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:
1.Kırma-öğütme: Gang'ın (Cevherler
genellikle kum, kil ve granit gibi istenmeyen maddeler içerir. Bu maddelere
gang denir.) uzaklaştırılma
işlemidir.
2.Zenginleştirme: Birçok
cevhere, özellikle Cu, Pb, ve Zn cevherlerine uygulanan bir yöntemdir.
3.Arıtma: Değişik yöntemlerle ile elde edilen metal,
çoğu kez istenen saflıkta değildir. Safsızlıklar giderilerek, metal arıtılır.
4.Kavurma: Sülfürlerin ya da karbonatların bol hava ile
ısıtılarak oksidine dönüştürülmesi işlemine kavurma denir.
2ZnS + 3O2 ---------> 2ZnO
+ 2SO2
CaCO3 + O2 ----------> CaO
+ CO2
5.Termal 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. C(k) + Cu2O -->
CO(g) + Cu(k) 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.
b)Süper 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.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder