|
Prof. Dr. Sinsi
|
Elementlerin Özellikleri Ve Kullanım Alanları-Elementlerin Özellikleri Kimya Dersi
01 Alkali Metaller
Periyodik tablonun 1A grubu elementleridir Elektron dağılımları ns1 ile biter Bu grup elemanları Li, Na, K,Rb, Cs ve Fr ‘dir
0101 Na (sodyum) Metali
Na (sodyum)’un üretimi 580ºC’de NaCl ve CaCl2 karışımının elektrolizinden elde edilir Çelik katot üzerine Na ve Ca toplanırken, grafit anot üzerine Cl toplanır Katottaki Ca soğutulmuş toplama borular ile ayrılarak sodyum elde edilir
Na bolluk açısından dünyadaki 5 Sırayı almaktadır Tabiatta bulunan bileşikleri NaCl (kaya tuzu), Na2CO3 (trona), NaNO3 (salpetre), NaSO4 ve sodyum borattır En büyük sodyum kaynağı deniz suyudur
Kullanım Alanları : Sodyum daha çok indirgen madde olarak kullanılıyor Bunu haricinde motordaki vuruntu sayısını azaltmak için, lastik üretiminde katalizör olarak, ısı değişim ünitelerinde düşük erime noktası, düşük viskozite, yüksek ısı kapasitesi ve ısısal iletkenliği nedeniyle kullanılmaktadır
Na su ile temasa girdiğinde patlar Çok ekzotermiktir
0102 K (potasyum) Metali
Potasyumun metalik olarak üretimi hem zor hem de pahalıdır Bu nedenle üretimi çok fazla değildir KCl’ün Na metali ile 850ºC’de indirgenmesinden elde edilir
Kullanım alanları:
KOH deterjan üretiminde, lastik sanayisinde, gaz maskelerinde CO2 (karbondioksit) tutucu olarak kullanılır
K2CO3; dekoratif cam eşyalarda,optik lenslerde, tv tüplerinde, floresans lambalarda, tekstil boyalarında,pigmentlerde kullanılır
KNO3; kuvvetli bir yükseltgenme ajanıdır, mermi içerisinde kullanılır
KMnO4; oksitleyici bir madde olarak kullanılır Beyazlatıcı, saflandırıcı, renk giderici ve sakkarin üretiminde kullanılır
KClO3; kibrtitlerde yanıcı olarak kullanılır
KBr; fotoğrafçılık endüstrisinde kullanılır
KClve K2SO4; gübre olarak kullanılır
0103 Li (lityum) Metali
Li ilk defa petalite(LiAlSi4O10) denen bir mineralden izole edilmiştir Daha sonra mika lepodolit(K2Li3Al4Si7O21(OHF)3 den izole edilmiştir
Li metali LiCl ve KCl içeren bir alaşımın 450 ºC elektroliz edilmesiyle elde edilir
Li ferromangan mineralleri içerisinde bulunmakta ve yerküresi kayalarında yaklaşık 18 ppm bulunmaktadır Az bulunmasına rağmen kullanım alanları bayağı geniştir
Kullanım Alanları:
Steorat jel oluşturucu ortamı koyulaştırıcı özelliğe sahip Düşük sıcaklıklarda (-20ºC) iyi bir ortam sağladığı için ve yüksek sıcaklıklara(120ºC) dayanabildiği için tercih edilir Uçak sanayisinde, deniz altlarında ve maskelerde karbondioksit tutuca maddesi olarak kullanılır
LiOHH2O otomobil yağ sanayisinde suya karşı direnç sağladığı için kullanılır
LiCO3 porselen sanayide, cam sanayide ve alüminyum sanayide kullanılıyor
Alüminyum içerisine koyulduğu zaman erime noktasını düşürüyor, akışkanlığı arttırıyor
Kurşuna ve alüminyuma ilave edilerek uçak sanayide kullanılabilecek hafif, esnek alaşımlar elde edilmiş
Li-Mg alaşımının yoğunluğu düşük olduğu için uçak sanayide kullanılıyor
Li-Cl bazı otomobil parçaları yapımında kullanılır
0104 Alkali Metallerin Kimyasal ve Fiziksel Özellikleri
Periyodik tabloda 1A grubu elementlerinde aşağıya doğru inildikçe (atom numarası arttıkça)
· Metal yarıçapı artar
· Metaller yumuşadığı için erime ve kaynama noktaları azalır
· Oldukça elektropozitif oldukları için elektron vermeleri çok kolaydır
· Kesildiklerinde mat bir yüzey gözlenir
· Halojenlerle çok şiddetli reaksiyon verirler
· Oldukça kuvvetli indirgen ajanlardır
· Koordinasyon kabiliyetleri zordur
· Isı ve elektriği çok iyi iletirler
02 Toprak Alkali Metaller
Periyodik tablonun 2A grubu elementleridir Elektron dağılımları ns2 ile biter Bu grup elemanları Be, Mg, Ca, Sr, Ba ve Rd ‘dir
0201 Be (berilyum) Metali
Be doğada çok fazla bulunan bir element değildir Yerkabuğunda %2 ppm civarında bulunmaktadır Tozları ve dumanı oldukça zehirlidir
Bir çok elde ediliş yöntemi vardır Beril minerallerinin Na2SiF6 ile 700-750ºC’ de reaksiyona sokulmasından sonra oluşan Be(OH)2 2nin çöktürülmesi ile elde edilir Veya BeF2’nin 1300ºC’daMg metali ile indirgenmesiyle elde edilir
Be bilinen en hafif ve en yüksek erime noktasına sahip elementtir Elastiklik kabiliyeti çeliğinkinden 3 kat daha fazladır Oda sıcaklığında reaksiyon vermez Su, kızgın buhar ve çıplak ateş ile reaksiyon vermez 600ºC’ nin altında hava ile okside olmaz 600ºC üzerinde halojenli bileşikler oluştururH ile direk BeH2 oluşturmaz Seyreltik KOH ve NaOH içerisinde H2 açığa çıkar
Kullanım Alanları:
Yüksek güç ve kuvvet gerektiren bakır ve nikel alaşımlarında kullanılır Bakıra Be eklenmesi ile kuvvetini 6 kat arttığı gözlenmiştir Bu şekilde elde edilen alaşımlar korozyana karşı dayanıklı olduğu için, elektriği iyi ilettiği için ve dayanıklı olduğu için hareketlilik gerektiren parçaların yapımında, metal yüzeyinde kıvılcım oluşturmama özelliğinden dolayı petrol alanlarında el aleti olarak kullanılır
Ni içerisine %2 Be metali eklendiği zaman yüksek sıcaklıklara dayanıklı bir takım aletlerin yapımında kullanılıyor Bu alaşım aynı zamanda elektrik bağlantılarında lehim olarak kullanılır
0202 Mg (magnezyum) Metali
Mg metali yer kabuğunda karbonat, sülfatlar ve silikatlar halinde bulunur Yerkabuğunun % 2,76’sı magnezyumdur En önemli minerali Dolamit denilen MgCa(CO3)2’dir Diğer mineralleri Magnezit (MgCO3), Epsomit (MgSO47H2O), Karnolit (K2MgCl46H2O), Langbemit (K2Mg2(SO4)3), sabuntaşı talk (Mg3Si4O10(OH)2)ve mikadır (MgAl2O4)
Mg elektroliz yöntemi ile elde edilir Anhidrit MgCl2 ‘ün 750ºC’ de yakılmasıyla veya kısmı olarak hidrate MgCl2’ ün daha düşük sıcaklıklarda elektrolizi ile elde edilir
A metallerle hızlı bir şekilde reaksiyona girer Nemli ortamlarda halojenlerle MgX2 bileşiklerini oluşturur H ile 570ºC ve 200 atm basınçta MgH2 oluşturur Yüksek sıcaklıklarla NH3 ile tepkimeye girerek metanol oluşturur Havda parlak bir alevle yanarak MgO, Mg3N2 meydana getirirler
Kullanım alanları:
Mg, bükülebilme, eğilebilme ve kolay şekil alabilme özellikleri nedeniyle uçak sanayide, valiz yapımında, fotoğrafçılıkta, optik malzemelerin yapımında, Berilyum, zirkonyum, uranyum, titanyum eldesin de indirgen olarak kullanılır Arabaların motor blokları, uçakların yakıt tankları ve iniş takımları Mg alaşımından yapılır Bu alaşım % 90 magnezyum, % 2-9 alüminyum, % 1-3 çinko ve % 0,2-1 mangan içermektedir
0203 Ca (kalsiyum) Metali
Ca metali yer kabuğunda karbonat, sülfatlar ve silikatlar halinde bulunur En önemli bileşikler kireç taşı (CaCO3), Jips (CaSO4), Florit (CaF2), apatit (Ca5(PO4)3F) tir
Ca eritilmiş CaCl2 elektrolizinden elde edilir
H2 ile reaksiyona girerek Ca hidrürleri oluştururlar
Kullanım Alanları:
En fazla çelik endüstrisinde oksijen , kükürt ve floru uzaklaştırmak için kullanılır
CaCO3; tebeşir, mermer, kalsit yapımında, ilaç endüstrisinde diş macunu üretiminde, kozmetik sanayide, ciklet yapımında kullanılmaktadır
Kirecin Cl2 ile reaksiyonu sonucu oluşan Ca-hipoklorid beyazlatıcı olarak kullanılır
Ca(OH)2 kağıt endüstrisinde kullanılır
|