Çoğu insan demir ve alüminyumu, gümüş ve altını oldukça iyi tanır. Ancak modern dünyada önemli bir rol oynayan, ancak uzman olmayanlar arasında hak ettiği değeri görmeyen kimyasal elementler de vardır. Bu eksikliği gidermek ve özellikle iridyum hakkında bilgi sahibi olmak önemlidir.
Özellikler
Öncelikle iridyum bir metaldir. Dolayısıyla diğer metaller için tipik olan tüm özelliklere sahiptir. Bu kimyasal element, Latince sembollerle Ir olarak gösterilir. Periyodik tabloda 77. sırada yer alır. İridyum, İngiliz bilim insanı Tennant’ın osmiyumu da keşfettiği 1803 yılındaki bir araştırma sırasında bulundu.
Bu elementlerin elde edilmesi için kullanılan ham madde, Güney Amerika’dan getirilen platin cevheriydi. İlk aşamada metaller, «kral suyu» tarafından çözülemeyen bir tortu olarak ayrıldı. Araştırmalar, birkaç bilinmeyen maddeyi ortaya çıkardı. Elementin adı, tuzlarının gökkuşağı gibi parlayan bir görünüme sahip olmasından türetilmiştir.
Doğada iridyumun varlığı son derece azdır ve bu, Dünya’daki en nadir maddelerden biridir.
Kimyasal olarak saf iridyum, herhangi bir gökkuşağı rengine sahip değildir. Bunun yerine oldukça çekici bir gümüş-beyaz renge sahiptir. Toksik özellikleri kanıtlanmamıştır. Ancak iridyumun bazı bileşikleri insan sağlığı için tehlikeli olabilir. Özellikle bu elementin florürü oldukça zehirlidir.
İridyumun üretimi ve saflaştırılması, çeşitli Rus ve yabancı işletmeler tarafından gerçekleştirilir. Bu metalin üretiminin neredeyse tamamı, platin hammaddesinin yan ürünüdür. İridyum mor olmasa da, doğal formunda 2 izotop içerir. 191. ve 193. elementler kararlıdır. Ancak yapay olarak elde edilen bazı izotopların belirgin radyoaktif özellikleri vardır ve bunların yarı ömürleri kısadır.
Özellikler
İridyumun dayanıklılığı ve sertliği oldukça yüksektir. Bu metalin mekanik olarak işlenmesi neredeyse imkansızdır. Erime noktası gümüş-beyaz renkli bu elementin oldukça yüksektir. Uzmanlar, iridyumu platin grubu metaller arasında sınıflandırır. Mohs sertlik skalasında 6,5 değerindedir. Erime sıcaklığı 2466 dereceye ulaşır. Ancak iridyum, 4428 dereceye kadar ısındığında kaynamaya başlar. Erime ısısı 27610 J/mol, kaynama ısısı ise 604000 J/mol’dür. Mol hacmi uzmanlar tarafından 8,54 cm³/mol olarak belirlenmiştir.
Bu elementin kristal yapısı kübiktir ve kristal yüzeyleri kübün köşelerinde bulunur. 191. izotop, iridyum atomlarının %37,3’ünü oluştururken, geri kalan %62,3’ü 193. izotoptan meydana gelir. Bu elementin yoğunluğu (veya diğer adıyla özgül ağırlığı) 22400 kg/m³ değerindedir.
Saf formda metal manyetik değildir ve atomların oksidasyon derecesi farklı bileşiklerde 1 ile 6 arasında değişir.
Ancak iridyum atomları genellikle reaksiyona girmez. Bu element, olağanüstü kimyasal pasiflik gösterir. Suda çözünmez ve hava ile uzun süre temas ettiğinde bile değişime uğramaz. Maddenin sıcaklığı 100 derecenin altındaysa, «kral suyu» ile bile reaksiyona girmez, diğer asitler ve bunların kombinasyonlarıyla hiç girmez. Flor ile reaksiyon 400 derecede, klor veya kükürt ile reaksiyon ise kırmızı ısıya kadar ısıtıldığında gerçekleşir.
Bilinen 4 klorür vardır ve bunlarda klor atomlarının sayısı 1 ile 4 arasında değişir. Oksijen ile etkileşim, en az 1000 derece sıcaklıkta gözlemlenir. Bu tür bir etkileşim sonucunda iridyum dioksit oluşur — suda neredeyse çözünmeyen bir madde. Çözünürlüğü artırmak için kompleks oluşturucularla oksidasyon yapılabilir. Normal koşullarda en yüksek oksidasyon derecesine yalnızca iridyum hekzaflorür ile ulaşılabilir.
Как добывают?
İridyumun doğada elde edilmesi, büyük nadirliği nedeniyle oldukça zordur. Doğal ortamda bu metal her zaman diğer maddelerle karışık halde bulunur. Eğer bir yerde bu element tespit edilirse, yakınlarda mutlaka platin ya da onun grubundaki metaller de bulunur. Nikel ve bakır içeren bazı cevherlerde iridyum dağınık bir şekilde bulunur. Bu elementin büyük bir kısmı şu bölgelerden elde edilir:
Osmi ile karışık iridyum, eski dağlık oluşumlarda, genellikle aynı ülkelerde çıkarılır. Küresel pazarda başı çeken ülke Güney Afrika Cumhuriyeti (GAC)‘dir. Bu nedenle, bu ülkedeki üretim, diğer bölgelerin ürünlerinden farklı olarak, doğrudan arz ve talep dengesini etkiler. Mevcut bilimsel görüşlere göre, iridyumun nadirliği, bu elementin gezegenimize yalnızca meteoritler yoluyla ulaşmasıyla açıklanır ve bu nedenle Dünya kabuğundaki kütle oranı milyonda birin altındadır.
Ancak bazı uzmanlar bu görüşe katılmamaktadır. Onlar, tüm iridyum yataklarının yalnızca küçük bir kısmının keşfedildiğini ve modern teknoloji seviyesinde işletmeye uygun olduğunu savunmaktadır. Jeolojik olarak çok eski dönemlerde oluşmuş yataklar, mevcut madenlere kıyasla yüzlerce kat daha fazla iridyum içerebilir.
Bu tür anormallikler dünyanın dört bir yanında tespit edilmiştir. Ancak kıtaların derinliklerinden veya okyanus tabanından malzeme çıkarılması şu an için ekonomik açıdan mantıksızdır.
Günümüzde iridyum, yalnızca ana minerallerin çıkarılması tamamlandıktan sonra elde edilmektedir. Bu mineraller altın, nikel, platin veya bakırdır. Bir maden ocağı tükenme noktasına yaklaştığında, cevher özel kimyasal reaktiflerle işlenmeye başlanır ve bu işlemle rutenyum, osmiyum, paladyum serbest bırakılır. Ancak bu işlemler tamamlandıktan sonra «gökkuşağı» elementinin çıkarılma sırası gelir. Devamında:
Bakır-nikel üretiminden arta kalan anot çamurlarından önemli miktarda metal elde edilir. İlk aşamada bu çamurlar zenginleştirilir. Platin ve diğer metallerin, iridyum dahil, çözeltiye geçirilmesi sıcak kral suyu kullanılarak gerçekleştirilir. Osmiyum, çözünmeyen bir tortu olarak ayrılır. Çözeltiye amonyum klorür eklenmesiyle sırasıyla platin, iridyum ve rutenyum kompleksleri çökeltilir.
Kullanım Alanları
Elde edilen iridyumun yaklaşık %66’sı kimya sektöründe kullanılmaktadır. Geri kalan kısmı diğer ekonomik sektörler arasında paylaştırılır. Son yıllarda «mor metalin» mücevherat alanındaki önemi sürekli artmaktadır. 1990’ların sonlarından itibaren iridyumdan zaman zaman yüzükler ve altın süslemeler için kakmalar üretilmeye başlanmıştır. Önemli bir nokta: Mücevherler genellikle saf iridyumdan değil, platinle alaşımından yapılır. %10’luk bir katkı, maliyeti önemli ölçüde artırmadan, işlenmiş ürünün dayanıklılığını üç katına çıkarabilir.
Diğer sektörlerde de iridyum alaşımları saf metalden belirgin şekilde daha üstündür. Dayanıklılığı ve sertliği artırma imkanı, teknolojistler tarafından oldukça değerli görülmektedir. Örneğin, iridyum katkıları, elektronik lambalar için kullanılan telin aşınma direncini artırmak için kullanılır. Sert metal, basitçe molibden veya tungsten üzerine uygulanır. Ardından pres altında yüksek sıcaklıkta sinterleme işlemi gerçekleştirilir.
Kimya sektöründeki iridyum kullanımı özel bir öneme sahiptir. Bu sektörde, çeşitli reaktiflere ve yüksek sıcaklıklara dayanıklı kaplar üretmek için iridyum alaşımlarına ihtiyaç vardır. Ayrıca iridyum, üstün bir katalizör olarak kabul edilir. Reaksiyonel etkinliği artırma özelliği, özellikle nitrik asit üretiminde belirgin hale gelir. Altını kral suyunda çözmek gerektiğinde, teknolojistler neredeyse her zaman platin-iridyum alaşımından yapılmış kapları tercih eder.
Lazer cihazları için kristallerin üretildiği yerlerde, sıkça platin-iridyum potalarına rastlanır. Tamamen saf metal, son derece hassas endüstriyel ve laboratuvar ekipmanlarının bileşenleri için uygundur. İridiyumdan yapılmış ağızlıklar, cam ustaları tarafından yüksek sıcaklıklara dayanıklı cam türleri üretiminde de kullanılır. Ancak bu, bu olağanüstü elementin kullanım alanlarının yalnızca küçük bir kısmıdır.
İridiyum, otomobiller için üretilen buji yapımında oldukça sık kullanılır.
Uzmanlar uzun süre önce bu tür bujilerin daha dayanıklı olduğunu fark etmiştir. İlk başlarda, bujiler esas olarak spor otomobillerde kullanılıyordu. Günümüzde bu tür ürünler daha uygun fiyatlı hale gelmiş ve neredeyse tüm araç sahipleri için erişilebilir olmuştur. Ayrıca, iridyum alaşımları cerrahi aletlerin üreticileri tarafından da tercih edilmektedir. Bu alaşımlar, giderek artan bir şekilde kalp pili parçalarının üretiminde de kullanılmaktadır.
İlginç bir şekilde, Ruanda’nın ürettiği «10 frank» madeni parası, mücevher kalitesinde saf (999 ayar) iridyumdan yapılmaktadır. Bu metal, otomobil katalizörlerinde de kullanılmaktadır. Platin gibi, iridyum da egzoz gazlarını hızla temizlemeye yardımcı olur. Ancak iridyumu sıradan bir dolma kalemde de bulabilirsiniz. Kalemin ucundaki veya mürekkep kartuşundaki uç kısmında bazen sıradışı bir renge sahip bir top görülebilir.
Iridyum, radyo bileşenlerinde esas olarak birkaç on yıl önce kullanılmıştır. Daha çok kontakt grupları ve yüksek sıcaklıklara dayanabilen parçalar yapmak için tercih edilmiştir. Bu çözüm, ürünlerin dayanıklılığını artırır. Iridyum-192 izotopu, yapay radyoizotoplar arasında yer alır. Kaynak dikişleri, çelik ve alüminyum alaşımlarının özelliklerini test etmek için defektoskopik kullanım amacıyla üretilmektedir.
Osmi ve iridyum alaşımı, pusula iğnelerinin yapımında kullanılır. Ayrıca, iridyum ve standart elektrotların birleştiği termokupllar fiziksel araştırmalar için kullanılır. Bu tür cihazlar, yaklaşık 3000 dereceye kadar olan sıcaklıkları doğrudan kaydedebilir. Ancak bu yapılar çok pahalıdır ve şu anda sıradan sanayide kullanımı ekonomik olarak mantıklı değildir.
İridyum-titanyum elektrot, elektroliz alanında nispeten yeni bir buluştur. Yüksek sıcaklıkta bu madde, titanyum folyodan bir temel üzerine püskürtülür. Çalışma odasında yalnızca argon bulunur. Elektrotlar ağ veya plaka şeklinde olabilir. Bu tür elektrotlar:
Radyoaktif iridyum izotopları içeren küçük boyutlu kaplar, metalürjide büyük talep görmektedir. Gama ışınları, kısmen şarj malzemesi tarafından emilir. Bu nedenle, fırın içindeki şarj malzemesi seviyesi belirlenebilir.
77. elementin diğer kullanım alanları şunlardır:
İlginç Bilgiler
Iridyum tuzları, renkleri bakımından oldukça çeşitlidir. Örneğin, klor atomlarının sayısına bağlı olarak bileşik bakır kırmızısı, koyu yeşil, zeytin yeşili veya kahverengi renklere sahip olabilir. Iridyum difloridi sarı renkte, ozon ve brom ile olan bileşikleri ise mavi renkte olur. Saf iridyum, 2000 dereceye kadar ısıtıldığında bile son derece yüksek korozyon direncine sahiptir.
Dünya kökenli kayaçlarda iridyum bileşiklerinin konsantrasyonu çok düşüktür, ancak meteorit kökenli kayaçlarda önemli ölçüde artar. Bu kriter, araştırmacıların farklı jeolojik yapılar hakkında önemli bilgiler edinmesine olanak tanır. Dünya üzerinde yalnızca birkaç ton iridyum üretilmektedir.
Bu metalin elastiklik modülü (Young Modülü), bilinen maddeler arasında ikinci sıradadır (birinci sırada grafen bulunur).
Iridyumun diğer özellikleri ve kullanım alanları hakkında bilgi almak için bir sonraki videoya göz atın.
