Erime Noktası

General Chemistry
Principles and Modern Applications
Petrucci • Harwood • Herring
8th Edition
Bölüm 22: Baş Grup Elementleri I: Metaller
040050030 ALİ TAŞDEMİR
⇄ ⇌   ‾ + ÷  ➪ ➽ ➨ ↑↓ ↕ | ǁ |│║ │∫∑ √ ∛ ∜ ≤ ≥ ~ ∞ ≡ ≈ Δ∇ δ π σ υ λ α β  γ Ў ψ μ t τ
ζ Ψ Ω θ Χ ε φ ω η ō Ō ½ ¼ ¾ ¼ ½ ¾ ΔGo , ΔSo , ΔHo
Philip DuttonUniversity of Windsor, Canada N9B 3P4 Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
2
Konular
22-1
22-2
22-3
22-4
22-5
Grup 1: Alkali Metaller
Grup 2: Toprak Alkali Metaller
Doğal Sulardaki İyonlar: Sert Su
Grup 13 Metalleri: Aluminyum,Galyum,Indiyum
ve Talyum
Grup 14 Metalleri: Kalay ve Kurşun
Özel Konu Galyum Arsenür
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 3 of 47
Alkali Metaller IA-Grubu :
Li-Na-K-Rb-Cs-Fr
• Tabiatta Bulunuşları
• Elde Edilişleri
• Genel Özellikleri
• Fiziksel Özellikleri
• Kimyasal Özellikleri
• Sanayide Kullanım Yerleri
General Chemistry: Chapter 22
4
Grup 1: Alkali Metaller
Spodumene LiAl(SiO3)2
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 5 of 47
Grup 1: Alkali Metaller
• Çizelge de görüldüğü gibi IA grup elementleri, alkali metaller, doğada bol bulunur.
Bu elementlerin bazı bileşikleri tarih öncesi yıllardan beri bilinmekte ve
kullanılmaktadır. Bu elementlerin
• keşfi 200 yıl öncesinden başlar. Alkali metal bileşiklerini sıradan olaylarla
belirlemek zordur bundan dolayı ancak bu elementlerin keşfedilmesi bilimsel
gelişmelerle mümkün olmuştur. Sodyum(1807) ve potasyum(1807) elektrolizle
keşfedilmiştir.Sezyum(1860)ve Rubinyum (1861) yayılma spektrumları ile yeni
elementler olarak tanınmıştır.Fransyum(1939) aktinyum radyoaktif bozunma ürünü
olarak elde edilmiştir.
• Alkali metal bileşiklerini çoğu suda çözündükleri için bir çok Li,Na, ve K bileşikleri
örneğin klorürler,karbonatlar ve sülfatlar deniz suyundan elde edilebilirler. NaCl,
KCl gibi bazı alkali metallerin bileşikleri katı birikinti halinde madenlerden
çıkarılırlar.Rubidyum ve sezyum, lityum yataklarının işlenmesi sırasında yan ürün
olarak elde edilirler.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 6 of 47
Alkali Metallerin Özellikleri
• Hangi ölçüt seçilirse seçilsin, grup 1 elementleri en aktif
metallerdir.
• Alev renkleri
Grup metallerinin dış kabuk s ve p orbitalleri
arasındaki enerji farkları, görünür ışığın belli
dalga boylarına karşılık gelir. Sonuç olarak,
grup 1.grup metalleri alevde ısıtıldıklarında
karakteristik alev renkleri verirler.
Alkali metal bileşikleri havai fişek gibi
patlayıcı gösterilerinde kullanılır.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 7 of 47
Fiziksel Özellikleri
Atom
Numarası
Li
Na
K
Rb
Cs
Fr
3
11
19
37
55
87
Atom
Ağırlığı
6,94
22,99
39,1
85,47
132,91
223
Erime
Noktası (°C)
179
97,8
63,65
38,89
28,5
…
Kaynama
Noktası(°C)
1317
892
753,9
688
671
…
20°C'deki
yoğunluğu
(g/cm³)
0,534
0,97
0,862
1,53
1,89
…
Elektron
Düzeni
1s2 2s1
1s2 2s2
2p6 3s1
(Ar) 4s1 (Kr) 5s1 (Xe)
6s1
Alevin Rengi
Kırmızı
Sarı
Mor
Koyu
Kırmızı
Mavi
…
Özgül Isı
1,05
0,33
0,188
0,0880
0,0572
…
Atom
Yarıçapı(A0)
1,52
1,85
2,31
2,44
2,62
…
Birincil İ.E.
(Kcal/mol)
124,3
118,4
100
96,3
89,7
…
25 °C deki
Yükseltge.
Potan.
3,04
2,71
2,92
2,92
General Chemistry: Chapter 22
2,92
…
(Rn)
7s1
8
Table 22.2 Some Properties of the Group 1
(Alkali) Metals
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 9 of 47
• Alkali Metaller IA-Grubu : Li-Na-K-Rb-Cs-Fr elementleri olup
•
•
•
bunların oksitleri ve hidroksitleri kuvvetli baz özelliği gösterdiğinden,
bazik anlamına gelen alkali metaller adı verilir. Bunlar en dış
orbitalleri olan küresel s orbitalinde 1é taşırlar. Elektron sistemlerinin
benzerliğinden, alkali metallerin bir çok özellikleri de birbirine benzer.
Her biri, aynı periyotta bulunan diğer elementlere göre daha büyük
atoma sahiptirler. Dış orbitaldeki tek elektronu kolaylıkla verip
elektron sistemlerini asal gazlara benzeterek +1 değerlikli iyon
(katyon) halinde bileşikler oluştururlar. Alkali metal atomlarında
elektronlar, çekirdekten uzakta olduklarından koparılmaları kolay,
iyonlaşma enerjileri düşük, düşük elektronegativiteli, dolayısıyla en
kuvvetli elektropozitif elementlerdir. Işıklandırıldıklarında elektron
yayabilirler. Bu sebepten potasyum ve sezyum foto-elektrik hücrelerde
kullanılırlar.
Alkali metallerin erime ve kaynama noktaları düşük olup, grupta
aşağıya doğru inildikçe erime ve kaynama noktaları daha da düşer.
Bıçakla kesilebilecek kadar yumuşaktır.
Elektrik akımını ve ısıyı iletirler.
İlk kesildiklerinde yüzeyleri gümüş parlaklığındadır.
General Chemistry: Chapter 22
10
Tabiatta Bulunuşları
• Alkali metaller tabiatta sadece +1 yüklü iyonlar halinde bulunurlar. En bol
bulunanları sodyum ve potasyumdur. Yer kabuğunda bulunan elementler
içinde altıncı ve yedinci sırayı alırlar. Lityum daha az bulunmasına rağmen,
hemen hemen bütün kayalarda az miktarda rastlanır. Rubidyum ve sezyum
çok az bulunur. Radyoaktif bir element olan fransiyum tabiatta hiç bulunmaz.
Ancak nükleer reaksiyonlarla eser miktarlarda oluşabilir.
• Alkali metal bileşiklerinin pek çoğu suda çözündüklerinden, genellikle deniz
suyunda ve acı kuyu sularında bulunurlar. Tabiatta alkali metallerin
bileşiklerinin elde edilmesine yarayan bir çok yataklar vardır. Bazı tuz
yataklarında potasyum, KCl ve KCl, MgCl2 . 6H2O şeklinde bulunmaktadır.
• Sodyum ve potasyum iyonları, değişmez bir şekilde bitki ve hayvan
dokularında bulunur. Sodyum iyonu hüçre dışı sayılarının, potasyum iyonu
ise, hücre içinin başlıca katyonlarındandır. Bu iyonların su kaybını önleme gibi
genel fizyolojik görevleri de vardır.
General Chemistry: Chapter 22
11
Elde Edilişleri
• Alkali metalleri elde edebilmek için bileşiklerinden +1
•
•
yüklü iyonlarını indirgemek gerekir. Bu ya elektroliz yada
kimyasal yolla yapılır.
Alkali metaller, genellikle, eritilmiş tuzların elektroliziyle
elde edilirler. Örneğin sodyum ticari amaçlar için, eritilmiş
NaCI ve CaCI2 karışımının 600O °C `de elektroliziyle
tonlarca elde edilir. Tepkimede CaCI2, elektroliz kabında
NaCI'nin erime noktasını düşürmeye yarar
Erimiş NaOH'nin elektrolizi Castner(kesnır) cihazında
yapılır
General Chemistry: Chapter 22
12
Alkali Metallerin Eldesi ve Kullanışı
Elektroliz:
2 NaCl(l) → 2 Na(l) + Cl2(g)
Potasyum metali erimiş KCI nin Sıvı sodyum ile
indirgenmesinden elde edilir :
KCl(l) + Na(l) → 2 NaCl(l) + K(g)
TiCl4 + 4 Na → Ti + 4 NaCl
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 13 of 47
Genel Özellikleri
• Alkali metaller değerlik tabakalarında tek elektronu kolayca kaybederek +1 yüklü
iyonlar oluştururlar;bu nedenle kuvvetli indirgendirler.
•
•
Birkaç istisna dışında bileşikleri iyoniktir.
Metalik özellikleri gerği parlaktırlar;fakat diğer metallerin aksine,bıçakla
kesilebilecek kadar yumşaktırlar.
• Aleve tutulduklarında çeşitli renkler oluştururlar;Li,Na ve K tuzu çözeltisine
batırılmış bir platin tel,alevi sırasıyla kırmızı,sarı ve menekşe renge boyar.
•
Isı ve elektriği çok iyi iletirler.
•
Bulundukları periyotta iyonlaşma enerjileri en küçük,atom ve iyon çapları ise en
büyük olan elementlerdir.
•
Diğer metallerin aksine,yoğunlukları ve erime noktaları oldukça
düşüktür.Lityum,sodyum ve potasyum yoğunlukları ilginç bir şekilde sudan daha
küçüktür.Sezyumun erime noktası o kadar düşüktür ki,sıcak günlerde sıvı halde
bulunabilir.
• Alkali metaller su ile reaksiyona girip, hidrojen gazı verirler.
• Alkali metallerin su ile etkileşimi oldukça şiddetlidir.Reaksiyonun şiddeti yukarıdan
aşağı inildiçe artar.
General Chemistry: Chapter 22
14
Kimyasal Özellikleri
• Alkali metaller çok aktifdirler. Aktiflik, grupta aşağıya
•
•
•
•
doğru artar. Havada parlaklıkları kaybolur, oksitleri ya da
peroksitleri oluşur. Bu yüzden açık havada saklanamazlar.
Petrol, toluen gibi, alkali metallerle tepkime vermeyen
organik sıvılar içinde saklanırlar
Su ile şiddetli tepkime verirler.Tepkimede H2 gazı yanında
bazları oluştururlar.
Halojenle birleşerek tuzları oluştururlar.
Hidrojenle birleşerek tuzları oluştururlar.
Kuvvetli indirgendirler.Başka metalleri
bileşiklerinden açığa çıkarırlar.
General Chemistry: Chapter 22
15
Sanayide Kullanım Yerleri
• Alkali metallerin sanâyide yaygın bir kullanım sâhaları
•
vardır. Nükleer reaktörlerde ısı aktarımı için, ısı iletkenleri
yüksek olan sıvı sodyum ve sıvı lityum kullanılır. Uzay
araçlarında yakıt olarak kullanılan sezyum tuzlarından
ayrıca ışık yükseltici lambalarda, kızılötesi lambalarda ve
spektrofotometrelerde de faydalanılır. Potasyumun sun'î
gübre üretimindeki önemi oldukça büyüktür. Alkali
metaller ayrıca muhtelif alaşımlara da katılmaktadır.
Alkali metallerden olan lityum ısıtıldığında belli dalga
boyunda, kendine has bir ışık yayar. Bu sebeple işaret
fişeklerinde kullanılır.Kimyasal karışıma az bir miktar
lityum nitrat tuzu katılırsa parlak kırmızı bir renk
meydana gelir
General Chemistry: Chapter 22
16
Kullanıldıkları yerler
• Lityum
– Li-Al-Mg alaşımları uçak ve mekik yapımında.
– Düğme Pillerin yapımında .
• Sodyum
– Nükleer reaktörlerde ısıtransferinde.
– Sodyum buharlı lambalarda.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 17 of 47
Grup I Bileşikleri
• Halojenürler
Alkali metallerin tümü halojenlerle şiddetli olarak,
bazen patlayarak tepkimeye girer ve iyonik
halojenürler tuzlarını oluştururlar. Bunların en
önemlileri NaCl ve KCl dür.başlıca sodyum
bileşiği olan sodyum klorür ,gerçekte kimyasal
maddelerin üretimi için tüm mineraller içinde en
çok kullanılandır.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 18 of 47
Grup I Bileşikleri
• NaCl
– ABD de senede 50 milyon ton NaCl kulanılır.
– Yollarda buzlanmaya karsı et ve balığın bozulmasını
engellemede su yumuşatıcılarını yenilemede kullanılır,
– KCl deniz suyundan elde edilir.
– Bitkisel gübre yapınmanda kullanılır
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 19 of 47
Sodyum bileşiklerini elde edilişi
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 20 of 47
Grup I Bileşikleri: Karbonatlar
• Li2CO3 dışında alkali metal karbonatlarının tümü
ısıya dayanlıklı bileşiklerdir. Gerçekte, lityumu
grubun diğer üyelerinden ayıran bir kaç özellik
vardır: Nitrür oluşturabilmesi, karbonatının suda
az çözünmesi ve yüksek sıcaklıkta oksidinin
karbonatından daha karalı olması. Bu yönden Li
tümüyle Mg nin özelliklerine benzemektedir. Bu
benzerlik diyagonal ilişki olarak adlandırılır.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 21 of 47
Diyagonal ilişki
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 22 of 47
Karbonatlar
• Li2CO3 manik- depresif hasların tedavisinde kullanılır
Na2CO3 başlıca cam sanayinde kullanılır.
• Solway yöntemi
Bazı ham maddelerin çevrim yoluyla tekrar ve tekrar
kullanabilmesinden ileri gelir.tepkimede ki ana basamak
NH3 ve CO2 gazlarının doymus NaCl ile
tepkimeleridir.Bu bileşikte oluşan iyonik bileşikler içinde
en kolay kristallenen sodyum hidrojen
karbonattır.(NaHCO3)
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 23 of 47
Solvay Yöntemi
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 24 of 47
Sodyum sülfat
H2SO4(conc. aq) + NaCl(s) → NaHSO4(s) + HCl(g)
NaHSO4(s) + NaCl(s) → Na2SO4(s) + HCl(g)
Kağıt üretiminde :
Na2SO4(s) + 4 C(s) → Na2S(s) + 4 CO(g)
45 kg Na2SO4 /bir ton kagıt
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 25 of 47
Grup I Bileşikleri: Oksit ve hidroksitleri
• Oksijenle verdikleri tepkime sonucu birkaç iyonik
oksit oluştururlar.
– Uygun koşullarda M2O formülünde oksitleri
hazırlanabilir
• Li ve Na, M2O2 formülümde peroksitleri,
• K, Rb ve Cs MO2. formülünde süper oksitleri
oluştururlar.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 26 of 47
IA OKSİT- PEROKSİT-HİDROKSİT
• Peroksitler oldukça kararlıdırlar. Sodyum peroksit ağarlaşıcı ve güçlü
oksitleyici olarak kullanılır.Alkali metallerin oksitleri, peroksitleri ve
süper oksitleri su ile tepkimeye girerek bazik çözeltiler
oluştururlar.peroksit ve süper oksit iyonları su ile tepkimeye girerek
yükseltgenme-indirgenme tepkimesiyle hidroksit iyonları ve O2 (g)
verirler.
• Grup 1 metallerinin hidroksitleri kuvvetli bazdır. Çünkü bunlar sulu
çözeltide ayrışarak hidroksit iyonlarını verirler.
• Alkali metal hidroksitleri, grup 1 metallerinin su ile tepkimesinden de
elde edilebilirler
• Alkali hidroksitlerinin önemli bir kullanım alanı da sabun ve deterjan
yapımıdır.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 27 of 47
Sabun ve Deterjan
CH3(CH2)14CO2- Na+ katı SABUN (Sodyum Palmitat)
CH3(CH2)10CH2 OSO3 Na+ DETERJAN (soyum lauril sülfat)
Sabunlar ve Deterjan yüzey aktif maddeler
olup yağları kolay çözebilmeleri nedeniyle
başlıca temizlik maddesi, koku giderici ve
dezenfektan (mikrop öldürücü) olarak
kullanılırlar.
SABUN yağ asiti-Na tuzu ise katı sabun, yağ
asidi-K tuzu ise sıvı sabun olur. Yağ asidi-Li
tuzları ise EN düşük, KN yüksek olup
yağlayıcı özelliğiyle gres yağı olarak kullanılır.
DETERJANLAR ise Sodyum lauril sülfat,
Alkil aril sülfonat, Dodasilbenzen yapısında
katyonik veya anyonik karekterli olabilirler.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 28 of 47
Lityum
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Adı: Lityum
Sembol: Li
Atom Numarası: 3
Atomik yığın: 6.941 amu
Erime Noktası: 180.54 °C (453.69 °K, 356.972 °F)
Kaynama Noktası: 1347.0 °C (1620.15 °K, 2456.6 °F)
Proton ve Elektron Sayısı: 3
Nötron sayısı: 4
Sınıfı: Alkali Metaller
Kristal Yapısı: Kübik
Yoğunluk: 0.53 g/cm3
Bulunuş Tarihi: 1817
Buluşu Yapan: Johann Arfvedson
General Chemistry: Chapter 22
29
Sodyum
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Adı: Sodyum
Sembol: Na
Atom Numarası: 11
Atomik yığın: 22.98977 amu
Erime Noktası: 97.8 °C (370.95 °K, 208.04001 °F)
Kaynama Noktası: 552.9 °C (826.05005 °K, 1027.2201 °F)
Proton ve Elektron Sayısı: 11
Nötron sayısı: 12
Sınıfı: Alkali Metaller
Kristal Yapısı: Kübik
Yoğunluk: 0.971 g/cm3
Bulunuş Tarihi: 1807
Buluşu Yapan: Sir Humphrey Davy
General Chemistry: Chapter 22
30
• Adı: Potasyum
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Sembol: K
Atom Numarası: 19
Atomik yığın: 39.0983 amu
Erime Noktası: 63.65 °C (336.8 °K, 146.57 °F)
Kaynama Noktası: 774.0 °C (1047.15 °K, 1425.2 °F)
Proton ve Elektron Sayısı: 19
Nötron sayısı: 20
Sınıfı: Alkali Metaller
Kristal Yapısı: Kübik
Yoğunluk: 0.862 g/cm3
Bulunuş Tarihi: 1807
Buluşu Yapan: Sir Humphrey Davy
General Chemistry: Chapter 22
31
Rubidyum
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Adı: Rubidyum
Sembol: Rb
Atom Numarası: 37
Atomik yığın: 85.4678 amu
Erime Noktası: 38.89 °C (312.04 °K, 102.002 °F)
Kaynama Noktası: 688.0 °C (961.15 °K, 1270.4 °F)
Proton ve Elektron Sayısı: 37
Nötron sayısı: 48
Sınıfı: Alkali Metaller
Kristal Yapısı: Kübik
Yoğunluk: 1.532 g/cm3
Bulunuş Tarihi: 1861
Buluşu Yapan: R. Bunsen
General Chemistry: Chapter 22
32
Sezyum
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Adı: Sezyum
Sembol: Cs
Atom Numarası: 55
Atomik yığın: 132.90546 amu
Erime Noktası: 28.5 °C (301.65 °K, 83.3 °F)
Kaynama Noktası: 678.4 °C (951.55005 °K, 1253.12 °F)
Proton ve Elektron Sayısı: 55
Nötron sayısı: 78
Sınıfı: Alkali Metaller
Kristal Yapısı: Kübik
Yoğunluk: 1.873 g/cm3
Bulunuş Tarihi: 1860
Buluşu Yapan: Fustov Kirchoff
General Chemistry: Chapter 22
33
Fransiyum
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Adı: Fransium
Sembol: Fr
Atomic Number: 87
Atomik yığın: (223.0) amu
Erime Noktası: 27.0 °C (300.15 °K, 80.6 °F)
Kaynama Noktası: 677.0 °C (950.15 °K, 1250.6 °F)
Proton ve Elektron Sayısı: 87
Nötron sayısı: 136
Sınıfı: Alkali Metaller
Kristal Yapısı: Kübik
Yoğunluk: Bilinmiyor
Renk: Bilinmiyor
Bulunuş Tarihi: 1939
Buluşu Yapan: Marguerite Derey
General Chemistry: Chapter 22
34
22-2 Group 2: Toprak Alkali Metaller
Emerald is based on the mineral
beryl: 3BeO·Al2O3 ·6SiO2
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 35 of 47
• Toprak Alkali Metaller(Alkalinler)
• Periyodik Tablonun baştan ikinci grubunda (dikey
•
•
sırasında) yer alan elementlerdir.
Sıklıkla beyaz renkli olup, yumuşak ve işlenebilir
yapıdadırlar. Alkali metallerden daha az tepken
(tepkimelere girmeye eğilimli) karakterde olmalarının
yanında, erime ve kaynama sıcaklıkları da daha
düşüktür. İyonlaşma enerjileri de alkali metallerden
daha yüksektir. Toprak elementleri ismi, bu gruptaki
elementlerin toprakta bulunan oksitlerinin, eski
kimyabilimciler tarafından ayrı birer element olarak
düşünülmesinden gelir.
Bu elementler:Be,Mg,Ca,Sr,Ba,Ra dır.
General Chemistry: Chapter 22
36
Grup 2A - TOPRAKALKALİ METALLER
• Grup 2 elementleri de grup elementleri kadar yaygındılar.Çizelge 22.3
özellikle kalsiyum ve magnezyumun çok bol olduğunu
göstermektedir.grup 2 elementleri çoğunlukla karbonatlar,sülfatlar ve
silikatlar halinde bulunurlar. Radyum radyoaktif olma özelliği ile grup
da önemli bir elementtir.
• Grup 2 metal oksitleri ve hidroksitleri suda az çözünür olmalarına
rağmen bazik veya alkalidirler. Bir zamanlar suda çözünmeyen, ısıtma
ile bozunmayan maddeler “toprak” olarak adlandırılmış ve daha sonra
grup 2 elementlerine de toprak alkali metaller denilmeye başlanmıştır.
• Kimyasal yönden (örneğin su ve asitlerle tepkime verme ve iyonik
bileşikler oluşturma yetenekleri),ağır grup 2 metalleri –Ca,Sr,Ba ve
Ra-en azından grup 1 metalleri kadar aktiftirler.Bazı fiziksel
özellikleri yoğunluk, sertlik, erime noktası vb gibi değerleri 1.grup
elementleri den daha yüksektir.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 37 of 47
Table 22.4 Some Properties of the Group 2
(Alkaline Earth) Metals
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 38 of 47
Berilyum
• Berilyum bazı fiziksel özellikleri bakımından diğer grup 2
elementlerinden farklıdır. Berilyum daha yüksek erime
noktasına sahiptir ve diğerlerine göre daha serttir.kimyasal
açıdanda farklılık gösterir:
• Be su ve hava ile tepkime vermez.
• BeO su ile tepkime vermez,diğer MO oksitleri M(OH)2
oluştururlar.
• Be ve BeO kuvvetli bazik çözeltilerde BeO2 (-2 değerlikli)
iyonunun oluşturmak üzere çözünürler.
• BeCl2 ve BeF2 erimiş halde elektriği az iletirler; kovalent
bileşiklerdir.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 39 of 47
Berilyum
Berilyum ender elementlerdendir. Yerkabuğunda ancak
%0,0006 oranında bulunur. Zengin yatakları
bulunmadığından, berilden((Be3Al2(SiO3)6) elde edilir.
Fransız kimyacısı Nicolas Vaquelin tarafından 1798'de
oksit halinde bulunmuş, 1828'de, birbirlerinden bağımsız
olarak, Friedrich Wöhler ve Antoine Bussy tarafından elde
edilmiştir.
Alüminyumdan daha hafif, ama daha sert, ergime noktası
da yüksek bir element olan beril, metalurjide kullanılır.
Ama alüminyumdan 200 kat pahalıya mal olması
nedeniyle, kullanımı bilgisayar parçaları ve jiroskop
yapımı, uzay teknolojisi gibi birkaç özel alanla sınırlıdır.
Alaşımları:
En önemli berilyum alaşımı berilyumlu bakırdır. Berilyum
oksitin bakırla eritilmesi ve indirgeyici etmen olarak
karbon kullanılmasıyla elde edilir. Beriyumlu bakır
aşınmaya dirençli yaylarda, elektrik bağlantılarında ve
kıvılcım
sıçramasını
önleyen
aletlerde
Prentice-Hall
© 2002
General Chemistry:
Chapter 22 kullanılır.Slide 40 of 47
• Be Bileşikleri:
• Bileşikleri genellikle renksiz ve oldukça tatlıdır. Çözelti,
kuru toz ya da buhar halinde çözünür, bileşikleri ise
zehirlidir.
• En önemli berilyum bileşiği berilyum oksittir (BeO).
Ana madde olarak seramik eşya ve özel tip camlar
yapmada, floresan tüplerinde, nükleer reaktörlerde
kullanılır. Son derece zehirlidir.
Be İzotopları:
• Berilyumun doğada bulunan tek kararlı izotopu
berilyum-9'dur. Yarı ömrü 2,700,000 yıl olan
berilyum-10 ve 10-15 saniyeden daha kısa sürede
kendiliğinden iki alfa parçacığına bölünen
berilyum-8 gibi yapay izotoplarıda üretilmiştir
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 41 of 47
Beryllium Chloride
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 42 of 47
Toprak alkali metallerin eldesi ve kullanılışı
• Grup 2 metallerini (Mg dışında) üretmede yeğlenen yöntem ,bunların
tuzlarının aktif diğer bir metal ile indirgenmesidir.Ör:Beril minerali
BeF2 ye dönüştürülür ve Mg ile indirgenir.
• Berilyum metali hafif olmasından ötürü alaşımlarda kullanılır.metal
yorulmasına karsı dayanıklı olduklarından yay, pens ve elektrik
kontaklarında kullanırlıklar. Berilyum bileşikleri oldukça zehirlidirler.
• Kalsiyum, stronsiyum ve baryum, oksitlerinin alüminyum ile
indirgenmesinden elde edilirler.Ca ve Sr ayrıca erimiş klorürlerin
elektrolizden sağlanırlar.Ca metali, U, Pu ve lantanitlerin pek çoğu
gibi diğer bazı metallerin, oksitlerinden ve ya flüorürlerinden elde
edilmesinde önemli bir indirgen olarak kullanır.stronsiyum ve
baryumun alaşımlarda kullanımı sınırlıdır.
• Magnezyum metali ise, sıvı klorürden Dow yöntemi ile elde
edilir.Dow yöntemi de Solvay yöntemi gibi basit kimyası ve çevrimi
ile üstünlük sağlar.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 43 of 47
Magnezyum(Mg)
• Gümüş beyazlığında bir metaldir ve genellikle alaşım
maddesi olarak, yani başka metallerle karıştırılarak
kullanılır. Kimyasal simgesi Mg, atom numarası 12, atom
ağırlığı 24,312 olan bu element en hafif metallerden biridir ve
bu özelliğiyle önem kazanmıştır. Toz halindeki magnezyum
kolayca tutuşur ve parlak bir alevle yanar. Bu özelliği
nedeniyle, elektrikli fotoğraf makinesi flaşları çıkmadan
önce, magnezyum yakılarak flaşlı fotoğraflar çekilmiştir.
• 1755 yılında İngiltere Joseph Black tarafından keşfedilmiştir.
1808 yılında Humphrey Davey tarafından saf olarak,
magnesia ve HgO karışımından
Kullanım izole
Alanları:edilmiştir.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 44 of 47
Mg
• Mg metali yer kabuğunda karbonat, sülfatlar ve silikatlar
halinde bulunur. Yerkabuğunun % 2,76’si magnezyumdur.
En önemli minerali Dolamit denilen MgCa(CO3)2’dir. Diger
mineralleri Magnezit (MgCO3), Epsomit (MgSO4.7H2O),
Karnolit (K2MgCl4.6H2O), Langbemit (K2Mg2(SO4)3),
sabuntaşı ,talk (Mg3Si4O 10H2O)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.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 45 of 47
Mg
• A metallerle şiddetli 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.
• 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, % 29 alüminyum, % 1-3 çinko ve % 0,2-1 mangan içermektedir.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 46 of 47
Dow yöntemi ile Mg elde edilmesi
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 47 of 47
Erimiş MgCl2 ün elektrolizi
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 48 of 47
•
•
•
Grup 2
bileşikleri
IIA Grubu bileşiklerinin özellikleri IA grubunun
özelliklerinden farklıdır. Bazı durumlarda bu
farklılık, IIA grubu katyonlarının iyon yükünün
daha büyük ve iyon boyutunun daha küçük oluşuna bağlanabilir.
• Alkali metallerin karbonat, florür ve oksitleri suda çok az çözünürler. IIA grubu
elementlerinin diğer karakteristik bir özelliği de hidrat bileşikleri
oluşturabilmeleridir (MX2 . 6 H2O) gibi.
• Halojenürler
Grup 2 metalleri doğrudan halojenlerle tepkimeye girerek halojenürleri verirler.
Beliryum dışındakiler oldukça iyoniktir.
Karbonatlar ve Sülfatlar
Grup 2 karbonatları, tıpkı Ca,Sr ve Ba un sülfatları gibi suda
çözünmezler.dünyada en cok bilinen mineral , bir kalsiyum minerali olan kirac
tasıdır(CaCO3).Kireç taşından saf CaCO3 ceşitli aşmalardan sonra elde
edilebilinir.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 49 of 47
• Kalsiyum(Ca)
• Kalsiyum, toprak alkalileri grubundan metalik bir element. Sembolü
“Ca”dır. İsmi Latincede “kireç” mânâsına gelen “calx” kelimesinden
gelmektedir. İlk defa 1808’de Lumphru Davy tarafından kalsiyum
hidroksitten elektroliz yoluyla elde edilmiştir
Özellikleri:
• Metalik kalsiyum gümüş gibi parlaktır. Özgül ağırlığı 1,55
g/cm3tür. 851°C’de erir. 1439°C’de kaynar.
•
•
Elektriği iyi iletir. Gevrek (kırılgan) olmasına rağmen yumuşaktır.
Sertliği sodyum ile alüminyum arasındadır. Haddelenebilir ve
dövülebilir. Çekme mukâvemeti 438 kg/cm2dir. Oksidasyon değeri
2+’dır. Atom numarası 20, atom ağırlığı 40,08’dir. Yeryüzünde altı
tabiî izotopu bulunmaktadır: 40 Ca, 42Ca, 43Ca, 44Ca, 46Ca ve 48Ca.
Dünya üzerindeki kalsiyum elementinin % 97’si Ca40 izotopudur.
Sun’î olarak pekçok radyoaktif izotopları elde edilmektedir.
Bunlardan birisi Ca45 olup, kemikte kalsiyum kalıntısı üzerinde
yapılan araştırmalarda, su tasfiye işlemlerinde, deterjan aktivitesi için
ve yüzey ıslanması hâdiseleri üzerindeki çalışmalarda
kullanılmaktadır
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 50 of 47
Ca-Bulunuşu:
• Kalsiyum yeryüzünde en bol bulunan beşinci elementtir. Volkanik
kayaların % 3-63’ünü teşkil eder. Kimyevî reaktivitesi yüksek
olduğundan serbest halde bulunmaz. Yer kabuğunda genellikle
karbonat, sülfat, silikat ve fosfat bileşikleri şeklinde bulunur. En çok
rastlanan mineralleri kireçtaşı, mermer, kalsit (CaCO3), dolamit
(MgCO3 CaCO3), fluorit, fluspat (CaF2) apatit Ca3(PO4)2 Ca(FCl)2,
gips (CaSO4.2H2O) ve fosfrittir Ca3(PO4)2. Ayrıca deniz suyunda
çözünmüş olarak ve kemiklerde kalsiyum fosfat, kabuklu hayvanların
kabuklarında ise kalsiyum karbonat hâlinde bulunmaktadır...
Kullanım Alanları:
• Çelik endüstrisinde O, S, F uzaklaştırmak için kullanılır.
•
• CaCO3; tebeşir, mermer, kalsit yapımında, ilaç endüstrisinde diş
macunu üretiminde, kozmetik sanayide, çiklet yapımında
kullanılmaktadır.
• Ca(OH)2+Cl2 dan yapılan Ca-hipoklorit beyazlatıcı, dezenfektan
mikrop öldürücü olarak kullanılır.
• Ca(OH)2 kağıt endüstrisinde kullanılır
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 51 of 47
CaCO3 (kireç) Bozulması
Kireç ocaklarında:
Δ
CaCO3 → CaO + CO2
Yanık kireç
yada
sönmemiş kireç
Kireç söndürme işleminde:
CaO + H2O → Ca(OH)2
Sönmüş kireç
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 52 of 47
Sarkıt ve dikitlerin oluşumu
CO2 + H2O → H3O+ + HCO3Ka = 4.410-7
HCO3- + H2O → H3O+ + CO32Ka = 4.710-11
CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) → Ca(HCO3)2(aq)
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 53 of 47
Diğer Bileşikler
• Alçıtaşı, CaSO4·2H2O:
– Alçıtaşı ısıtılarak CaSO4·½H2O .
– Harçsız taş duvarlarda kullanılır.
• BaSO4 , X-ray görüntülemede kullanılır .
• Sönmüş kiraç havan topunda kullanılır:
– CaO çimentodaki suyu tutarak Ca(OH)2 oluşturur.
Ca(OH)2 da sonradan CO2 ile reaksiyona girerek
CaCO3oluşturur.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 54 of 47
Stronsyum
•
Sembol: Sr
•
Atom numarası:38
•
Atom ağırlığı: 87.62 g/mol
• Oda koşullarında (25°C 298 K): Gümüşümsü beyaz metalik katı
• Toprak Alkali metal
• Adair Crawford ilk olarak 1790 yılında strontianit (SrCO3)
mineralini tanımlamıştır. 1808 yılında ise Humphry Davy
tarafından elektroliz yöntemi ile izole edilmiştir.
• Stronsiyum metali eritilmiş SrCl2 tuzunun elektrolizi ile saf
olarak elde edilir.
• Katot: Sr+2(s) + 2e- = Sr (s)
• Anot: Cl-(s) = 1/2Cl2(g) + e
• Diğer bir izolasyon yöntemi ise stronsiyum oksit (SrO) bileşiğinin
alüminyum ile indirgenmesidir.
• 6SrO + 2Al = 3Sr + Sr3Al2O6
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 55 of 47
Grup 2 bileşikleri
• Oksitler ve Hidroksitler.
Beliryum dışındakiler, grup 2 metallerinin oksitlerinin
ve hidroksitlerinin tümü bazdır. Kalsiyum hidroksit
suda fazla çözünmemekle birlikte en ucuz ticari baz
olup, Solvay ve Dow yöntemlerinde oldugu gibi çeşitli
alanlarda kullanılır.CaO sönmemiş kirec olarak
adlandırır ve kireç taşının kalsine edilmesiyle elde
edilir.
Sönmüş kirec olarak adlandırılan Ca(OH)2, CaO e
suyun etkilemesiyle olusur.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 56 of 47
22-3 Doğal Sudaki İyonlar : Sert Su
•
•
•
•
•
•
•
Su çökelti verebilecek önemli miktarda iyonlar içeriyorsa, suyun sert olduğundan söz
ederiz çeşit sert su vardır: geçici sert su e kalıcı sert su.
GEÇİCİ SERT SU bikarbonat iyonu (HCO3-(aq)) içeren sudur. Isıtılırsa, bikarbonat
iyonu CO32-, CO2’a dsönüşür ve ortamdaki Mg+2, Mn+2, Fe+3, Ca+2 gibi katyonlarla
CaCO3, MgCO3... gibi çökeleği yani ve kazan taşını denilen tortuyu oluştururlar. Geçici
sert su , arıtma tesislerinde suya sönmüş kireç katıp metal karbonat çökeltisini süzmekle
yumuşatılabilir.
KALICI SERT SU Mg+2, Mn+2, Fe+3, Ca+2 , CO32-, SO42- gibi iyonları içerir. Kalıcı sert
suyu yumuşatmak için, içerisine Na2CO3 aşırısı katılır oluşan çökelek süzüldüğünde
geriye sadece Na+ iyonu içeren yumuşamış su kalır.
İYON DEĞİŞTİRME Suyu yumuşatmanın en iyi yollardan biri de iyon değiştirmedir.
Sert sudaki istenmeyen Mg+2, Mn+2, Fe+3, Ca+2 , CO32-, SO42- gibi iyonları iyon değiştirici
zeolit yapısında reçine türü maddelerle Na+ ,H+, Cl-, OH-gibi zararsız iyonlarla
değiştirilerek sular saf su kalitesinde yumuşatılabilir.
SERTLİK DERECELERİ 1Fr Sertliği =10 mg/L CaCO3 veya 8,42 mg/L MgCO3’a
denktir. 1 Alman Sertliği = 10 mg/L CaO = 7,14 mg/L MgO denktir.
ÖRNEK : 50 mL suyun sertliği için 0,01 M EDTA‘dan 8,8 mL sarfedildiğinde bu suyun
Fr S.D. =ENFS(1000/10xV) =100x0,01x 8,8 (100/50) = 17,6
(EDTA ile tayinde 1mmol=100 mg CaCO3için 1 mmol EDTA kullanılır.)
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 57 of 47
Geçici Sert Su
• HCO3- iyonu içerir.
– Isıtıldığında CO32-, CO2 ve
H2O verir.
– CO32- çökelti oluşturmak için
çok değerlikli iyonlarla
reaksiyona girer.
(örnek olarak CaCO3, MgCO3)
• Çok değerlikli iyonlar
çökertilerek kireç giderilir ve
su yumuşatılmış olur.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 58 of 47
Kalıcı Sert Su
• Karbonat’dan farklı olarak önemli
konsantrasyonların anyonlarını içerir.
– Örnek olarak SO42-, HSO4-.
– Genellikle Ca2+ ve Mg2+ çöktürülmesi ile su
yumuşatılır.
• Bathtub ring, palmitik asitin
Mg2+ ve Ca2+ iyonlarının
tuzlarından oluşur
(normal çözünebilir sabun).
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 59 of 47
Su Yumuşatma
• İyon değişimi.
– İstenmeyen katyonlar; Mg2+
Ca2+ ve Fe3+ , Na+ gibi
istenmeyen katyon olmamak
için iyon değiştirirler.
– Reçine yada zeolitler.
• İyonlar arasındaki yer değiştirme
işlemi Na+yerine H+ ile gerçekleşir.
• Arkasından anyonlar OH- ile yer
değiştirir.
H+(aq) + OH-(aq) → H2O(l)
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 60 of 47
SU SERTLİĞİ TAYİNİ proplemler
Örnek A) 1L’de 550 mg CaO, 325 mg MgO içeren suyun toplam sertliği nedir?
Örnek B) Bu suyun 50 ml için 0,15 M Sabun çöz.den ne kadar harcanır?
(Ayarlı Sabun Çözeltisi ile tayinde 1 mmol CaCO3 için 2 mmol Sabun kullanılır.)
ÇÖZÜM :A) 550 mg/L CaO ➪ 55 Alm.S.D. 325 mg/L MgO ➪ 5,6x325/40 = 45,5 Alm.S.D.
B) Tp sertlik= 100,5 Alm.S.D = Ssabun*M/2*5,6*1000/V= Ssabun*0,15/2*5,6*1000/50 = 11,96 mL
***********************************************************************************
Örnek C : (2*1*2,5)m ebadındaki tankdaki suyun geçici sertliğ 20 FrS.D.dir.
Geçici sertlik giderildikten sonra kalıcı sertlik için 2860 g Soda (Na2CO3.10H2O=
= 286 g/n) kullanılmıştır. suyun Toplam ve Kalıcı SD nedir?
ÇÖZÜM: Tanktaki su 5 ton=5000L olup buna 10 mol ➪ 2 mmol /L soda 200 mg
CaCO3’a denk olup 20 Fr S.D. eder. Geçici S.D.= 20 Fr S.D. olduğuna göre
Toplam S.D.= 40 eder.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 61 of 47
22-4 Grup 13 Metalleri: Aluminyum,
Galyum, İndiyum ve Talyum
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 62 of 47
13. Grup Metalleri
• Alüminyum,Galyum,İndiyum,Talyum
• En önemlisi Alüminyum’dur.
Alüminyum(Al)
Gümüşümsü renkte, Atom numarası 13 olan metaldir. Doğada
genellikle boksit cevheri halinde bulunur ve oksidasyona karşı üstün
direnci ile tanınır. Bu direncin temelinde pasivasyon özelliği yatar.
Endüstrinin pek çok kolunda milyonlarca farklı ürünün yapımında
kullanılmakta olup dünya ekonomisi içinde çok önemli bir yeri vardır.
Alüminyumdan üretilmiş yapısal bileşenler uzay ve havacılık sanayii
için vazgeçilmezdir. Hafiflik ve yüksek dayanım özellikleri gerektiren
taşımacılık ve inşaat sanayiinde geniş kullanım alanı bulur.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 63 of 47
Grup13 Metallerinin Özellikleri ve Kullanışı
• Bu grubun en önemli metali aluminyum dur.en bol bulunan
ücüncü element olan aluminyum, yer kabugunun kütlece %8,3
ünü olusturmaktadır.Aluminyum , en cok hafif alaşımların
yapımında kullanılır. Aluminyum iyi bir indirgendir, çünü +3
degerlikli iyonuna kolayca yükseltgenir.Aluminyum , metal
oksitlerden oksijeni cıkararak aluminyum oksiti olusturur ve
diger metal kendi metalik durumuna gecer.bu tepkime TERMİT
TEPKİMESİ olarak bilinir.
•
Fe2O3(k) + 2Al(k) → Al2O3(k) + 2Fe(s)
• Galyum daha cok galyum arsenur elde edilmesinde kullanılır.bu
bileşik ışıgı dogrudan elektirige dönüstürebilir.
• İndiyum düşük eriyen alaşımlarını yapımında kullanılır.
• Talyum bileşikleri son derce son zehirlidir ve sanayida pek
kullanılmazlar.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 64 of 47
Al’un Özellikleri: Alüminyum, yumuşak ve hafif bir metal olup mat
•
•
gümüşümsü renktedir. Bu renk, havaya maruz kaldığında
üzerinde oluşan ince oksit tabakasından ileri gelir. Alüminyum, zehirleyici ve manyetik
değildir. Kıvılcım çıkarmaz. Saf alüminyumun çekme dayanımı yaklaşık 49 megapascal
(MPa) iken alaşımlandırıldığında bu değer 700 MPa'a çıkar. Yoğunluğu, çeliğin veya
bakırın yaklaşık üçte biri kadardır. Kolaylıkla dövülebilir, makinede işlenebilir ve
dökülebilir. Çok üstün korozyon özelliklerine sahip olması, üzerinde oluşan oksit
tabakasının koruyucu olmasındandır. Al neredeyse sadece 3+ olmalıdır.
• Al Doğada Bulunuşu
Yerkabuğunda bol miktarda (%7,5 - 8,1) bulunmasına rağmen serbest halde çok nadir
bulunur ve bu nedenle bir zamanlar altından bile daha kıymetli görülmüştür.
Alüminyumun ticari olarak üretiminin tarihi 100 yıldan biraz fazladır.
Alüminyum ilk keşfedildiği yıllarda cevherinden ayrıştırılması çok zor olan bir metal
idi.
Alüminyum rafine edilmesi en zor metallerden biridir. Bunun nedeni, çok hızlı
oksitlenmesi, oluşan bu oksit tabakasının çok kararlı oluşu ve demirdeki pasın
aksine yüzeyden sıyrılmayışıdır
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 65 of 47
Al Uygulama Alanları:
• Dünyadaki kullanımı, hem miktar hem de değer olarak demirden
sonra gelir.
• Saf alüminyumun çekme dayanımı düşük olmakla birlikte, bakır,
çinko, magnezyum, manganez, ve silisyum gibi pek çok elementle
alaşımlandırılarak mekanik özellikleri geliştirilebilir. Yüksek
dayanım/ağırlık oranlarından ötürü alüminyum alaşımları, uçak ve
uzay araçlarının vazgeçilmez bileşenleridir.
• Kullanım alanlarından bazıları:
• Ulaşım (otomobil, uçak, kamyon, tren vagonları, deniz araçları, vs.)
• Ambalaj (alüminyum kutular, folyolar, vs.)
• Su arıtma
• İnşaat (cam, kapı, duvar, bina, vs.)
• Dayanıklı tüketim aletleri (cihazlar, mutfak araç gereçleri, vs.)
• Elektrik iletim hatları (alüminyum, bakırla eşit elektrik iletkenliğine
sahip olup onun yarı ağırlığındadır ve fiyatı da daha ucuzdur )
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 66 of 47
• Al KULLANILIM YERLERİ Makine imalatı
• Kendisi manyetik olmamakla birlikte MKM çeliği ve Alnico
manyetlerinin yapımında
• Yüksek safiyette alüminyum (SPA, %99.98 - %99.999 Al) elektronik
ve CD lerde
• Toz haline getirilmiş alüminyum boyalara gümüşümsü renk vermede
kullanılır. Alüminyum pulcukları (özellikle ahşap boyamada), astar
boyalarına da katılabilir. Böylece kurumayla birlikte alüminyum
pulcuklar su geçirmez bir tabaka oluşturur.
• Anodize edilmiş alüminyumun oksidasyon direnci daha da yüksektir
ve inşaat sanayinin pek çok alanında kullanılır.
• Kolay şekillendirilebilir oluşu ve yüksek ısı iletkenliğinden ötürü, yeni
bilgisayarların CPU'larının ısı uzaklaştırıcılarında alüminyum
kullanılır. Bakır ısı uzaklaştırıcıları daha küçük olmalarına karşın daha
pahalı ve yapımları daha zordur.
• Alüminyum oksit (alumina), doğada corundum (rubi ve safir) halinde
bulunur ve cam yapımında kullanılır. Sentetik rubi ve safir, lazerlerde
koherent ışık yapımında kullanılır.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 67 of 47
Kullanımı
• Aluminyum çok önemlidir.
– En bol bulunan 3. elementtir, dünya kabuğu üzerindeki
oranı 8.3%
– Normalden az ağırlıkta alaşımlara sahiptir.
– Kolayca Al3+ile oksitlenebilir.
2 Al(s) + 6 H+(aq) → 2 Al3+(aq) + 3 H2(g)
2 Al(s) + 3/2 O2(g) → Al2O3(s) ΔH = -1676 kJ
Thermite reaksiyon :
2 Al(s) + Fe2O3(s) → Al2O3(s) + Fe(s)
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 68 of 47
Boksit Alüminyum Taşının Saflaştırılması
ppt Fe(OH)3
with OH- and filter.
Prentice-Hall © 2002
Make Al(OH)4acidic with CO2.
General Chemistry: Chapter 22
Precipitated
Al(OH)3.
Slide 69 of 47
Alüminyum üretimi
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 70 of 47
Alüminum Halojenürler
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 71 of 47
Aluminum ve Şap Kristalleri
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 72 of 47
In ve Tl Kullanımı ve değerlikleri
• Indiyum.
– Az eriyen alaşımlar.
– Düşük sıcaklıklı transistörler ve fotoiletkenler.
• Talyum
– Son derece zehirli. Endüstriyel kullanımı çok az .
– Tl2Ba2Ca2Cu3O8+x süper iletkenligini 125K’ ya kadar sergiler. In ve Ga
ikiside 3+ ve 1+ olmalıdır.
• Tl ; 1+ ve 3+ olabilir.
– Tl+ Grup 1’e benzer.
– [Xe]4f145d106s2 – hareketsiz çift etkisi.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 73 of 47
22-5 Grup 14 Metalleri: Kalay ve Kurşun
•
•
Grup 14 elementlerinin özellikleri grup içinde belirgin şekilde değişir. Grubun altındaki
kalay ve kurşun başlıca metalik özelliklerine sahiptirler. Yarı iletken davranış gösteren
germanyuma bazen yarı metal denir. Silisyum da yarı iletkendir ve kimyasal bakımdan
ametal özellikleri gösterir. Grubun ilk üyeleri olan karbon ametaldir. Kurşun ve Kalay
birbirlerine oldukça benzer, her ikisi de yumuşak, dövülebilir ve düşük sıcaklıklarda
erirler. Kalay ve Kurşun arasındaki farklardan biri, kalayın yaygın iki kristal şekilde
(alfa ve beta) bulunmasıdır. Oysa Kurşun tek bir katı şekilde bulunur.
Kurşun başlıca galen, PbS, şekilde bulunur. PbS önce havada ısıtılarak kurşun okside
dönüştürülür.daha sonra oksit kok kömürü ile indirgenir ve Pb metali elde edilir.
Üretilen kurşunun yarısından fazlası kurşun-asit(akümülatör) bataryasında kullanılır,
diğer kullanıldığı yerler, lehim yapımı ve başka alaşımlar, cephane ve radyasyon
kalkanıdır. Kalay ve Kurşun belirgin şekilde metaldirler.
– +2 ve +4 değerlikli olabilirler.
– Sn’ın  ve  allotrop şekilleri vardır. az düzenli olup < 13o C altında
dönüşüm olur (Sn vebası)
• Germanyum metalsidir.
• Silisyum, ametal olmasına ragmen yarı iletkendir.
• Karbon ametaldir.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 74 of 47
Table 22.6 Some Properties of Tin and
Lead (of Group 14)
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 75 of 47
• Kalay, Simgesi Sn atom numarası 50 Latince ismi stannum olup periyodik cetvelin
IV-A grubunun 5.Periyodunda yer alır. Gümüşümsü gri renktedir. Havada kolaylıkla
okside olmaz, korozyona karşı dirençlidir. Bu özelliğinden ötürü diğer metallerin
(korozyondan korumak amacıyla) kaplanmasında kullanılır. Tarihçesi M.Ö. 3000
yıllarına dayanır. Mısır’da ve Mezopotamya’da bronz alaşımında kalay kullanılmıştır
•
Kalay dövülebilir ve sünek bir metaldir. Kolayca tel ve levha haline getirilebilir.
Kuvvetli asitlerden, alkalilerden ve asit tuzlarından etkilenir. Havada ısıtıldığında SnO2
oluşturur. Klor ve oksijenle birleşerek seyreltik asitlerden hidrojeni uzaklaştırır. Oda
sıcaklığında dövülebilir olmasına karşın ısıtıldığında kırılganlaşır.
•
Metalik kalaya 100°C’den yüksek sıcaklıklarda halojenler ve hidrojen sülfür etki eder.
Sulu hidroklorik ve hidroflorik asit yavaş, hidrobromik ve nitrik asit ise hızlı olarak
kalayla reaksiyona girer. Birçok alkali çözeltiler kalaya etki eder. Yiyeceklerdeki
organik asitler kalaya etki etmez.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 76 of 47
Sn Kullanım Alanları:
•
Üretilen kalayın yaklaşık %40’ı çelik levhaların kaplanmasında kullanılır. Böylece
yiyecek ve konserve kapları olan teneke, daldırma veya elektroliz yoluyla elde edilir.
Teneke ve sert kalaydan yapılmış süs veya kullanım eşyaları siyah vernikle kaplanarak
sıkça kullanılır.
• Kalay-4-klorür bileşiği özel kaplama, ağartma, duyarlı kâğıt imali işlerinde
kullanılır. Makina yağlarının özelliklerinin ıslahında, reaksiyonlarda katalizör
olarak, ayna yapımında, sabunlardaki parfümü tesbit etmek için de kullanılır.
Kalay-4-oksit seramik sırlarında, tekstilde ve cam üretiminde işe yarar. Kalay2-klorür kimyasal madde, boya, fosfor, polimer üretiminde indirgeyici olarak
ve galvanize edici, ayna sırlayıcı ve yağlama yağlarını temizleyici olarak
kullanılır. Kalay sülfat boyamada ve kalay kaplamada kullanılır
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 77 of 47
• Kurşun, (Lat. plumbum) simgesi Pb ve atom numarası
82 olup
IV-A grubu ve 6.Periyotta bulunur.
Yumuşak, ağır, zehirleyici, kolay dövülebilen bir
metaldir. Yeni kesildiğinde mavimsi beyazdır, ancak
zamanla havada oksitlenmesi sonucu mat gri bir renk
alır. İnşaat sektöründe ve ayrıca çeşitli pil, mermi, lehim,
ve diğer alaşımların yapımında kullanılır. Kararlı
elementler içinde en yüksek atom numarasına sahip
olandır. Elektrik iletkenliği düşüktür. Korozyona
dayanıklı olmasından dolayı aşındırıcı sıvıların (örneğin,
sülfürik asit vb.) depolanmasında kullanılır. Az miktarda
antimon veya diğer metallerle alaşımlandırılarak sertlik
değeri yükseltilebilir
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 78 of 47
Pb
• Kurşun cevherleri yer altından kazma, patlatma, kırma ve
öğütme aşamalarından geçirilerek çıkarılır ve daha sonra
ekstraktif metalurji yöntemleriyle işlenirler. Köpük
flotasyonu prosesi, kurşunun, beraberinde bulunan kaya ve
toprak parçalarından ayrılarak, %65-80 Pb içeren bir
konsantrede toplanmasını sağlar. Kurşun konsantresi
kurutulduktan sorna pirometalurjik işlemlerle önce
sinterlenir ve sonra da %97 Pb içerecek şekilde ergitilir.
Ürün aşamalı bir şekilde soğutularak, kurşundan daha hafif
empüritelerin (safsızlıklar) dross tabakası oluşturacak
şekilde yüzeyde toplanması ve uzaklaştırılmaları sağlanır.
Ergimiş kurşun bulyonunda kalan empüritelerin de bir
sonraki aşamada, üzerinden hava geçirilen bir ergitme
işlemiyle curuf fazında toplanarak ayrışmaları ve kurşunun
safiyetinin de %99.9 a çıkması sağlanır.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 79 of 47
Pb
•
Kullanım Alanları:
Sanayiinin vazgeçemediği metallerden birisi olan kurşun piyasada; ham kurşun, rafine kurşun
ve antimonlu kurşun olmak üzere üç değişik bazda işlem görür. Kurşun ve ürünlerinin başlıca
kullanım alanları şöyle sıralanabilir:
•
Otomotiv ve makina imalat sanayii: akümülatör ve otomobil, çeşitli makina ve cihaz üretimi,
•
İnşaat: kaplama, kurşun boru, tesisat malzemesi, kurşun yünü yapımında,
•
Savunma sanayii: mermi çekirdeği ve muhtelif silah ve araç gereç imalatı için alaşım olarak,
•
Ambalaj sanayii: paket mühürü kurşunu, muhtelif ambalaj malzemesi imalatında,
•
Matbaacılık: matbaa harfleri imalatı ve kalıp yapımında,
•
Kimya sanayii: kurşun oksit, kurşun kromat, bazik kromat, üstübeç, toz kurşun gresi, kurşun
borosilikat üretiminde,
•
Diğer: aside dayanıklı depo içi kaplamaları, titreşim önleyici bloklar, X-ışınlarından korunma
amaçlı
araç gereçler, lehim olarak,
anot olarak, av saçması yapımında.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 80 of 47
Grup 13 Sn- Pb
OKSİTLERİ ve HALOJENÜRLERİ
• OKSİTLER
• Kalay başlıca iki oksit, SnO ve SnO2 oluştururlar. SnO havada ısıtılarak SnO2
ye dönüştürülebilir. SnO2 çok serttir (Mücevher törpüsü).
• Kurşun birkaç oksit oluşturur ve bu oksitlerin kimyası tam belli değildir.
• PbO, litharge, sarı (seramik,çimento,piller).
• PbO2, kırmızı-kahverengi(kibritler, aküler).
• Pb3O4, (2PbO+PbO2) MİNYUM kırmızı-kurşun olarak bilinir, karışık oksittir,
(kırmızı renkli SÜLYEN BOYA Pb3O4’dan yapılır metal-koruyucu boyadır.).
• HALOJENÜRLER
• Kalayın klorürleri (SnCl2 , SnCl4 ) sanayide önemli kullanıma sahiptirler. SnCl2
iyi bir indirgendir ve sulu çözeltide Fe(III)ü Fe(II) ye indirgeyerek demir
cevherinin kantitatifi analizinde kullanılır.
• SnCl4,Sn ile Cl2 un doğrudan tepkimesi ile oluşur.
• SnF2 Diş macunları için Anti-çürük katkı maddesidir
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 81 of 47
Kurşun Zehirlenmesi
• Kurşunun tesisatçılık sistemlerinde, kap-kacak yapımında
ve boyamasında ve gaz katkılarında çok yaygın bir
kullanımı vardır.
• Pb, insan metabolizmasının işleyişini
bozar.
• Hafif zehirlenme:
– Sinirlilik ve depresyon.
• Ağır zehirlenme:
– Sinir, beyin ve böbrek hasarları.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 82 of 47
Özel Konu: Galyum Arsenür
.
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 83 of 47
Öncelikle konu içinde verilmiş olan 1 adedi çözülmüş 2 adedi çözülecek örnek sorular
üzerinde titizlikle durulması tavsiye edilir. Sınav soruları genellikle onlardan
seçilecektir.
• Konunun daha iyi anlaşılması açısından konunun sonunda yer alan aşağıdaki
sorulara da bakılırsa iyi olur.
• 9-12-14-17-19-31-35-39-41-45-49-51-5761-65-69 -71-73-75- 83-105-106
BU KONUYA AİT SLAYTLARI HAZIRLAYAN 040050030 ALİ TAŞDEMİR’E TEŞEKKÜRLER
 ⇄ ⇌ ⇥ ➔ ➪ ➨ ↔↑↓ ⇅ ∓ ÷ ≠ ∞ ≈≤≥≡ ☰ ∑ ║│ √ ∛ ∜ ∫ ∫ ± ∆ λ Ӯ ϑ π ½ ¼ ¾ α β γ ∂ δ
σεζηθμφψωƌðУ
SON
Prentice-Hall © 2002
General Chemistry: Chapter 22
Slide 84 of 47