Bor (element).html

Bor, sembolü B olan atom numarası 5 olan element. Bor trivalent nonmetalik bir element olup boraks ve uleksit bileşiklerinde çokca bulunur. Bor dunya da serbest element olarak bulunmaz. Boronun bir cok allotropu vardır; amorf katı bor kahverengi renkte bir toz iken, sağlam kiristalli bor siyah, sert (Mohsh ölçeğinde 9.3), oda sıcaklığında zayıf iletkendir. Elementel bor yarıilekten endüstrisinde dopant olarak kullanılır iken, diğer önemli boron bileşikleri hafif yapı malzemeleri, toksik olmayan böcek ilaçları, koruyucular ve kimyasal sentez bileşiklerinde kullanılır. Bor bitki gelişmesi için gerekli bir madde iken, yüksek konsantrasyonda bor içeren toprak bitkiler için toksik olabilir. Canlı vucudunda çok az bulunan borun, farelerin ve diğer memelilerin sağlıklı yaşamasında rolü olduğu sanılmaktadır.

Kahverengi amorf bor belli reaksiyonlar sonucu üretilirken, birbirleriyle gelişi güzel düzensiz bağlanan bor atomlarından oluşur. Kristalin bor ise, çok sağlam, yüksek erime noktasına sahip siyah bir materyaldir. Bor kıristallerinin optiksel karakateristik özelliklerinden biri kızılötesi ışık yaymalarıdır. Borun oda sıcaklığında elektirik iletkenliği çok az olduğu halde, yüksek sıcaklıklarda iyi bir iletken olarak davranır.

Bor elementi boş bir p orbitaline sahip olduğu için kimyasal olarak elektronca fakirdir. Bu nedenle genelde lewis asidi olarak davranır, başka bir deyişler elektron zengini bileşiklerle kolayca baglanarak elektron ihtiyacını giderir. Ayrıca bor metal olmayan elementler arasında en düşük elektronegativiteye sahip olduğunda reaksiyonlarda genelde elektronlarını kaybeder, başka bir deyişle yükseltgenir.

Konu başlıkları

1 Tarihçesi
2 Türkiye'de bor maden yatakları
3 Stratejik önemi hakkındaki görüşler
- 3.1 Değerli bir maden olduğu
- 3.2 Stratejik öneminin abartıldığı görüşü
4 Bor kimyası
5 Tablo 1. Grup IIIA elementlerinin elektronik konfigürasyonu
6 Tablo 2. Grup IIIA elementlerinin bazı özellikleri
7 Dış bağlantılar
8 Kaynakça

değiştir Tarihçesi

Bor tuzları, 4000 yıl önce ilk kez Tibet’de kullanmıştır. Bor, Mısırlılarda mumyalamada, Romalılarda cam yapımında , antik çağlarda Babilliler ve Etilerde, altın ve gümüş işletmeciliğinde lehim olarak , Eski Yunan ve Romalılarda zemine serpilerek arena temizliği için kullanılmıştır.

Bor madeni Avrupa’ya, Tibet’ten Marko Polo tarafından getirilmiştir. 875 yılında ise, Araplar ilk kez bor tuzlarından ilaç yapmışlardır.

İlk borik asit; 1700 li yılların başında demir sülfat ile boraksın ısıtılması ile kimya öğretmeni William Homberg tarafından elde edilmiştir.

Elementel bor ise 1808 yılında Fransız Kimyacı Gay-Lussac ile Baron Louis Thenard ve bağımsız olarak aynı zamanda İngiliz kimyacı Sir Humpry Davy tarafından bulunmuştur.

Modern bor endüstrisi ise 13. yy’ da Marco Polo tarafından Tibet’ ten Avrupa’ya getirilmesiyle başlamıştır. 1771 yılında, İtalya’nın Tuscani bölgesindeki sıcak su kaynaklarında Sassolit bulunduğu anlaşılmıştır. 1830 yılında İtalya’da borik asit üretimi başlamıştır.

- KULLANIM ALANLARI-

İnşaat-Çimento Sektöründe Mukavemet artırıcı ve izolasyon amaçlı (Daha sağlam, hafif ve depreme-ısıya dayanıklı binaların yapılmasında, yalıtımda) Son zamanlarda Çimento üretiminde, bor kullanımı betonun dayanıklılığını arttırıyor. Borlu çimento, özellikle "beton yol" ve "baraj" inşaatında tercih ediliyor.

Cam Elyafı ve Borcam Hafifliği, fiyatının düşüklüğü, gerilmeye olan direnci ve kimyasal etkilere dayanıklılığı nedeniyle plastiklerde, sinai elyaf v.b. de, lastik ve kağıtta yer edinmiş olan cam elyaf, kullanıldığı malzemelere sertlik ve dayanıklılık kazandırmaktadır. Böylece sertleşmiş plastikler otomotiv, uçak sanayilerinde, çelik ve diğer metalleri ikame etmeye başlamıştır. Ayrıca spor malzemelerinde de (kayaklar, tenis raketleri v.b.) kullanılmaktadır.

ısıya dayanıklı cam cam yapımında cam hamuruna %5 oranında borik asit konulur.

Ahşap Koruma

Bakteri ve çürümeye karşı koruyucu ve alev geciktirici olarak kullanılmaktadır.

Yanmayı Önleyici (Geciktirici) Maddeler

Borik asit ve boratlar selülozik maddelere, ateşe karşı dayanıklılık sağlarlar. Tutuşma sıcaklığına gelmeden selülozdaki su moleküllerini uzaklaştırırlar ve oluşan kömürün yüzeyini kaplayarak daha ileri bir yanmayı engellerler. Bor bileşikleri plastiklerde yanmayı önleyici olarak giderek artan oranlarda kullanılmaktadır. Bu amaç için kullanılan bor bileşiklerinin başında çinko borat, baryum metaborat ve amonyum fluoborat gelmektedir.

Nükleer Uygulamalar

Atom reaktörlerinde borlu çelikler, bor karbürler ve titanbor alaşımları kullanılır. Paslanmaz borlu çelik, nötron absorbanı olarak tercih edilmektedir. Yaklaşık her bir bor atomu bir nötron absorbe etmektedir. Atom reaktörlerinin kontrol sistemleri ile soğutma havuzlarında ve reaktörün alarm ile kapatılmasında (B10) bor kullanılır. Ayrıca, nükleer atıkların depolanması için kolemanit kullanılmaktadır.

Metalurji

Boratlar yüksek sıcaklıklarda düzgün, yapışkan, koruyucu ve temiz, çapaksız bir sıvı oluşturma özelliği nedeniyle demir dışı metal sanayiinde koruyucu bir cüruf oluşturucu ve ergitmeyi hızlandırıcı madde olarak kullanılmaktadır. Bor bileşikleri, elektrolit kaplama sanayiinde, elektrolit elde edilmesinde sarf edilmektedir. Borik asit nikel kaplamada, fluoboratlar ve fluoborik asitler ise; kalay kurşun, bakır, nikel gibi demir dışı metaller için elektrolit olarak kullanılmaktadır. Alaşımlarda, özellikle çeliğin sertliğini artırıcı olarak kullanılmaktadır.

Otomobil Hava Yastıkları, Antifriz

Bor hava yastıklarının hemen şişmesini sağlamak amacıyla kullanılmaktadır. Çarpma anında, elementel bor ile potasyum nitrat toz karışımı elektronik sensör ile harekete geçirilir. Sistemin harekete geçirilmesi ve hava yastıklarının harekete geçirilmesi için geçen toplam zaman 40 milisaniyedir. Ayrıca otomobillerde antifriz olarak ve hidrolik sistemlerde de kullanılmaktadır.

Sağlık

BNCT (Boron Neutron Capture Therapy) kanser tedavisinde kullanılmaktadır. Özellikle; beyin kanserlerinin tedavisinde hasta hücrelerin seçilerek imha edilmesine yaraması ve sağlıklı hücrelere zararının minimum düzeyde olması nedeniyle tercih nedeni olabilmektedir. Metabolizmadaki bor, kalsiyum, magnezyum ve fosfor dengesini ayarlar. Sağlıklı kemiklerin oluşumuna, kasların ve beyin fonksiyonlarının gelişimine yardım eder.

Füze / Uçuş Yakıtları Bor kimyasalları özellikle füze yakıtı olarak kullanılmaktadır. Sodyum tetraborat, özel uygulamalarda yakıt katkı maddesi olarak kullanılmaktadırlar.

Atık Temizleme

Sodyum borohidrat, atık sulardaki civa, kurşun, gümüş gibi ağır metallerin sulardan temizlenmesi amacıyla kullanılmaktadır.

Borlu Katı Yakıtlar/Hücre Yakıtları/(Fuel Cells)

Son günlerde sodyum borohidritin’in kullanıldığı, sodyum borohidrattan enerji üreten hücre yakıtıyla ilgili çalışmalar hız kazanmıştır. Sodyum borohidratın kimyasal bağlarında hidrojen mevcut olup, katalist hidrojeni açığa çıkarmakta veya elektrik üretmektedir. Bu üretim de temel prensip ise su ile boraksın reaksiyonudur. Bu reaksiyondan üretilen hidrojen direk içten yanmalı motorlara beslenebilir veya hücre yakıtlarında kullanılabilirler.

Enerji  Üretimi ve Isı  Depolama

Bor, demir ve nadir toprak elementleri kombinasyonu (METGLAS) % 70 enerji tasarrufu sağlamaktadır. Bu güçlü manyetik ürün; bilgisayar disk sürücüleri, otomobillerde doğru akım-motorları ve ev eşyaları ile portatif güç aletlerinde kullanılmaktadır. Son yıllarda , borların piller/aküler de kullanılması ile maliyetler düşürülmüş ve çevre dostu piller/aküler üretilmeye başlanmıştır.

Askeri Amaçlı Kullanımı: Jet ve roket motorlarının iç kısımlarında, askeri zırhlı teçhizatta zırh ve roket yakıtı olarak bor bileşikleri kullanılıyor. Yine piyade tüfeği, tabanca, top, tank üretiminde, zırhlı personel taşıyıcıların zırhlarını güçlendirici seramik plaklarda da bor kullanılıyor.

Deterjan Sanayinde: Farklı formüllerle deterjan sanayinde kullanılan bor, ev temizlik malzemelerinde, bulaşık ve çamaşır deterjanlarında da kullanılıyor. Borun, ağartıcı ve bakterilere karşı koruyucu özelliği bulunuyor.

Kozmetik: Bor kullanıldığı kozmetik ürünlerine de yumuşaklık, yapışkanlık ve dayanıklılık gibi ekstra özellikler kazandırıyor. Günlük yaşamda kadınların vazgeçilmezi fondöten, kapatıcı, ruj, oje gibi birçok ürünün içeriğinde bor kullanılıyor.

Tarımda Gübre Olarak Kullanımı (Mikro besleyici): Tarımda borlu gübre kullanımı verimi arttırıyor. Hektar başına sadece 1.5 kilogram bor gübresi kullanarak domateste yüzde 18'lik verim artışı elde edilebiliyor. Bor gübresi ile şekerpancarında yüzde 15, fındıkta yüzde 19 verim artışı sağlanıyor.

Seramik Sektörü: Borun seramik sektöründe kullanımı seramiğin pişme sıcaklığını düşürüyor. Seramik sırlarındaki yapıyı güçlendiriyor.

Silah ve Uzay Fırlatma Sistemlerinde Kullanımı: Bor kullanımı sayesinde, ağırlığı azalan uzay aracının çıkış maliyeti 10 misli azalıyor.

Ulaştırma Sektöründe Bor Kullanımı: Motor yağlarında bor bileşiklerinin kullanılması sürtünmeyi sıfıra yaklaştırıyor ayrıca motorun ömrünü uzatıyor. Benzin kullanımında 3-5 kat tasarruf sağlıyor. Borun antifiriz, hidrolik yağlarında kullanımı da olumlu sonuçlar veriyor. Ayrıca araba boyalarının içine katılan bor, parlaklığı ve kolay çizilmemeyi sağlıyor. Lastiklerin içindeki çelik teller de borla güçlendiriliyor.

Yakıt Uygulamalarında Bor: Bor'un uçaklarda ve roketlerde yakıt olarak kullanılması yönünde çalışmalar devam ediyor. Bor birim hacimde petrole oranla 3-4 kat daha fazla enerji yaratıyor. Böylece bor, çok az ömrü kalan petrol yerine alternatif olarak öne çıkıyor.

· Sürtünmesiz-Aşınmasız Yüzeyler

Özellikle; borların kullanımı sürtünme katsayısının 1/10.000 oranında azaltılmasına neden olmuştur. Borik asit ve bor karbür sürtünme ve aşınmaya dayanıklı malzemelerde tercih nedeni olabilmektedir. Havacılık, uzay sanayi, otomasyon ve hareketli aksamlarda kullanımı büyük avantaj sağlamaktadır. Özellikle, uzaya gönderilen araçların atmosfere giriş-çıkışlarda yanmaması için bor kullanılmaktadır.

·  Enerji Sektörü

Borların kullanılma oranında artış beklenen stratejik sektörlerden birisi de enerji sektörüdür. Özellikle, hücre yakıtları, enerji depolama ve yakıt olarak borların kullanılma ihtimali çok yüksek olasılık içermektedir. Borların izolasyon ve yangına dirençli malzemelerde kullanımı önemli bir uygulama alanıdır. Elektronik-İletişim Sektörü(Bilgi Teknolojileri vb.)

KAYNAK : http://bormadeni.blogcu.com

değiştir Türkiye'de bor maden yatakları

Bor mineralleri, dünyanın sayılı bir kaç ülkesinde bulunur. Bunlar içinde %72 oranı ile en zengin ülke, Türkiye’dir. ^[1] Ancak üretimin ve ihracatın sınırlı olması nedeniyle bu maden, yurt ekonomisinde önemli bir yer tutmamaktadır.

Başlıca bor yatakları; Balıkesir, Kütahya, Bursa ve Eskişehir’de bulunmaktadır. Bor minerallerini işletmek için Kırka, Emet, Bigadiç, ve Kestelek'te tesisler bulunmaktadır.

değiştir Stratejik önemi hakkındaki görüşler

değiştir Değerli bir maden olduğu

Bor'un önümüzdeki çağın en popüler madeni olacağı, petrolden bile önemli olduğu, bazı güçlerin Türkiye'deki bor madenlerini ele geçirmek için oyunlar oynadığı görüşü hakimdir. ^[2]

değiştir Stratejik öneminin abartıldığı görüşü

Türkiye'de bor üretiminden çok yüksek kazançlar elde edilebileceğinin yanlış bir inanç olduğu, dünyada %66 ^[3] rezerve sahip olduğu halde, pazarın sadece %25'ini elinde tutan Türkiye'nin bor madenini teknolojide kullanmadan bir katma değer yaratamayacağı düşünülmektedir. ^[4]

değiştir Bor kimyası

Boraks kristali

Borun temel cevherleri; kernit (Na₂B₄O₇.4H₂O), boraks (Na₂B₄O₇.10H₂O), kolemanit (Ca₂B₆O₁₁.5H₂O) ve uleksit (NaCaB₅O₉.8H₂O) gibi boratlardır.

Bor elementi, periyodik sistemin 3.grubunun başında yer alır.
Elmastan sonra en sert madde olan ametal bor gri-siyah
kristalin veya amorf mikrokristalin, yeşilimsi sarı renkli bir 
yapıda olup başlıca özellikleri aşağıdaki gibidir:

Periyodik Sırası : 5 Atom ağırlığı : 10.82 Izotopları -B10 : % 19.57 -B11 : % 80.43 Termik nötron absorbsiyon kesidi -B10 : 40.10 Barn -B11 : 07.5 Barn Kristal Yapısı : Tetragonal-Hekzagonal Yoğunluğu -Kristalin : 2.33 g/cm -Amorf : 2.34 g/cm Erime Noktası : 2190 °C (-20 °C) Sertliği : 9.3 Mohs

Bor bileşiklerinin yaygın kullanımları ve borun element olarak erken tanımlanmış olmasına karşın, bor kimyası çalışmaları nispeten kısıtlı bir alanda sürdürülmüştür. Bunun nedenleri; temel olarak bor bileşiklerinin hidroliz veya oksidasyona yönelik stabil olmayan nitelikleri ve malzemelerin birçoğunun kullanımındaki yapısal zorluklarıydı. Nihayet Stock ünlü deneysel vakum tekniğini geliştirince bor kimyasının araştırılmasında yeni bir kapı aralandı.

Grup IIIA elementlerinden sadece bor bir ametaldir. Bu gruptaki diğer elementler; alüminyum, galyum, indiyum ve talyumdur.

Grup IIIA elementlerinin elektronik dizilimi Tablo 1.’de listelenmiştir ve elementlerin özellikleri ise Tablo 2.’de belirtilmektedir. Bor, gruptaki diğer elementlerden çok daha küçük bir atomdur. Bu durum, ametal bor ve metal özellikteki diğer grup elemanları arasında belirli farklılıklara neden olur.

Ga, In ve Tl’un atom büyüklükleri periyodik sınıflandırmada kendilerinden hemen önce gelen elementlerin elektronik iç yapılarından etkilenir (özellikle lantanitten sonra gelen talyum örneğinde görüleceği gibi). Bu nedenle de atom yarıçapı ani şekilde veya standart olarak bu elementlerin artan atom numaralarıyla birlikte artmaz. Bu elementlerin göreceli şekilde küçük oluşları gruptan aşağı inerken bile beklenen şekilde azalmayan nispeten yüksek iyonizasyon potansiyeli içermelerine neden olur.

Bu elementlerin hiçbiri en ufak şekilde bile basit bir anyon oluşturma eğiliminde değillerdir. Elementlerin elektronik konfigürasyonlarının da mantıklı kıldığı biçimde en sık rastlanır oksidasyon seviyesi +3’tür. Nispeten yüksek olan bu değer, göreceli olarak küçük iyonik yarıçaplarla biraraya gelerek üstün polarize nitelikleri olan tipler ortaya çıkarmaktadır.

Buna bağlı olarak, +3 değerli bileşiklerin elementleri baskın şekilde kovalenttir; bu kovalent nitelik ayrıca göreceli olarak elementlerin yüksek ilk üç iyonizasyon potansiyelinden de kaynaklanmaktadır. İstisnai olarak kendi kimyasında ametal olan bor haricindeki diğer IIIA elementleri su çözeltisinde +3 değerlikli iyon olarak bulunurlar. Bu iyonlar yüksek oranda su içerirler, ancak hidrasyon ısıları çok yüksektir.

Çok yüksek sıcaklıkta (2000°C) bor birçok metalle raksiyona girerek borürler oluşturur. Bu madde çok serttir, kimyasal olarak stabildir ve metalik iletkenliği gelişmiştir. Bazı metalik borürlerin kristallerinde bor atomları aralıklıdır, diğerlerinde zincirler veya bor atomu katmanları (tabakaları) mevcuttur. Magnezyum borür (MgB₂), diğer borürlerden farklı olarak bor hidrür karışımları üretecek şekilde hidrolize formda mevcuttur.

Bor, amonyak veya nitrojen ile yüksek sıcaklıklarda bor nitrür (BN) oluşturacak şekilde reaksiyona girer. Bu malzeme karbonla izoelektroniktir ve grafite benzerdir, fakat farklı olarak bor ve nitrür atomları içeren kristal bir yapısı vardır. Çok yüksek sıcaklık ve basınçta BN’ün bu modifikasyonu elmas türü kafes (latis) formuna dönüşür ve elmas kadar serttir.

değiştir Tablo 1. Grup IIIA elementlerinin elektronik konfigürasyonu

       Z  1s  2s  2p  3s  3p   3d  4s  4p  4d   4f  5s  5p  5d  6s

B      5   2   2   1   
Al    13   2   2   6   2   1
Ga    31   2   2   6   2   6   10   2   1
In    49   2   2   6   2   6   10   2   6   10   2   1
Tl    81   2   2   6   2   6   10   2   6   10  14   2   6  10   2

değiştir Tablo 2. Grup IIIA elementlerinin bazı özellikleri

	Bor	Alüminyum	Galyum	İndiyum
Erime Sıc. (°C) 123	660	30	157
Buharlaşma Sıc. (°C)	0194	2519	2204	2072
Atomik yarıçap (pm)	80	125	125	150
İyonik yarıçap Me³⁺(pm)	20	52	62	81
1. İyonizasyon enerjisi (kJ/mol)	801	579	579	560
2. İyonizasyon enerjisi (kJ/mol)	2422	1814	1968	1814
3. İyonizasyon enerjisi (kJ/mol)	3657	2740	5953	2692
Hidrasyon ısısı (kJ/mol)	$-$ 4690	$-$ 4703	$-$ 4159
İndirgenme (Me³⁺/Me) potansiyeli (V)	$-$ 1,67	$-$ 0,52	$-$ 0,34

değiştir Dış bağlantılar

değiştir Kaynakça

Sa!