Bor Madeni Ve Kullanım Alanları |
10-10-2012 | #1 |
Prof. Dr. Sinsi
|
Bor Madeni Ve Kullanım AlanlarıBor En yaygın bilinen türevi olan “boraks”, Araplarca “tinkal” olarak da adlandırılırdı, 16 yüzyılda ergitme işlemlerinde kullanılırdı Yaygın uygulama alanı bulunan borik asit ilk kez 1702’de Homberg tarafından hazırlanmıştır Ayrıca 1808’de Davy borik asit elektrolizinden amorf bor elde etmiş ve 1856’da Wöhler ve Sainte-Claire Deville tarafından kristalin modifikasyonu tarif edilmiştir Bor kimyası Borun temel cevherleri; kernit (Na2B4O74H2O), boraks (Na2B4O710H2O), kolemanit (Ca2B6O115H2O) ve uleksit (NaCaB5O98H2O) gibi boratlardır Bor bileşiklerinin yaygın kullanımları ve borun element olarak erken tanımlanmış olmasına karşın, bor kimyası çalışmaları nispeten kısıtlı bir alanda sürdürülmüştür Bunun nedenleri; temel olarak bor bileşiklerinin hidroliz veya oksidasyona yönelik stabil olmayan nitelikleri ve malzemelerin birçoğunun kullanımındaki yapısal zorluklarıydı Nihayet Stock ünlü deneysel vakum tekniğini geliştirince bor kimyasının araştırılmasında yeni bir kapı aralandı Grup IIIA elementlerinden sadece bor bir ametaldir Bu gruptaki diğer elementler; alüminyum, galyum, indiyum ve talyumdur Bor, gruptaki diğer elementlerden çok daha küçük bir atomdur Bu durum, ametal bor ve metal özellikteki diğer grup elemanları arasında belirli farklılıklara neden olur Ga, In ve Tl’un atom büyüklükleri periyodik sınıflandırmada kendilerinden hemen önce gelen elementlerin elektronik iç yapılarından etkilenir (özellikle lantanitten sonra gelen talyum örneğinde görüleceği gibi) Bu nedenle de atom yarıçapı ani şekilde veya standart olarak bu elementlerin artan atom numaralarıyla birlikte artmaz Bu elementlerin göreceli şekilde küçük oluşları gruptan aşağı inerken bile beklenen şekilde azalmayan nispeten yüksek iyonizasyon potansiyeli içermelerine neden olur Bu elementlerin hiçbiri en ufak şekilde bile basit bir anyon oluşturma eğiliminde değillerdir Elementlerin elektronik konfigürasyonlarının da mantıklı kıldığı biçimde en sık rastlanır oksidasyon seviyesi +3’tür Nispeten yüksek olan bu değer, göreceli olarak küçük iyonik yarıçaplarla biraraya gelerek üstün polarize nitelikleri olan tipler ortaya çıkarmaktadır Buna bağlı olarak, +3 değerli bileşiklerin elementleri baskın şekilde kovalenttir; bu kovalent nitelik ayrıca göreceli olarak elementlerin yüksek ilk üç iyonizasyon potansiyelinden de kaynaklanmaktadır İstisnai olarak kendi kimyasında ametal olan bor haricindeki diğer IIIA elementleri su çözeltisinde +3 değerlikli iyon olarak bulunurlar Bu iyonlar yüksek oranda su içerirler, ancak hidrasyon ısıları çok yüksektir Çok yüksek sıcaklıkta (2000°C) bor birçok metalle raksiyona girerek borürler oluşturur Bu madde çok serttir, kimyasal olarak stabildir ve metalik iletkenliği gelişmiştir Bazı metalik borürlerin kristallerinde bor atomları aralıklıdır, diğerlerinde zincirler veya bor atomu katmanları (tabakaları) mevcuttur Magnezyum borür (MgB2), diğer borürlerden farklı olarak bor hidrür karışımları üretecek şekilde hidrolize formda mevcuttur Bor, amonyak veya nitrojen ile yüksek sıcaklıklarda bor nitrür (BN) oluşturacak şekilde reaksiyona girer Bu malzeme karbonla izoelektroniktir ve grafite benzerdir, fakat farklı olarak bor ve nitrür atomları içeren kristal bir yapısı vardır Çok yüksek sıcaklık ve basınçta BN’ün bu modifikasyonu elmas türü kafes (latis) formuna dönüşür ve elmas kadar serttir Bor; periyodik cetvelde alüminyum, galyum, indiyum ve talyum ile beraber 13grupta bulunur Bu grupta bulunan tüm elementlerin 3 valenz elektronları vardır Normalde dörtten az valenz elektronu bulunan elementler metal kafeslerde kristalleşir Bu acıdan bor istisnai bir durum sergiler, çünkü +3 yüklü serbest iyon oluşturmaz Bor atomlarının 3 valenz elektronu ve 4 valenz orbitali vardır Bu atomlar yüksek iyonizasyon enerjisi ve büyük sayılabilecek elektronegatifliğinden ötürü kovalent bağ kurma eğilimi gösterirler Bor´un komplike ve essiz yapısı atomlarındaki elektron eksikliğinden kaynaklanmaktadır Bor, oksijene olan büyük ilgisinden dolayı doğada saf olarak bulunmaz Borun stabil olmayan saf halinin yani sıra 4 allotropu bulunur ve bu yüzden maddesel halini (katı, sıvı, gaz) değiştirmeden değişik yapılara geciş yapabilir Bunun görüldüğü başka bir örnekte 2 allotropu bulunan karbon´dur (grafit, elmas) Borun seçkin özellikleri nanoteknolojinin kullanımı ile daha da geliştirilebilir Buna en iyi örneklerden biriside NNT tarafından üretilen ve tam da aşırı sertliğinden dolayı sürtünme azaltıcı etken olarak kullanılan bor elmas tozudur (MCDP) Bu durum yalnızca kristallerin çok çok küçük olması ve yuvarlanan bilyeler gibi yüzeyi çizmeden çalışmasıyla gerçekleşebilmektedir |
Bor Madeni Ve Kullanım Alanları |
10-10-2012 | #2 |
Prof. Dr. Sinsi
|
Bor Madeni Ve Kullanım AlanlarıBor Madeninin Özellikleri Bor saf olmayan haliyle hemen hemen ayni zamanda birçok kimyacı tarafından 1808 yılında üretildi Fransız Kimyacılar Joseph-Louis Gay-Lussac (1778-1850) ve Louis Jacques Thénard (1777-1857) bortrioksiti (B2O3) potasyum ile etkileşiminden elde etmişlerdir Sir Humphrey Davy in London borik asidin hidrolizinden elde etmiştir Davy bu yeni elemente ilk olarak “Boracium” adini vermiştir, bu sonra “Boron” olarak kısaltılmıştır Bor için kullanılan kimyasal simgeyi „B“ 1814 yıllında J J Berzelius teklif etmiştir Yüksek derecede saf Bor 1909 yılında Amerikalı Kimyacı W Weintraub tarafından üretilmiştir Saf Bor´un 5 degisik kristal sekli:
|
Bor Madeni Ve Kullanım Alanları |
10-10-2012 | #3 |
Prof. Dr. Sinsi
|
Bor Madeni Ve Kullanım AlanlarıBor Madeni ve Kullanım Alanları Saflık derecesi yüksek (99,99%) kristalize Bor, elektronik yapı elemanları ve yarı iletkenlerde kullanılırYine kristalize borun tel seklindeki kristalleri uçak sanayi ve uzay taşıtlarında bulunan sentetik malzemelerde ve hafif madenlerde (alaşım) elyaf kuvvetlendiricisi olarak kullanılmaktadır Amorf Bor havai fişeklerin karışımında veya katı roket yakıtlarında katkı maddesi olarak kullanılır Demirle alaşımı (ferrobor) sonucu sertlik derecesi çok yüksek çeliklerin imalatına olanak sağlar Bu alaşımlar Bor B10 isotopuyla beraber atom reaktörlerinde nötron absorbanı olarak da kullanimaktadir Karbon ile kullanımda borkarbit elde edilir (sertlik: 9,3), Alüminyum ile de kadretik Bor (bor elması, AIB12) elde edilir ki her ikisinin de yüksek sertlik dereceleri doğrultusunda taslama, bilyeleme malzemeleri veya aşınmaya dayanıklı parçalar olarak, örneğin kum püskürtme memesi yapımında, kullanılırlar İzolasyon (yalıtım) ve ağartma malzemeleri (Perborate) imalatlarındaki kullanımları nedeniyle bor bileşiklerinden Borik asid B2O3 ve Sodyumtetraborad Na2B4O7 (Borax) teknik açıdan önemlidirler Elementer Bor´un kullanıldığı önemli Uygulamalar:
|
Bor Madeni Ve Kullanım Alanları |
10-10-2012 | #4 |
Prof. Dr. Sinsi
|
Bor Madeni Ve Kullanım AlanlarıBor Rezevleri Bor mineralleri genelde yüksek oranda boroksit (B2O3) içeren minerallerdir Ticari açıdan değerli rezervler dünya genelinde mevcuttur En önemli maden isletme bölgeleri şunlardır:
Bor endüstrisinin en önemli mineralleri Colemanit ve tinkal´dır Tinkal büyük ölçüde Kırka (Türkiye), Boron (ABD) ve Tincalayu (Arjantin)´da çıkarılmaktadır Yine Boronda çıkarılan başka önemli bir mineralde Kernittir Türkiye dünya çapında bilinen en büyük Colemanit mevcudiyetine sahiptir Bu mineral Death Valley (ABD)de bulunur Ulexid sadece Türkiye, Cin ve güney Amerika’da bulunan And dağlarında bulunur Dünya genelinde bulunan Bor rezervlerin toplamı 885 Milyon Ton B2O3´dur Bunların Ülkelere göre dağılımı aşağıda belirtilmiştir: |
|