Bakır Elementinin Özellikleri

Bakır Elementinin Özellikleri Nedir – Bakır Elementinin Özellikleri Nelerdir

Bakır Elementinin ÖzellikleriAtom numarası Z=29, atom ağırlığı M = 63,546, simgesi Cu olan element. 63 (°/o 69,1) ve 65 (“/o 30,9) kütleli doğal izotoplardan oluşan bakır, altın ve gümüş gibi, elementler çizelgesinin Bl sütununda yer alır; doğada arı halde ender bulunan (Superior gölü; Bolivya) metallerdendir.
Başlıca bakır filizleri arasında sülfürler ( Cu2S kalkozit ve CuS kovelit; çift kalkopirit ya da bakır piriti CuFeS2 ; Cu3FeS3 erübesit; Cu3Sb [ya da As] S3 tetraedrit), oksitler (CuO tenorit; Cu20 kuprit) ve çözünmeyen, mavi ya da yeşU renkte oldukları için sanat yapıtlarının yapımında kullanılan tuzlar (malakit CU(0H)2,CUC03 ; azürit Cu(OH)2,2 Cu C03; krizokol Cu Si 03,2H20; atakamit 3Cu(OH)2,CuCI2 , vb.) sayılabilir.

 

 

Bakırın Tarihçesi

Bakır, Tarihöncesi insanının (İ.Ö. IV. binyü) kullanmış olduğu ilk metaldir (söz konusu dönemde bakır yataklarının başlıcaları Sina’da, Mısır’da, ve Kıbrıs’taydı).
Bakır kullanımının bu kadar erken yaygınlaşmasının nedeni,doğada an halde bulunabilmesi ve işlenmesinin kolay olmasıdır. Ama silah yapımına daha elverişli olan tunç, kısa süre sonra bakırın yerini almıştır.

METALÜRJİ

Bakırın erime noktası düşük olduğundan (1 083°C) işlenmesi kolaydır. Eritici ve kok bulunan bir ortamda, oksitler ve karbonatlar, ısı aracılığıyla kolayca indirgenirler. Bakır piritleri, uçucu hale gelen antimon ve arseniğin atılması için kavrulur. Demir sülfür, oksitlere (FeO ve S02) dönüşür; bu dönüşüm çoğunlukla, sülfürik asit üretiminin başlangıç noktasıdır. Demir oksit, silisli cürufla (sülfürleri içeren en yoğun matın üstünde yüzen silikatlar halinde) atılır. Yeni bir yükseltgenme, Cu2S ‘e etkisiyle ham bakır veren (% 98), Cu20 elde edilmesini sağlar: Cu^ + 2 Cu20 – 6 Cu + S02.

Filizlerin kapsamı düşükse, madenin işlenmesi yaş usule göre yapılır: Bakır-II iyonları içeren bir çözelti, bakıra oranla çok daha yükseltgen olan demir çubukları üstünden geçilir:
Cu2+ + Fe – Cu + Fe2*.
Bakır hangi yöntemle elde edilirse edilsin, arıtılmak zorundadır. Arıtma işlemi ya kuru yolla (erimiş metalin yabancı maddelerinin büyük bir bölümünün bir hava akımında yükseltgenmesi, sonra da bir odun kömürü tabakası altında uzun süre dinlendirilmesi) ya da elektroliz yoluyla yapılır. Elektroliz yönteminde, anotlar ham bakırdan, katotlar saf bakırdan, elektroliz banyosuysa bakır sülfat (% 20) ve sülfürik asit (% 5) çözeltisinden oluşmuştur. Anotun bakın, çözeltiye Cu2’ halinde geçerken, çözeltideki bakır iyonları metal halde katotta toplanırlar. Elde edilen bakır, içerdiği gazlardan kurtulması için eritilir ve % 99,99 arılığa erişir.

Bakırın Fiziksel Özellikleri

Normal koşullarda bakır, yansımadan dolayı kırmızı, saydamlıktan ötürü yeşil renklerde, 8,96 yoğunlukta, 1083°C’tâ eriyen ve 2 310°C’a doğru kaynayan kati bir cisim halinde bulumu’. Yumuşak, kolayca tel ve levha haline getirilebilen, dövülgen bir metaldir; ısı iletkenliği çok yüksektir: 0,94 W/mk (metre- kelvin’de vat). Elektrik direnci, özellikle arı haldeyken çok azdır: Gümüşten sonra en iyi elektrik iletkenidir. Erimiş bakır soğurken sıkıştığı için, döküm işlerinde kullanılması olanaksızdır. Mekanik özellikleri çok az olduğundan, daha çok alaşımları kullanılır.
BAKIR ALAŞIMLARI. Bakır ve kalay alaşımı olan bronzlar, kalay oranına (°/o 40’a varabilir) göre, çeşitli alanlarda kullanılırlar. Pirinçler de bakır ve çinko alaşımlıdırlar ve %10-% 45 arasında çinko içerebilirler. Bakıra oranla daha kolay işlenebildikleri ve daha ucuz oldukları için, daha yaygın biçimde kullanılırlar.
Kuproalüminyumlar (alüminyum bronzu), %5-0/ol2 oranlarında alüminyum içeren sarı renkli. alaşımlardır; para yapımında ve musluk sanayisinde kullanılırlar. Kuprosilisyumlar (silısyumlu bronzlar). u/ol- °,o2 oranlarında silisyum içerirler; bakırdan daha sağlamdırlar; elektrik iletkenlikleri de aşağı yukarı aynıdır (telefon kablolarının yapımında kullanılırlar). Kuproberilyumlar (berilyumlu bronzlar), °/ol- °/o 2,5 arasında berilyum içerirler. Mekanik nitelikleri çeliğinkiyle karşılaştırılabilir; ısı iletkenlikleri çok yüksektir ve kuvvetli darbeler altında bile kıvılcım çıkarmazlar (güvenlik gereçlerinin yapımında kullanılırlar). Bakır alaşımları arasında ayrıca, gerilmelere dayanıklı kuprokadmiyumlar, kolayca üretilen kuprotellürler, mekanik dirençleri yüksek olan kuprokromlar sayılabilir. Kupronikeller serttir ve bozulmazlar (Monel alaşımı: •/• 30 Cu, •/• 70 Ni); elektrik dirençleri yüksektir (konstantan: % 60 Cu, % 40 Ni) ve gümüş kaplamaya çok elverişlidirler. Bakırın üçlü alaşımları arasında da, bakır, nikel ve çinkodan oluşan, aşınmaya dayanıklı beyaz Alman gümüşü; konstantan gibi elektrikte direnç tellerinin ve kuyumculukta çeşitli alaşımların yapımında kullanılan manganin (bakır, manganez ve nikelden oluşur) sayılabilir.

Bakırın Kimyasal Özellikleri

Balar, bileşiklerinde +1 (bakır I bileşikleri), +2 (balar II bileşikleri) ve bazen +3 yükseltgenme derecesinde bulunur. Ametallerin aşağı yukarı bütünüyle (azot, karbon ve hidrojen dışında) doğrudan birleşir ve balar (I), balar (II)büeşiklerikarışımlarını verir. Havada güç yiikseltgenen bakır, bu yükseltgenme sırasında, bakırdan yapılma çatıların özel renklerini oluşturan ve bakır pası demlen koruyucu bir hidroksikarbonat [ Cu2 C03 (OHh olabilir ] tabakasıyla kaplanır. 100°C’ın üstünde hızla yükseltgenerek, siyah bakır monoksit CuO ve kırmızı bakır dioksit Cu20 (oksidül karışımı) verir; suya etkimez. Bakır, hidrojenden daha az indirgen olduğu için, yükseltgen olmayan seyreltik asitler (sülfürik asit, asetik asit, vb.) tarafından etkilenmez. Bununla birlikte, açık havada, zehirli Cu2* iyonlarını oluşturan yavaş bir etkilenme söz konusudur. Bu nedenle, balardan yapılmış gereçleri sirkede ve yağ asitlerinde bırakmamak gerekir.
Seyreltik yükseltgen nitrik asit, azot oksitli (özellikle NO) dumanlar çıkararak, bakır tarafından indirgenir. Bu özelliğinden nitrik asitle yapılan gravürlerde yararlanılır. Ayrıca, derişik ve sıcak sülfürik asit de, kükürt dioksit (S02) çıkararak indirgenir. Her durumda, Cu2* iyonları ekle edilir. Cu SO« balar sülfat, CuSO*, 5H2O ticari biçimiyle,önemli bir sanayi ürünüdür. Havada,bakıra, sülfürik asit etkisiyle hazırlanır. Anhidriti beyaz, sulu hali (hidrata) koyu mavidir; bakırın elektrolizle arıtılmasında banyo olarak ve bakır kaplama işlerinde kullanılır. Bakır sülfat aynca, çeşitli balar bulamaçlarının hazırlanmasında kullanılır. Bazlar, bakın etkilemezler. Ama havada, amonyak çözeltisi bakırı çabucak yükseltgeyerek, yoğun mavi renkli [CU(NH3)«]2+ J (OH) bakırtetramin iyonu içeren, Schweitzer çözeltisini verir; söz konusu çözelti, selülozu çözebilir (bu özelliğinden “bakırlı yapay ipek” üretminde yararlanılır). Bir bakır II çözeltisine tartarik asit katılması, bütün alkali tartarat çözeltilerinde çözünen, açık mavi bir tartaratın çökmesine neden olur. Bu çözeltilerin pH’si 13’ten yüksek olursa, koyu mavi renkte Fehling çözeltisi elde edilir. Yükseltgen olan Fehling çözeltisi, Cu20 bakır monoksit oluşmasıyla birlikte indirgenebilir. Aldehit işlevli şekerlerin doz ayarlama ilkesi budur (şeker hastalarının sidiklerindeki glikoz).

Bakırın Kullanım Alanları
Bakır ısı ve elektriği çok iyi iletir. Bu yüzden kazanlar ısı değiştiricileri ve mutfak gereçleri üretiminde kullanılır. Elektrik alanındaki uygulamaları (elektrik telleri, iletkenler, bobinler, vb.), toplam bakır üretiminin yarısından çoğunu tüketir. Ayrıca. aşınmaya karşı dayanıklılığı nedeniyle, çatı kaplama levhaları ve boru yapımında ve işlenmesi kolay bir maden olduğu için süs eşyası yapımında kullanılır.

Yorum yazın