Elementlerin Kullanımı

[Meric]

01. Alkali Metaller


Periyodik tablonun 1A grubu elementleridir. Elektron dağılımları ns1 ile biter. Bu grup elemanları Li, Na, K,Rb, Cs ve Fr ‘dir.


01.01. 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.



01.02. 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.


01.03. Li (lityum) Metali

Li ilk defa petalite(LiAlSi4O10) denen bir mineralden izole edilmiştir. Daha sonra mika lepodolit(K2Li3Al4Si7O21(OH.F)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.

01.04. 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.

02.01. 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 oluşturur.H 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.

02.02. 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 (MgSO4.7H2O), Karnolit (K2MgCl4.6H2O), 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.

02.03. 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