Karbon İçeren İnorganik Bileşikler ve Özellikleri Nelerdir?

Karbon elementinin inorganik bileşikleri ve özellikleri nelerdir? Karbondioksit gibi karbon içeren inorganik bileşikler hakkında bilgi.

KARBON ve İnorganik Bileşikleri

Karbürler (örneğin, silikon karbid $\displaystyle [Si{{C}_{2}}]$ ), bazı karbonatlar (örneğin kalsiyum karbonat $\displaystyle [CaC{{O}_{3}}]$ ), bazı siyanürler (örneğin sodyum siyanür [NaCN]), grafit, karbondioksit ve karbonmonoksit gibi karbon bileşikleri, inorganiktir.

ELMAS VE GRAFİT

Elmas yüzyıllar boyunca, ziynet taşı olarak satılmaktadır. Diğer ziynet taşlarına oranla, büyük cazibesi, kesilmiş yüzeyleri üzerine düşen ışığın kırılması ve yansımasından doğan parlaklığından ileri gelir. Önceleri elmasın çok nadir olduğu düşünüldü. Fakat Güney Afrika Cumhuriyetinde fazla miktarda elmas bulundu, elmasın fiyatını muhafaza edebilmek için, dışarıya satılan elmasa sıkı kontrol koymak zorluğu doğdu.

Elmas element karbonun bir şeklidir.

Diğer şekli siyah, kaygan bir toz olarak bilinen grafittir. Bu iki şekil (allotrop) karbon atomlarından yapılmış olmakla beraber, aralarında belirli farklar vardır. Elmasın büyük sertliği karbon atomlarının uzaydaki diziliş şekli ile açıklanabilir. Her karbon atomu kendisine en yakın dört komşu atomla bağlanır. Her atomun dört bağı birbirine eşittir ve uzayda aralarındaki açı eşit olarak dizilmişlerdir. Oysa grafitteki karbon atomları birbirine gevşek bağlı düzlemler üzerinde bulunur. Bir karbonun üç bağı aynı düzlem üzerindeki komşu üç karbon atomuna bağlanmıştır. Dördüncü bağ, bu düzlemin üstünde veya altında bulunan diğer düzlemdeki karbona bağlıdır. Bu son bağ ilk üçünden daha uzun ve daha zayıftır. Bu sebepten, düzlemler, dolayısı ile üzerinde bulunan karbonlar birbiri üzerinden kolayca kayar veya ayrılır.

Yalnız temiz ve pırıltısı olan doğal elmas mücevher yapımında kullanılır. Görünüşü iyi olmayan elmasın endüstride önemli kullanılış yerleri vardır. Elmas en sert madde olarak bilinir. Bu sebepten kesici aletlerin ucuna takılır. Bu aletler camları kesen ve desen çizen elmastraştan, madencilikte kullanılan sondaj makinelerine kadar çeşitli biçim ve büyüklükte olur. Grafit kaydırıcı yağ ve kurşun kalem yapılmasında, ayrıca çubuk şekli verilerek ark lâmbalarında kullanılır. Bazı elektrik fırınları grafit astarla kaplanır.

ORGANİK BİLEŞİKLERDE KARBON

Karbon bütün organik bileşiklerde bulunur. Bütün hayvan ve bitki hücrelerinin esas maddesidir. Hemen hemen yanan bütün maddeler karbon ihtiva eder ve bunlar yakacak olarak kullanılır (odun, turp, maden kömürü, petrol gibi). Çünkü bunlar eskiden yaşayan organizmaların kalıntılarıdır. Turp ve maden kömürü çok uzun zaman toprak altında kalan bitkilerin havasız yerde, basınç altında bozulmasından meydana gelir. Odun kömürü, odunun az havada yakılmasından elde edilir; bu sırada odunun az bir kısmı yanar. Meydana çıkan ısı odunu damıtarak uçucu—kısımları giderir, geriye odun kömürü kalır. Odun kömüründe karbon atomları grafit yapısında dizilmişlerdir. Buna benzer ürünler başka yakıtların da kuru kuruya damıtılması ile elde edilir. Bu yöntemle taş kömüründen kok elde edilir. Bu karbon yüzdesi çok büyük olan madde de grafit yapısındadır.

KARBONDİOKSİT VE KARBONMONOKSİT

Karbon bileşiklerinin sayısının çok büyük oluşuna karşılık karbon elementi (her iki allotropik halde de) fazla aktif değildir. Her iki allotrop (grafit ve elmas) havada veya oksijen içinde şiddetle ısıtılırsa yanarak karbondioksit verirler. Odun kömürü ise daha düşük sıcaklıkta tutuşur.

$\displaystyle C+{{O}_{2}}\to C{{O}_{2}}$

Eğer az miktarda oksijen varsa, yanmamış karbondioksidin bir kısmını indirger ve karbonmonoksit oluşur.

$\displaystyle C+C{{O}_{2}}\to 2CO$

Elmas da grafit de seyrettik asitlerden ve bazlardan etkilenmez. Fakat sülfürik asitle asitlendirilmiş potasyum bikromat gibi kuvvetli yükseltgenler tarafından çok yavaş olarak karbondiokside yükseltgenirler. Her iki allotrop da ergimiş çamaşır sodası ile (sodyum karbonat) reaksiyona girebilir ve karbonmonoksit meydana gelir. Karbonmonoksit ve karbondioksit karbonun başlıca oksitleridir. Her ikisi de renksiz gazdır, karbonmonoksit zehirli, karbondioksit boğucudur. Solunumla ciğerlere hava girdiği zaman oksijenin bir kısmı, kandaki hemoglobinde birleşerek, kolayca bozulabilen oksi hemoglobin bileşiğini yapar. Bu bileşik yardımı ile kan, oksijeni vücudun her yerine taşır. Eğer havada az da olsa karbonmonoksit varsa, bu hemoglobinle birleşerek çok sağlam olan parlak kırmızı renkte karboksi hemoglobin bileşiğini yapar. Sonuç olarak oksi hemoglobin meydana gelemez ve vücut oksijensiz kalır.

Karbondioksit

Karbondioksit suda erir. Bu yüzden, havada bulunan fazla karbondioksit kanın asitliğini artırır. Bu da solunum sisteminin dengesini alt üst eder. Kanda bulunan fazla karbondioksit öldürücü olmakla beraber, belli bir minimum konsantrasyonu muntazam solunum için gereklidir. Havadaki oksijen oranının azalması, karbondioksit oranının artmasından daha az tehlikelidir. Karbondioksit gazının solunum üzerinde yaptığı etkilerden, ilerde fizyoloji konusunda yazılan bölümlerde, daha geniş olarak bahsedilecektir.

Karbonmonoksit

Karbonmonoksit soluk mavi bir alevle yanar, gaz yandığı zaman oldukça ısı verdiğinden, elde edilmesi de kolay ve ucuz olduğundan, endüstri yakıtı olarak kullanılır. Pratikte jeneratör gazı adı ile bilinen karbonmonoksit ve azot karışımı, gaz jeneratörü denen kapalı kaplarda, kızgın kok kömürü üzerinden hava geçirilerek elde edilir. Bu gaz, geniş ölçüde, endüstride kullanılır, fakat aynı hacimdeki hava gazı kadar ısı vermez. Karbondioksit renksiz, ağır, suda eriyen bir gazdır. Gazın sudaki eriyiğinde az miktarda karbonik asit vardır. Bu asidin tuzlarına karbonat denir. Karbondioksit yanmaz; magnezyum, sodyum, potasyum gibi pek az madde bu gaz içinde yanmaya devam edebilir. Magnezyum karbondioksidi karbona indirger, kendisi magnezyumokside yükseltgenir.

$\displaystyle 2Mg+C{{O}_{2}}\to 2MgO+C$

Karbondioksit ağır ve ucuz olduğu için yangın söndürücü olarak kullanılır, yalnız magnezyum yangınında kullanılmaz. Karbondioksit, bira, ispirto elde edilirken, şekerin mayalanması sırasında yan ürün olarak ele geçer. Bu da başlıca ticari ürünlerden biridir. Gaz solunum sırasında da dışarıya verilir, fakat atmosferdeki oranı değişmez. Çünkü yeşil bitkiler havadan karbondioksit alarak fotosentez yaparlar.

Solunumda verilen hava içinde karbondioksit olduğu bir deneyle gösterilebilir. Kireç suyu (seyreltik kalsiyum hidroksit eriyiği) bulunan bir tüpe cam boru ile üflendiği zaman, erimeyen kalsiyum karbonat çökeleği meydana gelir. Bu beyaz, çökelek eriyiğe bulanık bir görünüş verir. Bu deney karbondioksidin tanınması için kullanılır