Çinko Nedir, Çinko Elementinin Özellikleri

Konusu 'Kimya' forumundadır ve RüzGaR tarafından 25 Mart 2013 başlatılmıştır.

  1. RüzGaR Super Moderator


    Çinko Nedir, Çinko Elementinin Özellikleri
    Periyodik çizelgenin II B grubunda yer alan kimyasal bir elementtir. Mavimsi beyaz renkte parlak; çok eskiden bu yana bilinen bir metaldir. 13. yüzyılda Hindistan’da kalaminin, yün gibi organik maddelerle indirgenmesiyle metalik olarak elde edildi. 1746′da Avrupa’da Marggraf tarafından kalaminin odun kömürüyle indirgenmesiyle metalik olarak elde edilip ikinci kez keşfedildi. Çinko, demir dışı metaller arasında önem ve kullanım bakımından alüminyum ve bakırdan sonra üçüncü sırayı alır. Mohs sertliği: 2.5 dir. 100-150°C’de ısıtıldığında dövülgenleşir. 210°C’de kırılgan olmaya başlar. Doğal çinko beş izotopunun karışımından oluşmuştur. Zn-64 (% 48.89), Zn-66 (% 27.81), Zn-67 (% 4.11), Zn-68 (% 18.57), Zn-70 (% 0.62). Bunların dışında sekiz de yapay radyoaktif izotopu vardır. Kuru havada kararlı olmakla birlikte nemli havada beyaz renkli bir bazik karbonat katmanıyla kaplanır. Mineral asitlerce hidrojen çıkararak kolaylıkla çözünür. Sıcak alkali çözeltilerinde zinkat oluşturarak ve hidrojen çıkışıyla birlikte çözünür. Kuru halinde halojenler etkimezler. Nem varlığında ince çinko varakya da toz halojenlerle tutuşarak tepkimeye girer. Toz çinkoyla toz kükürt patlayarak tepkimeye girer. Çinko sülfür oluştururlar.

    Sembolü: Zn
    Atom Numarası: 30
    Atom Ağırlığı: 65.38
    Elemet serisi: Geçiş metali

    Maddenin Hali: Katı
    Görünümü: Mavimsi açık gri

    Çinkonun Elde Edilmesi:
    Çinko doğada çok yaygın bir biçimde dağılmış olarak bulunur. Volkanik kayaların hemen tümünde demirle yer değiştirmiş olarak bir miktar çinkoya rastlanır. Yerkabuğunda bulunma oranı % 0.02 dolayındadır. Başlıca minerali sfalerit ya da çinko blenddir (ZnS). Kübik sistemde kristallenen sfaleritin heksagonal sistemde kristallerine vurtzit adı verilir. Sfalerit genel olarak çinko yanında 1/200 oranında kadmiyum, değişen oranlarda galyum, germanyum, indiyum ve kalay içerebilir. Çinko mineralleri genellikle kurşun mineralleriyle birlikte bulunurlar. Sülfürlerin, yükseltgenmesinden oluşmuş öteki çinko mineralleri: Zinkit (ZnO); goslarit (Zn SO4H2O); smitsonit ya da çinko spat (ZnC03); hemimorfit, villemit (Zn2 SiO4); franklinit [(ZnMn)O.Fe203]; hidrozinkit (2ZnC033Zn(0H)2], gehnit (ZnAl2O4). Bununla birlikte çinko elde edilmesi için önemli olan mineral sfalerittir.

    Genellikle çinko filizleri doğrudan işlenmeyecek kadar fakir olduklarından önce zenginleştirilmeleri gereklidir. Kırılıp toz edilen filiz, yüzdürme yöntemiyle zenginleştirilir. Zenginleştirilen sülfürlü filizler 950-1.000°C’de kavrularak okside dönüştürülürler: 2ZnS+302-2Zn0+2S04 Kavrulmuş üründen çinko elde edilmesinde iki ayrı yol izlenebilir. Bu yollardan hangisinin seçileceğini filizin bileşimi, istenilen ürünün niteliği ve ekonomik koşullar belirler. Uygulanan yöntemler kömürle indirgeme ve elektrolizdir. Kömürle indirgeme yönteminde kavrulmuş filiz toz kaybına en aza indirmek için önce kısmen eritilerek sinterleştirilir. Kavurma ve sinterleştirme işlemi aynı fırında da yapılabilir. Çinko oksidin indirgenmesi ve saflaştırılması tek bir basamakta yapılabilir. Çinkonun kaynama noktası düşük olduğundan indirgeme sonucu oluşan çinko buharlarının yoğunlaştırılmasıyla damıtma yoluyla saflaştırılma sağlanmış olur. İndirgeme, karbonun yanmasıyla oluşan karbon monoksit aracılığıyla yapılır ve tepkime iki basamaklıdır. İndirgenmenin yapılış biçimine ilişkin çeşitli yöntemler vardır. Bunlardan en yaygın olanı Belçika yöntemi ya da yatay karni yöntemi adı verilen yöntemdir. Bu yöntemde ateş tuğlasından yapılmış iç çapı 20 cm ve boyu da 150 cm olan silindir biçiminde karniler kullanılır. Her karninin ucunda yine ateş tuğlasından yapılmış bir yoğunlaştırıcı vardır. Yüzlerce karni gazla ısıtılan bir fırın içine yerleştirilmiş filiz kokla karıştırılarak karnilere doldurulur ve fırın yakılır. Karnilerin sıcaklığı sekiz saat süreyle 1.000-1.100°C’de tutulur daha sonra 1200°C ye yükseltilir. İndirgenme sonucu oluşan çinko buharları yoğunlaştırıcıda yoğunlaşarak toplanır. Yoğunlaştırıcıların sıcaklığı 500°C dolayında olduğundan çinko burada erimiş durumdadır. Oluşan tozlar ise yoğunlaştırıcının ucuna takılan boruda toplanır. Bu yolla elde edilen çinko % 98.0-98.5 saflıkta olup az miktarda kurşun, demir ve kadmiyum içerir. Bu saflık çinkonun birçok kullanım alanı için yeterli olmakla birlikte, çok saf çinko elde edilmesi için çinko bir damıtma kolonunda ayrımsal damıtma yoluyla saflaştırılır. Bu yolla % 99.99 saflıkta çinko elde edilebilir. Elektroliz yönteminde kavrulmuş ürün, sülfat asidinde çözülür. Çinko bileşiklerinin tümü çözeltiye geçer. Hafif asitli olan çözelti, kireçle nötrleştirilerek demir, silisantimon ve arsenik çöktürülür. Başka saflaştırma işlemlerinden de geçirilen bu çinko sülfat çözeltisi, tahta ya da betondan yapılmış elektroliz hücrelerinde elektrolizlenir. Anot olarak saf kurşun, katot olarak saf alüminyum levhalar kullanılır. Ortalama tutkal ve arap zamkı gibi koruyucu kolloitler katılır. Elektroliz 30°C’de yapılarak % 99.99 saflıkta çinko elde edilir. Ele geçen saf metal koruyucu bir eritici altında oksitlenmesi önlenerek eritilip kütle biçimine getirilir.

    Kullanım Alanları:
    Galvanizleme işlemlerinde, bronz, pirinç, Babbitt metal, Alman gümüşü ve çeşitli özel döküm alaşımlarının hazırlanmasında, başka metalleri korozyondan koruyucu kaplama olarak, elektrik gereçlerinde, kuru pillerde, ev eşyalarında yapı malzemesi olarak, matbaacılıkta, otomotiv endüstrisinde, organik kimyada indirgen olarak, siyanür yöntemiyle altın elde edilmesinde, yağların ve sabunların saflaştırılmasında, kemik tutkalının beyazlatılmasında, çinko tuzlannm elde edilmesinde, analitik kimyada arsenik aranmasında Marsh ve Gutzeit denemelerinde belirteç olarak ve demir saptanmasında indirgen olarak kullanılır. Korozyona karşı dayanıklılığın oldukça yüksek olması nedeniyle demir ve çelik üzerinde koruyucu bir örtü olarak kullanılması geniş bir uygulama alanı oluşturur. Çok yavaş olarak korozyona uğrayan çinko, demirin yerine aşınarak demiri korur. Çinko levhalar çatı kaplama işlerinde kullanılır. Çinko üzerinde hava temasında bazik karbonattan oluşan koruyucu bir örtü oluşur. Üretilen çinkonun hemen yarısı demir ve çelik levhaların korunması için harcanır.
     



Sayfayı Paylaş