Demir Elementi Hakkında Bilgi

Konusu 'Kimya' forumundadır ve RüzGaR tarafından 23 Mart 2013 başlatılmıştır.

  1. RüzGaR Super Moderator


    Demir Elementi Hakkında Bilgi
    Periyodik çizelgenin VIII B grubunda yer alan kimyasal bir elementtir. Gümüş beyazı renginde ya da gri, yumuşak, çekilebilir ve dövülebilir bir metal olup hafif manyetik özellik gösterir.

    Doğal demir dört izotopun karışımıdır: Fe-54 (% 5.82): Fe-56 (% 91.66); Fe-57 (% 2.19); ve Fe-58 (% 0.33). Bunların yanında kütle numaraları 52, 53, 55, 59, 61 olan yapay radyoaktif izotopları vardır. Saf demirin yoğunluğu 7.86, dökme demirinki 7.76, dövme demirinki 7.25-7.78 ve çeliğinki 7.6-7.78′ dir. Saf demir 1535°C’de erir ve 3000° C’de kaynar. Dökme demir 1000-1300 °C’de, dövme demir 1500°C’de ve çelik 1500°Cde erir.

    Demirin başlıca değerleri +2 ve +3′tür. Bunun yanında nadiren +1, +4 ve +6 değerliklerinde de bulunur. Kuru havada kararlıdır, ancak nemli havada kolayca oksitlenir. Bu yolla demir üzerinde oluşan oksit katmanına pas adı verilir. Paslanmayı önlemek için demirin üzeri ya havadan etkilenmeyen krom, nikel, çinko gibi metallerle ve emayeyle kaplanır ya da boyanır. Ticari demir; karbon, fosfor, silisyum, kükürt ve mangan gibi elementleri içerir. Elementel demir seyreltik mineral asitlerde ve organik asitlerde çözünür. Derişik sülfat ve nitrat asitleri soğukta önemli oranda etkimez ancak sıcakta etkirler.

    Demire doğada serbest halde rastlanmaz. Doğada rastlanan serbest demir kütleleri meteorlardan kaynaklanır. Yerkabuğunda alüminyumdan sonra en bol bulunan ikinci metaldir. Yerkabuğunun % 5′ini oluşturur. Dünyanın çekirdeğinin başlıca bileşeninin demir olduğu sanılır. Doğada başlıca oksitli filizleri biçiminde bulunur. Başlıca demir mineralleri hematit (Fe2O2), götit (Fe2O3H20), limonit (2Fe2033H20), magnetit (Fe3O4, doğal mıknatıslık gösterir), siderit (FeCO3) ve pirit ile markasittir (Fe S2). Pirit ve markasit demir elde edilmesinde kullanılmaz. Bunların yanında demirin oldukça yüksek oranda bulunmasına karşılık birlikte bulunduğu elementlerin filizi sayılan ilmenit (FeO, TiO2; titan filizi), kalkopirit (CuFeS2; bakır filizi) ve kromit (FeO Cr2O3; krom filizi) mineralleri sayılabilir. Bunlardan kromit ferrokrom alaşımının elde edilmesinde kullanılır. Bunların dışında demir doğada çok yaygın olarak çeşitli oranlarda hemen her yerde bulunur. 1994′te dünya demir cevheri üretimi 955 milyon ton olarak gerçekleşti. Başlıca üreticiler: SSCB (günümüzde Rusya Federasyonu), Çin Halk Cumhuriyeti. Avustralya, Brezilya, Hindistan, ABD, Kanada, Güney Afrika, İsveç. Türkiye’de demir cevheri yatakların bulunduğu başlıca yerler: Sivas Divriği, Malatya Hekimhan, Edremit, Güney Ege ve Güney Marmara.

    Sembolü: Fe
    Atom Numarası: 26
    Atom Ağırlığı: 55.847
    Elemet serisi: Geçiş Metali

    Maddenin Hali: Katı
    Görünümü: Metalik

    Demirin Elde Edilmesi:
    Demir elde edilmesinde kullanılan en eski yöntem, doğrudan indirgeme yöntemidir. Bu yöntemde demir filizi doğrudan karbonla indirgenerek süngerimsi görünümde katı demir elde edilir. Daha sonra elde edilen kütle, çekiçlenerek istenilen biçime getirilir. Günümüzde demir oksitli filizlerinin kok kömürüyle yüksek fırınlarda indirgenmesi yoluyla elde edilir. Ele geçen ürün, dökme demir ya da “font” adı verilen çeşitli elementler yanında % 6.5 dolayında karbon içerebilen bir demir-karbonalaşımıdır. Yüksek fırın taban tabana getirilmiş iki kesik koni biçiminde ve yaklaşık 30 m yüksekliğindedir. Fırının içi silisli ateş tuğlasıyla kaplanmıştır. Fırın tepeden sürekli olarak oksitli demir filizi, indirgen ve yakıt olarak kok kömürü ve dişlik oluşturmak üzere kireçtaşı yüklenir. Fırının altından yanma gazlarıyla önceden ısıtılmış hava üflenir. Oksitli demir filizleri karbon monoksit etkisiyle elementel duruma indirgenir. Bu arada oluşan karbondioksit karbonla karbonmonoksit verir. Katılan kireçtaşı ısı etkisiyle ayrışır ve oluşan kalsiyum oksit, filizin içindeki silisyum dioksitle birleşerek kalsiyumsilikat oluşturur. Fırının üst ve orta bölgelerinde indirgenen filizlerden oluşan demir, fırının alt bölgesine geldikçe yavaş yavaş erir ve fırının dibindeki potada toplanır. Erimiş dışık ise bunun üzerinde birikir. Gerek dışık ve gerekse erimiş demir, belirli zaman aralıklarıyla dışarı alınır. İndirgeme sırasında filizde bulunan yabancı elementler de indirgenerek demirle alaşım oluştururlar. Fırından çıkan sıcak gazlar, içi tuğla döşeli (toplayıcılara) gönderilir. Daha sonra fırında kullanılan hava bu kızgın tuğlalar üzerinden geçirilerek ısıtılır. Yüksek fırından çıkarılan demire, dökme demir, pik demir ya da “font” adı verilir. Bileşimi büyük oranda kullanılan filizin türüne bağlıdır. Bu ürün doğrudan döküm işleri için kullanıldığı gibi Bessemer konvertörlerinde ya da Siemens-Martin yöntemine göre açık fırınlarda işletilerek çelik üretiminde kullanılır.
     



Sayfayı Paylaş