Kalay Nedir? Kalay Elementinin Özellikleri

Kalay elementinin özellikleri, atom numarası, bileşikleri, periyodik cetveldeki yeri, kullanım alanları, Kalay elementi ile ilgili bilgi.

Periyodik çizelgenin IV A grubunda yer alır. Gümüş parlaklığında, kolayca levha haline getirilen bir metaldir. İlkçağdan beri, özellikle tunç yapımında kullanılan bir elementtir.
Sembolü: Sn
Atom Numarası: 150
Atom Ağırlığı: 118.69
Elemet serisi: Zayıf Metal
Maddenin Hali: Katı
Görünümü: Gümüş, parlak gri

PERİYODİK TABLO

Fiziksel Özellikler:
Erimesi ve öteki metallerle alaşımları oluşturması sırasında önemsiz bir buharlaşma görülür. Pek çok başka metalle alaşım yapar ve onlara sertlik ve dayanıklık kazandırır. Bu metallerden yalnızca bazıları küçük ölçülerde; erime noktasındaki saf kalayda eriyebilirler. Kalay, özellikle erime noktası yüksek metallerle serbest olarak alaşım yapar. Bakır, nikel, gümüş ve altın, sıvı kalayda oldukça iyi çözünürler. Kalay oksitin, oluştuğu yüzeylerde sertleştiri-ci bir etkisi vardır. Erimiş haldeki kalay; demir, çelik, bakır ve bakır-yoğun alaşımlara uygulandığında yüzeylerine tutunarak parlak bir kaplama oluşturur. Kalay kaplamak, altındaki metalin oksitlenmesini önler, şekil verilebilir ve lehimlenebilir özelliğiyle metalin sonraki işlemlerine olanak sağlar. Kalayın iki allotropik şekli vardır: Beta kalay (beyaz kalay) ve alfa kalay (gri kalay).

Kimyasal Özellikleri:
Hem kuvvetli asitlerle hem de kuvvetli bazlarla reaksiyona girebildiğinden iki yönde etkili bir metaldir. Saf suyun, üzerinde bir etkisi yoktur. Sulu çözeltilerde, oksijen korozyon olayını hızlandırır. Oksijenin yokluğu halinde ise, kalayın yüksek potansiyeli (0.75 V) yüzeyinde asitlerin etkisini bile azaltacak bir hidrojen tabakası oluşmasına neden olur.

Normalde yüzeyi ve kalınlığı sıcaklıkla doğru orantılı olarak artan ince bir oksit tabakasıyla kaplıdır. Havasız ortamlardaki bir kalay kaplı çelik, asitli çözeltilerle ilişkiye sokulduğunda negatif potansiyelde bir kalay-demir çifti oluşur. Bu olay sırasında kalay kaplama, anot olarak kullanılır ve molekül yığılmasına demir değil kendisi uğrar. Aksi bir durumda, eriyen demirin; başlıca kullanım alanı olan konservecilikte tadı ve görüşü bozması nedeniyle işlem bir temel taşı oluşturmaktadır.

Kalay; hidrojen, azot, karbondioksit ve gaz amonyakla direk olarak reaksiyona girmez. Nemli olduğunda kükürtdioksit kalayı etkiler. Klor, brom ve iyotla kolaylıkla, fosforla oda sıcaklığında yavaşça reaksiyona girer. Halojen asitleri, özellikle sıcak ve derişik oldukları zaman, kalayla şiddetle tepkimeye girer. Sıcak sülfürik asit, kalayı eritir. Nitrik asitle yavaşça tepkir; ancak asit derişik olduğunda hidratlı kalay oksit haline gelir. Sülfürlü, klorosülfürik ve pirosülfürik asitlerle hızla reaksiyona girer. Fosforik asidin kalayı eritici etkisi, öteki mineral asitlerinden oldukça azdır. Laktik aist, sitrikasit, tartarik asit ve okzalik asit gibi organik asitlerle atmosfer ortamında yavaşça tepkir. Amonyum hidroksit ve sodyum karbonat gibi sulandırılmış çözeltilerin üzerindeki etkisi zayıftır; fakat sodyum ve potasyum hidroksit gibi kuvvetli alkaliler soğuk ve sulandırılmış olduklarında kalayı eriterek (+4) değerlikle kalay bileşikleri oluştururlar. Potasyum peroksisül-fat, demir klorür ve sülfat ile kalay klorür gibi oksitleyici tuzlar ve çözeltileri kalayı eritirler.

Doğada Bulunuşu:
En büyük kalay üreticisi ülkeler, Malaysiya, Endonezya, Tayland, Bolivya, Kongo Demokratik Cumhuriyeti, Avustralya, Nijerya ve Çin’dir. Kalayı en yoğun olarak içeren mineral “kassiterit”tir. Bu mineral, kalınlığı fazla olmayan çözeltiler halinde birikmiştir. Dünyadaki kalay cevherleri ise genellikle alüvyonlu bölgelerde bulunur. Bugün kalay çağdaş madencilik teknolojisi sayesinde, içindeki kalay oranı ancak %0.01’i bulan cevherlerden ekonomik olarak elde edilir. Yoğun olarak kalay içeren damarlar Bolivya’da ve İngiltere Cornvall’da bulunur. Buralarda kassiterit minerali, yeraltında soğuyan granit kayalar arasında sıkışmış durumdadır.

Elde Edilişi:
Doğada kalayı en yoğun olarak içeren kassiterit minerali, alüvyonlu birikintilerden üç yolla elde edilir.
1. Irmakların getirdiği alüvyonların taranmasıyla;
2. Belli bir düşüye sahip akarsu bölgelerinde hidrolik olarak;
3. Açık havza yöntemiyle. Kassiteritin iyi taneleri bir çakıl taşından 2.5 kez daha ağırdır ve %70.77 oranında kalay içerir.

Bileşikleri:
Kalay (+2) bileşikleri:
Kalay 2-bromür: Sarı toz şeklindedir. Sulandırılmış hidroklorik asit, su, alkol, eter ve asetonda çözünür. Havada oksitlenerek rengi kahverengi olur. Spesifik ağırlığı: 5.117 (17°C), erime noktası: 215°C- kaynama noktası: 619°C.

Kalay 2-klorür: Beyaz kristalin yapıda bir katıdır. Havdan oksijen alarak çözünmeyen oksiklorür haline dönüşür. Suda, alkalilerde, tartarik asitte ve alkolde çözünür. Kalayın hidroklorik asitte çözülmesiyle elde edilir. Havada 2 mg/m3 oranında bulunur. Bazı bileşikleri indirgeyici olarak kullanılır.

Kalay kromat: Kahverengi ve toz halindedir. Suda hemen hemen çözünmez. SnCl2 ve sodyum kromatin reaksiyonuyla elde edilir. Zehirli olup porselen yapımmda kullanılır.

Kalay 2-fluorid: Beyaz, parlak, acı ve tuzlu bir tadı olan kristalin yapıda bir tozdur. Erime noktası: 212-214 °C. Alkolde ve eterde çözünmez, ancak suda çözünür. Diş macunlarındaki fluoridin sağlanmasında kullanılır.

Kalay oksit:Kahverengi-siyah toz. Asitlerle ve kuvvetli bazlarla reaksiyona girer. Suda çözünmez. Spesifik ağırlığı: 6.3; erime noktası: 1.080°C (60 mm). CO2 akımında kalay hidroksitin ısıtılmasıyla elde edilir; indirgeyici olarak kullanılır.

Kalay sülfat: Ağır, beyaz ya da sarımsı kristaller halindedir. Suda ve sülfürit asitte çözünür. Kalay oksite sülfürik asit eklenmesiyle elde edilir. Zehirleyici olup, otomobil pistonlarının kaplanmasında kullanılır.

Kalay sülfit: Koyu gri ya da siyah kristain tuz. Spesifik ağırlığı: 5.08; erime noktası: 880 °C., kaynama noktası: 1.230°C. Derişik hidroklorik asitte bozunurak erir, suda çözünmez. Zehirleyicidir ve havada 2 mg/m3 oranında bulunur. Hidrokarbonların polimerizasyonunda katalizör olarak kullanılır.

Kalay (+4) Bileşikleri:

Kalay bromür:Beyaz, katı ve kristalin yapıdadır. Suda ve alkolde çözünür. Spesifik ağırlığı: 3.3; erime noktası:3 l°C;kaynama noktası:203 °C.

Kalay klorür:Sodyum klorürle çift tuz oluşturur. Renksiz kostik kıvı. Suyla birleşince kristal yapılı bir katıya dönüşür. Spesifik ağırlığı: 2.27; -33°C de tüter, 114°C’de kaynar. Soğuk suda ve alkolde çözünür, sıcak suda bozu-nur; zehirleyicidir. Seramiklerin kaplanmasında, şekerin beyazlatılmasında kullanılır.

Kalay kromat: Kahverengi-sarı, kristalin toz. Suda fazla çözünmez. Kronik asitle kalay hidroksitin reaksiyonundan elde edilir. Zehirleyiciolup porselen boyanmasında kullanılır.

Kalay peroksit:Değişik ölçülerde su içeren beyaz anhidrik toz. Spesifik ağırlığı: 6.6-6.9; erime noktası: 1.127°C. 1.800°C’de süblimleşir. Derişik sülfürik asitte ve hidroklorik asitte çözünür, suda çözünmez. Doğada kassiterit mineralinden elde edilir. Kalay tuzlarının eldesinde, tekstilde ve kozmetikte kullanılır.

Kalay 2-sülfit:Sarı-kahverengi toz. Derişik hidroklorik asitte çözünür, suda çözünmez. Spesifik ağırlığı: 4.42-4.6; erime noktası: 600°C. Deriyi ve gözleri tahriş eder. Taklit altm kaplamada ve boya maddesi yapımında kullanılır.

Kullanım Alanları:
Kaplamlar, alaşımlar ve oluşturduğu bileşikler en önemli kullanım alanlarıdır. Saf kalay ve alaşımları, hemen tüm metallere kaplama olarak uygulanabilir. Bu ise daldırma ya da elektroliz yöntemleriyle yapılır. Kalay, kapladığı metal yüzeylerini kendisi oksitlenerek ya da aşınarak korur. Kaplamlar ayrıca metal yüzeylerin lehimlenebilme yeteneğini artırır; boya ya da cilalar için elverişli bir alt yüzey oluşturur.