil, Deterjan, Alkol, Patlayıcı, Petrol Rafinelerinde, nem çekme özelliği vardır. Kükürt S Siyah barutun ve pillerin temel bileşenlerinden biri olan kükürt, mantar öldürücü kimyasalların fungusitlerin ve doğal kauçuğun yapımında kullanılır. Fosfat içerikli gübrelerin bileşimine de katılan kükürtün, ticarî açıdan en fazla değer taşıyan bileşiği sülfürik asittir. Sülfit kağıdı başta olmak üzere çeşitli kağıtların yapımında, buharla dezenfekte işlemlerinde ve kurutulmuş meyvelerin ağartılmasında kullanılır. Yağların, vücut sıvılarının ve iskelet için gerekli minerallerin yapısında yer alması nedeniyle de, yaşamsal önem taşır. Hidrojen Sülfür H2S Deri sanayinde kılları sıyırmak amacı ile kullanılır. Boya sanayinde, cevher zenginleştirmede, kükürdün organik bileşiklerinin sentezinde kullanılır. Bir Çevre Sorunu SO2 Yayılması Endüstride oluşan dumanlı sisler başlıca katı tanecikler kül ve duman, SO2g ve H2SO4 sisinin karışımından ibarettir. Atmosfere sanılan SO2, havadaki toz zerrelerinin yüzeylerinde katalizlenerek ya da NO2 ile tepkime vererek SO3 e yükseltgenebilir. Sonra SO3, asit yağmurunun bir bileşimi olan H2SO4 sisini oluşturmak üzere, atmosferdeki su buhar' ile etkileşebilir. 7A GRUBU HALOJENLER Halojenler çok aktif elementler olduklarından doğada sadece bileşikler halinde bulunurlar. Doğadaki bollukları; flor, klor, brom ve iyot sırasına göre azalır. Florun en önemli kaynağı florit CaF2 tir. Diğer kaynakları ise Na3AlF6 kriyolit ve Ca5PO43F apetit dir. iyot, metal nitratlar içinde KIO3 şeklinde bulunur. Klor ve bromun en önemli kaynağı deniz suyudur. Bu elementler deniz suyunda halojenürler halinde bulunur. Halojenlerin son elementi olan astatin radyoaktiftir. Oda koşullarında F₂,Cl₂ gaz,Br₂ sıvı , I₂ ise katı renklidir. -En elektronegatif element olan flor, bileşiklerinde -1 yükseltgenme basamağına sahiptir. Diğer halojenler, oksijen gibi daha elektronegatif bir elemente bağlandığı zaman, birkaç pozitif yükseltgenme basamağından +1, +3, +5 ve +7 herhangi birine sahip olabilir. -Flor Eldesi H. Moissan 1886 yılında F2g gazını elektrolizle elde etmeyi başardı. Günümüzde bile en önemli ticari yöntem olan Moissan yönteminde, sıvı KHF2 içinde çözülen HF elektroliz edilir. -Klor Eldesi Klor, sanayide NaClaq çözeltisinin elektrolizi ile elde edilir. Kimi zaman da erimiş sodyum klorürden elde edilir. -Brom Eldesi Brom deniz suyundan ya da iç deniz ve göllerin tuzlu sularından elde edilir. -İyot Eldesi Deniz yosunu gibi bazı deniz bitkileri Cl- ve Br- yanında iyodürü I- seçimli bir şekilde absorplar ve biriktirir. Az miktarda iyot bu tür bileşiklerden elde edilir. İyodun bol bulunduğu diğer bir kaynak NaIO3 tir ve Şili'de geniş yataklar halinde bulunur. Flor elementi Poli-tetra-flor-etilen Teflon eldesinde -Klorflorkarbonların CFC soğutucu elde edilmesinde kullanılır. -Şimdilerde ise flor, CFC lara seçenek olarak çevreyle daha dost hidroklorflorkarbonlann HClFC üretiminde kullanıl maktadır. Klor elementi; - CH2 = CHCl, polivinil klorür PVC -Kağıt ve tekstil endüstrilerinde ağartıcı olarak, yüzme havuzlarının, şehir suları ve atık suların temizlenmesinde Brom elementi; yangın söndürücü ve böcek ilacı yapımında , boya ve ilaç sanayinde , AgBr ışığa duyarlı olduğundan fotoğrafçılıkta kullanılır. İyot elementi; tıpta ve fotoğrafçılıkta kullanılır. Hidrojen Halojenürler HF,HCl,HBr,HI; Hidrojen halojenürlerin sulu çözeltilerine hidrohalik asitler denir. Hidroflorik asit dışında diğer hidrohalik asitlerin hepsi kuvvetli asitlerdir. HF ün iyi bilinen bir özelliği, camı aşındırma ve sonunda çözme yeteneğine sahip olmasıdır. Bu tepkimede cam, silisyum dioksit, SiO2, olarak düşünülebilir. Aynı grupta yukardan aşağıya doğru gidildikçe hidrohalik asitlerin asit kuvvetleri azalır. GEÇİŞ ELEMENTLERİB GRUBU ELEMENTLERİ Tamamı birden fazla + değerlik renklidir,elektrik ve ısıyı iletirler. s Blok aktif metalleri ile p Blok aktifliği düşük metaller arasında olduğundan geçiş metalleri olarak adlandırılır. Değerlik elektronları ns2 n-1d1 - ns0 n-1d10 şeklindedir. Geçiş elementlerin tamamı metaldir. Hg sıvı diğerleri katı önemlilerinden biri demirdir. Başlıca demir cevherleri oksitler ve karbonatlardır. Bu cevherler Hematit Fe2O3, manyetit limonit ve siderit FeCO3 tir. Ham demir pik veya font elde edilişi ve iri döküm ürünlerinin elde edilişi; Demir metalürjisinde kullanılan yüksek fırında cevher, kömür ile beraber 1900°C civarında yakılmakta ve 1300°C’de çabuk soğuma sonucu beyaz font üretilir. Yavaş soğuma sağlanırsa esmer font elde edilir. Artık maddeye curuf adı verilir. Elde edilen font'a demire hava ve demir oksit etki ettirilerek yumuşak demir üretilirPuddling Yöntemi.Çelik üretiminde ise beyaz fontun yakılarak fazla karbonun alınması Martin-Siemens Yöntemi veya yumuşak demire hava üflenerek karbonlanması Bessemer veya Thomas yöntemi gibi işlemler uygulanır. Pik demirden çelik elde etmek için yapılması gereken başlıca işlemler; Pik demirdeki karbon miktan % 3-4 den % 0-1,5 değerine indirilir. Karbon oranı yüksek ise kırılganlık artar. Si, Mn, P pik demirdeki yüzdeleri 1 ya da daha fazladır ve diğer ikinci derecedeki safsızlıklar curuf oluşturularak uzaklaştırılır. -İstenen özelliklerde çelik elde etmek için gerekli elementler Cr, Ni, Mn, V, Mo ve W gibi eklenir Krom Çelik yapımı,koruyucu kaplama olarak kromit minerali Nikel Akü yapımı ve alaşımlarda Bakır Elektrik endüstrisi ve alaşımlarda kuprit,azurit mineralleri Çinko Elektrot,alaşım ve kaplamacılıktapirinç kaplama paladyum Katalizör olarak Gümüş Kaplamacılık ,süs ve ziynet eşyası yapımında,gıda ve ilaç endüstrisinde arjantit minerali Kalay Alaşımlarda,teneke yapımında Platin Laboratuarlarda,kuyumculuk ve dişçilikte Civa İlaç ,kimyasal ve patlayıcılarda sinnebar minerali Kurşun Kurşun yapımında,alaşımlarda ve kaplamacılıkta galen minerali Altın Kaplamacılık ,süs ve ziynet eşyası yapımında silvanit minerali Mangan Alaşımlarda kullanılır manganit minerali Alüminyum hafif metaller gurubuna giren ve teknik alanda çok kullanılan bir etaldir. Özgül ağırlığı gr/cm3’den küçük olan elemanlar hafif metaller grubuna girer. Hafif metaller sınıfında alüminyum, magnezyum, potasyum, lityum ve berilyum bulunur. Bunlardan özellikle alüminyum ve magnezyum en önemlileridir. Alüminyumun önemli olmasının sebebi hafif olmasıdır. Ayrıca yüksek elektrik ve ısıl iletkenliği atmosferik dayanıklılığı, imal kolaylığı ve diğer metaller ile yüksek çekme mukavemetine sahip alaşımlar oluşturabilmesi diğer önemli doğada bol bulunduğu için kullanılma sahaları çoktur. Bütün metallerde yaygın olana yer kabuğunun %15’ini Al203olarak kaynak, sıcak ve soğuk lehim ve ya mekanim bağlanma usulleri ile kolayca birleştirilebilmektedir. Alüminyum diğer metallerde kullanılan cihazlar ve teknikle birleştirme yöntemini belirleyen Genel KarakteristikleriAlüminyum ağırlık olarak hafiftir. Bazı alaşımlar yumuşak çelikle mukayese edilecek derecede sağlamdır. Sıfır derecenin altında şekil değiştirme kabiliyetine sahiptir. Karozyona direnci fazladır. Zehirleyici değildir. Elektrik ve ısı iletkenliği iyidir. Isı ve ışığa çok iyi yansıtır. Manyetik imali kolaydır. Bükülebilir. Haddelenebilir, Preslenebilir, çekilebilir, bükülüp uzatılabilir ve rulo haline getirilebilir. Metal ayrıca çekiçle dövülüp, kızdırılıp işlenebilir veya kalıptan çekilerek çok büyük şekiller dolaşımı Bakır uzmanı olan GINEXO size yumuşak ya da sert bağlantılar, bakırdan yarı mamuller ve alaşımlar sunmaktadır ve bu ürünlerin yapımının yanı sıra bakır satın alma stratejinizde size tavsiyede bulunabilir. Yumuşak bağlantılar esnek örgülü kablolar, şönt güç kondansatörleri, basınçla lehimlenmiş ya da perçinlenmiş lamelli şöntler, yumuşak-sert kompozit alt gruplar, su/hava ile soğutulmuş kablolar, yüksek yoğunluklu kablolar, bakır bağlantılar makine ile işleme, tornalama, su jetiyle kesim, lazer, pres, delme, bükme, lehimleme yöntemleriyle çubuklar, saclar, profiller, borular, levhalar, metal şeritlerden yola çıkarak yapılırlar. Bakır yarı mamuller profiller, boş profiller, endüstriyel borular, kare borular, dikdörtgen borular, profil borular, levhalar, çıplak ya da kaplamalı teller, düz örgülü kablolar, yuvarlak örgülü kablolar, koruyucu kılıflar, demetlenmiş kablolar, kablo telleri, Litz telleri, çeşitler CuA1, CuOF, CuBe, CuCrZr, CuTe… Hizmet depolama, lojistik, yumuşak bileşen yapımı için tavsiyeler KUYUMCULUKTA KULLANILAN METALLER VE GENEL ÖZELLİKLERİ METAL, METALLERİN SINIFLANDIRILMASI VE METALİN TARİHESELGELİŞİMİ TANIMI Yüksek ısı ve elektriksel iletkenlik, "metal parlaklığı” denen özel bir parlaklık, biçim değiştirmeye karşı bir yatkınlık ve katyon oluşturmaya karşı belirgin bir eğilim göstermesiyle ayırt edilen, çoğunlukla normal sıcaklık ve basınç altında katı halde bulunan, bazik oksitler verme eğilimi gösteren, kendine özgü fiziksel ve kimyasal özellikleri olan basit elementlerden her biri metaldir. Bunlara maden de denir. Bütün elementlerden yaklaşık 70 kadarı metaldir. SINIFLANDIRILMASI Elementlerde kendi aralarında fiziksel ve kimyasal özelliklerine göre 3 gruba ayrılırlar. Bunlar; Metaller, Ametaller ve Soy gazlardır. Metaller Metaller değişik özellikleri bakımından çeşitli şekillerde sınıflandırılır. •Metaller, katışıksız metaller metal elementler ve alaşımlar metal elementlerden oluşan karışımlar olarak iki sınıfa ayrılabilir. Katışıksız metaller Demir Fe, Bakır Cu... Alaşımlar Tunç erimiş bakır ve kalay karıştırılarak yapılır, pirinç erimiş bakır ve çinko karıştırılarak yapılır... Altın ve platin ile bir oranda bakır ve gümüş dışındaki metaller doğada katışıksız halde ender bulunur. Metallerin çoğu doğada cevher halinde bulunur; metallerin oksijen, kükürt ve karbon gibi başka maddelerle kimyasal olarak birleşmiş halde bulunduğu kayaç ya da toprak kütlesine cevher denir. Metali cevherinden çıkarmanın iki ana yöntemi vardır. En yaygın kullanılan yöntem, "ergitme” olarak da adlandırılan eriterek ayırma yöntemidir; bu yöntemde cevher, büyük fırınların içinde, genellikle karbon ile birlikte ısıtılarak eritilir. Ama bazen metaller elektroliz yoluyla da ayrılabilir. •Thenard tarafından yapılan aşağıdaki sınıflandırma, oksijenin ve suyun etkileri üzerine kurulmuştur 1-Suyun soğukta ayrıştıran, oksitleri, sülfürleri ve karbonatları çözünen tek değerli metaller Lityum, sodyum, potasyum, rubidyum, sezyum. 2-Suyun soğukta ayrıştıran, karbonatları çözünmeyen iki değerli metaller Kalsiyum, stronsiyum, baryum. 3-Suyun kaynar haldeyken ayrıştıran ve oksidi hidrojen tarafından indirgenmeyen metaller Magnezyum, alüminyum. 4-Kızıl derecede, su buharını tersinir bir tepkimeyle ayrıştıran metaller Çinko, manganez, krom, demir, nikel, kobalt. 5-Kızıl derecede oksitlenen, fakat su buharını ayrıştırmayan ve oksitleri kavrulunca metal açığa çıkmayan metaller Kurşun, bakır. 6-Oksitleri ısıtılınca metali açığa çıkararak ayrışan metaller Cıva, gümüş. 7-Oksitlenemeyen metaller Altın, platin, palladyum, iridyum, rodyum, ve rutenyum. Metaller özgül ağırlıklarına göre iki gruba ayrılırlar 1-Alkali metaller Atom kütleleri yüksek olan Özgül ağırlığı beşten yukarı olanlara ağır metaller denir. Bakır, kurşun, cıva, kadmiyum, manganez, çinko, altın vb. gibi geniş bir element dizisini kapsayan ağır metallerin tümü, doğal çevrelerde zayıf değişimlerde bulunur ve farklı kimyasal özellikleri olan uyumsuz bir grup oluşturur. 2-Hafifi metaller Özgül ağırlığı beşten aşağı olan metallere hafif metaller denir. Alüminyum, potasyum, sodyum... •Metaller, elementler tablosunda kolaylıkla bulunabilen birkaç büyük aileye ayrılabilir. 1-Alkali metaller 1A kolonunda yer alır, gümüş beyazı renginde ve mükemmel indirgen olan bu metaller, kuvvetli bazik hidroksitler oluşturma özelliğiyle ayırt edilir. Metal parlaklıkları ve ilginç ısıl ve elektriksel özellikleri vardır. Bileşiklerinde sadece +1 değerlik alırlar. 2-Toprak alkali metaller 2A kolonunda toplanmıştır; çok tepkin olan bu elementlerin metal parlaklığı ve üstün elektriksel ve ısıl özellikleri vardır. Alkali metallerden daha serttirler. Bileşiklerinde sadece +2 değer alırlar. 3-Geçiş metalleri Elementler tablosunda yatay çizgilerde toplanmıştır; bu elementler elektron katmanlarının, yeğlemeli olarak dış katmanlardan başka katmanlarda gerçekleşen dolmasıyla ayırt edilir. Bunlar "B” gruplarıdır. 4-Toprak metalleri Bor hariç hepsi metaldirler. Bileşiklerinde sadece +3 değerlik alırlar. Son yörüngelerinde 3 elektron bulunur. •Metaller hava, ısı ve kimyasal maddelerin etkisi karşısında değişikliğe uğradıklarına göre de sınıflandırılır. 1-Soy metaller Altın, platin ve gümüş gibi bazı metaller nemli hava ve arı oksijen içinde, oda sıcaklığında olduğu gibi, yüksek derecede ısıtılmakla da hiçbir değişikliğe uğramazlar. Özellikle altın ve platin kimyasal etkenlerden hiç zarar görmez. Bu çeşit metallere soy metaller denir. 2-Yarısoy metaller Nikel, kalay, krom ve cıva gibi bir kısmı ise oda sıcaklığında, nemli hava ve oksijenden etki görmezler. Ancak çok ısıtıldıklarında oksitlenirler. İşte bu gibi metallere yarısoy metaller denir. Metallerin oksijenle birleşmesi olayına oksitlenme, meydana gelen metal ve oksijen bileşiğine de oksit denir. 3-Soy olmayan metaller Demir, kurşun, çinko gibi metaller ise, oda sıcaklığındaki nemli havada paslanırlar. Üst kısımlarında oksit veya oksitle beraber karbonat bileşiminde bir pas katmanı oluşur. Bu türlü metallere soy olmayan metaller denir. Metallerin Özellikleri 1-Oda sıcaklığında hepsi katıdır, cıva hariç 2-Yüzeyleri parlaktır, 3-Isı ve elektriği iyi iletirler, 4-Çekmeye ve germeye karşı direnç gösterirler, 5-Çekmeye ve germeye karşı direnç gösterirler, 6-Yoğunluk, kaynama noktası, erime noktası gibi özellikleri, genellikle yüksektir, 7-Canlıların yapısında az bulunurlar, 8-Kendi aralarında alaşım oluştururlar, 9-İyonlaşmalarında daima pozitif + iyon verirler, 10-Ametallerle iyonik yapılı bileşik oluştururlar. Ametaller Metal olmayan, normal koşullarda katıdan başka sıvı ya da gaz durumunda bulunabilen, tel ve levha biçimine gelmeyen, elektrik ve ısıyı iletmeyen bir tür C kristali olan grafit dışında ve elementler tablosunun sağ tarafında yer alan elementlerdir. Ametallere uzun bir süre, metalsiler metali andıran adı verilmiştir; oysa günümüzde metalsiler terimi, hem metal, hem de ametal özelliği taşıyan elementleri belirtmek için kullanılmaktadır. Ametaller birleşme değerlerine göre sınıflandırılır Tek değerli ametaller Çok elektronegatifler; hidrojenle birleşince kuvvetli asitler verirler. Bunlar birbirlerine çok benzeyen tuz verenlerdir halojenler flor, klor, brom ve iyot. Daha az elektronegatif olan çift değerli ametaller Oksijen, kükürt, selenyum, tellür. Hidrojenli bileşikleri artık asit olmayan üç değerli ametaller Azot, fosfor, arsenik. Dört değerli ametaller Karbon ve silisyum. Bunlara aynı birleşme değeri olmamakla beraber, bor da katılabilir. Havadaki nadir gazlar helyum, neon, argon, kripton ve ksenon birleşme değeri sıfır olan başka bir grup teşkil ederler; bunlar tek atomlu gazlardır. Ametallerin Özellikleri 1-Oda sıcaklığında katı, sıvı ve gaz halinde bulunurlar, 2-Mat renklidirler, 3-Isı ve elektriği iyi iletemezler, 4-Tel ve levha haline getirilemezler, 5-Kırılgan yapı gösterirler, 6-Yoğunluk, kaynama noktası, erime noktası gibi özellikleri, genellikle düşüktür, 7-Canlıların yapısında çok bulunurlar, 8-Metallerle iyonik yapılı bileşik oluştururlar, 9-İyonlaşmalarında daima negatif - iyon verirler, 10-Kendi aralarında kovelant yapılı bileşik oluştururlar. Soygazlar Helyum He, neon Ne, argon Ar, kripto Kr, ksenon Xe ve radon Rn başlıca asal gazlardır. Helyum dışındaki diğer asal gazlar havanın bileşiminde bulunur. Helyum bazı radyoaktif maddelerin bozunma ürünü olarak da elde edilir. Asal gaz atomlarının en dış enerji düzeyleri elektronla tam doludur. Bu durum asal gazlara kararlılık ve dayanıklılık verir. Helyum dışındaki diğer asal gazların dış enerji düzeylerinde 8 elektron bulunur. En dış enerji düzeyinde 8 den fazla elektron bulunamaz. Onun için başka atomlardan elektron alamaz. Bu 8 elektron oynak serbest olmadığından elektron da veremez. Onun için iyonlaşmaz. Bu sebepten asal gazlar kararlı yapıya sahiptir. "soygazlar” Soygazların Özellikleri 1-Doğada element normal koşullarda gaz halinde bulunurlar, 2-Kararlı bir yapıya sahiptirler, 3-Metallerle, Ametallerle ve birbirleriyle bileşik oluşturmazlar, 4-Dış enerji düzeylerini her zaman 8’e tamamlamak isterler Tablo 1 Elementlerin Periyodik Tabloda Gösterilmeleri TARİHSEL GELİŞİMİ İnsanlığın metaller ile ilk teması en eski çağlara kadar uzanır. Metallerin insanlık tarihinde oynadıkları rol ve istifade imkanları, metaller hakkındaki bilgilenme ile doğrudan ilgilidir. Bugün bile bir toplumun dünyadaki ekonomik ve endüstriyel yeri kullanılan metal miktarıyla belirtilmektedir. Artan nüfus ve toplumlar arasında çıkan hastalıklar, savaşlar ve hakim olma duygusu araştırılmaları teşvik etmiş ve yeni buluşlar ortaya konmuştur. İnsanoğlu önce taşları kullanmaya başlamış ve bir gün bileşik teşkil etmeyen ve tabii vaziyetiyle dikkati çeken altın, bakır, gümüşü fark etmiştir. Gevrek taş aletler yerine bunların dövülerek şekillendirilebilir olduğunu görmüştür insan. İlk defa dövülmüş bakırın kullanılmasını 4500 yıllarına rastladığı ve ancak 2000 yıl sonra cevherlerden bakırın üretilebildiği sanılmaktadır. Altın, gümüş ve bakırın arkasından demirin kullanıldığı, ancak diğerlerine kıyasla keşfedildiği yerde sır olarak tutulduğu dikkati çekmektedir. Çünkü demir, daha önce bakırlı kalay cevherlerinin birlikte ergitilmesi ile elde edilen bronzdan tunç daha serttir ve silah yapımı için üstün özelliklere sahiptir. Ayrıca demirin redüklenmesi bakıra göre daha zor olduğu için ilk keşfedildiğinde, önceleri ancak "sünger demir” şeklinde kısmen redüklenmiş olan ve beraberinde redüklenmemiş oksit ve silikatlı empüriteleri ihtiva eden bir bileşik elde edilebilmekte idi. Bu madde belli bir sıcaklıkta dövüldüğünde yalnızca bu empüriteler ergiyor ve geriye ham demir kalıyordu. Bugün ki dökme demirlerin değişik yöntemler ile çok önceleri üretilmiş olmasına rağmen, yüksek karbonlu alaşımlarının yapılması ve sonra da bunların karbonundan temizlenmesi, yani bugün ki ÇELİK özelliğinin elde edilmesi ancak son 200 yılda başarılabilmiştir; Bundan sonlarında odun yerine kömürün kullanılmaya başlanması ve ortalarında Bessemer PROSESİ ile ilk defa sıvı ham demirden çelik üretilmesinin payı büyüktür. Bundan sonra demir-çelik konusundaki gelişmeler baş döndürücü bir hızla ilerlemiştir. Metalin kesit sırası ise dünyanın her yerinde aynı olmamıştır. Bunun sebebi bölgede yaşayan halkın tesadüf sonucunda bu metallerle tanışmış olması ve o bölgenin jeolojik yapısıyla alakalıdır. Bunun sonucunda dünyanın her yerinde maden devirleri aynı anda yaşanmamıştır. Anadolu’da metal üretimi çok eski tarihlere dayanmaktadır. Bakırın 7000 yıllarında üretildiği Çin ve Avrupa’da bakırın en eski tarihi 4000 ve mevcut eski cüruf yığınlarından Anadolu’nun bakırın eski dünyaya yayılışının çıkış noktası olarak kabul edilebileceği anlaşılmıştır. Yine Anadolu’da yıllarında simli-kurşun cevherlerinden gümüş ve kurşunun ilk önce Trabzon civarında üretildiği, hatta o tarihlerde üretilen gümüşün bir kısmının Mısır altınları ile değiştirildiği bilinmektedir. Halen işlenmekte olan Ergani bakır yatakları 2000 yıllarında Asurlular, Küre bakır madenini Eski Yunanlılar ve Romalılar, Bolkar dağı kurşun-gümüş madeninin ise 2500-3000 yıllarında Hititler tarafından işletildiği de ayrıca bilinmektedir. Mezopotamyalılar, Mısırlılar, Yunanlılar, Romalılar Cu, au, Fe, Pb, Hg, Ag ve Sn’ı ilke defa kullanan kavimlerdir. Bu yedi metalin ilk tarihi metaller olmasında önemli nedenler vardır. Bu metallerin bazısı nabit durumda bulunabilmektedir Au, Ag, Cu, FeMeteorit ve Hg gibi. Özellikle Cu, Fe, Sn ve Pb 8000C veya daha düşük sıcaklıkta kolaylıkla redüklenebilmektedir. Bu sıcaklıklar ise karbon cinsi yakıtlar ile kolaylıkla sağlanabilmektedir. Ayrıca metal içerisinde bulunan empüritelerin ergime sıcaklığı düşürmesi de örneğin %4 Cu içeren demir 15400C yerine 11000C de erimektedir kolay redüklemede bir etkendir. Redükleyici olarak önceleri ormanlardan elde edilen odun kömürü kullanılırken, teknoloji geliştikçe fırın ve yakıt kullanımında da değişiklikler ortaya çıkmıştır. İlk kullanılan fırınlara değişen tabakalar halinde cevher ve odun kömürü doldurulduktan sonra ateşlemekte ve ateşi 3-4 gün devam ettirilmekteydi. Cevherden metal teşekkül edip fırının altındaki eğilimli kısımdan akmaya başladığı zaman ateş kısılmakta ve metal 800-1500 gramlık yumrular halinde elde edilmekteydi. Sarrafoğlu, 1997, s64 KUYUMCULUĞUN DOĞUŞU VE KUYUMCULUKTA KULLANILAN METALLER DOĞUŞU Kuyumculuğun doğuşu Değerli madenler ve taşlar, insanlık tarihi boyunca kimi zaman güzellik, kimi zaman zenginliğin ve asaletin simgesi olarak işlendi, kullanıldı. Takının tarihi, günümüzden yıl önceye, Üst Paleolitik Çağ’a kadar uzanıyor. Ancak uzmanlar, gerçek anlamıyla kuyumculuğun, Mezopotamya’da, Mısır’da ve Anadolu’da, 4. bin yılın sonlarına doğru başladığını belirtiyorlar. Antik takıların karmaşık kompozisyonları, ayrıntılı ve özenli işçilikleri incelendiğinde, akla hemen bunların hangi aletlerle, hangi üstün teknik bilgiyle yapıldığı sorusu geliyor. İnsanın yaratıcı gücünün bir uzantısı olan bu teknik gelişmeler, aynı zamanda insanın çevresindeki malzeme ile savaşımının da bir göstergesi. Kültürün en eski çağlarından itibaren teknik ve insan iç içedir. Plastik deformasyonu çok yüksek olan altının bu özelliği, ilk Tunç Çağı’nda biliniyordu. Eski çağların ustaları, saf altını döverek zar gibi inceltebiliyorlardı. Varak ve varak kaplama denilen bu teknik Mısırlılar, Çinliler, Yunanlılar tarafından kullanılmıştı. İslam sanatında altın ve gümüş varaklar, ahşap ve metal eşyanın yanı sıra minyatürlerin renklendirilmesinde baskı motiflerinde ve elyazmalarında geniş ölçüde kullanılmıştı. Kuyumculuk tarihinin başlangıcı gibi kabul edilebilecek varakçılık sanatı, 19. yüzyıl sonlarında savaş döneminin ekonomik sıkıntıları ve değişen sosyo-kültürel koşullarda hızla geriledi ve unutuldu. Kuyumculuğun tarihi, doğal olarak sayısız tekniklerle dolu. Günümüz kuyumculuğunda seri ve standart üretim için kullanılan santrifüj veya vakum gibi döküm tekniklerinin temeli olan kaybolan mum tekniği, delikli süslemeler yapmak için kullanılan ajur, kazıma tekniği, taneleme anlamına gelen granülasyon ya da Türk Kuyumculuğundaki karşılığı güherse, tombaklama ve mine tekniği bunların belli başlıları. Uşak/Lydia hazinesi ya da popüler adı "Karun Hazinesi” Anadolu’da kuyumculuk ve kullanılan aletlerle ilgili önemli bilgiler sunuyor. Bu hazine içinde yer alan iki tane bronz üfleme borusu ile takı ve heykelcik üretiminde kullanılan 30 parça bronz kalıptan oluşan kuyumcu aletleri özel bir öneme sahip. Bronz üfleme boruları metalin ergitilmesi sırasında körük uçlarına takılıyordu. Bulunan kalıpların bir bölümü stampa pinçonlarıydı. Bir bölüm de kalıp üzerine konulan ince soy metal levhaların, çekiçlenerek kalıbın formun alması için kullanılan dövme kalıplarıydı. Goldaş Kültür Yayınları KUYUMCULUKTA KULLANILAN METALLER Dünyada 70 çeşit kadar metal olmasına rağmen bunların sadece belirli bir kısmı kuyumculukta kullanılabilmektedir. Bunun sebebi ise metallerin sertliğinin, işlenebilirliğinin, ısıya dayanımının, asit ve bazlardan etkilenmesi, korozyon direncinin kuyumculuğa uygunluğundan kaynaklanmaktadır. Bu metaller arasında kuyumculukta kullanılanları ise iki sınıfa ayırabiliriz. Bunlar; kullanılan değerli metaller Altın, Gümüş, Platin, Rodyum, Palladyum kullanılan değersiz metaller Bakır, Nikel, Çinko, Kadmiyum, Kurşun, alüminyum dur. Metal Sembol Hacim Kütlesi Erime Noktası 0C Kaynama Noktası Yoğunluğu 0C Kimyasal Özellikleri Alüminyum Al 2,699 659,7 2520 Nitrik asitte erimez. Klorik ve sülfürik asitlerde, sodalarda erimektedir. Gümüş Ag 10,5 961,9 2163 Nitrik asit, alkali siyanürler, sıcak sülfürik asitlerde erir. Klorik asitte erimez ancak aşınır. Soda ve sudkostikte erimez. Erimiş halde iken hacminin 22 kadı kadar oksijen emebilmekte, katılaşırken açığa bırakmaktadır. Kadmiyum Cd 8,642 320,9 767,2 Sıcak sülfürik asitte ve nitrik asitte erir. Demir Fe 7,86 1536 2860 Asitlerde erir, soda ve sudkostikte erimez. Cıva Hg 13,594 -38,87 356,58 Nitrik asitte erir. Nikel Ni 8,9 1455 2915 Nitrik asitte ve kral suyunda erir. Soda ve sudkostikte erimez. Altın Au 19,3 erimiş halde 17 1063 2860 Siyanür ve kral suyunca erir haldedir. Palladyum Pd 0’de 11,97 22’de 11,4 1552 2960 Kral suyunda, sıcak sülfürik ve nitrik asitlerde erir. Kurşun Pb 11,58 327,43 1750 Derişik sıcak sülfürik asitte, nitrik asitte ve sudkostikte erir. Platin Pt 21,45 1796 3830 Soda, sudkostik ve kral suyunda erir. Bakır Cu 8,92 1083 2595 Sıcak sülfürik asitte ve nitrik asitte erir. Radyum Rh 12,1 1966+3 >2500 Toz halinde iken kral suyunda erir. Çinko Zn 7,14 419,5 911 Hemen hemen tüm kimyasal maddelerde erir. Tablo 2 Kuyumculukta Kullanılan Metallerin Tablosal Gösterimivıtıella, 1995, s67 KULLANILAN DEĞERLİ METALLER Kuyumculuğun doğuşundan beri değerli metaller kendilerine has özellikleri ve doğada az bulunuşlarıyla soy bir metal olarak günümüze kadar gelmişlerdir. Au Altın fiziksel, kimyasal ve metalik özelliklerinin, işlenmeye, dış etkilere karşı dayanıklılığa çok elverişli olması onun ilk çağlardan günümüze kadar kuyumculukta kullanılan metaller arasında ilk sırada yerini almasını sağlamıştır. Resim 1 Altın Altının Genel Özellikleri Özgül ağırlığı 19,3 Atom ağırlığı 197,2 Ergime noktası 10630C Kaynama noktası 29650C Tavlama ısısı 3000C de başlar, Çekme dayanımı 11kg/mm2 Döküm ısısı 1100 - 13000C Sertlik 2,5 – 3 Buharlaşma noktası 28070C Renk ve şeffaflık Altın sarısı, opak Parlaklık Metalik parlaklık Çizgi rengi Altın sarısı Kristal sistemi Kübik Kristal biçimi Genellikle dissemine halde, nadiren oktahedral veya kübik kristaller halinde. Ayırıcı özellikleri Renk, sertlik, asitte çözünmesi. Yumuşak, parlak, sarı yoğunluğu ve ticari değeri yüksek, okside olmayan tek başına hiçbir asidin etkileyemediği kolay işlenebilen, soy bir metaldir. İyi bir ısı ve elektrik iletkeni olan altın, yumuşak ve çok sünek bir metaldir. Dövülmeye ve haddelemeye elverişli metaller arasında ilk sırayı alır. 10gr altın 11m2 lik alanı kaplayacak şekilde dövülebilir. 0,0001mm kalınlığa kadar plaka olarak inceltilebilir ve 1 gramı 2 kilometre uzunluğa kadar tel olarak çekilebilir. Altın gümüşten daha yumuşak, kalaydan daha serttir. Saf altın o kadar yumuşaktır ki ziynet eşyası olarak kullanılamaz. Sertliğini ve dayanıklılığını arttırmak için diğer metallerle yapılan alaşımları kullanılır. Altın ilk zamanlar sadece değerli metal olarak kullanılırken son yıllarda teknik ve bilimsel alanda da yer almaktadır. Bileşiklerinde 1 ve 3 değerlikli olabilir. +1 değerlikli altın bileşikleri genellikle katı, +3 değerlikli altın bileşikleri ise daha çok sıvı haldedir. Az sayıda olan altın bileşiklerinden en önemlileri, altın klorür AuCI, altın triklorür AuCI3 ve kloraurik asittir HauCI4. Ayrıca altın, Cu, Ni, Zn, Ag, Hg vb. gruplarla önemli alaşımlar oluşturmaktadır. En önemli üçlü alaşımları arasında Au, Ag, Cu alaşımları yer alır. Altının sahip olduğu sarı renk dışında, genel olarak yeşil, kırmızı ve beyaz altın diye adlandırılan renklerde karşımıza çıkmasının nedeni, yukarıda belirtilen elementlerle oluşturduğu alaşımlarıdır. Alaşım ve Altın Alaşımları Kuyumculukta alaşım zorunlu olarak yapılması gereken bir işlem olup bu sektörde en fazla altın alaşımları üzerinde durulmaktadır. Alaşım Alaşım en az bir metalin başka bir maddenin içinde eritilmesi veya bütünleştirilmesi ile ortaya çıkan yeni bir malzemeye denir. Eğer maddeler iki tane ise alaşım "ikili”, üç madde var ise "üçlü” vb. olur. Yüzdesi fazla olan metal alaşıma adını verir ve alaşım her zaman metalik özellikleri taşır. Örnek olarak fosforlu bakırda fosfor metal olmamasına rağmen fosforlu bakır bir alaşımdır. Alaşımların incelenmesi, karışık fiziki ve kimyasal oluşumların varlığı yüzünden zaman alır. Sonuç olarak mekanik veya ışıl işlemler neticesinde sertlik yumuşaklık işlenebilirlik gibi fiziki veya kimyasal özellikleri değişebilmektedir. Nasıl ki tüm maddeler birbirleri arasında kaynaşmazlar ise metallerin hepsi kendi aralarında alaşım oluşturmaz. Nitekim su şekeri eritebilir ancak mermeri eritemez. Eğer şeker ve su metal olsaydı, alaşım oluşturduklarını, su ile mermerin ise alaşım oluşturmadığını söylerdik. Başka metallerde erimeyen metallerin varlığı değişik ve pratik uygulamalarda faydalı olmaktadır. Örneğin erimiş bir metali veya alaşımı karıştırmak için erimeyen bir metalden imal edilmiş bir aletin kullanılması uygun olacaktır. Maddenin tam olarak eriyip erimediğini anlamak için sık sık bir çubuk kullanılır. Bu durum grafit veya kilden yapılmış aletler kullanmakta en çok bunlar da son derece kırılgan olmaktadır. Kalay hemen hemen temas ettiği metalleri eritir. Kurşun alüminyumla alaşım oluşturmazken platin, kalay ve çinko ile kolayca alaşım oluşturduğundan, sıcakken bu metallerle temas ettirilmesi gerekir. Galvaniz banyolarında ve özellikle elektrolitik hücrelerde ne kalay ne de çinko platine temas ettirilmez. Aksi taktirde sadece mekanik işlemler sonucu kazınabilen bir kaplama katmanı oluşturur. VITIELLO, 1995, s140 Alaşımların içerisinde bulunan kıymetli maden miktarına "saflık derecesi” yada "ayar” denir. Saf altının saflık derecesinin binde birine ise "milyem” denir. Yani saf altın 1000 milyem olarak ifade edilir. Buna 24 karat yada ayar da denilmektedir. Her 1 ayar ise 41,66 milyeme karşılık gelmektedir. Ülkemizde ve dünyada kabul görmüş, ticari olarak kullanılmakta olan Altından imal edilmiş takıların ayar ve milyem olarak karşılıkları ise şöyledir; 24 Ayar 1000 Milyem 22 Ayar 916 Milyem 21 Ayar 875 Milyem 20 Ayar 833 Milyem 18 Ayar 750 Milyem 14 Ayar 585 Milyem 9 Ayar 375 Milyem 8 Ayar 333 Milyem Alaşımların Fiziksel Özellikleri Renk, yoğunluk ve erime derecesi bir alaşım fiziksel özelliklerini oluşturur. Bunlar genelde tavlamadan ve soğuk işlemeden etkilenmezler. Ancak yoğunluk, alaşımın şekline göre biraz değişebilir. Fazla gözeneğin oluştuğu kötü dökümlerde ise yoğunluk kesinlikle azalır. Herhangi bir altın alaşımının rengini tanımlamak çok zordur. Renk tanımları ancak standart olarak kabul edilen bir örnek dizesiyle karşılaştırıldıklarında işe yarayabilirler. 1966’da söz konusu gereksinimi gidermek için bir İsviçre kuruluşu olan "Normess Industrielles de 1’Horlogerie Suisse” 2N, 3N, 4N ve 5N kod sayılarıyla, 18 ayar renkli altın alaşım bileşenleri saptadı. Bu standartlar halen hem Fransız, hem de bazı değişikliklerle Alman endüstrisi tarafından kabul edilmektedir.Gold Technology, 1997, s3 Resim 2 18 ayar altının bazı renk tonlarıGold Technology, 1998, s2 Bu renk tonları bazı küçük değişikliklerle hem Avrupa da hem de ülkemizde kabul görmektedir. Alaşımların Mekanik Özellikleri Bir malzemenin kendisine tatbik edilen yüklenmeleri, zorlanmaları, iletmesi, taşıması veya dayanması kabiliyetlerine malzemenin mekanik özellikleri denir. Herhangi bir malzemenin kullanıldığı yerde görevini yapıp yapamayacağını öğrenmek amacıyla özelliklerini veya hatalı olup olmadığını tayin etmek için yapılan deneylere malzeme muayenesi denir. Örneğin bir metal veya alaşımın çekmeye olan dayanıklılığını ve uzamaya olan elverişliliğini elde etmek için yapılan çekme deneyi, bir döküm parçanın içinde buluna boşluk, çatlak gibi hataların bulunup bulunmadığını öğrenmek için röntgen ışınlarına tutulması, bir parçanın istenen dokuya haiz olup olmadığını öğrenmek için yapılan mikroskop çalışmaları birer malzeme muayenesidir. Aras, 1996, Altın Alaşımları Değişik renk tonlarının elde edilmesi mümkün olmakla birlikte çoğu zaman, bu tür alaşımlar istenilen mekanik özellikleri taşımamaktadır. Bazen, hazırlanmaları çok fazla itina gerektirebilir. Düşük veya çok büyük oranlarda Al katkılı altın alaşımları işlenebilir olmakta, aksi durumlarda alaşım kırılgan olmaktadır. Binde 82 veya daha fazla platin, altını beyazlaştırır. Binde 500’ü geçince zayıflatır. Binde 150’lik Palladyum, yine beyaz renk verir. Hava ile temasta altın-Palladyum alaşımları matlaşmaz. Gümüş ile yapılan alaşımlar daha sert, sesli ve elastiktir. İşlenebilir olup hacimleri küçülmüştür; yani alaşımların hacimleri onu oluşturan metallerin toplam hacimlerinden azdır. Altının rengini değiştirmek için en az %50’lik gümüş gerekir. Bu alaşımda eğer altın gümüşün iki buçuk katından fazla değilse, nitrik asit gümüşün tümünü eritemez. "Ölü yaprak yeşilindeki altın” orta sertlikteki 700 milyemlik alaşımdır. "Yosun yeşili” altın, %40’lık olan alaşımdır ve 550 milyemlik olan beyaz, 600’lük olan ise yeşilimsi beyazdır. 18 ayarlık 750 milyem renkli alaşımlar genellikle altın, gümüş, bakır içeren alaşımlardır. Bunların özellikleri içerisine nikel, çinko, Palladyum gibi elementler eklenerek özellikleri değiştirilebilir. Bunlar daha çok alaşımın rengini beyazlatmak için katılmaktadır. 12 ile 15 ayar arasındaki alaşımlar daha ser olup daha kolay sertleşmekte ve daha sık ısıtma gerektirmektedir. 584 milyemlik alaşım, eğer tamamı gümüş içeriyorsa çok yumuşak olup, hoş olmayan yeşil-beyaz karışımı bir renk olur. %6 ile %12 arasındaki gümüşün, bakır ile değiştirilmesi sonucu yeşil renkte, bir alaşım elde edilmektedir. %20 ile %30 arasında bakır ilave edilmesi rengi sarıya döndürür. Yüzde arttıkça renk pembeye çalar. Az miktarda nikel rengi canlandırır ve sertliği arttırır. Çinkoda rengi canlandırmakta, ancak elde edilen sertlik azalmakta, renk yeşilse kaçmaktadır. 9 ayar altın içerdiği, elemanlara sonra derece bağlıdır. Çok Cu, az Ag içerenler yumuşak, işlenebilir, dayanıklıdır. Çok Ag içerenlerde serleşme durumu erken olmakta, incelme olasılığı azalmakta, ısıtma sıklaşmaktadır. Çinkonun etkisi Ag ile aynıdır. 9 ayardan düşük alaşımlar 9’luk alaşım gibi davranırlar. Düşük ayarlı alaşımlarda ısıtma indirgeyici atmosferde veya kapalı ortamlarda yapılmalıdır. Isıtma işlemi, kimyasal dayanıklılığı arttırmakta ve çatlak oluşma olasılığını düşürmektedir. Suda hızlı şekilde soğutulan bazı alaşımlar çatlayabilmektedir. Birçok alaşım yaşlandıkça sertleşmekte, bir çoğunda ise, mekanik işlem yapılan kısımlarda aşınma belirtileri sergilenmektedir. Sonuç olarak aynı alaşımdan alınacak farklı davranışlar sergileyebilmektedir. Düşük ayarlı alaşımlar kuyumculuk için uygun değildir. Kolaylıkla matlaşmakta, renklerini ve parlaklıklarını kaybetmektedirler. Kimyasal aşınmalara karşı zayıftırlar. Yaşlandıkça hava ve suya karşı dayanıklılıkları değişebilmektir. Sık ısıtılmamalıdır. Çünkü, incelme %20’den düşükse, taneler büyümekte ve zayıf bir yapı meydana getirmektedir. Yoğun işleme ve ısıtmadan dolayı oluşan portakal kabuğu şeklin yüzeyi tane kenarlarını zararlı şekilde genişletmektedir. Fazla Cu içeren 750 milyemlik alaşımlar, işlendikten sona ısıtılmamalıdır. Vıtıello, 1995,s140 Kısacası saf bir metali binde bir oranında dahi olsa başka bir metalle alaşım yapacak şekilde birleştirirsek bazı özelliklerini değiştirebiliriz. Metallerin işlenmesinde kolaylık sağlayacak bu alaşımlar metalin görüntüsüne de ayrı bir hava katmaktadır. Ayar Saflık Saf altın Alaşım % Renk Yoğunluk g/cm2 Katılaşma 0C Sıvılaşma 0C Tavlama 0C 24 sarı 1064 1064 200 23,76 990 99 Ti Sarı 19 1080 1090 500 22 917 Standart sarı 995 1020 600 22 917 Koyu sarı 694 982 600 21 875 8Cu Sarı-pembe 940 964 700 21 875 Cu pembe 928 952 700 21 875 Cu Kırmızı 926 940 700 18 750 Cu Standart sarı 885 895 550 18 750 16Ag 9Cu Açık sarı 895 920 550 18 750 9 Ag16 Cu pembe 880 885 550 18 750 Cu kırmızı 890 895 550 18 750 15Pd10CuNi beyaz 1095 1150 730 14 585 10Pd, beyaz 1015 1125 800 14 585 30 Ag Standart sarı 820 885 650 14 585 9 Ag Kırmızı 850 885 650 Tablo-3. Tipik altın alaşımlarının genel özellikleri tablosu Altının Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar •Hava ile reaksiyonu; Altın havada normal koşullarda kararlıdır. •Su ile reaksiyonu; Altın su ile reaksiyona girmez. •Halojenler ile reaksiyonu; 2Auk + 3CI2gà 2AuCı3k 2Auk + 3Br2gà 2AuBr3k 2Auk + I2gà 2AuIk •Asit ile reaksiyonu; Altın kral suyu olarak adlandırılan 31 oranında hazırlanmış hidroklorik asit Nitrik asit çözeltisinde çözünür. •Baz ile reaksiyonu; Altın sulu baz çözeltileri ile reaksiyon vermez. Altının Diğer Kullanım Alanları üretilen altının büyük bir kısmı darphanelerde para karşılığı olarak stok edilmekte, yani uluslar arası mali işlerde kullanılmaktadır. Geri kalan kısmı ise, kuyumculuk ve süs eşyası, elektronik ve bilgisayar endüstrisi, kimya ve ilaç endüstrisinde tüketilmektedir. Sanayide altın, altın-gümüş ve altın-paladyum alaşımları elektrik anahtarı kontaklarında, elektronik devrelerde, telefon santrallerinde ve uzay araçlarında kullanılır. Altın-bakır ve altın-gümüş-bakır-çinko-kadmiyum alaşımlarından lehim işlerinde faydalanılır. Dişçilikte kullanılan altın-bakır-gümüş alaşımlarından yavaş yavaş vazgeçilmekte ve onun yerine daha ekonomik olduğu için altın oranı %15in altında olan, altın-gümüş-bakır-platin –paladyum-iridyum alaşımları kullanılmaktadır. Altın, elektrik ve ısı iletkenliği, sıcakta yükseltgenmemesi, kimyasal aşınmalara karşı dayanımı gibi özellikleri nedeni ile aranan bir metaldir. Saf altından düşük sertliği, dövülebilirliği gibi mekanik özellikleri nedeni ile laboratuar araç ve gereçleri yapımında da kullanılır. Altın Oluşumu Altın doğada saf halde nabit altın, gümüşle yaptığı bir alaşım olan elektrum halinde veya tellüridler halinde bulunmaktadır. Altın kuvars damarlarından bazen piritle beraber bulunur. Bunun dışında, kalkopirit, arsenopirit ve pirotin içinde de önemli miktarlarda yer alabilmektedir. Bazen altın, minerallerde gözle görülebilir biçimde bulunabilir. Bu pek sık rastlanan bir durum değildir. Çünkü genellikle tamamen o mineral ile bileşim halindedir. Bu tip durumlarda içinde altın buluna minerallerin ekonomik değeri artmış olur. Altın doğada başlıca magmatik ve tortullaşma olayları sırasında oluşmuştur. Altın yatakları, yatağın kökenine ve bulunuş biçimine göre yapılan ve morfolojik olarak tanımla bilecek bir sınıflamaya göre altı grupta toplanabilir 1-Altın İçeren Sülfür Yatakları Denizaltında oluşmuş volkanik kayaçlarla birlikte buluna bu tür yataklar bakır, kurşun ve çinko üretim amacıyla yurdumuzda çok eski zamanlardan beri işletilmemişse de, altının bir yan ürün olarak elde edilebilmesi, ancak bakır elektroliz yöntemi ile saflaştırılması geliştirildikten sonra mümkün olabilmiştir. 2-Epitermal Yataklar bu yataklar günümüzde veya yakın geçmişte etkin olmuş sıcak su kaynaklarına bağlı olarak, çöküntü alanlarında değişikliğe uğramış ve/veya parçalanmış kayaçlar içinde kuvarslı damarlar veya saçınımlar olarak bulunurlar. Bu tür yataklarda altınla birlikte arsenik, antimon, gümüş, cıva, talyum ve bizmut bulunabilir. Altınlı kuvars damarlarında altın genellikle gözle görülebilir boyutlardadır 100 mikrondan daha büyük. 3-Ultramafik Kayaçlarla İlişkili Yataklar Ultramafik kayaçların mineral taşıyan sıcak su bölümlerinin, diğer bir deyimle hidrotermal çözeltilerin, etkisi ile değişikliğe uğrayarak karbonatlaşması ve silisleşmesi ile listvenitler oluşur. Bu tür kayaçlar içinde cıva, arsenik, kobalt, nikel ve altın cevherleşmeleri bulunmaktadır. Altın 10-50 mikron boyutlu ince taneler halindedir ve dağılımı oldukça düzensizdir. 4-Altın İçeren Skarnlar Skarnlar yerkabuğunun derinliklerinde sokulum yapmış magmatik kayaçlarla kireçtaşı veya dolomit gibi karbonatlı kayaçların başkalaşım kuşaklarında bulunurlar. Bakırca zengin olan bazı yataklarda altın üretebilir düzeye ulaşmaktadır. 5-Plaser Altın Güncel Yatakları Bunlar kumlar ve çakıllar içinde, genellikle akarsu havzalarında bulunan altın yataklarıdır. Üretilebilme kolaylıklarından dolayı çok eski zamanlardan beri işletilmişlerdir. Altın tanelerinin boyutları ve yatak içinde dağılımı oldukça düzensizdir, tanelerin boyutları mikronlardan yumruk büyüklüğüne kadar değişebilmektedir. 6-Altın İçeren Porfiri Bakır Yatakları Porfiri bakır yatakları düşük bakır içerikli, magmatik sokulumlar içerisinde damarcıklı ve saçılmış cevher mineralli çok büyük ölçekli yataklardır. Bu tür yataklardan cevher üretimi genellikle açık işletme yöntemi ile yapılmakta ve cevher zenginleştirme yöntemleriyle bakır konsantresi elde edilmektedir. Bu yataklardan üretilen cevherden de altın yan ürün olarak bakırın elektrolizi sırasında elde edilmektedir. Metalik Maden Yatakları, 2001, Gümüş Ag Gümüşte altın gibi eski çağlardan beri kullanılmakta olup, kolay işlenebilir olması ve çok iyi parlayabilme özelliğinden dolayı kuyumculukta sıkça kullanılmaktadır. Resim 3 Gümüş Gümüşün Genel Özellikleri Özgül ağırlığı Ergime noktası 9620C Kaynama noktası 22100C Çekme dayanımı 12 kg/mm2 Sertlik Renk ve şeffaflık Gümüş beyaz, dış etkilerle siyahımsı, opaktır. Çizgi rengi Gümüş beyazı Parlaklık Metalik Kristal sistemi Kübik Kristal biçimi Uzunlamasına tel şekilli veya pulsu, masif, kübik- oktahedral kristalleri nadirdir. Ayırıcı özellikleri Renk, nitrik asitte kolay çözünürlük İşlenebilir parlak beyaz bir metaldir. 2,5 mikron kalınlığında levhalar üretebilmekte, arasından yeşil-mavi bir ışık geçmektedir. Mohs ölçeğine göre sertliği 2,5-3 arasında olup, saf altından biraz daha serttir. Altından sonra en iyi işlenebilir metal olup, genellikle alaşımları kullanılır. Diğer değerli metallerde olduğu gibi ayarı binlik sistemde ifade edilir. En iyi elektrik ve ısı iletkenidir. Tüm metaller arasında ışığı en iyi yansıtandır. Bu ışık, görünen ışık ve enfraruj ışığıdır. Aynaların imalinde kullanılır. Beyaz görünmesinin nedeni, ışık spektrumunda bulunan tüm ışınları homojen şekilde yansıtmasıdır. Ultraviyole ışınlarda gümüşün davranışı kötüleşmek, yerine radyum gibi diğer metaller kullanılmaktadır. Gümüşün bozulması engellenemediğinde, yerine daha az yansıtıcı, ancak dengeli metaller kullanılır alüminyum, krom, radyum gibi. Gümüş buharı mavimsi olup kaynama sıcaklığında ortaya çıkar. Saf gümüş havadan sudan etkilenmez. Yalnız eriyik halde iken havadaki oksijeni emerek bünyesine absorbe eder, tam donarken birden bıraktığı içinde saf gümüş külçelerinin içinde birçok hava boşluğu bulunmaktadır. Binde bin oranında iken ısıtıldığında ve soğutulduğunda bozulma göstermez. Gümüşçülerin saflık kontrolü bu özelliğe dayanmaktadır. Kırmızılaşıncaya kadar ısıtılarak havada soğumaya bırakılır. Dış yüzeyi gri veya siyah renge dönüşürse, gümüş saf değildir. Eğer metal aynı kalmış ise saftır ya da çok az oranda yabancı madde veya paladyum, platin gibi asil metaller içermektedir. Bu son şeklinde gümüş daha değerli olabilmektedir. Soda ve sudkostiğe erimiş halde olanlarına bile dirençli olup, kimyasal ürün tesislerinde sıkça gümüş kazanları kullanılmaktadır. Gümüşü en kolay eriten asit nitrik kezzap asit olup, gümüş nitrat ortaya çıkarmakta, asidin bir kısmı kırmızı-kahverengi, zehirli ve tahriş edici dumanlar çıkarmaktadır. Nitrik asit altını eritemediğinden bu asit iki metali ayrıştırmakta kullanılır. Bu ayrıştırma, metaller alaşım halinde olduğunda da kullanılabilmektedir. Fosforik asitte iyi bir direnç göstermekte olup, ıslak halde iken klor, brom, iyot ve türevleri olan asitler tarafından klorik, bromik ve iyodik aşındırılmaktadır, ancak erimemektedir. Soğuk ve %80 derişikliği geçmeyen sülfürük asitlere dayanmaktadır. Bu nedenle ağartma banyosunun derişikliğine önem vermek gerekir. Derişik sıcak sülfürik asitte kolayca erirken, sıcak sulandırılmış asitten pek etkilenmemektedir. Suda eriyebilen siyanürler hava ve oksijenli sulu ortamlarda gümüşü kolayca eritebilmektedir. Soğuk halde iken ozon ile oksitlenmekte, çok dayanıklı bir metal olan siyah gümüşü ortaya çıkarmaktadır. Gümüş, kükürt içeren maddeler tarafından kolayca çözülmekte, siyah kükürt meydana gelmektedir. Bu kaplama alttaki metali koruyamamaktadır. Gümüşün Korunması Gümüşü kolayca çözebilen gazlı maddelerden bir tanesi de sülfürik asittir. Sanayinin gelişmesiyle birlikte havaya yüksek miktarda sülfürik kimyasalı karışmakta, bu da gümüşün yapısını etkilemektedir. Gümüşü bu etkilerden korumak için; -Hava geçirmeyen plastik poşetlerin kullanılması, -İnce bir katman parlak nikelajın üzerine galvanizli radyum, -Saydam boya tabakaları eğer korunmayan bir taraf oksitlenmeye uğrarsa nesne çirkin bir hal alabilmektedir. -Gözle görünmeyen kaplamalar sağlayan kimyasal eriyik banyoları, -Berilyum ile yapılan galvanizleme, -Sabitleştirme banyosunda galvanizleme yapılmalıdır. Vıtıello, 1997, s70 Gümüşün Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar Hava ile Reaksiyonu Gümüş metali normal koşullar altında havada kararlıdır. Su ile Reaksiyonu Gümüş metali temiz su ile reaksiyon vermez. Halojenler ile Reaksiyonu Gümüş halojenler suda az çözünen gümüş tuzlarıdır. Çözünürlükleri F’dan I’ya doğru azalır. Asit ile Reaksiyonu Gümüş metali sıcak, derişik sülfürik asit içerisinde çözünür. Ayrıca seyreltik ve derişik nitrik asit içerisinde de çözünür. Gümüşün Diğer Kullanım Alanları -Metalik olarak kuyumculukta, -AgBr bileşiği fotografçılıkta, -Diş protezlerinin yapımında, -Elektrik kontaklarında, -Gümüş-çinko ve gümüş-kadmiyum pillerin yapımında, -Aynaların kaplanmasında, -Yükseltgenme reaksiyonlarında katalizör olarak, -Gümüş klorür camlara şeffaflık vermek için, bir çok ülkede bozuk para yapımında kullanılmaktadır. Gümüş Oluşumu Magmanın ayrımlaşması sırasında sürekli sıvı ve gaz fazı içinde konsantre olan gümüş erken magmatik, pegmatitik ve pinömatolitik evrelerde yatak oluşturacak miktarlarda zenginleşememektedir. Hidrotermal çözeltilerde sülfatlı ve klorlu bileşikler halinde çözünmekte ve taşınmaktadır. Mezotermal ve özellikle epitermal evrede kayaçların içinde saçılıkmlı olarak veya diğer metallerle birlikte yatak oluşturmaktadır. Hidrotermal gümüş yatakları genellikle andezitik ve dasitik bileşimli volkanik kayaçlarla, ender olarak da granitoyitik bileşimli derinlik kayaçlarıyla ilişkili olarak ortaya çıkmaktadır. Volkanik kayaçların içindeki yataklar daha çok graben sistemleriyle veya volkan konilerinin çevresindeki konik, dairesel veya ışınsal konumlu kırık hatları ile ilişkili damar tipi yataklar şeklindedir. Derinlik kayaçların bağlı gümüş yatakları ise damar, ağsal damar veya kontakt-metazomatik cevherleşmeler şeklindedirler. Diğer metallerden bağımsız gümüş zenginleşmelerine pek rastlanılmaktadır. Gümüş esas olarak Sn, Au, Cu, Zn, U, Sb, Hg ve Pb yataklarında cevherin yan ürünü olarak kazanılmaktadır. Eğer Ag tenörü yüksek ise bu yataklar sadece Ag için de işletilebilmektedir. Dolayısı ile Ag yataklarının oluşumu Sn, Au, Sb, Hg ve Pb yataklarının oluşumu ile ilişkilidir. Yüzey şartlarında gümüşün sülfid mineralleri kolaylıkla çözünerek sülfat bileşikleri halinde çözeltilere katılır. Semetasyon zonunda nabit Ag veya klor bileşikleri halince çökelerek semetasyon zonu zenginleşmeleri oluşturabilir. Bu yataklarda gümüş düzensiz yığışımlar, ince filmler veya dendtritik kümeler halinde yığışmaktadır. Ender olarak da plaserler içinde konsantre olabilir. Metalik Maden Yatakları, 2001, Platin Pt Platin bazı metalleri bünyesinde barındırmasından dolayı sonlarına kadar altına göre çok daha ucuza satılmaktaydı. Ama sonra saf hale getirilip elementsel özelliklerinin ortaya çıkarılmasıyla birlikte değerli metaller arasına adını yazdırmıştır. Resim 4 Platin Platinin Genel Özellikleri Özgül ağırlığı 21,45 Ergime noktası 17690C Kaynama noktası 38250C Çekme dayanımı 25 kg/mm2 Sertlik Renk ve şeffaflık Çelik grisi-koyu gri, opak. Çizgi rengi Gri Parlaklık Metalik Kristal sistemi Kübik Kristal biçimi Kübik kristaller çoğunlukla küçük taneler ve pullar halinde. Ayırıcı özellikleri Renk, özgül ağırlık. Platin kolayca dövülebilen, çok yüksek ısı dayanımına sahip, yumuşak ve sünek bir metaldir. Tel ve levha haline getirilebilir. Özgül ağırlığı fazla olduğundan filizinde bulunan diğer kumlardan kolayca yıkanarak ayrılırlar. Isıtıldığında oksitlenmeyen, parlaklığını muhafaza eden, asitlerden etkilenmeyen yoğun bir metaldir. Platinin rengi gümüşteki gibi temiz beyaz olmayıp gri-beyazdır. Eritilmesi sırasında soda, sudkostik, peroksit, siyanür, demir siyanürü, kükürt, nitrat ve fosfor, arsenik karbon gibi zehirli gazları ortaya çıkaran maddelerden sakınmak gerekir. Çok düşük miktarlarda diğer metaller ile alaşım haline getirildiğinde hemen özelliklerini yitirmektedir. Piyasada dört çeşit platin bulunmaktadır A, B, C, D. A platin 999,9 kuyumculukta kullanılmamaktadır. B platin 999 özel saf platin veya rafine saf platindir. C platini 995 analiz laboratuarlarında ve anot olarak kullanılmaktadır. D platin 990 kuyumculukta kullanılanıdır. Kimyasal özellikleri, sadece yüksek sıcaklıklarda farklılık göstermektedir. Fiziksel özellikleri için bu geçerli değildir. Aşağıdaki tablodan binde 10’luk bir farkla sertliğin arttığı görülmektedir. Piyasadaki Platin Çeşitleri A B C D Tekrar ısıtılmış telin çekmeye karşı dayanıklılığı 18 22 24 26 Saf hale getirilmiş telin çekmeye karşı dayanıklılığı 34 35 35,5 45,5 Tekrar ısıtılmış platinin sertliği 40 40 50 52 Çekil ile işlemek için sıcaklık 0C 800-1200 800-1200 800-1200 800-1200 Tablo 4 Piyasadaki Platin Çeşitleri Vıtıello, 1995, s79 Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonları Hava ile Reaksiyonu Platin metali havada hiçbir sıcaklıkta okside olmaz. Halojenler ile Reaksiyonu Platin metali çok dikkatli bir şekilde flor gazı ile reaksiyona sokularak PtF6 ve PtF54 bileşiğini oluşturur. PtF54 bileşiğinin de bozunması ile PtF4 elde edilir. Ptk + 3F2gà PtF6s [koyu kırmızı] 4 Ptk + 10F2gà PtF5s [açık kırmızı] PtF5kà PtF6s + PtF4s [sarı-kahverengi] Platin metali klor, iyot ve brom gazı ile aşağıdaki reaksiyonları verir. Ptk + 2CI2g à PtCI4kkırmızı-kahverengi Ptk + 2Br2g à PtBr4ksiyah-kahverengi Ptk + 2I2g à PtI4ksiyah-kahverengi Platin klor ile kontrollü reaksiyonu sonucunda iki farklı formda PtCI2 bileşiği oluşur. Ptk + CI2g à PtCI2k koyu kırmızı veya zeytin yeşili Asit ile Reaksiyonu Platin metali kral suyu HNO3HCI 13 hariç hiçbir asit ile reaksiyon vermez. Platinin Diğer Kullanım Alanları -Laboratuarda tel olarak alev deneyi için, -Saf platin, kral suyu hariç hiçbir bileşikten ve yüksek sıcaklıktan etkilenmediği için çeşitli laboratuar cihazlarının yapımında, -Saf platin yumuşak olduğu için Cu, Au, Ir, Pd ve w gibi metallerle yaptığı alaşımları elektrik malzemeleri ve termoelektrik pilleri yapımında, -Cis-platin [PtCI2NH32] kompleksi bileşiği ilaç yapımında ve kanser tedavisinde, -Platin rezistans telleri yüksek sıcaklıklara dayanıklı olduğu için elektrikli fırınların yapımında, -Arabalardaki hava kirliliğini önleyici donanımların yapımında, -Diş protezlerinde, -Kobalt-platin alaşımı manyetik özelliğe sahip olduğundan bir çok uygulamada, -Platin metali çok yüksek hacimlerde hidrojen gazını absorblama ve ısıtıldığında hidrojeni açığa çıkarma özelliğine sahiptir. Bu nedenle arabaların benzin depolarının yapımında, -Ham petrolün işlenmesinde ve sülfürik asit eldesinde katalizör olarak, -Kuyumculukta. Platin Oluşumu Platin, iridyum, osmiyum, rutenyum, rodyum ve paladyum elementlerine platin grubu elementleri denir. Bunlar çok değişik minerallerin yapısında, diğer elementlerin yerini alarak bulunurlar. Nabit, halde iken ise tek başlarına değil birbirleriyle alaşım halinde bulunurlar. Oluşumları ise; Platin grubu metallerden platinyum, iridyum ve osmiyum ultrabazik kayaçlarda daha çok nabit alaşımlar şeklinde, platinyum ve paladyum ise bazik kayaçlarda bakır ve nikel ile beraber sülfid mineralleri halinde bulunurlar. Pinömatolitik- hidrotermal süreçlerle platin grubu metallerin zenginleşmesi mümkündür. Diğer taraftan, birincil yatakların veya düşük konsantrasyonlarda platin grubu metal bulunduran kayaçların yakınında plaser yatakları gelişir. Buna göre platin grubu metal yatakları oluşumlarına göre erken magmatik evre, hidrotermal ve plaser yatakları olmak üzere üç gruba ayrılabilir. Metalik Maden Yatakları, 2001, Rodyum metali kuyumculukta, bazı özelliklerinden dolayı, direkt olarak model yapımında kullanılmamakta olup ve yine bu özellikleri sayesinde ise modellerin galvanik olarak kaplanıp, parlak ve dış etkilere karşı son derece dirençli olmalarını sağlamaktadır. Resim 5 Rodyum Genel Özellikleri Özgül ağırlığı Ergime noktası1960 Kaynama noktası3700 Mineral sertliği6-6,5 Renk Gümüş beyazı Rodyum havaya karşı tamamen dayanıklı olduğundan metallerin galvaniz olarak kaplanarak uzun süre parlak kalmalarını sağlar. Aynı zamanda aşınmaya karşıda bir direnç oluşturmaktadır. Rodyum kral suyu da dahil hiçbir asitten etkilenmez. Ancak sıcak halde sülfürik asitte eriyebilmektedir. Isıtılmış metale gaz halindeki klor temas ettirildiğinde klorür meydana gelmektedir. Alternatif olarak 125-150°C’lik kapalı tüplerde drişik asit ve sodyum klorür ile ısıtılmaktadır. Tüm metallerde olduğu gibi, Rh ne kadar çok toz halinde ise, o kolay solüsyon haline geçmektedir. Hava ile temas halinde ısıtıldığında 300°C’de oksitlenmeye başlamakta, sıcaklık arttıkça hızlanmakta, 900-1300°C arasında buharlaşmaktadır. Rodyum kaplı bir nesne ısıtıldığında, Rh gözenekli ve ince olduğunda alttaki metal etkilenir.vıtıello,1995, s83 Kaplama Rodyum beyaz parlak bir metal olup, yansıtma gücü Ag’ninkinin %80’olup, ultraviyole ışınlarında Ag’ninkinden üstündür. Rodyumun tersine Ag’nin yüzeyi Ag oluştuğundan bulanıklaşır. Rodyum ise kesinlikle bozulmamaktadır. Bu metal, yansıtıcı sanayide başarılı şekilde kullanılmakta olup erime sıcaklığı 1966°C’dir. Rodyum banyoları sülfürik ve fosforik asit içerirler. Her ikisiyle de son derece iyi sonuçlar elde edilmektedir. Genelde litre başına metal içeriği 2 ila 2,5g arasındadır. Rahatlık açısından derişik rodyum tuzu, fosfat ya da sülfatından yola çıkılmakta, su ile karıştırılıp asit eklenmektedir. Nüfuz etme gücü çok yüksek olup, bu açıdan altın ve gümüşe saniyede beyaz parlak bir katman ortaya çıkmaktadır. Ancak doğrudan Ag’nin Rh ile kaplanması tavsiye edilmemektedir. Rodyum katmanı o kadar incedir ki Ag’nin bozulmasını engelleyemez. Ayrıca, doğrudan rodyum kaplama işlemi, başarılı olmayabilir. Bu amaçla Ag ile Rh arasına parlak nikelaj kaplama işlemi uygulanır.Vıtello, 1995, s389 Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar Hava ile reaksiyonu Rodyum metalinin atmosferik etkileşimlere karşı çok iyi bir koruma mekanizması ile 600ºC de ısıtılması ile rodyumIII oksit bileşiği oluşur. Su ile reaksiyonu Rodyum metali normal koşullar altında su ile reaksiyon vermez. Halojenler ile reaksiyonu Rodyum metalinin flor gazı ile doğrudan reaksiyonu sonucunda yüksek aşındırıcı özelliğe sahip Rh Fe bileşiğini oluşturur. RhF6 bileşiğinin dikkatli bir şekilde ısıtılması ile de koyu kırmızı RhF5 bileşiği elde edilir. Asit ile reaksiyonu Rodyum metali kral suyu dahil hiçbir asit ile reaksiyon vermez. diğer Kullanım Alanları •İnce toz halinde rodyum katalizör olarak korozyona dayanıklılığı ve parlaklığı nedeniyle mücevher yapımında •Elektriğe karşı düşük derecede korozyona karşı yüksek derecede dayanıklı olması nedeniyle elektrik kontakları yapımında •Platin ve paladyumlu alaşımlar çok sert özelliğe sahip olduğundan elyaf, ocak sarımları gibi yüksek sıcaklık gerektiren aletlerin yapımında. Paladyum 1800’lü yıllarda keşfedilmiş olup, platin benzeri metaller arasında en ucuzu olduğundan daha çok beyaz altın alaşımlarına renk ve işlenebilirlik özelliği katmak için kullanılmaktadır. Resim 6 Palladyum Genel Özellikleri Ergime noktası 15520C Özgül ağırlığı 12g Kaynama noktası 29630C Mineral sertliği 4,75 Renk gri beyazı Paladyum genellikle platinle beraber bulunur. Üretimi talebi aşmakta ancak aynı ailenin diğer metalleri ile bir arada bulunup çıkarıldığından üretimi sınırlandırılamamaktadır. Daha çok beyaz altın alaşımlarında kullanılır. Paladyum alaşımlı beyaz altınlar diğer nikel alaşımlı beyaz altınlara oranla daha yumuşak ve kolay işlenebilir olduklarından taş yuvaları yapımlarında kullanılmaktadır. Paladyum hava ve insan teri ile bozulmaz, düşük bir hacim kütlesi vardır ve kolaylıkla soğuk halde 0C arasında hava ile temasta ısıtıldığında, metalin tek dengeli oksidi olan koyu yeşil renkteki paladyumoksit’e üzerinde lacivert-yeşil renkte Pd+PdO karışımına dönüşürken, 8700C’yi geçince yeniden metal elde edilmektedir. Daha yüksek sıcaklıklarda oksijen emdiğinden ağırlığı artmakta ve dengeli bir alaşım halini almaktadır. 13000C’yi geçince oksijen açığa çıkarmaktadır. Uçucu oksitler oluşturmaz. Hidrojenli ortamda eritildiğinde hidrojeni emer. Ezerek mikronun onda biri kalınlık elde etmek mümkün olup, sertliği 1000’lik platin kadardır. Tentürdiyot platini etkilemezken, paladyuma koyu renk vermektedir. Kırmızı renkli sıcaklıklarda paladyum soda, sudkostik, siyanür, sodyum ve potasyum nitrat, fosfor, arsenik, silisyum ve karbon tarafından etkilenmektedir. Kral suyunda platinden daha kolay erimektedir. 1803 yılında keşfedilmiş olup, takip eden iki yılda aynı ailenin diğer üç metali bulunmuştur. İşlenebilirliğini arttırmak amacıyla nikel, rodyum ve rutenyum gibi diğer metallerle 950’lik alaşımlar haline getirilmektedir. Makine ile işlendiğinde vazelin, el ile işlendiğinde sıvı sabunun yağlayıcısı olarak kullanılması tavsiye edilmektedir. Vıtello, 1995, s82 Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar Hava ile reaksiyonu Paladyum metalinin oksijen ile ısıtılması sonucunda paladyum II oksidi oluşur. 2Pdk+O2g → PdOk siyah Halojenler ile reaksiyonu Paladyum metali çok dikkatli bir şekilde flor gazı ile reaksiyona sokularak Pd tuzu olan Pd2+PdF62- elde edilir. 2pds+3F2g → 8Pd9PdF6s Brom ile ise paladyum II bromürü oluşturur. Pdk+CBrg → PdBr2k kırmızı-siyah Asit ile reaksiyonu Platin grubunun nitrik asitte çözünen tek metalidir. Diğer Kullanım Alanları •Beyaz altın gibi altın alaşımlarını renksizleştirmek için •Hidrojen gazı sıkıştırmada •Diş protezlerinde •Saat ve ameliyat aletlerinin yapımında kullanılmaktadır. KULLANILAN DEĞERSİZ METALLER Kuyumculukta değersiz metaller genellikle soy metallere katkı maddesi olarak kullanıldığından en az onlar kadar önemlidir. Bakır değersiz bir metal olmasına karşı kuyumcular açısından son derece önemlidir. Çünkü yapılan hemen hemen tüm alaşımlarda kullanılmaktadır. bu da ortaya çıkan yeni metale çeşitli renk ve mekanik özellikler kazandırmaktadır. Resim 7 Bakır Genel özellikleri Ergime noktası10830C Kaynama noktası29270C Özgül ağırlığı8,92 Mineral sertliği3 Renk Bakır kırmızısı Parlaklık Metalik Çizgi rengi Metalik bakır kırmızısı Kristal sistemi Kübik Kristal biçimi Nadiren kübik kristaller halinde çoğunlukla uzunlamasına yassı biçimli Ayırıcı özellikleri Renk ve kırılganlık, nitrik asitte kolay çözünürlük Bakır doğada saf olarak bulunduğu gibi en çok bakır cevherlerinden elde edilir. Metaller arasında gümüşten sonra ısı ve iletkenlik özelliği en iyi olan elementtir. Sıcak ve soğuk işlemeye elverişlidir. Bakıra kaynak yapılabilir ancak saf olarak döküm yapılmaya müsait değildir. Kuru havada ve normal ısıda yavaş yavaş okside olur ve üzeri yeşil bir tabaka ile örtülür. Ateşte ise çabuk okside olarak siyah renge dönüşür. Bakır sülfürik asit ve tuzruhu karşısında yavaş yavaş, nitrik asitte ise çabuk ve zehirli gazlar çıkartarak çözülür. Piyasada yeterli saflıkta bakır bulunmakta olup en iyisi 999’luk elektrolitik bakırdır. Genelde katot halde bulunmakta yüzeyleri çıkıntılarla dolu olmaktadır. Bu katotların kullanılmadan önce eritilmeleri gerekmektedir. Piyasadaki bakır çeşitleri ise şunlardır; •Katotlar halinde elektrolitik bakır Cu 999 •Eritilmiş elektrolitik bakır •Elektriksel amaçlı kullanılmayan bakırCu 9997 •Arsenik içeren bakır oksitlenmeye ve sıcağa karşı dayanıklıdır. Ayarı 997 olup arsenik, gümüş ve nikel içerir. vıtıello, 1995, s79 Bakır ayrıca fazla kullanılan bronz, pirinç ve alpaka’nın temel maddasidir. Bu alaşımların oranları ise şu şekildedir; Bronz; %75 bakır, %25-12 kalay Pirinç; %72 bakır, %28 çinko Alpaka; %50-90 bakır, %31-19 çinko, %19-13 nikel Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar Hava ile reaksiyonu Bakır metali normal koşullar altında havada kararlıdır. Isıtılarak oksijen ile reaksiyonu sonucunda Cu2O oluşur. Halojenler ile reaksiyonu Cuk+ F2g → CuF2kbeyaz Cuk+Cl28g → CuCl2ksarı-kahverengi Cuk+Br2g → CuBr2ksiyah Asit ile reaksiyonu Bakır metali sıcak derişik sülfürik asit ile reaksiyonu sonucunda CuII çözeltisi oluşturur. Aynı zamanda açığa hidrojen gazı çıkar. Cus+H2SO4ag → Cu2+ag+SO42-ag+H2g Bakır metali seyreltik ve derişik nitrik asitte çözünür. Diğer Kullanım •Bakır tel yapımında •Yüksek frekans hattı yapımında •Müzik enstrümanları yapımında •Renkli cam yapımında •Vakum tüpleri, katot, ışık tüpleri, mikrodalga fırınlarda •Kabartma metal olarak •Elektrik endüstrisinde •Bakır sülfat tarım zehri olarak ve suların saflaştırılmasında kullanılmaktadır. Oluşumu Bakır, ultramafik magmanın kristalizasyonu sırasında, liküasyon evresinde bir miktar çökelerek nikelle birlikte pirrotinli sülfid yataklarının oluşumunu sağlar. Fakat daha çok sıvı faz içinde konsantre olarak pinömatolitik, hidrotermal ve sedimanter yatakların oluşumuna imkan verir. Yüzey şartlarında ise birincil Cu minareleri kolaylıkla ayrışır ve çözünmüş halde uzun mesafeler taşınabilir. Böylece cu yatakları erken magmatik evreden sedimanter ve rezidüel zenginleşmeye kadar hemen her ortamda oluşabilmektedir. Metalik maden yatakları, 2001, s28 Saf nikelin çok az kullanım alanı olduğu gibi kuyumculukta sadece beyaz altın alaşımlarında ve nikel kaplamalarında kullanılır. Resim 8 Nikel Genel Özellikleri Ergime noktası 14530C Kaynama noktası29130C Buharlaşma noktası27300C Özgül ağırlığı 8,9 Mineral sertliği4 Renk Beyaz Nikelin en saf hali elektrolitik olanıdır. Eritilmeden veya haddelenmeden önce, dikdörtgen veya kare şekilli, girintili çıkıntılı yüzeylere sahiptir. Mıknatıs tarafından çekilebilmektedir. Nikel nemli havada yavaş yavaş, ateş altında ise çok çabuk okside olmaktadır. Saf nikel hidroklorik ve sülfürik asitte yavaş yavaş, nitrik asitte ise hızlı bir çözünme gösterir. Piyasada nikel damla, katot ve külçe halinde bulunmakta ve ayarı 985 ila 995 arası saflıkta değişmektedir. Vıtıello, 1995, s78 Kaplama Altın alaşımı olmayan metallerde, altın kaplamaya ya da değerli olmayan alaşımlarda ya da gümüş alaşımlarında yapılacak rodyum kaplamaya zemin olarak kullanılabilir. Gümüşün hava ile teması sonucunda bozulmasını engellemek amacı ile başvurulan metotlardan biri rodyum kaplamadır. Yeterli kalınlıktaki bir katman son derece pahalı olacağından zemin olarak nikelaj işlemi durumlarda parlak nikelajda yeterli olabilmektedir. Vıtello, 1995, s377 Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar Hava ile reaksiyonu Nikel metali normal koşullar altında hava ile reaksiyon vermez. Yüksek sıcaklıklarda nikel ile oksijen arasındaki reaksiyon sonucunda nikelII oksit oluşur. Su ile reaksiyonu Nikel metali normal koşullar altında su ile reaksiyon vermez. Halojenler ile reaksiyonu Nikel metali flor gazı ile çok çabuk reaksiyon verir. Bu nedenle de flor gazını korumak için hazırlanan kapların yapımında kullanılır. Nik+Cl2g → NiCl2ksarı Nik+Br2g →NiBr2ksarı Asit ile reaksiyonu Seyreltik sülfürik asit ile yavaş bir şekilde reaksiyona girerek hidrojen gazı ve sulu NiII çözeltisini oluşturur. Diğer Kullanım Alanları •Paramanyetik özelliğinden dolayı dış etkilere karşı dayanıklıdır. Bu nedenle eşyaların üzerlerinin elektrolitik kaplanmasında. •Aşınmaya karşı dirençli alaşımların eldesinde •Pillerin ve akülerin yapımında •Cama yeşil renk vermek amacıyla •Özel çeliklerin yapımında •Madeni paraların yapımında Oluşumu Nikel minareleri birçok jeolojik ortamda yatak ve kayaçların bileşimine girmektedir. Ancak ekonomik nikel yatakları başlıca erken magmatik evre sülfid cevherleşmeleri, hidrotermal nikel yatakları ve nikelli lateritler olmak üzere üç şekilde bulunmaktadır. Demir yatakları ve okyanus tabanlarındaki mangan yumrularının Ni miktarları Clark konsantrasyonunun çok üzerinde olup, bunlar nikel yatağı olarak düşünülmemesine rağmen, en azından yan ürün olarak değerlendirilebilir durumdadadır. Ergime noktası düşük metallerden biri olup bu özelliğinden dolayı genellikle kaynak lehimlerinin alaşımında kullanılan bir elementtir. Resim 9 Kadmiyum Genel Özellikleri Ergime Noktası 321˚C Buharlaşma Noktası 765˚C Özgül Ağırlığı 8,65 Mineral Sertliği 2 Renk Gri-Beyaz Görünüş itibariyle daha yumuşak olup yağlı olduğu için çinko ile karıştırılabilmektedir. Sülfirik ve hidroklorik asit ile çinko gibi reaksiyona girip gaz açığa çıkarmamaktadır. Hava ile temas halinde oksitlenirse koyu renkte oksitlenir. Bu renk kadmiyumun tipik rengi olup ayırt edici özelliğidir. Kadmiyum altın ve gümüş kaynaklarının temel katkı maddesidir. Kaynağın erken ergimesini sağlar. Gümüş alaşımlarında ise eğer gümüşün üzerine kakma yapılacak ise kadmiyum katkısı kaçınılmazdır. Erime sıcaklığı çinkoya göre 100˚C daha az olduğundan 750”lik lehimler elde edilmektedir. Isındığında zehirli kahverengi duman çıkardığından son yıllarda kadmiyum yerine başka metaller kullanılmaya çalışılmaktadır. Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar Hava ile Reaksiyonu Kadmiyum metalinin havadaki oksijen ile yanmasıyla kadmiyumПoksit oluşur. 2Cdk+O2g→2Cdok Su ile Reaksiyonu Kadmiyum metali su ile reaksiyon vermez. Holojenler ile Reaksiyonu Cdk+ F2g→ CdF2k beyaz Cdk+Br2g → CdBr2k açık sarı Cdk+I2g → Cd I2k beyaz Asit ile Reaksiyonu Kadmiyum metali seyreltik sülfirik asit içerisinde çözünerek çözeltide CdП iyonu ve hidrojen gazı üretir. Çözeltide [CdOH26]²+ kompleksi halinde bulunur. Kadmiyumun nitrik asit gibi yükseltgen asitlerle verdiği reaksiyon sonucunda kompleks oluşturulması özel şartlar altında gerçekleşir. Baz ile Reaksiyonu Kadmiyum metali sulu alkali çözeltiler KOH içerisinde çözülmezler. Diğer Kullanım Alanları •Düşük erime noktalı alaşımlarda •Yarı iletken olarak •Televizyon tüplerinde kullanılır •CdS sarı pigment olarak •PVC’lerde stabilizatör olarak •Ni-Cd pillerinde •Düşük sürtünme katsayısına sahip olduğu için yıpranmayı önlemek amacıyla. Amerika Birleşik Devletleri’nde yapılan 1991 yılı istatistiklerine göre kullanılan kadmiyumun %45’i pil yapımında,%20’si kaplamalarda,%18’i pigment yapımında,%12’si plastik ve sentetik malzemelerin yapımında,%7 si ise metal alaşımları ve diğer alanlarda tüketilmektedir. Oluşumu Kalkofil bir elementtir. Jeokimyasal davranış olarak Zn’ye büyük benzerlik gösteren kadmiyum özellikle düşük sıcaklıklı hidrotermal ortamlarda çinko minerallerinin bünyesin de Zn’nin yerini olarak zenginleşmektedir. Ayrıca kalkopirit , stannit,galenit,kalkosin ve bornit gibi minerallerin yapısına da kadmiyum olarak kadmiyum üretiminin tamamı Zn,Pb ve Cu minerallerince zengin sülfid damarlarının işletilmesi sırasında yan ürün olarak kazanılmaktadır. Çinkoda ergime noktası düşük metallerden olup bu özelliğinden dolayı genellikle kaynak yapımında renginden dolayı ise beyaz altın alaşımlarda kullanılmaktadır. Resim 10 Çinko Genel Özellikleri Ergime Noktası 419ºC Buharlaşma Noktası 906ºC Özgül Ağırlığı 7,14 Mineral Sertliği 2,5 Renk Açık mavi-Gri Çinko da nikel ve kalay gibi doğada saf olarak bulunmaz. Ama kalaya göre daha çabuk okside asitler hem de bazlar çinkoya etki kırılır ve vurmaya,darbelere karşı dayanıklı gümüş şarnellerin çekim ve bükümlerinde dolgu olarak,beyaz altın imalinde alaşım olarak,altın ve gümüş kaynaklarının hazırlanmasında katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Bazende çinko metalleri korozyona karşı korumak için kaplamalarda kullanılmaktadır. Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar Çinko metalinin yüzeyi havada ince bir tabaka oksit veya karbonat tabakası ile kaplandığında alt tabakalar korozyona karşı tabaka nedeni ile yüzey ancak kaynama noktası kadar ısıtılınca havadaki oksijen ile yanmasıyla çinkoПoksit oluşur. 2Znk+02g→ 2Zn0k beyaz Su ile Reaksiyonu Çinko metalinin yüzeyi hidroksit tabakası ile kaplandığı için su içerisinde çözünmez. Holojenler ile Reaksiyon Znk+Br2g→ ZnBr2k beyaz Znk+I2g→ Zn I2k beyaz Asit ile Reaksiyonu Çinko metali seyreltik sülfirik asit içerisinde çözünerek çözeltide ZnII iyonu ve hidrojen gazı üretir. Çözeltide çinko iyonu [ZnOH26]²+ kompleksi halinde bulunur. Zns+H2SO4aq→Zn²+aq+SO4²aq+H2g Çinkonun nitrik asit gibi yükseltgen asitlerle verdiği reaksiyon sonucunda kompleks oluşturması özel şartlar altında gerçekleşir. Diğer Kullanım Alanları •Metalleri korozyona karşı korumak amacı ile galvanizlenmesinde, •ZnO bileşiği boya, kaucuk, kozmetik, plastik, sabun, printer mürekkebi, ilaç üretiminde, •ZnS bileşiği floresans özelliği sahip olduğu için kol saatlerinde parlak kadranların yapımında, floresans ışıklarda, X-ışıkları ve televizyon ekranlarının yapımında, •Çinko metali kuru pillerde, bozuk para yapımında, •Otomobil endüstrisinde, •Alaşımların eldesinde, •İnsan vücudu için önemli bir element olduğu için vitaminlerin hazırlanmasında kullanılmaktadır. Oluşumu Çinko ile kurşunun kimyasal yakınlıkları bunların hemen her zaman birlikte bulunmalarını sağlamaktadır. Çinko ve kurşun erken mağmatik evrede kayaç yapıcı minerallerin bünyesine ppm mertebesinde ve kimyasal benzerliği bulunan elementlerle yer değiştirerek girmektedir. Çinko daha çok manyetitin içinde konsantre ise daha çok K-feldispat ve mikaların içinde mağmatik evre yataklarında çinko ve kurşun sfalerit ve galenit şeklinde çok ender olarak ve süksesyonun son ürünü olarak ortaya çıkmaktadır. Bu tip yataklarda böbreğimsi ve konsantrik sarılımlar, kabuk yapıları,sarkıtdikit gibi tipik karstik yapı ve doku özellikleri gelişmektedir. Kurşun elementi bazı özelliklerinden dolayı kuyumculukta hiçbir zaman bire bir olarak kullanılmakta olup sadece yardımcı metal olarak bazı işlemlerde kullanılmaktadır. Resim 11 Kurşun Genel Özellikleri Ergime Noktası 327ºC Buharlaşma Noktası1740ºC Özgül Ağırlığı11,34 Mineral Sertliği1,5 Renk Mavimsi-Beyaz Saf kurşun mavi-griye yakın beyaz renkte olup hava ile temas halinde okside olup koyu gri renk alır. Çok yumuşak olup kolay bile özelliğinden dolayı altına ve gümüşe şekil vermede altlık,yatak olarak,sülfürik asitli çalışmalarda kap olarak bu çalışmalarda kurşun parçacıklarına,çalıştığımız metalin içine karışmamasına dikkat edilmesi gibi durumlarda metalde çatlamalar meydana metal altın ramatının son aşaması olan kal ocağı yakımında da kullanılmaktadır.Yılmaz, 2005, s? Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar Hava ile Reaksiyonu Kurşunun yüzeyi ince bir tabakahalin de kurşun oksit ile kaplanarak hava ile etkileşmesi engellenir. Isıtmaya bağlı olarak yaklaşık 600-800ºC da oksijen ile reaksiyona girerek kurşun oksit oluşturur. 2Pbk+O2g→2PbOk Hava ile Reaksiyonu Metalik kurşunun yüzeyi ince bir tabaka halinde kurşun oksit ile kaplanır. Bu nedenle normal koşullar altında su ile reaksiyon vermez. Halojenler ile Reaksiyonu Kurşun metalinin flor ve klor ile reaksiyonu sonucunda kurşunII florür ve kurşunII klorür oluşur. Pbk+F2g→PbF2k Pbk+CI2g→PbCI2k Asit ile Reaksiyonu Metalik kurşunun yüzeyi ince bir tabaka halinde kurşun oksit ile kaplanır. Bu nedenle sülfürik asit içerisinde çözünmez. Çok yavaş bir şekilde nitrik asit ve hidroklorik asit içerisinde çözünür. Baz ile Reaksiyonu Kurşun soğuk alkali çözeltilerde yavaşça çözünür. Diğer Kullanım Alanları •Kurşun metali ve oksidi pillerde •Petroldeki vuruntuyu önleyici olarak kullanılan PbEt eldesin de, •X-ray cihazları ve nükleer reaktörlerin radyasyondan korumak amacıyla kaplanmasında, •Kristal cam üretiminde, •Kabloları kaplamak için, •Aşındırıcı sıvıların saklanacağı kapların yapımında •Renksiz lenslerin yapımındayüksek kırılma indisine sahiptir. •Su taşınması için kullanılan boruların yapımında kullanılmaktadır. Yataklarının Oluşumu Kurşun yataklarının oluşumu çinko yataklarının oluşumuyla aynıdır. Korozyona uğramaması ve parlak olmasına rağmen kuyumculuk sektöründe yeterince kullanılmaktadır. Bunun sebebi ise kolay işlenememesi ve çok basit olmasıdır. Resim 12 Alüminyum Genel Özellikleri Ergime Noktası 660 ºC Buharlaşma Noktası 2060 ºC Özgül Ağırlığı 2,7 Mineral Sertliği 2,75 Renk Beyaz Alüminyum saf halde iken parlaklık derecesi daha yüksek olabilmekte bu özelliği sadece gümüş tarafından geçilebilmektedir. Gümüşün aksine hava ile temasta bozulmamaktadır. Hafif olduğundan hacimli ve büyük boyutlu ürünlere galvaniz banyolarında yüzeyi altınınki dahil tüm renklere olmasına rağmen, bu renkli tabaka korindon taşları kadar sert olabilmekte ve aşınmaya karşı direnci yüksek olmaktadır. Ayrıca kuyumculukta preslerde boş kalıp çakmak için yatak olarak mengene başlıklarında tutulan yerde iz kalmaması için boya olarak kullanılır. Yılmaz, 2005, s? Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar Hava ile Reaksiyonu Alüminyum korozyona dayanıklı bir elementtir. Çünkü yüzeyi ince bir tabaka şeklinde oksitlenerek metalin hava ile etkileşmesine engel alüminyum hava ile reaksiyona ile yanması sonucunda beyaz parlak bir alevle AlüminyumIIIoksit AL2O3 oluşturur. 4Alk+3O2g→2Al2O3k Asit ile Reaksiyonu Alüminyum seyreltik sülfürik asit ve hidroklorik asit ile hızlı bir şekilde reaksiyona girer. 2Alk+3H2SO4aq→2Al³+aq+2SO4²aq+3H2g 2Alk+6HCIaq →2Al³+aq+6CIaq +3H2g Baz ile Reaksiyonu 2Als+2NaOHaq+6H2O→2Na+aq+2[AlOH4]3H2g Sulu amonyak çözeltisi ile Reaksiyonu Al³+aq+3NH3aq+3H2Oaq↔AlOH3s+3NH4+aq Halojenlerle Reaksiyonu 2Alk+3CI2s→2AlCI3k 2Alk+3BR2s→Al2Br6k 2Alk+3I2s→Al2I6k Diğer Kullanım Alanları Alüminyum yumuşak ve hafif bir elementtir. Kolay şekil alır ve bakır, magnezyum, mangan, silikon gibi diğer elementlerle oluşturduğu alaşımlar bir çok sektörde kullanılır. Başlıca kullanıldığı yerler; •Kutu içeceklerinin kutusu nun yapımın da, folye yapımında •Mutfak aletlerinin yapımında •Alaşımları uçak ve roket yapımında •Dış yüzey dekorasyonunda •Elektrik kablolarının yapımında •Alüminyum vakum altında buharlaştırılarak teleskop camları kaplanır. Böylece görünür bölgedeki ışığı ve parlaklığın yansımasını sağlar. Alaşım Kelimesi Sözlükte; Bir metalin belli oranlarda bir veya birkaç metalle ergimesiyle oluşan yeni metal, halita. Alaşım, bir metale bir ya da bir çok farklı madde katılması bir arada ve istenilen oranlarda eritilerek ile metale farklı özellikler kazandırmak için yapılan metalurji uygulamasıdır. Bu işlem metalin bazı özelliklerini değiştirerek ona yeni ve istenilen özellikleri kazandırmayı amaçlar. Metaller saf halde belirli özelliklere sahiptir ve bu özellikleri kullanım alanlarını sınırlar. Bu metallerde soğuk biçimlendirme ve ısıl işlemlerle sağlanan özellik değişimi, ihtiyaçların gerektirdiği özellikleri mukavemet, uzama, şekil alma, yüzey parlaklığı, elektrik, ısı iletkenliği ve görünüm kazandırmak için oluşturulur. Alaşımların fiziksel ve kimyasal özellikleri, kendisini oluşturan maddelerinkinden tamamen farklıdır. Örneğin; Saf gümüş veya altına bakırın eklenmesiyle sertlikleri artar. Katkı metalleri alaşımların rengini sarıdan yeşile, kımızı veya beyaza dönüştürebilir. Sayfa İçerikleri1 Alaşım Yapmanın Amacı ve Faydaları2 Önemli Alaşım BakırCu Çinko Zn Alüminyum Al Kurşun Pb Alaşım Yapmanın Amacı ve Faydaları Alaşım; Çok sayıda ve değişik özellikte malzeme elde etmek, Mekaniksel özellikleri değiştirmek, Fiziksel özellikleri değiştirmek, Isıl işlemlerine uygun hale getirmek, Malzeme maliyetini düşürmek, Korozyondan korunmak için yapılır. Alaşımların en önemli özelliği alaşımı oluşturulacak metale ilave edilecek olan metallerin, ana metal özelliklerine nasıl etki edeceğinin bilinmesi ile istenilen özelliklere sahip yeni ürünlerin elde edilebilmesidir. Elde edilen yeni ürünler, kullanım yerlerine en uygun seçim imkanı verir. Örneğin; inşaatların yapımında kullanılan demirler demir-karbon alaşımıdır. Saf haldeki demir yumuşaktır ancak karbon katılarak dayanıklılığı ve gücü arttırılır. Yine aynı şekilde katkı maddelerinin altına eklenmesi, altının sertliğini ve dayanıklılığını artırır. Alaşımlar hakkında tam bir bilgi edinebilmek için alaşımı oluşturan metallerin kimyasal özelliklerini, erime derecelerini bilmek gerekir. Alaşım yapımı sırasında tam eriyik sağlanmalıdır. Önemli Alaşım Metalleri BakırCu Bakır alaşımlar için çok önemli bir maddedir ve alaşımların çoğunun bileşimine girer. Değerli madenlerle altın, gümüş gibi karıştırılarak, onlara renk ve parlaklıklarını bozmadan sertlik kazandırır. Çinko Zn Çinko, genellikle alaşımları halinde kullanılır, saf halde kullanımı tercih edilmez. En önemli alaşımları; pirinç bakır-çinko alaşımı, bronzbakır-kalay-çinko alaşımı ve beyaz metalçinko-alüminyum-bakır ve magnezyum alaşımı’dir. Alüminyum Al Alüminyum tunçları, elektrik fırınında 70kg bakır ile 40kg korenden ya da boksitle kömür parçalarından oluşan karışım ısıtılarak yapılır. Bu işlem sonunca AlüminAl2O3 indirgenir, karbonmonoksit açığa çıkar ve %14 alüminyum içeren bir alaşım elde edilir. Elde edilen alaşım yeteri kadar bakır ile birlikte eritilirse, tunçtan da fazla dayanıklı alaşımlar elde edilir. Buun dışında, Ferro-alüminyum, alüminyum pirinci, Silimin, duralüminyum, magnalyum gibi farklı alaşımları da kullanılır. Kurşun Pb Kurşun alaşımının yapılma amacı sert, esnek ve kırılmaya karşı dayanıklı, erime noktası da düşük bir metal karışımı elde etmektir. Buna örnek elektronik sektöründe yayın olarak kullanılan lehimler verilebilir. Erime noktası 182 °C olan bu alaşım %40 kurşun, %60 kalaydan oluşur. İlgili Konular; Element Nedir? Bileşik Nedir? Metal Bilimi Nedir?

konusu metaller ve alaşımlar olan