Bakır Elementi

Bakır, iyi bir elektrik ve ısı iletkeni olan periyodik tablonun Grup 11’nin kırmızımsı, son derece sünek bir metaldir. Bakır doğada serbest metalik halde bulunur. Bu doğal bakır ilk olarak (MÖ 8000) Neolitik (Yeni Taş Devri) insanları tarafından taşın yerine kullanılmıştır. Metalurji, bakırın kalıplarda şekillendirilmesiyle (MÖ 4000), ateş ve odun kömürü ile madenlerden metale indirgenmesi ve bronz olarak kalay ile alaşımlanması olarak Mezopotamya’da doğdu. Roma’nın bakır arzı neredeyse tamamen Kıbrıs’tan geliyordu. Aes Cyprium, “Kıbrıs’ın metali” olarak biliniyordu, cyprium olarak kısaltıldı ve daha sonra cuprum olarak değiştirildi.

Oluşum, kullanımlar ve özellikler

Doğal bakır birçok yerde bazaltik lavlarda birincil mineral olarak bulunur ve ayrıca sülfürler, arsenit, klorürler ve karbonatlar gibi bakır bileşiklerinden indirgenmiş olarak bulunur. Bakır, kalkosit, kalkopirit, bornit, kuprit, malakit ve azurit gibi birçok mineralde bir arada bulunur. Deniz yosunlarının küllerinde, birçok deniz mercanında, insan karaciğerinde ve birçok yumuşakça ve eklembacaklıda bulunur. Bakır, mavi kanlı yumuşakçaların ve kabukluların hemosiyanininde oksijen taşınmasında, demirin kırmızı kanlı hayvanların hemoglobininde yaptığı ile aynı rolü oynar.
İnsanlarda eser element olarak bulunan bakır, hemoglobin oluşumunu katalize etmeye yardımcı olur. Şili’nin And Dağları’ndaki bir porfir bakır yatağı, mineralin bilinen en büyük yatağıdır.
21. yüzyılın başlarında Şili, dünyanın önde gelen bakır üreticisi haline gelmişti. Diğer büyük üreticiler arasında Peru, Çin ve Amerika Birleşik Devletleri bulunmaktadır.

Bakır, özellikle güçlü veya sert olmayan en sünek metallerden biridir. Mukavemet ve sertlik, daha yumuşak tavlanmış bakırda bulunan aynı yüz merkezli kübik yapıya sahip uzun kristallerin oluşumu nedeniyle soğuk işleme ile önemli ölçüde artar. Oksijen, nitrojen, karbon dioksit ve kükürt dioksit gibi yaygın gazlar erimiş bakırda çözünür ve katılaşmış metalin mekanik ve elektriksel özelliklerini büyük ölçüde etkiler. Termal ve elektriksel iletkenlik açısından gümüşten sonra ikinci sıradadır. Doğal bakır, iki kararlı izotopun bir karışımıdır. Elektromotor serisinde bakır hidrojenin altında yer aldığından, nitrik ve sıcak, konsantre sülfürik asit gibi oksitleyici asitlerle reaksiyona girecek olsa da, hidrojen oluşumuyla asitlerde çözünmez. Bakır, atmosferin ve deniz suyunun hareketine direnir. Bununla birlikte, uzun süre havaya maruz kalma, hidroksokarbonat, hidroksosülfat ve az miktarda diğer bileşiklerin bir karışımı olan ince, yeşil bir koruyucu kaplamanın oluşmasına neden olur. Ancak oksijen varlığında nitrik asitte ve sülfürik asitte kolayca çözünür. Çözünme üzerine çok kararlı siyano komplekslerinin oluşumu nedeniyle oksijen varlığında sulu amonyak veya potasyum siyanürde de çözünür.

Temel bileşikler

Bakır (bakırlı) bileşiklerin tümü diyamanyetiktir ve birkaç istisna dışında renksizdir. Bakır’ın önemli endüstriyel bileşikleri arasında bakır oksit (Cu2O), bakır klorür (Cu2Cl2) ve bakır sülfür (Cu2S) bulunur. Bakır oksit, doğada mineral kuprit olarak oluşan kırmızı veya kırmızımsı kahverengi bir kristal veya tozdur. Karışık bakır oksit cevherlerinin bakır metali ile indirgenmesi veya
bakır elektrotlar kullanılarak sulu bir sodyum klorür çözeltisinin elektrolizi ile büyük ölçekte üretilir. Saf bileşik suda çözünmez, ancak hidroklorik asit veya amonyak içinde çözünür. Bakır oksit esas olarak zehirli boyalar, camlar, porselen sırlar ve seramikler için kırmızı bir pigment olarak ve tohum veya mahsulde mantar ilacı olarak kullanılır.

Bakır klorür, mineral nantokite olarak oluşan beyazımsı ila grimsi bir katıdır. Genellikle bakır(II) klorürün metalik bakır ile indirgenmesiyle hazırlanır. Saf bileşik kuru havada stabildir. Nemli hava onu yeşilimsi oksijenli bir bileşiğe dönüştürür ve ışığa maruz kaldığında bakır(II) klorüre dönüşür. Suda çözünmez ancak kompleks iyonların oluşumu nedeniyle konsantre hidroklorik asit veya amonyak içinde çözünür.

Bakır klorür, bir dizi organik reaksiyonda, özellikle asetilen ve hidrojen siyanürden akrilonitril sentezinde katalizör olarak kullanılır; petrol ürünleri için renk giderici ve kükürt giderici ajan olarak;
selüloz için bir nitrat giderme maddesi olarak; ve sabunlar, katı ile sıvı yağlar için yoğunlaştırıcı madde olarak kullanılır.

Bakır sülfür, siyah toz veya topaklar şeklinde oluşur ve mineral kalkosit olarak bulunur. Büyük miktarlarda bileşik, bakır sülfürün (CuS) bir hidrojen akımı içinde ısıtılmasıyla elde edilir.
Bakır sülfür suda çözünmez ancak amonyum hidroksit ve nitrik asitte çözünür. Uygulamaları arasında güneş pillerinde, parlak boyalarda, elektrotlarda kullanım yeri alır.

Ticari değeri olan bakır(II) bileşikleri arasında kuprik oksit (CuO), kuprik klorür (CuCl2) ve kuprik sülfat (CuSO4) bulunur. Kuprik oksit, tenorit ve paramelakonit mineralleri olarak oluşan siyah bir tozdur. Karışık bakır oksit cevherlerinin 1.030 °C’nin (1.900 °F) altındaki bir sıcaklıkta bir fırında kavrulmasıyla büyük miktarlarda üretilir. Saf bileşik asitlerde ve alkali siyanürlerde çözülebilir. Bakır oksit, camlar, porselen sırlar ve yapay taşlar için bir pigment (maviden yeşile) olarak kullanılır. Aynı zamanda petrol gazları için kükürt giderme maddesi ve oksidasyon katalizörü olarak da kullanılır.

Bakır klorür, havadaki nemi kolayca emen ve yeşilimsi mavi hidrata, CuCl2∙2H2O’ya dönüşen sarımsı ila kahverengi bir tozdur. Hidrat genellikle klor ve suyun metalik bakırla doldurulmuş bir temas kulesinden geçirilmesiyle hazırlanır. Susuz tuz, hidratın 100 °C’ye (212 °F) ısıtılmasıyla elde edilir. Bakır klorür gibi, bakır klorür de bir dizi organik reaksiyonda, örneğin hidrokarbonların klorlanmasında katalizör olarak kullanılır. Ayrıca kumaşların boyanmasında ve baskılarında ahşap koruyucu, mordan (sabitleştirici), dezenfektan, yem katkı maddesi, cam ve seramik için pigment görevi görür.

Kaynak: https://www.britannica.com/science/copper