Metallerin çoğu, dünyanın kabuğundaki madenlerden çıkarılmaktadır. Çıkarma yöntemi, her metalin kimyasal tepkimesine bağlıdır. Metal nedir ve Metallerin özellikleri nelerdir sorularının cevaplarını ayrıntılı bir şekilde inceleyelim.
Metal Nedir?
Metal nedir? Metaller, iyi ısı ve elektrik iletkenleri olan opak, parlak elementlerdir. Metallerin çoğu dövülebilir ve sünektir ve genel olarak diğer temel maddelerden daha yoğundur. Peki tam olarak metal nedir?
Metaller, altın, gümüş ve bakır gibi katı haldeyken kristal halinde olan ve minerallerde doğal olarak oluşan temel maddelerdir. Genellikle iyi elektrik ve ısı iletkeni, görünüşte parlak ve yumuşak olma özelliklerine sahiptirler.
Elementlerin yüzde 80’i metaldir. Metaller Periyodik cetvelde, solda ve ortada yer almaktadırlar. Sıvı halde bulunan cıva dışındaki metallerin tümü, oda sıcaklığında parlaktır. Metaller yumuşak ve şekil alabilen maddelerdir. Isı ve elektriği iyi iletirler çünkü dıştaki elektronları bir atomdan bir diğerine geçebilmektedir.
Ayrıca Bunu da Okuyabilirsiniz: Element Nedir? Elementlerin Özellikleri ve Çeşitleri
Metallerin Tepkimesi
Metaller asit, su ve oksijen ile reaksiyona girebilir. Bir metalin ne kadar reaktif olduğunu, metalin hangi reaksiyonlara girmesi belirler.
Yalnızca en reaktif metaller su ile reaksiyona girer, ancak birçok metal asitle ve hatta oksijenle daha fazla reaksiyona girecektir. Metaller, en reaktiften en az reaktife doğru sıralandıkları bir reaktivite serisi halinde sıralanabilir.
Altın ve platinyum bileşimler oluşturmak üzere diğer elementlerle nadir olarak tepkiyen metallere örnektir. Potasyum ve sodyum çok tepkili metallerdir. Su gibi daha az tepkiyen maddelerle bile güçlü bir şekilde tepkirler. Çoğu metalin tepkime oranı, bu iki uç arasında yer almaktadır. Örneğin demir, nemli havada yavaş paslanır. Aynı koşullar altında bakır hemen hemen hiç etkilenmez.
Tepkime serileri, metalleri tepkime oranlarına göre sıralamaktadır. En tepkili metaller normalde listenin üst kısımlarında yer almaktadır. Metal olmayan karbon ve hidrojen, tepkimelerini kıyaslama açısından genelde listede yer almaktadır.
Madenler Ve Metalleri Çıkarma | Metal Nedir?
Çoğu metal, dünyanın kabuğunda bileşimler halinde bulunmaktadır. Altın ve platinyum gibi en az tepkiyen metallerj saf elementler halindedir. Metal bileşimler içeren kayalara madenler adı verilir. Bir tür demir madeni olan hematit, demir oksit (Fe2O3) içerir. Ana kurşun madeni galen ya da kurşun sülfittir (PbS).
Metallerin çoğu, maddeleri bir fırında ısıtılıp metale tutunmuş elementler ayrılarak çıkarılmaktadır. Bu işleme kaletmek adı verilmektedir. Demir madeniyle karbon kaledilerek demir metali ve karbondioksit gazı elde edilmektedir. Karbon, demir oksitten oksijeni ayırır.
Karbon, tepkime serisinde aşağıda yer alan metalleri kaletmede kullanılmaktadır. Çinko, demir, kalay ve kurşuni madenleri karbonla kalediierek üretilmektedir.
Karbon kendinden daha tepkin metalleri kaledemez. Sonuç olarak, tepkinlik sırasında alüminyumdan potasyuma kadar uzanan metaller, erimiş bileşimlerinin elektrolize edilmesiyle üretilmektedir.
Ayrıca Bunu da Okuyabilirsiniz: Alüminyum Nedir? Alüminyum Nerelerde Kullanılır?
Metallerin Özellikleri
Metaller, bir kimyasal element grubudur. Modern dünyada önemli bir yer edinmelerini sağlayan bir dizi ortak özellikleri vardır.
Metallerin çoğu oda sıcaklığında sert, parlak katılardır. Çoğu, gerilip uzun tüp ya da tel şeklini alabilir. Metallerin büyük çoğunluğu yumuşaktır. Ufak tabakalara dönüştürülebilir.
Bakır, altın ve kurşun, en yumuşak metallerdendir. Altın, en yumuşak metaldir. Bundan, sadece 2 mikron (bir metrenin 2 milyonda biri) kalınlığında tabakalar elde edilebilir.
Metaller sıcak haldeyken genelde kolay şekil alır. Metallerin çoğu, çok yüksek ısıda sıvı halini alır. Erimiş metal daha sonra bir kalıba dökülür. Metal soğuduğunda katılaşır ve kalıbın şeklini alır.
Metaller, ısıyı ve elektriği iyi iletir. Bunun nedeni metaldeki elektronların, metal olmayan maddelerdeki elektronlardan daha serbest bir şekilde hareket edebilmesidir.
Demir, kobalt ve nikel de dahil olmak üzere, az sayıda metal sürekli ya da geçici olarak mıknatıslanır.
Metaller, tüp de dahil olmak üzere, birçok farklı şekli alabilir. inşaatlarda çelik kirişler kullanılır. Çelik, demir, karbon ve diğer kimyasal elementlerin bir alaşımıdır.
Ayrıca Bunu da Okuyabilirsiniz: Demir Nedir? Demirin Kullanım Alanları ve Özellikleri
Metaller aşağıdaki çalışma özelliklerini gösterir:
- Yumuşaklık – bu malzemeler kolaylıkla, dövülebilir ve kolayca şekil almaları mümkündür. Örneğin çelik ya da gümüş gibi. Mesela sac dövülebilir ve şekil alabilir.
- Süneklik – gerilebilen malzemeler sünektir, örneğin bakırın telin içine çekilmesi sünek olduğunu gösterir.
- Sertlik – dayanma yeteneğidir.
- Dayanıklılık – bir malzemenin aşınmaya veya hasara dayanma yeteneğidir.
- Tokluk – bir malzemenin gelen kuvveti absorbe etme yeteneğidir.
- Esneklik – bir malzemenin çatlamadan bükülme yeteneğidir.
- Gerilme mukavemeti – bir malzemenin gerilmeden çekme kuvvetine dayanma yeteneğidir.
- Basınç dayanımı – bir malzemenin ezilmeden itme kuvvetine dayanma yeteneğidir.
Metaller Nasıl Çıkarılır?
Metaller, yer kabuğunda bulunan ve metal bileşikler içeren mineraller olan cevherlerden çıkarılır. Örnek cevherler aşağıdaki gibidir:
- hematit (Fe 2 O 3 )
- boksit (Al 2 O 3 )
- galena (PbS)
Bir metali cevherinden çıkarmak için kullanılan yöntem, metalin stabilitesine bağlıdır.
Alüminyum gibi çok reaktif metaller, kararlı oksitler ve diğer bileşikler oluşturur. Elektroliz bu metalleri çıkarmak için yaygın olarak kullanılır ve çok fazla elektrik akımı (enerji) gerektirir.
Demir gibi daha az reaktif metaller, daha az kararlı oksitler ve diğer bileşikleri oluşturur. Karbonla indirgeme genellikle bu metalleri çıkarmak için kullanılır ve metali çıkarmak için daha az enerji gerektirir.
| Metal | Yöntem |
|---|---|
| Potasyum | Elektroliz |
| Sodyum | Elektroliz |
| Kalsiyum | Elektroliz |
| Magnezyum | Elektroliz |
| Alüminyum | Elektroliz |
| Çinko | Karbon veya karbon monoksit ile indirgeme |
| Demir | Karbon veya karbon monoksit ile indirgeme |
| Teneke | Karbon veya karbon monoksit ile indirgeme |
| Öncülük etmek | Karbon veya karbon monoksit ile indirgeme |
| Bakır | Çeşitli kimyasal reaksiyonlar |
| Gümüş | Çeşitli kimyasal reaksiyonlar |
| Altın | Çeşitli kimyasal reaksiyonlar |
| Platin | Çeşitli kimyasal reaksiyonlar |
Demir ve kalay gibi yaygın metaller, dünyanın kabuğunda bol miktarda bulunur. Genelde kayalarda maden adı verilen kirli kimyasal bileşimler halinde bulunur. Saf metal elde etmek için, madenlerin arıtılıp kimyasal işlemden geçirilmesi gerekir. Kirli metal bileşimlerden saf metal çıkarma işlemleri, çıkarma teknikleri diye bilinir. Çoğu çıkarma tekniklerinin ilk aşamasında, çıkarılan maden işlenip istenen metali içermeyen kayalardan ayrılır. Bu genelde madeni ezip yıkayarak yapılır.
Maden bir kez pisliklerden arındığında, kimyasal tepkimeler sayesinde saf metale dönüştürülebilir. Örneğin demir, demir oksitin kok kömürüyle ısıtılması sonucu elde edilir. Bu oksiti saf metale dönüştürür.
Altın ve platin gibi değerli metaller az bulunur. Değerli metaller normalde saf tortular halindedir.
İnce bir kalay tabakası, kalay kaplı yiyecek kutularının paslanmasını engelleyebilir.
Kalay, madeninden ilk çıkarıldığında, havada kızartılarak kalay oksit halini alır. Kalay oksit daha sonra kok kömürü ve kireç taşıyla ısıtılır.
Bir ampulün içindeki tel, metal tungstenden yapılır.
Metalurji Nedir? | Metal nedir?
Metalurji; metalleri, özelliklerini ve doğal madenleri inceler. Metalurjistler, metalleri karıştırarak alaşım adı verilen maddeleri üretmek için, metallerin özelliklerinin nasıl değiştirilebileceğini de inceler.
Metalürjinin anahtar bölümü, metal objelerin zayıflaması anlamına gelen metal yorgunluğunu incelemektir. Metal yorgunluğu, metal bileşenleri üzerinde tekrarlanan baskıdan (itme, çekme ve döndürme) kaynaklanır. Eğer metale çok fazla baskı uygulanırsa yüzeyde çatlaklar oluşabilir. Baskı artarsa bazen kırılmalar meydana gelebilir.
Mühendisler, uçak, otomobil, köprü ve makineleri tasarlarken metal yorgunluğu payını düşünmelidir. Bu tür objelerin sık sık metal yorgunluğu konusunda kontrol edilmesi gerekir.
Metallerin Kullanım Alanları
Metallerin uygulamaları nelerdir? Metaller şu alanlarda kullanılır:
- Ulaşım – Arabalar, otobüsler, kamyonlar, trenler, gemiler ve uçaklar.
- Havacılık – İnsansız ve insanlı roketler ve uzay mekiği.
- İletken gerektiren bilgisayarlar ve diğer elektronik cihazlar (TV, radyo, stereo, hesap makineleri, güvenlik cihazları vb.)
- İletişim– Sağlam ancak hafif metal bir kabuğa dayanan uydular
- Yiyecek işleme ve saklama – Mikrodalga ve geleneksel fırınlar ve buzdolapları ve dondurucular.
- İnşaat – Konvansiyonel kereste yapımında çiviler ve diğer binalarda yapısal çelik .
- Biyomedikal uygulamalar – Eklemler ve diğer protezler için yapay organ olarak.
- Elektrik enerjisi üretimi ve dağıtımı – Kazanlar, türbinler, jeneratörler, transformatörler, enerji hatları, nükleer reaktörler, petrol kuyuları ve boru hatları.
- Çiftçilik – Traktörler, biçerdöverler, yetiştiriciler vb.
- Ev aletleri – Fırınlar, bulaşık ve çamaşır yıkama makineleri, elektrikli süpürgeler, karıştırıcılar, pompalar, çim biçme makineleri ve düzelticiler, su tesisatı, su ısıtıcıları, ısıtma / soğutma vb. (metal nedir-metallerin özellikleri)
Kaynak: wikipedia, depts washington (metal nedir)
Bir önceki yazımız olan Kauçuk Nedir, Nasıl Üretilir? Kauçuğun Özellikleri başlıklı makalemizde kauçuk, nasıl üretilir ve nedir hakkında bilgiler verilmektedir.
