KUYUMCULUKTA KULLANILAN METALLER VE GENEL ÖZELLİKLERİ

I.BÖLÜM

METAL, METALLERİN SINIFLANDIRILMASI VE METALİN TARİHESELGELİŞİMİ

1.1.METALİN TANIMI 

Yüksek ısı ve elektriksel iletkenlik, "metal parlaklığı” denen özel bir parlaklık, biçim değiştirmeye karşı bir yatkınlık ve katyon oluşturmaya karşı belirgin bir eğilim göstermesiyle ayırt edilen, çoğunlukla normal sıcaklık ve basınç altında katı halde bulunan, bazik oksitler verme eğilimi gösteren, kendine özgü fiziksel ve kimyasal özellikleri olan basit elementlerden her biri metaldir. Bunlara maden de denir. Bütün elementlerden yaklaşık 70 kadarı metaldir.

1.2.METALLERİN SINIFLANDIRILMASI

Elementlerde kendi aralarında fiziksel ve kimyasal özelliklerine göre 3 gruba ayrılırlar. 

Bunlar; Metaller, Ametaller ve Soy gazlardır.

1.2.1. Metaller

Metaller değişik özellikleri bakımından çeşitli şekillerde sınıflandırılır.

•Metaller, katışıksız metaller (metal elementler) ve alaşımlar (metal elementlerden oluşan karışımlar) olarak iki sınıfa ayrılabilir.

Katışıksız metaller: Demir (Fe), Bakır (Cu)...

Alaşımlar: Tunç (erimiş bakır ve kalay karıştırılarak yapılır), pirinç (erimiş bakır ve çinko karıştırılarak yapılır)...

Altın ve platin ile bir oranda bakır ve gümüş dışındaki metaller doğada katışıksız halde ender bulunur. Metallerin çoğu doğada cevher halinde bulunur; metallerin oksijen, kükürt ve karbon gibi başka maddelerle kimyasal olarak birleşmiş halde bulunduğu kayaç ya da toprak kütlesine cevher denir. Metali cevherinden çıkarmanın iki ana yöntemi vardır. En yaygın kullanılan yöntem, "ergitme” olarak da adlandırılan eriterek ayırma yöntemidir; bu yöntemde cevher, büyük fırınların içinde, genellikle karbon ile birlikte ısıtılarak eritilir. Ama bazen metaller elektroliz yoluyla da ayrılabilir.

•Thenard tarafından yapılan  aşağıdaki sınıflandırma, oksijenin ve suyun etkileri üzerine kurulmuştur:

1-Suyun soğukta ayrıştıran, oksitleri, sülfürleri ve karbonatları çözünen tek değerli metaller: Lityum, sodyum, potasyum, rubidyum, sezyum.

2-Suyun soğukta ayrıştıran, karbonatları çözünmeyen iki değerli metaller: Kalsiyum, stronsiyum, baryum.

3-Suyun kaynar haldeyken ayrıştıran ve oksidi hidrojen tarafından indirgenmeyen metaller: Magnezyum, alüminyum.

4-Kızıl derecede, su buharını tersinir bir tepkimeyle ayrıştıran metaller: Çinko, manganez, krom, demir, nikel, kobalt.

5-Kızıl derecede oksitlenen, fakat su buharını ayrıştırmayan ve oksitleri kavrulunca metal açığa çıkmayan metaller: Kurşun, bakır.

6-Oksitleri ısıtılınca metali açığa çıkararak ayrışan metaller: Cıva, gümüş.

7-Oksitlenemeyen metaller: Altın, platin, palladyum, iridyum, rodyum, ve rutenyum.(www.odevsitesi.com)

Metaller özgül ağırlıklarına göre iki gruba ayrılırlar:

1-Alkali metaller: Atom kütleleri yüksek olan (Özgül ağırlığı beşten yukarı olanlara) ağır metaller denir. Bakır, kurşun, cıva, kadmiyum, manganez, çinko, altın vb. gibi geniş bir element dizisini kapsayan ağır metallerin tümü, doğal çevrelerde zayıf değişimlerde bulunur ve farklı kimyasal özellikleri olan uyumsuz bir grup oluşturur.

2-Hafifi metaller: Özgül ağırlığı beşten aşağı olan metallere hafif metaller denir. Alüminyum, potasyum, sodyum...

•Metaller, elementler tablosunda kolaylıkla bulunabilen birkaç büyük aileye ayrılabilir.

1-Alkali metaller: 1A kolonunda yer alır, gümüş beyazı renginde ve mükemmel indirgen olan bu metaller, kuvvetli bazik hidroksitler oluşturma özelliğiyle ayırt edilir. Metal parlaklıkları ve ilginç ısıl ve elektriksel özellikleri vardır. Bileşiklerinde sadece +1 değerlik alırlar.

2-Toprak alkali metaller: 2A kolonunda toplanmıştır; çok tepkin olan bu elementlerin metal parlaklığı ve üstün elektriksel ve ısıl özellikleri vardır. Alkali metallerden daha serttirler. Bileşiklerinde sadece +2 değer alırlar.

3-Geçiş metalleri: Elementler tablosunda yatay çizgilerde toplanmıştır; bu elementler elektron katmanlarının, yeğlemeli olarak dış katmanlardan başka katmanlarda gerçekleşen dolmasıyla ayırt edilir. Bunlar "B” gruplarıdır.

4-Toprak metalleri: Bor hariç hepsi metaldirler. Bileşiklerinde sadece +3 değerlik alırlar. Son yörüngelerinde 3 elektron bulunur.(www.odevsitesi.com)

•Metaller hava, ısı ve kimyasal maddelerin etkisi karşısında değişikliğe uğradıklarına göre de sınıflandırılır.

1-Soy metaller: Altın, platin ve gümüş gibi bazı metaller nemli hava ve  arı oksijen içinde, oda sıcaklığında olduğu gibi, yüksek derecede ısıtılmakla da hiçbir değişikliğe uğramazlar. Özellikle altın ve platin kimyasal etkenlerden hiç zarar görmez. Bu çeşit metallere soy metaller denir.

2-Yarısoy metaller: Nikel, kalay, krom ve cıva gibi bir kısmı ise oda sıcaklığında, nemli hava ve oksijenden etki görmezler. Ancak çok ısıtıldıklarında oksitlenirler. İşte bu gibi metallere yarısoy metaller denir. Metallerin oksijenle birleşmesi olayına oksitlenme, meydana gelen metal ve oksijen bileşiğine de oksit denir.

3-Soy olmayan metaller: Demir, kurşun, çinko gibi metaller ise, oda sıcaklığındaki nemli havada paslanırlar. Üst kısımlarında oksit veya oksitle beraber karbonat bileşiminde bir pas katmanı oluşur. Bu türlü metallere soy olmayan metaller denir.

1.2.1.1. Metallerin Özellikleri

1-Oda sıcaklığında hepsi katıdır, (cıva hariç)

2-Yüzeyleri parlaktır,

3-Isı ve elektriği iyi iletirler,

4-Çekmeye ve germeye karşı direnç gösterirler,

5-Çekmeye ve germeye karşı direnç gösterirler,

6-Yoğunluk, kaynama noktası, erime noktası gibi özellikleri, genellikle yüksektir,

7-Canlıların yapısında az bulunurlar,

8-Kendi aralarında alaşım oluştururlar,

9-İyonlaşmalarında daima pozitif (+) iyon verirler,

10-Ametallerle iyonik yapılı bileşik oluştururlar.

1.2.2. Ametaller

Metal olmayan, normal koşullarda katıdan başka sıvı ya da gaz durumunda bulunabilen, tel ve levha biçimine gelmeyen, elektrik ve ısıyı iletmeyen (bir tür C kristali olan grafit dışında) ve elementler tablosunun sağ tarafında yer alan elementlerdir. Ametallere uzun bir süre, metalsiler (metali andıran) adı verilmiştir; oysa günümüzde metalsiler terimi, hem metal, hem de ametal özelliği taşıyan elementleri belirtmek için kullanılmaktadır.(www.odevsitesi.com)

Ametaller birleşme değerlerine göre sınıflandırılır:

1.grup: Tek değerli ametaller: Çok elektronegatifler; hidrojenle birleşince kuvvetli asitler verirler. Bunlar birbirlerine çok benzeyen tuz verenlerdir (halojenler): flor, klor, brom ve iyot.

2.grup: Daha az elektronegatif olan çift değerli ametaller: Oksijen, kükürt, selenyum, tellür.

3.grup: Hidrojenli bileşikleri artık asit olmayan üç değerli ametaller: Azot, fosfor, arsenik.

4.grup: Dört değerli ametaller: Karbon ve silisyum. Bunlara aynı birleşme değeri olmamakla beraber, bor da katılabilir. Havadaki nadir gazlar (helyum, neon, argon, kripton ve ksenon) birleşme değeri sıfır olan başka bir grup teşkil ederler; bunlar tek atomlu gazlardır.

1.2.2.1. Ametallerin Özellikleri

1-Oda sıcaklığında katı, sıvı ve gaz halinde bulunurlar,

2-Mat renklidirler,

3-Isı ve elektriği iyi iletemezler,

4-Tel ve levha haline getirilemezler,

5-Kırılgan yapı gösterirler,

6-Yoğunluk, kaynama noktası, erime noktası gibi özellikleri, genellikle düşüktür,

7-Canlıların yapısında çok bulunurlar,

8-Metallerle iyonik yapılı bileşik oluştururlar,

9-İyonlaşmalarında daima negatif (-) iyon verirler,

10-Kendi aralarında kovelant yapılı bileşik oluştururlar.

1.2.3 Soygazlar

Helyum (He), neon (Ne), argon (Ar), kripto (Kr), ksenon (Xe) ve radon (Rn) başlıca asal gazlardır. Helyum dışındaki diğer asal gazlar havanın bileşiminde bulunur. Helyum bazı radyoaktif maddelerin bozunma ürünü olarak da elde edilir.

Asal gaz atomlarının en dış enerji düzeyleri elektronla tam doludur. Bu durum asal gazlara kararlılık ve dayanıklılık verir.

Helyum dışındaki diğer asal gazların dış enerji düzeylerinde 8 elektron bulunur. En dış enerji düzeyinde 8 den fazla elektron bulunamaz. Onun için başka atomlardan elektron alamaz. Bu 8 elektron oynak (serbest) olmadığından elektron da veremez. Onun için iyonlaşmaz. Bu sebepten asal gazlar kararlı yapıya sahiptir. (www.google.com.tr "soygazlar”)

1.2.3.1. Soygazların Özellikleri

1-Doğada element normal koşullarda gaz halinde bulunurlar,

2-Kararlı bir yapıya sahiptirler,

3-Metallerle, Ametallerle ve birbirleriyle bileşik oluşturmazlar,

4-Dış enerji düzeylerini her zaman 8’e tamamlamak isterler

 

Tablo 1: Elementlerin Periyodik Tabloda Gösterilmeleri

1.3.METALİN TARİHSEL GELİŞİMİ

İnsanlığın metaller ile ilk teması en eski çağlara kadar uzanır. Metallerin insanlık tarihinde oynadıkları rol ve istifade imkanları, metaller hakkındaki bilgilenme ile doğrudan ilgilidir. Bugün bile bir toplumun dünyadaki ekonomik ve endüstriyel yeri kullanılan metal miktarıyla belirtilmektedir. Artan nüfus ve toplumlar arasında çıkan hastalıklar, savaşlar ve hakim olma duygusu araştırılmaları teşvik etmiş ve yeni buluşlar ortaya konmuştur.

İnsanoğlu önce taşları kullanmaya başlamış ve bir gün bileşik teşkil etmeyen ve tabii vaziyetiyle dikkati çeken altın, bakır, gümüşü fark etmiştir. Gevrek taş aletler yerine bunların dövülerek şekillendirilebilir olduğunu görmüştür insan. İlk defa dövülmüş bakırın kullanılmasını M.Ö. 4500 yıllarına rastladığı ve ancak 2000 yıl sonra cevherlerden bakırın üretilebildiği sanılmaktadır. Altın, gümüş ve bakırın arkasından demirin kullanıldığı, ancak diğerlerine kıyasla keşfedildiği yerde sır olarak tutulduğu dikkati çekmektedir. Çünkü demir, daha önce bakırlı kalay cevherlerinin birlikte ergitilmesi ile elde edilen bronzdan (tunç) daha serttir ve silah yapımı için üstün özelliklere sahiptir. Ayrıca demirin redüklenmesi bakıra göre daha zor olduğu için ilk keşfedildiğinde, önceleri ancak "sünger demir” şeklinde kısmen redüklenmiş olan ve beraberinde redüklenmemiş oksit ve silikatlı empüriteleri ihtiva eden bir bileşik elde edilebilmekte idi. Bu madde belli bir sıcaklıkta dövüldüğünde yalnızca bu empüriteler ergiyor ve geriye ham demir kalıyordu. Bugün ki dökme demirlerin değişik yöntemler ile çok önceleri üretilmiş olmasına rağmen, yüksek karbonlu alaşımlarının yapılması ve sonra da bunların karbonundan temizlenmesi, yani bugün ki ÇELİK özelliğinin elde edilmesi ancak son 200 yılda başarılabilmiştir; Bundan 18.yy’ın sonlarında odun yerine kömürün kullanılmaya başlanması ve 19.yy.ın ortalarında Bessemer PROSESİ ile ilk defa sıvı ham demirden çelik üretilmesinin payı büyüktür. Bundan sonra demir-çelik konusundaki gelişmeler baş döndürücü bir hızla ilerlemiştir.

Metalin kesit sırası ise dünyanın her yerinde aynı olmamıştır. Bunun sebebi bölgede yaşayan halkın tesadüf sonucunda bu metallerle tanışmış olması ve o bölgenin jeolojik yapısıyla alakalıdır. Bunun sonucunda dünyanın her yerinde maden devirleri aynı anda yaşanmamıştır.

Anadolu’da metal üretimi çok eski tarihlere dayanmaktadır. Bakırın M.Ö. 7000 yıllarında üretildiği (Çin ve Avrupa’da bakırın en eski tarihi M.Ö. 4000) ve mevcut eski cüruf yığınlarından Anadolu’nun bakırın eski dünyaya yayılışının çıkış noktası olarak kabul edilebileceği anlaşılmıştır. Yine Anadolu’da M.Ö.3000 yıllarında simli-kurşun cevherlerinden gümüş ve kurşunun ilk önce Trabzon civarında üretildiği, hatta o tarihlerde üretilen gümüşün bir kısmının Mısır altınları ile değiştirildiği bilinmektedir. Halen işlenmekte olan Ergani bakır yatakları M.Ö. 2000 yıllarında Asurlular, Küre bakır madenini Eski Yunanlılar ve Romalılar, Bolkar dağı kurşun-gümüş madeninin ise M.Ö. 2500-3000 yıllarında Hititler tarafından işletildiği de ayrıca bilinmektedir.

Mezopotamyalılar, Mısırlılar, Yunanlılar, Romalılar Cu, au, Fe, Pb, Hg, Ag ve Sn’ı ilke defa kullanan kavimlerdir. Bu yedi metalin ilk tarihi metaller olmasında önemli nedenler vardır. Bu metallerin bazısı nabit durumda bulunabilmektedir (Au, Ag, Cu, Fe(Meteorit) ve Hg gibi). Özellikle Cu, Fe, Sn ve Pb 8000C veya daha düşük sıcaklıkta kolaylıkla redüklenebilmektedir. Bu sıcaklıklar ise karbon cinsi yakıtlar ile kolaylıkla sağlanabilmektedir.

Ayrıca metal içerisinde bulunan  empüritelerin ergime sıcaklığı düşürmesi de (örneğin %4 Cu içeren demir 15400C yerine 11000C de erimektedir) kolay redüklemede bir etkendir. Redükleyici olarak önceleri ormanlardan elde edilen odun kömürü kullanılırken, teknoloji geliştikçe fırın ve yakıt kullanımında da değişiklikler ortaya çıkmıştır. İlk kullanılan fırınlara değişen tabakalar halinde cevher ve odun kömürü doldurulduktan sonra ateşlemekte ve ateşi 3-4 gün devam ettirilmekteydi. Cevherden metal teşekkül edip fırının altındaki eğilimli kısımdan akmaya başladığı zaman ateş kısılmakta ve metal 800-1500 gramlık yumrular halinde elde edilmekteydi. (Sarrafoğlu, 1997, s64)

 

 

II.BÖLÜM

KUYUMCULUĞUN DOĞUŞU VE KUYUMCULUKTA KULLANILAN METALLER

2.1.KUYUMCULUĞUN DOĞUŞU

Kuyumculuğun doğuşu Değerli madenler ve taşlar, insanlık tarihi boyunca kimi zaman güzellik, kimi zaman zenginliğin ve asaletin simgesi olarak işlendi, kullanıldı. Takının tarihi, günümüzden 30.000 yıl önceye, Üst Paleolitik Çağ’a kadar uzanıyor. Ancak uzmanlar, gerçek anlamıyla kuyumculuğun, Mezopotamya’da, Mısır’da ve Anadolu’da, M.Ö. 4. bin yılın sonlarına doğru başladığını belirtiyorlar.

Antik takıların karmaşık kompozisyonları, ayrıntılı ve özenli işçilikleri incelendiğinde, akla hemen bunların hangi aletlerle, hangi üstün teknik bilgiyle yapıldığı sorusu geliyor. İnsanın yaratıcı gücünün bir uzantısı olan bu teknik gelişmeler, aynı zamanda insanın çevresindeki malzeme ile savaşımının da bir göstergesi.

Kültürün en eski çağlarından itibaren teknik ve insan iç içedir. Plastik deformasyonu çok yüksek olan altının bu özelliği, ilk Tunç Çağı’nda biliniyordu. Eski çağların ustaları, saf altını döverek zar gibi inceltebiliyorlardı. Varak ve varak kaplama denilen bu teknik Mısırlılar, Çinliler, Yunanlılar tarafından kullanılmıştı. İslam sanatında altın ve gümüş varaklar, ahşap ve metal eşyanın yanı sıra minyatürlerin renklendirilmesinde baskı motiflerinde ve elyazmalarında geniş ölçüde kullanılmıştı. Kuyumculuk tarihinin başlangıcı gibi kabul edilebilecek varakçılık sanatı, 19. yüzyıl sonlarında savaş döneminin ekonomik sıkıntıları ve değişen sosyo-kültürel koşullarda hızla geriledi ve unutuldu. Kuyumculuğun tarihi, doğal olarak sayısız tekniklerle dolu. Günümüz kuyumculuğunda seri ve standart üretim için kullanılan santrifüj veya vakum gibi döküm tekniklerinin temeli olan kaybolan mum tekniği, delikli süslemeler yapmak için kullanılan ajur, kazıma tekniği, taneleme anlamına gelen granülasyon ya da Türk Kuyumculuğundaki karşılığı güherse, tombaklama ve mine tekniği bunların belli başlıları.

Uşak/Lydia hazinesi ya da popüler adı "Karun Hazinesi” Anadolu’da kuyumculuk ve kullanılan aletlerle ilgili önemli bilgiler sunuyor. Bu hazine içinde yer alan iki tane bronz üfleme borusu ile takı ve heykelcik üretiminde kullanılan 30 parça bronz kalıptan oluşan kuyumcu aletleri özel bir öneme sahip. Bronz üfleme boruları metalin ergitilmesi sırasında körük uçlarına takılıyordu. Bulunan kalıpların bir bölümü stampa pinçonlarıydı. Bir bölüm de kalıp üzerine konulan ince soy metal levhaların, çekiçlenerek kalıbın formun alması için kullanılan dövme kalıplarıydı. (Goldaş Kültür Yayınları)

2.2 KUYUMCULUKTA KULLANILAN METALLER

Dünyada 70 çeşit kadar metal olmasına rağmen bunların sadece belirli bir kısmı kuyumculukta kullanılabilmektedir. Bunun sebebi ise metallerin sertliğinin, işlenebilirliğinin, ısıya dayanımının, asit ve bazlardan etkilenmesi, korozyon direncinin kuyumculuğa uygunluğundan kaynaklanmaktadır.

Bu metaller arasında kuyumculukta kullanılanları ise iki sınıfa ayırabiliriz. Bunlar;

1.Kuyumculukta kullanılan değerli metaller: Altın, Gümüş, Platin, Rodyum, Palladyum

2.Kuyumculukta kullanılan değersiz metaller: Bakır, Nikel, Çinko, Kadmiyum, Kurşun, alüminyum dur.

Metal	Sembol	Hacim Kütlesi	Erime Noktası 0C	Kaynama Noktası Yoğunluğu 0C	Kimyasal Özellikleri
Alüminyum	Al	2,699	659,7	2520	Nitrik asitte erimez. Klorik ve sülfürik asitlerde, sodalarda erimektedir.
Gümüş	Ag	10,5	961,9	2163	Nitrik asit, alkali siyanürler, sıcak sülfürik asitlerde erir. Klorik asitte erimez ancak aşınır. Soda ve sudkostikte erimez. Erimiş halde iken hacminin 22 kadı kadar oksijen emebilmekte, katılaşırken açığa bırakmaktadır.
Kadmiyum	Cd	8,642	320,9	767,2	Sıcak sülfürik asitte ve nitrik asitte erir.
Demir	Fe	7,86	1536	2860	Asitlerde erir, soda ve sudkostikte erimez.
Cıva	Hg	13,594	-38,87	356,58	Nitrik asitte erir.
Nikel	Ni	8,9	1455	2915	Nitrik asitte ve kral suyunda erir. Soda ve sudkostikte erimez.
Altın	Au	19,3 erimiş halde 17	1063	2860	Siyanür ve kral suyunca erir haldedir.
Palladyum	Pd	0’de 11,97 22’de 11,4	1552	2960	Kral suyunda, sıcak sülfürik ve nitrik asitlerde erir.
Kurşun	Pb	11,58	327,43	1750	Derişik sıcak sülfürik asitte, nitrik asitte ve sudkostikte erir.
Platin	Pt	21,45	1796	3830	Soda, sudkostik ve kral suyunda erir.
Bakır	Cu	8,92	1083	2595	Sıcak sülfürik asitte ve nitrik asitte erir.
Radyum	Rh	12,1	1966+3	>2500	Toz halinde iken kral suyunda erir.
Çinko	Zn	7,14	419,5	911	Hemen hemen tüm kimyasal maddelerde erir.

Tablo 2: Kuyumculukta Kullanılan Metallerin Tablosal Gösterimi(vıtıella, 1995, s67)

2.2.1.KUYUMCULUKTA KULLANILAN DEĞERLİ METALLER

Kuyumculuğun doğuşundan beri değerli metaller kendilerine has özellikleri ve doğada az bulunuşlarıyla soy bir metal olarak günümüze kadar gelmişlerdir.

2.2.1.1.Altın (Au)

Altın fiziksel, kimyasal ve metalik özelliklerinin, işlenmeye, dış etkilere karşı dayanıklılığa çok elverişli olması onun ilk çağlardan günümüze kadar kuyumculukta kullanılan metaller arasında ilk sırada yerini almasını sağlamıştır.

Resim 1 : Altın

2.2.1.1.1 Altının Genel Özellikleri

Özgül ağırlığı: 19,3

Atom ağırlığı: 197,2

Ergime noktası: 10630C

Kaynama noktası: 29650C

Tavlama ısısı: 3000C de başlar,

Çekme dayanımı: 11kg/mm2

Döküm ısısı: 1100 - 13000C

Sertlik: 2,5 – 3

Buharlaşma noktası: 28070C

Renk ve şeffaflık: Altın sarısı, opak

Parlaklık: Metalik parlaklık

Çizgi rengi: Altın sarısı

Kristal sistemi: Kübik

Kristal biçimi: Genellikle dissemine halde, nadiren oktahedral veya kübik kristaller halinde.

Ayırıcı özellikleri: Renk, sertlik, asitte çözünmesi.

Yumuşak, parlak, sarı yoğunluğu ve ticari değeri yüksek, okside olmayan tek başına hiçbir asidin etkileyemediği kolay işlenebilen, soy bir metaldir. İyi bir ısı ve elektrik iletkeni olan altın, yumuşak ve çok sünek bir metaldir. Dövülmeye ve haddelemeye elverişli metaller arasında ilk sırayı alır. 10gr altın 11m2 lik alanı kaplayacak şekilde dövülebilir. 0,0001mm kalınlığa kadar plaka olarak inceltilebilir ve 1 gramı 2 kilometre uzunluğa kadar tel olarak çekilebilir.

Altın gümüşten daha yumuşak, kalaydan daha serttir. Saf altın o kadar yumuşaktır ki ziynet eşyası olarak kullanılamaz. Sertliğini ve dayanıklılığını arttırmak için diğer metallerle yapılan alaşımları kullanılır.

Altın ilk zamanlar sadece değerli metal olarak kullanılırken son yıllarda teknik ve bilimsel alanda da yer almaktadır.

Bileşiklerinde 1 ve 3 değerlikli olabilir. +1 değerlikli altın bileşikleri genellikle katı, +3 değerlikli altın bileşikleri ise daha çok sıvı haldedir. Az sayıda olan altın bileşiklerinden en önemlileri, altın klorür (AuCI), altın triklorür (AuCI3) ve kloraurik asittir (HauCI4). Ayrıca altın, Cu, Ni, Zn, Ag, Hg vb. gruplarla önemli alaşımlar oluşturmaktadır. En önemli üçlü alaşımları arasında Au, Ag, Cu alaşımları yer alır.

Altının sahip olduğu sarı renk dışında, genel olarak yeşil, kırmızı ve beyaz altın diye adlandırılan renklerde karşımıza çıkmasının nedeni, yukarıda belirtilen elementlerle oluşturduğu alaşımlarıdır. (www.odevsitesi.com)

2.2.1.1.2. Alaşım ve Altın Alaşımları

Kuyumculukta alaşım zorunlu olarak yapılması gereken bir işlem olup bu sektörde en fazla altın alaşımları üzerinde durulmaktadır.

2.2.1.1.2.1. Alaşım 

Alaşım en az bir metalin başka bir maddenin içinde eritilmesi veya bütünleştirilmesi ile ortaya çıkan yeni bir malzemeye denir. Eğer maddeler iki tane ise alaşım "ikili”, üç madde var ise "üçlü” vb. olur. Yüzdesi fazla olan metal alaşıma adını verir ve alaşım her zaman metalik özellikleri taşır. Örnek olarak fosforlu bakırda fosfor metal olmamasına rağmen fosforlu bakır bir alaşımdır.

Alaşımların incelenmesi, karışık fiziki ve kimyasal oluşumların varlığı yüzünden zaman alır. Sonuç olarak mekanik veya ışıl işlemler neticesinde sertlik yumuşaklık işlenebilirlik gibi fiziki veya kimyasal özellikleri değişebilmektedir.

Nasıl ki tüm maddeler birbirleri arasında kaynaşmazlar ise metallerin hepsi kendi aralarında alaşım oluşturmaz. Nitekim su şekeri eritebilir ancak mermeri eritemez. Eğer şeker ve su metal olsaydı, alaşım oluşturduklarını, su ile mermerin ise alaşım oluşturmadığını söylerdik.

Başka metallerde erimeyen metallerin varlığı değişik ve pratik uygulamalarda faydalı olmaktadır. Örneğin erimiş bir metali veya alaşımı karıştırmak için erimeyen bir metalden imal edilmiş bir aletin kullanılması uygun olacaktır. Maddenin tam olarak eriyip erimediğini anlamak için sık sık bir çubuk kullanılır. Bu durum grafit veya kilden yapılmış aletler kullanmakta en çok bunlar da son derece kırılgan olmaktadır. Kalay hemen hemen temas ettiği metalleri eritir. Kurşun alüminyumla alaşım oluşturmazken platin, kalay ve çinko ile kolayca alaşım oluşturduğundan, sıcakken bu metallerle temas ettirilmesi gerekir. Galvaniz banyolarında ve özellikle elektrolitik hücrelerde ne kalay ne de çinko platine temas ettirilmez. Aksi taktirde sadece mekanik işlemler sonucu kazınabilen bir kaplama katmanı oluşturur.

(VITIELLO, 1995, s140)

Alaşımların içerisinde bulunan kıymetli maden miktarına "saflık derecesi” yada "ayar” denir. Saf altının saflık derecesinin binde birine ise "milyem” denir. Yani saf altın 1000 milyem olarak ifade edilir. Buna 24 karat yada ayar da denilmektedir. Her 1 ayar ise 41,66 milyeme karşılık gelmektedir.

Ülkemizde ve dünyada kabul görmüş, ticari olarak kullanılmakta olan Altından imal edilmiş takıların ayar ve milyem olarak karşılıkları ise şöyledir;

24 Ayar : 1000 Milyem

22 Ayar : 916 Milyem

21 Ayar : 875 Milyem

20 Ayar : 833 Milyem

18 Ayar : 750 Milyem

14 Ayar : 585 Milyem

  9 Ayar : 375 Milyem

  8 Ayar : 333 Milyem

2.2.1.1.2.2. Alaşımların Fiziksel Özellikleri

Renk, yoğunluk ve erime derecesi bir alaşım fiziksel özelliklerini oluşturur. Bunlar genelde tavlamadan ve soğuk işlemeden etkilenmezler. Ancak yoğunluk, alaşımın şekline göre biraz değişebilir. Fazla gözeneğin oluştuğu kötü dökümlerde ise yoğunluk kesinlikle azalır.

Herhangi bir altın alaşımının rengini tanımlamak çok zordur. Renk tanımları ancak standart olarak kabul edilen bir örnek dizesiyle karşılaştırıldıklarında işe yarayabilirler. 1966’da söz konusu gereksinimi gidermek için bir İsviçre kuruluşu olan "Normess Industrielles de 1’Horlogerie Suisse” 2N, 3N, 4N ve 5N kod sayılarıyla, 18 ayar renkli altın alaşım bileşenleri saptadı. Bu standartlar halen hem Fransız, hem de bazı değişikliklerle Alman endüstrisi tarafından kabul edilmektedir.(Gold Technology, 1997, s3)

Resim 2 : 18 ayar altının bazı renk tonları(Gold Technology, 1998, s2)

Bu renk tonları bazı küçük değişikliklerle hem Avrupa da hem de ülkemizde kabul görmektedir.

2.2.1.1.2.3. Alaşımların Mekanik Özellikleri

Bir malzemenin kendisine tatbik edilen yüklenmeleri, zorlanmaları, iletmesi, taşıması veya dayanması kabiliyetlerine malzemenin mekanik özellikleri denir. Herhangi bir malzemenin kullanıldığı yerde görevini yapıp yapamayacağını öğrenmek amacıyla özelliklerini veya hatalı olup olmadığını tayin etmek için yapılan deneylere malzeme muayenesi denir. Örneğin bir metal veya alaşımın çekmeye olan dayanıklılığını ve uzamaya olan elverişliliğini elde etmek için yapılan çekme deneyi, bir döküm parçanın içinde buluna boşluk, çatlak gibi hataların bulunup bulunmadığını öğrenmek için röntgen ışınlarına tutulması, bir parçanın istenen dokuya haiz olup olmadığını öğrenmek için yapılan mikroskop çalışmaları birer malzeme muayenesidir. (Aras, 1996, s.243)

2.2.1.1.2.4. Altın  Alaşımları

Değişik renk tonlarının elde edilmesi mümkün olmakla birlikte çoğu zaman, bu tür alaşımlar istenilen mekanik özellikleri taşımamaktadır. Bazen, hazırlanmaları çok fazla itina gerektirebilir. Düşük veya çok büyük oranlarda Al katkılı altın alaşımları işlenebilir olmakta, aksi durumlarda alaşım kırılgan olmaktadır.

Binde 82 veya daha fazla platin, altını beyazlaştırır. Binde 500’ü geçince zayıflatır. Binde 150’lik Palladyum, yine beyaz renk verir. Hava ile temasta altın-Palladyum alaşımları matlaşmaz. Gümüş ile yapılan alaşımlar daha sert, sesli ve elastiktir. İşlenebilir olup hacimleri küçülmüştür; yani alaşımların hacimleri onu oluşturan metallerin toplam hacimlerinden azdır. Altının rengini değiştirmek için en az %50’lik gümüş gerekir. Bu alaşımda eğer altın gümüşün iki buçuk katından fazla değilse, nitrik asit gümüşün tümünü eritemez. "Ölü yaprak yeşilindeki altın” orta sertlikteki 700 milyemlik alaşımdır. "Yosun yeşili” altın, %40’lık olan alaşımdır ve 550 milyemlik olan beyaz, 600’lük olan ise yeşilimsi beyazdır.

18 ayarlık (750 milyem) renkli alaşımlar genellikle altın, gümüş, bakır içeren alaşımlardır. Bunların özellikleri içerisine nikel, çinko, Palladyum gibi elementler eklenerek özellikleri değiştirilebilir. Bunlar daha çok alaşımın rengini beyazlatmak için katılmaktadır.

12 ile 15 ayar arasındaki alaşımlar daha ser olup daha kolay sertleşmekte ve daha sık ısıtma gerektirmektedir. 584 milyemlik alaşım, eğer tamamı gümüş içeriyorsa çok yumuşak olup, hoş olmayan yeşil-beyaz karışımı bir renk olur. %6 ile %12 arasındaki gümüşün, bakır ile değiştirilmesi sonucu yeşil renkte, bir alaşım elde edilmektedir. %20 ile %30 arasında bakır ilave edilmesi rengi sarıya döndürür. Yüzde arttıkça renk pembeye çalar.

Az miktarda nikel rengi canlandırır ve sertliği arttırır. Çinkoda rengi canlandırmakta, ancak elde edilen sertlik azalmakta, renk yeşilse kaçmaktadır. 9 ayar altın içerdiği, elemanlara sonra derece bağlıdır. Çok Cu, az Ag içerenler yumuşak, işlenebilir, dayanıklıdır. Çok Ag içerenlerde serleşme durumu erken olmakta, incelme olasılığı azalmakta, ısıtma sıklaşmaktadır.

Çinkonun etkisi Ag ile aynıdır. 9 ayardan düşük alaşımlar 9’luk alaşım gibi davranırlar.

Düşük ayarlı alaşımlarda ısıtma indirgeyici atmosferde veya kapalı ortamlarda yapılmalıdır. Isıtma işlemi, kimyasal dayanıklılığı arttırmakta ve çatlak oluşma olasılığını düşürmektedir. Suda hızlı şekilde soğutulan bazı alaşımlar çatlayabilmektedir. Birçok alaşım yaşlandıkça sertleşmekte, bir çoğunda ise, mekanik işlem yapılan kısımlarda aşınma belirtileri sergilenmektedir. Sonuç olarak aynı alaşımdan alınacak farklı davranışlar sergileyebilmektedir. Düşük ayarlı alaşımlar kuyumculuk için uygun değildir. Kolaylıkla matlaşmakta, renklerini ve parlaklıklarını kaybetmektedirler. Kimyasal aşınmalara karşı zayıftırlar.

Yaşlandıkça hava ve suya karşı dayanıklılıkları değişebilmektir. Sık ısıtılmamalıdır. Çünkü, incelme %20’den düşükse, taneler büyümekte ve zayıf bir yapı meydana getirmektedir.

Yoğun işleme ve ısıtmadan dolayı oluşan portakal kabuğu şeklin yüzeyi tane kenarlarını zararlı şekilde genişletmektedir. Fazla Cu içeren 750 milyemlik alaşımlar, işlendikten sona ısıtılmamalıdır. (Vıtıello, 1995,s140)

Kısacası saf bir metali binde bir oranında dahi olsa başka bir metalle alaşım yapacak şekilde birleştirirsek bazı özelliklerini değiştirebiliriz. Metallerin işlenmesinde kolaylık sağlayacak bu alaşımlar metalin görüntüsüne de ayrı bir hava katmaktadır.

Ayar	Saflık	Saf altın	Alaşım %	Renk	Yoğunluk g/cm2	Katılaşma 0C	Sıvılaşma 0C	Tavlama 0C
24	999.9	99.99	0.00	sarı	19.36	1064	1064	200
23,76	990	99	1.0 Ti	Sarı	19	1080	1090	500
22	917	91.7	5.5Ag  2.8Cu	Standart sarı	17.9	995	1020	600
22	917	91.7	3.2Ag  5.1Cu	Koyu sarı	17.8	694	982	600
21	875	87.5	4.5Ag     8Cu	Sarı-pembe	16.8	940	964	700
21	875	87.5	1.75Ag 10.75 Cu	pembe	16.8	928	952	700
21	875	87.5	12.5 Cu	Kırmızı	16.7	926	940	700
18	750	75.0	12.5Ag   12.5 Cu	Standart sarı	15.45	885	895	550
18	750	75.0	16Ag  9Cu	Açık sarı	15.6	895	920	550
18	750	75.0	9 Ag16 Cu	pembe	15.3	880	885	550
18	750	75.0	4.5Ag     20.5 Cu	kırmızı	15.15	890	895	550
18	750	75.0	15Pd10CuNi	beyaz	16.0	1095	1150	730
14	585	58.5	28.5Ag 10Pd, 2.5CuNiZn	beyaz	14.67	1015	1125	800
14	585	58.5	30 Ag 11.5Cu	Standart sarı	14.05	820	885	650
14	585	58.5	9 Ag	Kırmızı	13.30	850	885	650

Tablo-3. Tipik altın alaşımlarının genel özellikleri tablosu

2.2.1.1.3. Altının Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar

•Hava ile reaksiyonu; Altın havada normal koşullarda kararlıdır.

•Su ile reaksiyonu; Altın su ile reaksiyona girmez.

•Halojenler ile reaksiyonu;  2Au(k) + 3CI2(g)à 2AuCı3(k)

    2Au(k) + 3Br2(g)à 2AuBr3(k)

    2Au(k) + I2(g)à 2AuI(k)

•Asit ile reaksiyonu; Altın kral suyu olarak adlandırılan 3:1 oranında hazırlanmış hidroklorik asit : Nitrik asit çözeltisinde çözünür.

•Baz ile reaksiyonu; Altın sulu baz çözeltileri ile reaksiyon vermez. (www.kimyaevi.org)

2.2.1.1.4. Altının Diğer Kullanım Alanları

üretilen altının büyük bir kısmı darphanelerde para karşılığı olarak stok edilmekte, yani uluslar arası mali işlerde kullanılmaktadır. Geri kalan kısmı ise, kuyumculuk ve süs eşyası, elektronik ve bilgisayar endüstrisi, kimya ve ilaç endüstrisinde tüketilmektedir. Sanayide altın, altın-gümüş ve altın-paladyum alaşımları elektrik anahtarı kontaklarında, elektronik devrelerde, telefon santrallerinde ve uzay araçlarında kullanılır.

Altın-bakır ve altın-gümüş-bakır-çinko-kadmiyum alaşımlarından lehim işlerinde faydalanılır. Dişçilikte kullanılan altın-bakır-gümüş alaşımlarından yavaş yavaş vazgeçilmekte ve onun yerine daha ekonomik olduğu için altın oranı %15in altında olan, altın-gümüş-bakır-platin –paladyum-iridyum alaşımları kullanılmaktadır.

Altın, elektrik ve ısı iletkenliği, sıcakta yükseltgenmemesi, kimyasal aşınmalara karşı dayanımı gibi özellikleri nedeni ile aranan bir metaldir. Saf altından düşük sertliği, dövülebilirliği gibi mekanik özellikleri nedeni ile laboratuar araç ve gereçleri yapımında da kullanılır. (www.gencbilim.com)

2.2.1.1.5. Altın Oluşumu

Altın doğada saf halde nabit altın, gümüşle yaptığı bir alaşım olan elektrum halinde veya tellüridler halinde bulunmaktadır. Altın kuvars damarlarından bazen piritle beraber bulunur. Bunun dışında, kalkopirit, arsenopirit ve pirotin içinde de önemli miktarlarda yer alabilmektedir.

Bazen altın, minerallerde gözle görülebilir biçimde bulunabilir. Bu pek sık rastlanan bir durum değildir. Çünkü genellikle tamamen o mineral ile bileşim halindedir. Bu tip durumlarda içinde altın buluna  minerallerin ekonomik değeri artmış olur.

Altın doğada başlıca magmatik ve tortullaşma olayları sırasında oluşmuştur. Altın yatakları, yatağın kökenine ve bulunuş biçimine göre yapılan ve morfolojik olarak tanımla bilecek bir sınıflamaya göre altı grupta toplanabilir:

1-Altın İçeren Sülfür Yatakları: Denizaltında oluşmuş volkanik kayaçlarla birlikte buluna  bu tür yataklar bakır, kurşun ve çinko üretim amacıyla yurdumuzda çok eski zamanlardan beri işletilmemişse de, altının bir yan ürün olarak elde edilebilmesi, ancak bakır elektroliz yöntemi ile saflaştırılması geliştirildikten sonra mümkün olabilmiştir.

2-Epitermal Yataklar: bu yataklar günümüzde veya yakın geçmişte etkin olmuş sıcak su kaynaklarına bağlı olarak, çöküntü alanlarında değişikliğe uğramış ve/veya parçalanmış kayaçlar içinde kuvarslı damarlar veya saçınımlar olarak bulunurlar. Bu tür yataklarda altınla birlikte arsenik, antimon, gümüş, cıva, talyum ve bizmut bulunabilir. Altınlı kuvars damarlarında altın genellikle gözle görülebilir boyutlardadır (100 mikrondan daha büyük).

3-Ultramafik Kayaçlarla İlişkili Yataklar: Ultramafik kayaçların mineral taşıyan sıcak su bölümlerinin, diğer bir deyimle hidrotermal çözeltilerin, etkisi ile değişikliğe uğrayarak karbonatlaşması ve silisleşmesi ile listvenitler oluşur. Bu tür kayaçlar içinde cıva, arsenik, kobalt, nikel ve altın cevherleşmeleri bulunmaktadır. Altın 10-50 mikron boyutlu ince taneler halindedir ve dağılımı oldukça düzensizdir.

4-Altın İçeren Skarnlar: Skarnlar yerkabuğunun derinliklerinde sokulum yapmış magmatik kayaçlarla kireçtaşı veya dolomit gibi karbonatlı kayaçların başkalaşım kuşaklarında bulunurlar. Bakırca zengin olan bazı yataklarda altın üretebilir düzeye ulaşmaktadır.

5-Plaser Altın Güncel Yatakları: Bunlar kumlar ve çakıllar içinde, genellikle akarsu havzalarında bulunan altın yataklarıdır. Üretilebilme kolaylıklarından dolayı çok eski zamanlardan beri işletilmişlerdir. Altın tanelerinin boyutları ve yatak içinde dağılımı oldukça düzensizdir, tanelerin boyutları mikronlardan yumruk büyüklüğüne kadar değişebilmektedir.

6-Altın İçeren Porfiri Bakır Yatakları: Porfiri bakır yatakları düşük bakır içerikli, magmatik sokulumlar içerisinde damarcıklı ve saçılmış cevher mineralli çok büyük ölçekli yataklardır. Bu tür yataklardan cevher üretimi genellikle açık işletme yöntemi ile yapılmakta ve cevher zenginleştirme yöntemleriyle bakır konsantresi elde edilmektedir. Bu yataklardan üretilen cevherden de altın yan ürün olarak bakırın elektrolizi sırasında elde edilmektedir. (Metalik Maden Yatakları, 2001, sf.96)

2.2.1.2. Gümüş (Ag)

Gümüşte altın gibi eski çağlardan beri kullanılmakta olup, kolay işlenebilir olması ve çok iyi parlayabilme özelliğinden dolayı kuyumculukta sıkça kullanılmaktadır.

Resim 3 : Gümüş

2.2.1.2.1. Gümüşün Genel Özellikleri

Özgül ağırlığı: 10.5

Ergime noktası: 9620C

Kaynama noktası: 22100C

Çekme dayanımı: 12 kg/mm2

Sertlik: 2.5-3

Renk ve şeffaflık: Gümüş beyaz, dış etkilerle siyahımsı, opaktır.

Çizgi rengi: Gümüş beyazı

Parlaklık: Metalik

Kristal sistemi: Kübik

Kristal biçimi: Uzunlamasına tel şekilli veya pulsu, masif, kübik- oktahedral kristalleri nadirdir.

Ayırıcı özellikleri: Renk, nitrik asitte kolay çözünürlük

İşlenebilir parlak beyaz bir metaldir. 2,5 mikron kalınlığında levhalar üretebilmekte, arasından yeşil-mavi bir ışık geçmektedir. Mohs ölçeğine göre sertliği 2,5-3 arasında olup, saf altından biraz daha serttir. Altından sonra en iyi işlenebilir metal olup, genellikle alaşımları kullanılır.

Diğer değerli metallerde olduğu gibi ayarı binlik sistemde ifade edilir. En iyi elektrik ve ısı iletkenidir. Tüm metaller arasında ışığı en iyi yansıtandır. Bu ışık, görünen ışık ve enfraruj ışığıdır. Aynaların imalinde kullanılır. Beyaz görünmesinin nedeni, ışık spektrumunda bulunan tüm ışınları homojen şekilde yansıtmasıdır. Ultraviyole ışınlarda gümüşün davranışı kötüleşmek, yerine radyum gibi diğer metaller kullanılmaktadır. Gümüşün bozulması engellenemediğinde, yerine daha az yansıtıcı, ancak dengeli metaller kullanılır (alüminyum, krom, radyum gibi.) Gümüş buharı mavimsi olup kaynama sıcaklığında ortaya çıkar.

Saf gümüş havadan sudan etkilenmez. Yalnız eriyik halde iken havadaki oksijeni emerek bünyesine absorbe eder, tam donarken birden bıraktığı içinde saf gümüş külçelerinin içinde birçok hava boşluğu bulunmaktadır.

Binde bin oranında iken ısıtıldığında ve soğutulduğunda bozulma göstermez. Gümüşçülerin saflık kontrolü bu özelliğe dayanmaktadır. Kırmızılaşıncaya kadar ısıtılarak havada soğumaya bırakılır. Dış yüzeyi gri veya siyah renge dönüşürse, gümüş saf değildir. Eğer metal aynı kalmış ise saftır ya da çok az oranda yabancı madde veya paladyum, platin v.b. gibi asil metaller içermektedir. Bu son şeklinde gümüş daha değerli olabilmektedir. Soda ve sudkostiğe (erimiş halde olanlarına bile) dirençli olup, kimyasal ürün tesislerinde sıkça gümüş kazanları kullanılmaktadır. Gümüşü en kolay eriten asit nitrik (kezzap) asit olup, gümüş nitrat ortaya çıkarmakta, asidin bir kısmı kırmızı-kahverengi, zehirli ve tahriş edici dumanlar çıkarmaktadır. Nitrik asit altını eritemediğinden bu asit iki metali ayrıştırmakta kullanılır. Bu ayrıştırma, metaller alaşım halinde olduğunda da kullanılabilmektedir.

Fosforik asitte iyi bir direnç göstermekte olup, ıslak halde iken klor, brom, iyot ve türevleri olan asitler tarafından (klorik, bromik ve iyodik) aşındırılmaktadır, ancak erimemektedir. Soğuk ve %80 derişikliği geçmeyen sülfürük asitlere dayanmaktadır. Bu nedenle ağartma banyosunun derişikliğine önem vermek gerekir. Derişik sıcak sülfürik asitte kolayca erirken, sıcak sulandırılmış asitten pek etkilenmemektedir.

Suda eriyebilen siyanürler hava ve oksijenli sulu ortamlarda gümüşü kolayca eritebilmektedir. Soğuk halde iken ozon ile oksitlenmekte, çok dayanıklı bir metal olan siyah gümüşü ortaya çıkarmaktadır. Gümüş, kükürt içeren maddeler tarafından kolayca çözülmekte, siyah kükürt meydana gelmektedir. Bu kaplama alttaki metali koruyamamaktadır.

2.2.1.2.2. Gümüşün Korunması

Gümüşü kolayca çözebilen gazlı maddelerden bir tanesi de sülfürik asittir. Sanayinin gelişmesiyle birlikte havaya yüksek miktarda sülfürik kimyasalı karışmakta, bu da gümüşün yapısını etkilemektedir. Gümüşü bu etkilerden korumak için;

-Hava geçirmeyen plastik poşetlerin kullanılması,

-İnce bir katman parlak nikelajın üzerine galvanizli radyum,

-Saydam boya tabakaları (eğer korunmayan bir taraf oksitlenmeye uğrarsa nesne çirkin bir hal alabilmektedir.)

-Gözle görünmeyen kaplamalar sağlayan kimyasal eriyik banyoları,

-Berilyum ile yapılan galvanizleme,

-Sabitleştirme banyosunda galvanizleme yapılmalıdır. (Vıtıello, 1997, s70)

2.2.1.2.3. Gümüşün Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar

Hava ile Reaksiyonu: Gümüş metali normal koşullar altında havada kararlıdır.

Su ile Reaksiyonu: Gümüş metali temiz su ile reaksiyon vermez.

Halojenler ile Reaksiyonu: Gümüş halojenler suda az çözünen gümüş tuzlarıdır. Çözünürlükleri F’dan I’ya doğru azalır.

Asit ile Reaksiyonu: Gümüş metali sıcak, derişik sülfürik asit içerisinde çözünür. Ayrıca seyreltik ve derişik nitrik asit içerisinde de çözünür.

2.2.1.2.4. Gümüşün Diğer Kullanım Alanları

-Metalik olarak kuyumculukta,

-AgBr bileşiği fotografçılıkta,

-Diş protezlerinin yapımında,

-Elektrik kontaklarında,

-Gümüş-çinko ve gümüş-kadmiyum pillerin yapımında,

-Aynaların kaplanmasında,

-Yükseltgenme reaksiyonlarında katalizör olarak,

-Gümüş klorür camlara şeffaflık vermek için, bir çok ülkede bozuk para yapımında kullanılmaktadır. (www.kimyaevi.org)

 

2.2.1.2.5. Gümüş Oluşumu

Magmanın ayrımlaşması sırasında sürekli sıvı ve gaz fazı içinde konsantre olan gümüş erken magmatik, pegmatitik ve pinömatolitik evrelerde yatak oluşturacak miktarlarda zenginleşememektedir. Hidrotermal çözeltilerde sülfatlı ve klorlu bileşikler halinde çözünmekte ve taşınmaktadır. Mezotermal ve özellikle epitermal evrede kayaçların içinde saçılıkmlı olarak veya diğer metallerle birlikte yatak oluşturmaktadır. Hidrotermal gümüş yatakları genellikle andezitik ve dasitik bileşimli volkanik kayaçlarla, ender olarak da granitoyitik bileşimli derinlik kayaçlarıyla ilişkili olarak ortaya çıkmaktadır. Volkanik kayaçların içindeki yataklar daha çok graben sistemleriyle veya volkan konilerinin çevresindeki konik, dairesel veya ışınsal konumlu kırık hatları ile ilişkili damar tipi yataklar şeklindedir. Derinlik kayaçların bağlı gümüş yatakları ise damar, ağsal damar veya kontakt-metazomatik cevherleşmeler şeklindedirler.

Diğer metallerden bağımsız gümüş zenginleşmelerine pek rastlanılmaktadır. Gümüş esas olarak Sn, Au, Cu, Zn, U, Sb, Hg ve Pb yataklarında cevherin yan ürünü olarak kazanılmaktadır. Eğer Ag tenörü yüksek ise bu yataklar sadece Ag için de işletilebilmektedir. Dolayısı ile Ag yataklarının oluşumu Sn, Au, Sb, Hg ve Pb yataklarının oluşumu ile ilişkilidir.

Yüzey şartlarında gümüşün sülfid mineralleri kolaylıkla çözünerek sülfat bileşikleri halinde çözeltilere katılır. Semetasyon zonunda nabit Ag veya klor bileşikleri halince çökelerek semetasyon zonu  zenginleşmeleri oluşturabilir. Bu yataklarda gümüş düzensiz yığışımlar, ince filmler veya dendtritik kümeler halinde yığışmaktadır. Ender olarak da plaserler içinde konsantre olabilir. (Metalik Maden Yatakları, 2001, sf.62)

2.2.1.3. Platin (Pt)

Platin bazı metalleri bünyesinde barındırmasından dolayı 19.y.y.’lın sonlarına kadar altına göre çok daha ucuza satılmaktaydı. Ama 19.y.y.dan sonra saf hale getirilip elementsel özelliklerinin ortaya çıkarılmasıyla birlikte değerli metaller arasına adını yazdırmıştır.

Resim 4 : Platin

2.2.1.3.1. Platinin Genel Özellikleri

Özgül ağırlığı: 21,45

Ergime noktası: 17690C

Kaynama noktası: 38250C

Çekme dayanımı: 25 kg/mm2

Sertlik: 4-4.5

Renk ve şeffaflık: Çelik grisi-koyu gri, opak.

Çizgi rengi: Gri

Parlaklık: Metalik

Kristal sistemi: Kübik

Kristal biçimi: Kübik kristaller çoğunlukla küçük taneler ve pullar halinde.

Ayırıcı özellikleri: Renk, özgül ağırlık.

Platin kolayca dövülebilen, çok yüksek ısı dayanımına sahip, yumuşak ve sünek bir metaldir. Tel ve levha haline getirilebilir. Özgül ağırlığı fazla olduğundan filizinde bulunan diğer kumlardan kolayca yıkanarak ayrılırlar. Isıtıldığında oksitlenmeyen, parlaklığını muhafaza eden, asitlerden etkilenmeyen yoğun bir metaldir. Platinin rengi gümüşteki gibi temiz beyaz olmayıp gri-beyazdır. Eritilmesi sırasında soda, sudkostik, peroksit, siyanür, demir siyanürü, kükürt, nitrat ve fosfor, arsenik karbon gibi zehirli gazları ortaya çıkaran maddelerden sakınmak gerekir. Çok düşük miktarlarda diğer metaller ile alaşım haline getirildiğinde hemen özelliklerini yitirmektedir.

Piyasada dört çeşit platin bulunmaktadır: A, B, C, D.

A platin (999,9) kuyumculukta kullanılmamaktadır. B platin (999) özel saf platin veya rafine saf platindir. C platini (995) analiz laboratuarlarında ve anot olarak kullanılmaktadır. D platin (990) kuyumculukta kullanılanıdır. Kimyasal özellikleri, sadece yüksek sıcaklıklarda farklılık göstermektedir. Fiziksel özellikleri için bu geçerli değildir. Aşağıdaki tablodan binde 10’luk bir farkla sertliğin arttığı görülmektedir.

Piyasadaki Platin Çeşitleri

	A	B	C	D
Tekrar ısıtılmış telin çekmeye karşı dayanıklılığı	18	22	24	26
Saf hale getirilmiş telin çekmeye karşı dayanıklılığı	34	35	35,5	45,5
Tekrar ısıtılmış platinin sertliği	40	40	50	52
Çekil ile işlemek için sıcaklık (0C)	800-1200	800-1200	800-1200	800-1200

Tablo 4: Piyasadaki Platin Çeşitleri ( Vıtıello, 1995, s79)

2.2.1.3.2.Platinin Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonları

Hava ile Reaksiyonu: Platin metali havada hiçbir sıcaklıkta okside olmaz.

Halojenler ile Reaksiyonu: Platin metali çok dikkatli bir şekilde flor gazı ile reaksiyona sokularak PtF6 ve (PtF5)4 bileşiğini oluşturur. (PtF5)4 bileşiğinin de bozunması ile PtF4 elde edilir.

Pt(k) + 3F2(g)à PtF6(s) [koyu kırmızı]

4 Pt(k) + 10F2(g)à PtF5(s) [açık kırmızı]

PtF5(k)à PtF6(s) + PtF4(s) [sarı-kahverengi]

Platin metali klor, iyot ve brom gazı ile aşağıdaki reaksiyonları verir.

Pt(k) + 2CI2(g) à PtCI4(k)(kırmızı-kahverengi)

Pt(k) + 2Br2(g) à PtBr4(k)(siyah-kahverengi)

Pt(k) + 2I2(g) à PtI4(k)(siyah-kahverengi)

Platin klor ile kontrollü reaksiyonu sonucunda iki farklı formda PtCI2 bileşiği oluşur.

Pt(k) + CI2(g) à PtCI2(k) (koyu kırmızı veya zeytin yeşili)

Asit ile Reaksiyonu: Platin metali kral suyu (HNO3:HCI 1:3) hariç hiçbir asit ile reaksiyon vermez. (www.kimyaevi.org) 

2.2.1.3.3. Platinin Diğer Kullanım Alanları

-Laboratuarda tel olarak (alev deneyi için),

-Saf platin, kral suyu hariç hiçbir bileşikten ve yüksek sıcaklıktan etkilenmediği için çeşitli laboratuar cihazlarının yapımında,

-Saf platin yumuşak olduğu için Cu, Au, Ir, Pd ve w gibi metallerle yaptığı alaşımları elektrik malzemeleri ve termoelektrik pilleri yapımında,

-Cis-platin [PtCI2(NH3)2] kompleksi bileşiği ilaç yapımında ve kanser tedavisinde,

-Platin rezistans telleri yüksek sıcaklıklara dayanıklı olduğu için elektrikli fırınların yapımında,

-Arabalardaki hava kirliliğini önleyici donanımların yapımında,

-Diş protezlerinde,

-Kobalt-platin alaşımı manyetik özelliğe sahip olduğundan bir çok uygulamada,

-Platin metali çok yüksek hacimlerde hidrojen gazını absorblama ve ısıtıldığında hidrojeni açığa çıkarma özelliğine sahiptir. Bu nedenle arabaların benzin depolarının yapımında,

-Ham petrolün işlenmesinde ve sülfürik asit eldesinde katalizör olarak,

-Kuyumculukta. (www.kimyaevi.org)

2.2.1.3.4. Platin Oluşumu

Platin, iridyum, osmiyum, rutenyum, rodyum ve paladyum elementlerine platin grubu elementleri denir. Bunlar çok değişik minerallerin yapısında, diğer elementlerin yerini alarak bulunurlar. Nabit, halde iken ise tek başlarına değil birbirleriyle alaşım halinde bulunurlar.

Oluşumları ise; Platin grubu metallerden platinyum, iridyum ve osmiyum ultrabazik kayaçlarda daha çok nabit alaşımlar şeklinde, platinyum ve paladyum ise bazik kayaçlarda bakır ve nikel ile beraber sülfid mineralleri halinde bulunurlar. Pinömatolitik- hidrotermal süreçlerle platin grubu metallerin zenginleşmesi mümkündür. Diğer taraftan, birincil yatakların veya düşük konsantrasyonlarda platin grubu metal bulunduran kayaçların yakınında plaser yatakları gelişir. Buna göre platin grubu metal yatakları oluşumlarına göre erken magmatik evre, hidrotermal ve plaser yatakları olmak üzere üç gruba ayrılabilir. (Metalik Maden Yatakları, 2001, sf.112)

2.2.1.4.Rodyum(Rh)

Rodyum metali kuyumculukta, bazı özelliklerinden dolayı, direkt olarak model yapımında kullanılmamakta olup ve yine bu özellikleri sayesinde ise modellerin galvanik olarak kaplanıp, parlak ve dış etkilere karşı son derece dirençli olmalarını sağlamaktadır.

Resim  5 : Rodyum

2.2.1.4.1.Rodyumun Genel Özellikleri

Özgül ağırlığı:12.41

Ergime noktası:1960

Kaynama noktası:3700

Mineral sertliği:6-6,5

Renk: Gümüş beyazı

Rodyum havaya karşı tamamen dayanıklı olduğundan metallerin galvaniz olarak kaplanarak uzun süre parlak kalmalarını sağlar. Aynı zamanda aşınmaya karşıda bir direnç oluşturmaktadır. Rodyum kral suyu da dahil hiçbir asitten etkilenmez. Ancak sıcak halde sülfürik asitte eriyebilmektedir. Isıtılmış metale gaz halindeki klor temas ettirildiğinde klorür meydana gelmektedir. Alternatif olarak 125-150°C’lik kapalı tüplerde drişik asit ve sodyum klorür ile ısıtılmaktadır. Tüm metallerde olduğu gibi, Rh ne kadar çok toz halinde ise, o kolay solüsyon haline geçmektedir.

Hava ile temas halinde ısıtıldığında 300°C’de oksitlenmeye başlamakta, sıcaklık arttıkça hızlanmakta, 900-1300°C arasında buharlaşmaktadır. Rodyum kaplı bir nesne ısıtıldığında, Rh gözenekli ve ince olduğunda alttaki metal etkilenir.(vıtıello,1995, s83)

2.2.1.4.2.Rodyum Kaplama

Rodyum beyaz parlak bir metal olup, yansıtma gücü Ag’ninkinin %80’olup, ultraviyole ışınlarında Ag’ninkinden üstündür. Rodyumun tersine Ag’nin yüzeyi Ag oluştuğundan bulanıklaşır. Rodyum ise kesinlikle bozulmamaktadır. Bu metal, yansıtıcı sanayide başarılı şekilde kullanılmakta olup erime sıcaklığı 1966°C’dir.

Rodyum banyoları sülfürik ve fosforik asit içerirler. Her ikisiyle de son derece iyi sonuçlar elde edilmektedir. Genelde litre başına metal içeriği 2 ila 2,5g arasındadır. Rahatlık açısından derişik rodyum tuzu, fosfat ya da sülfatından yola çıkılmakta, su ile karıştırılıp asit eklenmektedir.

Nüfuz etme gücü çok yüksek olup, bu açıdan altın ve gümüşe yaklaşmaktadır.birkaç saniyede beyaz parlak bir katman ortaya çıkmaktadır. Ancak doğrudan Ag’nin Rh ile kaplanması tavsiye edilmemektedir. Rodyum katmanı o kadar incedir ki Ag’nin bozulmasını engelleyemez. Ayrıca, doğrudan rodyum kaplama işlemi, başarılı olmayabilir. Bu amaçla Ag ile Rh arasına parlak nikelaj kaplama işlemi uygulanır.(Vıtello, 1995, s389)

2.2.1.4.3.Rodyumun Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar

Hava ile reaksiyonu

Rodyum metalinin atmosferik etkileşimlere karşı çok iyi bir koruma mekanizması vardır.oksijen ile 600ºC de ısıtılması ile rodyum(III) oksit bileşiği oluşur.

Su ile reaksiyonu

Rodyum metali normal koşullar altında su ile reaksiyon vermez.

Halojenler ile reaksiyonu

Rodyum metalinin flor gazı ile doğrudan reaksiyonu sonucunda yüksek aşındırıcı özelliğe sahip Rh Fe bileşiğini oluşturur. RhF6  bileşiğinin dikkatli bir şekilde ısıtılması ile de koyu kırmızı (RhF5) bileşiği elde edilir.

Asit ile reaksiyonu

Rodyum metali kral suyu dahil hiçbir asit ile reaksiyon vermez. (www.kimyaevi.org)

2.2.1.4.4.Rodyumun diğer Kullanım Alanları

•İnce toz halinde rodyum katalizör olarak korozyona dayanıklılığı ve parlaklığı nedeniyle mücevher yapımında

•Elektriğe karşı düşük derecede korozyona karşı yüksek derecede dayanıklı olması nedeniyle elektrik kontakları yapımında

•Platin ve paladyumlu alaşımlar çok sert özelliğe sahip olduğundan elyaf, ocak sarımları gibi yüksek sıcaklık gerektiren aletlerin yapımında. (www.kimyaevi.org)

2.2.1.5.Palladyum(pd)

Paladyum 1800’lü yıllarda keşfedilmiş olup, platin benzeri metaller arasında en ucuzu olduğundan daha çok beyaz altın alaşımlarına renk ve işlenebilirlik özelliği katmak için kullanılmaktadır.

Resim 6 : Palladyum

2.2.1.5.1.Paladyumun Genel Özellikleri

Ergime noktası: 15520C

Özgül ağırlığı: 12g

Kaynama noktası: 29630C

Mineral sertliği: 4,75

Renk: gri beyazı

Paladyum genellikle platinle beraber bulunur. Üretimi talebi aşmakta ancak aynı ailenin diğer metalleri ile bir arada bulunup çıkarıldığından üretimi sınırlandırılamamaktadır. Daha çok beyaz altın alaşımlarında kullanılır. Paladyum alaşımlı beyaz altınlar diğer nikel alaşımlı beyaz altınlara oranla daha yumuşak ve kolay işlenebilir olduklarından taş yuvaları yapımlarında kullanılmaktadır.

Paladyum hava ve insan teri ile bozulmaz, düşük bir hacim kütlesi vardır ve kolaylıkla soğuk halde işlenebilir.800-840 0C arasında hava ile temasta ısıtıldığında, metalin tek dengeli oksidi olan koyu yeşil renkteki paladyumoksit’e dönüşmektedir.8200C’nin üzerinde lacivert-yeşil renkte Pd+PdO karışımına dönüşürken, 8700C’yi geçince yeniden metal elde edilmektedir. Daha yüksek sıcaklıklarda oksijen emdiğinden ağırlığı artmakta ve dengeli bir alaşım halini almaktadır. 13000C’yi geçince oksijen açığa çıkarmaktadır. Uçucu oksitler oluşturmaz. Hidrojenli ortamda eritildiğinde hidrojeni emer. Ezerek mikronun onda biri kalınlık elde etmek mümkün olup, sertliği 1000’lik platin kadardır.

Tentürdiyot platini etkilemezken, paladyuma koyu renk vermektedir. Kırmızı renkli sıcaklıklarda paladyum soda, sudkostik, siyanür, sodyum ve potasyum nitrat, fosfor, arsenik, silisyum ve karbon tarafından etkilenmektedir. Kral suyunda platinden daha kolay erimektedir.

1803 yılında keşfedilmiş olup, takip eden iki yılda aynı ailenin diğer üç metali bulunmuştur.

İşlenebilirliğini arttırmak amacıyla nikel, rodyum ve rutenyum gibi diğer metallerle 950’lik alaşımlar haline getirilmektedir.

Makine ile işlendiğinde vazelin, el ile işlendiğinde sıvı sabunun yağlayıcısı olarak kullanılması tavsiye edilmektedir. ( Vıtello, 1995, s82)

2.2.1.5.2.Paladyumun Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar

Hava ile reaksiyonu

Paladyum metalinin oksijen ile ısıtılması sonucunda paladyum (II) oksidi oluşur.

2Pd(k)+O2(g) → PdO(k) (siyah)

Halojenler ile reaksiyonu

Paladyum metali çok dikkatli bir şekilde flor gazı ile reaksiyona sokularak Pd tuzu olan (Pd)2+(PdF6)2- elde edilir.

2pd(s)+3F2(g) → 8Pd9(PdF6)(s)

Brom ile ise paladyum (II) bromürü oluşturur.

Pd(k)+CBr(g) → PdBr2(k) (kırmızı-siyah)

Asit ile reaksiyonu

Platin grubunun nitrik asitte çözünen tek metalidir. (www.kimyaevi.org)

2.2.1.5.3.Paladyumun Diğer Kullanım Alanları

•Beyaz altın gibi altın alaşımlarını renksizleştirmek için

•Hidrojen gazı sıkıştırmada

•Diş protezlerinde

•Saat ve ameliyat aletlerinin yapımında kullanılmaktadır. (www.kimyaevi.org)

2.2.2.KUYUMCULUKTA KULLANILAN DEĞERSİZ METALLER

Kuyumculukta değersiz metaller genellikle soy metallere katkı maddesi olarak kullanıldığından en az onlar kadar önemlidir.

2.2.2.1.Bakır(cu)

Bakır değersiz bir metal olmasına karşı kuyumcular açısından son derece önemlidir. Çünkü yapılan hemen hemen tüm alaşımlarda kullanılmaktadır. bu da ortaya çıkan yeni metale çeşitli renk ve mekanik özellikler kazandırmaktadır.

Resim 7 : Bakır

2.2.2.1.1.Bakırın Genel özellikleri

Ergime noktası:10830C

Kaynama noktası:29270C

Özgül ağırlığı:8,92

Mineral sertliği:3

Renk: Bakır kırmızısı

Parlaklık: Metalik

Çizgi rengi: Metalik bakır kırmızısı

Kristal sistemi: Kübik

Kristal biçimi: Nadiren kübik kristaller halinde çoğunlukla uzunlamasına yassı biçimli

Ayırıcı özellikleri: Renk ve kırılganlık, nitrik asitte kolay çözünürlük

Bakır doğada saf olarak bulunduğu gibi en çok bakır cevherlerinden elde edilir. Metaller arasında gümüşten sonra ısı ve iletkenlik özelliği en iyi olan elementtir. Sıcak ve soğuk işlemeye elverişlidir. Bakıra kaynak yapılabilir ancak saf olarak döküm yapılmaya müsait değildir. Kuru havada ve normal ısıda yavaş yavaş okside olur ve üzeri yeşil bir tabaka ile örtülür. Ateşte ise çabuk okside olarak siyah renge dönüşür. Bakır sülfürik asit ve tuzruhu karşısında yavaş yavaş, nitrik asitte ise çabuk ve zehirli gazlar çıkartarak çözülür.

Piyasada yeterli saflıkta bakır bulunmakta olup en iyisi 999’luk elektrolitik bakırdır. Genelde katot halde bulunmakta yüzeyleri çıkıntılarla dolu olmaktadır. Bu katotların kullanılmadan önce eritilmeleri gerekmektedir.

Piyasadaki bakır çeşitleri ise şunlardır;

•Katotlar halinde elektrolitik bakır (Cu 999)

•Eritilmiş elektrolitik bakır

•Elektriksel amaçlı kullanılmayan 1.sınıf bakır(Cu 9997)

•Arsenik içeren bakır oksitlenmeye ve sıcağa karşı dayanıklıdır. Ayarı 997 olup arsenik, gümüş ve nikel içerir. ( vıtıello, 1995, s79)

Bakır ayrıca fazla kullanılan bronz, pirinç ve alpaka’nın temel maddasidir.

Bu alaşımların oranları ise şu şekildedir;

Bronz; %75 bakır, %25-12 kalay

Pirinç; %72 bakır, %28 çinko

Alpaka; %50-90 bakır, %31-19 çinko, %19-13 nikel

2.2.2.1.2.Bakırın Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar

Hava ile reaksiyonu

Bakır metali normal koşullar altında havada kararlıdır. Isıtılarak oksijen ile reaksiyonu sonucunda Cu2O oluşur.

Halojenler ile reaksiyonu

Cu(k)+ F2(g) → CuF2(k)(beyaz)

Cu(k)+Cl28g) → CuCl2(k)(sarı-kahverengi)

Cu(k)+Br2(g) → CuBr2(k)(siyah)

Asit ile reaksiyonu

Bakır metali sıcak derişik sülfürik asit ile reaksiyonu sonucunda Cu(II) çözeltisi oluşturur. Aynı zamanda açığa hidrojen gazı çıkar.

Cu(s)+H2SO4(ag) → Cu2+(ag)+SO42-(ag)+H2(g)

Bakır metali seyreltik ve derişik nitrik asitte çözünür. (www.kimyaevi.org)

2.2.2.1.3.Bakırın Diğer Kullanım 

•Bakır tel yapımında

•Yüksek frekans hattı yapımında

•Müzik enstrümanları yapımında

•Renkli cam yapımında

•Vakum tüpleri, katot, ışık tüpleri, mikrodalga fırınlarda

•Kabartma metal olarak

•Elektrik endüstrisinde

•Bakır sülfat tarım zehri olarak ve suların saflaştırılmasında kullanılmaktadır. (www.kimyaevi.org)

2.2.2.1.4.Bakır Oluşumu

Bakır, ultramafik magmanın kristalizasyonu sırasında, liküasyon evresinde bir miktar çökelerek nikelle birlikte pirrotinli sülfid yataklarının oluşumunu sağlar. Fakat daha çok sıvı faz içinde konsantre olarak pinömatolitik, hidrotermal ve sedimanter yatakların oluşumuna imkan verir. Yüzey şartlarında ise birincil Cu minareleri kolaylıkla ayrışır ve çözünmüş halde uzun mesafeler taşınabilir. Böylece cu yatakları erken magmatik evreden sedimanter ve rezidüel zenginleşmeye kadar hemen her ortamda oluşabilmektedir. (Metalik maden yatakları, 2001, s28)

2.2.2.2.Nikel(

Saf nikelin çok az kullanım alanı olduğu gibi kuyumculukta sadece beyaz altın alaşımlarında ve nikel kaplamalarında kullanılır.

Resim 8 : Nikel

2.2.2.2.1.Nikelin Genel Özellikleri

Ergime noktası: 14530C

Kaynama noktası:29130C

Buharlaşma noktası:27300C

Özgül ağırlığı: 8,9

Mineral sertliği:4

Renk: Beyaz

Nikelin en saf hali elektrolitik olanıdır. Eritilmeden veya haddelenmeden önce, dikdörtgen veya kare şekilli, girintili çıkıntılı yüzeylere sahiptir. Mıknatıs tarafından çekilebilmektedir.

Nikel nemli havada yavaş yavaş, ateş altında ise çok çabuk okside olmaktadır. Saf nikel hidroklorik ve sülfürik asitte yavaş yavaş, nitrik asitte ise hızlı bir çözünme gösterir. Piyasada nikel damla, katot ve külçe halinde bulunmakta ve ayarı 985 ila 995 arası saflıkta değişmektedir. ( Vıtıello, 1995, s78)

2.2.2.2.2.Nikel Kaplama

Altın alaşımı olmayan metallerde, altın kaplamaya ya da değerli olmayan alaşımlarda ya da gümüş alaşımlarında yapılacak rodyum kaplamaya zemin olarak kullanılabilir.

Gümüşün hava ile teması sonucunda bozulmasını engellemek amacı ile başvurulan metotlardan biri rodyum kaplamadır. Yeterli kalınlıktaki bir katman son derece pahalı olacağından zemin olarak nikelaj işlemi yapılır.bazı durumlarda parlak nikelajda yeterli olabilmektedir. (Vıtello, 1995, s377)

2.2.2.2.3.Nikelin Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar

Hava ile reaksiyonu

Nikel metali normal koşullar altında hava ile reaksiyon vermez. Yüksek sıcaklıklarda nikel ile oksijen arasındaki reaksiyon sonucunda nikel(II) oksit oluşur.

Su ile reaksiyonu

Nikel metali normal koşullar altında su ile reaksiyon vermez.

Halojenler ile reaksiyonu

Nikel metali flor gazı ile çok çabuk reaksiyon verir. Bu nedenle de flor gazını korumak için hazırlanan kapların yapımında kullanılır.

Ni(k)+Cl2(g) → NiCl2(k)(sarı)

Ni(k+Br2(g) →NiBr2(k)(sarı)

Asit ile reaksiyonu

Seyreltik sülfürik asit ile yavaş bir şekilde reaksiyona girerek hidrojen gazı ve sulu Ni(II) çözeltisini oluşturur.

2.2.2.2.4.Nikelin Diğer Kullanım Alanları

•Paramanyetik özelliğinden dolayı dış etkilere karşı dayanıklıdır. Bu nedenle eşyaların üzerlerinin elektrolitik kaplanmasında.

•Aşınmaya karşı dirençli alaşımların eldesinde

•Pillerin ve akülerin yapımında

•Cama yeşil renk vermek amacıyla

•Özel çeliklerin yapımında

•Madeni paraların yapımında

2.2.2.2.5.Nikel Oluşumu

Nikel minareleri birçok jeolojik ortamda yatak ve kayaçların bileşimine girmektedir. Ancak ekonomik nikel yatakları başlıca erken magmatik evre sülfid cevherleşmeleri, hidrotermal nikel yatakları ve nikelli lateritler olmak üzere üç şekilde bulunmaktadır. Demir yatakları ve okyanus tabanlarındaki mangan yumrularının Ni miktarları Clark konsantrasyonunun çok üzerinde olup, bunlar nikel yatağı olarak düşünülmemesine rağmen, en azından yan ürün olarak değerlendirilebilir durumdadadır.

2.2.2.3.Kadmiyum(Cd)

Ergime noktası düşük metallerden biri olup bu özelliğinden dolayı genellikle kaynak lehimlerinin alaşımında kullanılan bir elementtir.

Resim 9 : Kadmiyum

2.2.2.3.1.Kadmiyumun Genel Özellikleri

Ergime Noktası: 321˚C

Buharlaşma Noktası: 765˚C

Özgül Ağırlığı: 8,65

Mineral Sertliği: 2

Renk: Gri-Beyaz

Görünüş itibariyle daha yumuşak olup yağlı olduğu için çinko ile karıştırılabilmektedir. Sülfirik ve hidroklorik asit ile çinko gibi reaksiyona girip gaz açığa çıkarmamaktadır. Hava ile temas halinde oksitlenirse koyu renkte oksitlenir. Bu renk kadmiyumun tipik rengi olup ayırt edici özelliğidir. Kadmiyum altın ve gümüş kaynaklarının temel katkı maddesidir. Kaynağın erken ergimesini sağlar. Gümüş alaşımlarında ise eğer gümüşün üzerine kakma yapılacak ise kadmiyum katkısı kaçınılmazdır. Erime sıcaklığı çinkoya göre 100˚C daha az olduğundan 750”lik lehimler elde edilmektedir. Isındığında zehirli  kahverengi duman çıkardığından son yıllarda kadmiyum yerine başka metaller kullanılmaya çalışılmaktadır.

2.2.2.3.2.Kadmiyumun Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar

Hava ile Reaksiyonu

Kadmiyum metalinin havadaki oksijen ile yanmasıyla kadmiyum(П)oksit oluşur.

2Cd(k)+O2(g)→2Cdo(k)

Su   ile Reaksiyonu

Kadmiyum metali su ile reaksiyon vermez.

Holojenler ile Reaksiyonu

Cd(k)+ F2(g)→ CdF2(k)   (beyaz)

Cd(k)+Br2(g) → CdBr2(k) (açık sarı)

Cd(k)+I2(g) →  Cd I2(k) (beyaz)

Asit ile Reaksiyonu

Kadmiyum metali seyreltik sülfirik asit içerisinde çözünerek çözeltide Cd(П) iyonu ve hidrojen gazı üretir. Çözeltide [Cd(OH2)6]²+  kompleksi halinde bulunur.

Kadmiyumun nitrik asit gibi yükseltgen asitlerle verdiği reaksiyon sonucunda kompleks oluşturulması özel şartlar altında gerçekleşir.

Baz ile Reaksiyonu

Kadmiyum metali sulu alkali çözeltiler (KOH) içerisinde çözülmezler.

2.2.2.3.3.Kadmiyumun Diğer Kullanım Alanları

•Düşük erime noktalı alaşımlarda

•Yarı iletken olarak

•Televizyon tüplerinde kullanılır

•CdS sarı pigment olarak

•PVC’lerde stabilizatör olarak

•Ni-Cd pillerinde

•Düşük sürtünme katsayısına sahip olduğu için yıpranmayı önlemek amacıyla.

Amerika Birleşik Devletleri’nde yapılan 1991 yılı istatistiklerine göre kullanılan kadmiyumun %45’i pil yapımında,%20’si kaplamalarda,%18’i pigment yapımında,%12’si plastik ve sentetik malzemelerin yapımında,%7 si ise metal alaşımları ve diğer alanlarda tüketilmektedir.

2.2.2.3.4.Kadmiyum Oluşumu

Kalkofil bir elementtir. Jeokimyasal davranış olarak Zn’ye büyük benzerlik gösteren kadmiyum özellikle düşük sıcaklıklı hidrotermal ortamlarda çinko minerallerinin bünyesin de  Zn’nin yerini olarak zenginleşmektedir. Ayrıca kalkopirit , stannit,galenit,kalkosin ve bornit gibi minerallerin yapısına da kadmiyum girebilmektedir.Ekonomik olarak kadmiyum üretiminin tamamı Zn,Pb  ve Cu minerallerince zengin sülfid   damarlarının işletilmesi sırasında yan ürün olarak kazanılmaktadır.

2.2.2.4.Çinko(Zn)

Çinkoda ergime noktası düşük metallerden olup bu özelliğinden dolayı genellikle kaynak yapımında renginden dolayı ise beyaz altın alaşımlarda kullanılmaktadır.

                            

Resim 10 : Çinko

2.2.2.4.1.Çinkonun Genel Özellikleri

Ergime Noktası: 419ºC

Buharlaşma Noktası: 906ºC

Özgül Ağırlığı: 7,14

Mineral Sertliği: 2,5

Renk: Açık mavi-Gri

Çinko da nikel ve kalay gibi doğada saf olarak bulunmaz. Ama kalaya göre daha çabuk okside olur.Hem asitler hem de bazlar çinkoya etki ederler.Kolay kırılır ve vurmaya,darbelere karşı dayanıklı değildir.Kuyumculukta gümüş şarnellerin çekim ve bükümlerinde dolgu olarak,beyaz altın imalinde alaşım olarak,altın ve gümüş kaynaklarının hazırlanmasında katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Bazende çinko metalleri korozyona karşı korumak için kaplamalarda kullanılmaktadır.

2.2.2.4.2.Çinkonun Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar

Çinko metalinin yüzeyi havada ince bir tabaka oksit veya karbonat  tabakası ile kaplandığında alt tabakalar korozyona karşı korunur.Bu tabaka nedeni ile yüzey matlaşır.Metal ancak kaynama noktası kadar ısıtılınca havadaki oksijen ile yanmasıyla çinko(П)oksit oluşur.

2Zn(k)+02(g)→ 2Zn0(k) (beyaz)

Su ile Reaksiyonu

Çinko metalinin yüzeyi hidroksit tabakası ile kaplandığı için su içerisinde çözünmez.

Holojenler ile Reaksiyon

Zn(k)+Br2(g)→ ZnBr2(k) (beyaz)

Zn(k)+I2(g)→ Zn I2(k) (beyaz)

Asit ile Reaksiyonu

Çinko metali seyreltik sülfirik asit içerisinde çözünerek çözeltide Zn(II) iyonu ve hidrojen gazı üretir. Çözeltide çinko iyonu [Zn(OH2)6]²+  kompleksi halinde bulunur.

Zn(s)+H2SO4(aq)→Zn²+(aq)+SO4²(aq)+H2(g)

Çinkonun nitrik asit gibi yükseltgen asitlerle verdiği reaksiyon sonucunda kompleks oluşturması özel şartlar altında gerçekleşir.

2.2.2.4.3.Çinkonun Diğer Kullanım Alanları

•Metalleri korozyona karşı korumak amacı ile galvanizlenmesinde,

•ZnO bileşiği boya, kaucuk, kozmetik, plastik, sabun, printer mürekkebi, ilaç üretiminde,

•ZnS bileşiği floresans özelliği sahip olduğu için kol saatlerinde parlak kadranların yapımında, floresans ışıklarda, X-ışıkları ve televizyon ekranlarının yapımında,

•Çinko metali kuru pillerde, bozuk para yapımında,

•Otomobil endüstrisinde,

•Alaşımların eldesinde,

•İnsan vücudu için önemli bir element olduğu için vitaminlerin hazırlanmasında kullanılmaktadır.

2.2.2.4.4.Çinko Oluşumu

Çinko ile kurşunun kimyasal yakınlıkları bunların hemen her zaman birlikte bulunmalarını sağlamaktadır. Çinko ve kurşun erken mağmatik evrede kayaç yapıcı minerallerin bünyesine ppm mertebesinde ve kimyasal benzerliği bulunan elementlerle yer değiştirerek girmektedir. Çinko daha çok manyetitin içinde konsantre olmaktadır.Kurşun ise daha çok K-feldispat ve mikaların içinde yığışmaktadır.Erken mağmatik evre yataklarında çinko ve kurşun sfalerit ve galenit şeklinde çok ender olarak ve süksesyonun son ürünü olarak ortaya çıkmaktadır. Bu tip yataklarda böbreğimsi ve konsantrik sarılımlar, kabuk yapıları,sarkıtdikit gibi tipik karstik yapı ve doku özellikleri gelişmektedir.

2.2.2.5.Kurşun(Pb)

Kurşun elementi bazı özelliklerinden dolayı kuyumculukta hiçbir zaman  bire bir olarak kullanılmakta olup sadece yardımcı metal olarak bazı işlemlerde kullanılmaktadır.

Resim 11 :  Kurşun 

2.2.2.5.1.Kurşunun Genel Özellikleri

Ergime Noktası: 327ºC

Buharlaşma Noktası:1740ºC

Özgül Ağırlığı:11,34

Mineral Sertliği:1,5

Renk: Mavimsi-Beyaz

Saf kurşun mavi-griye yakın beyaz renkte olup hava ile temas halinde okside olup koyu gri renk alır. Çok yumuşak olup kolay çalışılabilir.Bıçakla bile kesilebilmektedir.Plastik özelliğinden dolayı altına ve gümüşe şekil vermede altlık,yatak olarak,sülfürik asitli çalışmalarda kap olarak kullanılmaktadır.Ancak bu çalışmalarda kurşun parçacıklarına,çalıştığımız metalin içine karışmamasına dikkat edilmesi gerekmektedir.Bu gibi durumlarda metalde çatlamalar meydana gelmektedir.Bu metal altın ramatının son aşaması olan kal  ocağı yakımında  da kullanılmaktadır.(Yılmaz, 2005, s?)

2.2.2.5.2.Kurşunun Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar

Hava ile Reaksiyonu

Kurşunun yüzeyi ince bir tabakahalin de kurşun oksit ile kaplanarak hava ile etkileşmesi engellenir. Isıtmaya bağlı olarak yaklaşık 600-800ºC da oksijen ile reaksiyona girerek kurşun oksit oluşturur.

2Pb(k)+O2(g)→2PbO(k)

Hava ile  Reaksiyonu

Metalik kurşunun yüzeyi ince bir tabaka halinde kurşun oksit ile kaplanır. Bu nedenle normal koşullar altında su ile reaksiyon vermez.

Halojenler ile Reaksiyonu

Kurşun metalinin flor ve klor ile reaksiyonu sonucunda kurşun(II) florür ve kurşun(II) klorür oluşur.

Pb(k)+F2(g)→PbF2(k)

Pb(k)+CI2(g)→PbCI2(k)

Asit ile Reaksiyonu

Metalik kurşunun yüzeyi ince bir tabaka halinde kurşun oksit ile kaplanır. Bu nedenle sülfürik asit içerisinde çözünmez. Çok yavaş bir şekilde nitrik asit ve hidroklorik asit içerisinde çözünür.

Baz ile Reaksiyonu

Kurşun soğuk alkali çözeltilerde yavaşça çözünür.

2.2.2.5.3.Kurşunun Diğer Kullanım Alanları

•Kurşun metali ve oksidi pillerde

•Petroldeki vuruntuyu önleyici olarak kullanılan PbEt  eldesin de,

•X-ray cihazları ve nükleer reaktörlerin radyasyondan korumak amacıyla kaplanmasında,

•Kristal cam üretiminde,

•Kabloları kaplamak için,

•Aşındırıcı sıvıların saklanacağı kapların yapımında

•Renksiz lenslerin yapımında(yüksek kırılma indisine sahiptir).

•Su taşınması için kullanılan boruların yapımında kullanılmaktadır.(www.kimyaevi.org)

2.2.2.5.4.Kurşun Yataklarının Oluşumu

Kurşun yataklarının oluşumu çinko yataklarının oluşumuyla aynıdır.

2.2.2.6.Alüminyum(Al)

Korozyona uğramaması ve parlak olmasına rağmen kuyumculuk sektöründe yeterince kullanılmaktadır. Bunun sebebi ise kolay işlenememesi ve çok basit olmasıdır.

Resim 12 : Alüminyum

2.2.2.6.1.Alüminyumun Genel Özellikleri

Ergime Noktası: 660 ºC

Buharlaşma Noktası: 2060 ºC

Özgül Ağırlığı: 2,7

Mineral Sertliği: 2,75

Renk: Beyaz

Alüminyum  saf halde iken parlaklık derecesi daha yüksek olabilmekte bu özelliği sadece gümüş tarafından geçilebilmektedir. Gümüşün aksine hava ile temasta bozulmamaktadır. Hafif olduğundan hacimli ve büyük boyutlu ürünlere uygundur.Özel galvaniz banyolarında yüzeyi altınınki dahil tüm renklere dönüştürülebilmektedir.İnce olmasına rağmen, bu renkli tabaka korindon taşları kadar sert olabilmekte ve aşınmaya karşı direnci yüksek olmaktadır.

Ayrıca kuyumculukta preslerde boş kalıp çakmak için yatak olarak mengene başlıklarında tutulan yerde iz kalmaması için boya olarak kullanılır.  (Yılmaz, 2005, s?)

2.2.2.6.2.Alüminyumun Çeşitli Nedenlerle Göstermiş Olduğu Reaksiyonlar

Hava ile Reaksiyonu

Alüminyum korozyona dayanıklı bir  elementtir. Çünkü yüzeyi ince bir tabaka şeklinde oksitlenerek metalin hava ile etkileşmesine engel olur.Normalde alüminyum hava ile reaksiyona girmez.Oksijen ile yanması sonucunda beyaz parlak bir alevle Alüminyum(III)oksit AL2O3 oluşturur.

4Al(k)+3O2(g)→2Al2O3(k)

Asit ile Reaksiyonu

Alüminyum seyreltik sülfürik asit ve hidroklorik asit ile hızlı bir şekilde reaksiyona girer.

2Al(k)+3H2SO4(aq)→2Al³+(aq)+2SO4²(aq)+3H2(g)

2Al(k)+6HCI(aq) )→2Al³+(aq)+6CI(aq) +3H2(g)

Baz ile Reaksiyonu

2Al(s)+2NaOH(aq)+6H2O→2Na+(aq)+2[Al(OH)4]3H2(g)

Sulu amonyak çözeltisi ile Reaksiyonu

Al³+(aq)+3NH3(aq)+3H2O(aq)↔Al(OH)3(s)+3NH4+(aq)

Halojenlerle Reaksiyonu

2Al(k)+3CI2(s)→2AlCI3(k)

2Al(k)+3BR2(s)→Al2Br6(k)

2Al(k)+3I2(s)→Al2I6(k)   (www.kimyaevi.org)

2.2.2.6.3.Alüminyumun Diğer Kullanım Alanları

Alüminyum yumuşak ve hafif bir elementtir. Kolay şekil alır ve bakır, magnezyum, mangan, silikon gibi diğer elementlerle oluşturduğu alaşımlar bir çok sektörde kullanılır. Başlıca kullanıldığı yerler;

•Kutu içeceklerinin kutusu nun  yapımın da, folye yapımında 

•Mutfak aletlerinin yapımında

•Alaşımları uçak ve roket yapımında

•Dış yüzey dekorasyonunda

•Elektrik kablolarının yapımında

•Alüminyum vakum altında buharlaştırılarak teleskop camları kaplanır. Böylece görünür bölgedeki ışığı ve parlaklığın yansımasını sağlar.(www.gençbilim.com)