Demir elementinin özellikleri

[AsiRuH]

Demir elementinin özellikleri

Arı halde gümüşsü beyaz renkli bir metal olan demir (Fe), dünyada ki
metaller içinde en bol bulunanların ikincisi, elementler arasında ise
dördüncüsüdür. Yeryüzünün çekirdeği, büyük miktarda metal demirden
yapılmıştır. Ancak, yeryüzü kabuğunda demir, öteki maddelerle tepkimeye
girmiş durumdadır. Arı durumda çok seyrek bulunur: Yalnızca bazı
göktaşlarında ve bazaltlı kayalarda.
Tüm bitkilerin, hayvanların ve insanların, yaşamak için demire
ihtiyaçları vardır. İnsanlarda en büyük demir yüzdesi, kırmızı kan
hücrelerinde bulunur. Hemoglobinin temel bölümlerinden birini
oluşturur. Kasalarda ve dokularda, küçük miktarlar halinde bulunur.
Demirin kimyasal simgesi olan Fe, latince “demir” anlamına gelen ferrum’ dan türetilmiştir. Demirin atom numarası 26, atom ağırlığı 55,85 ve özgül ağırlığı 7,86’ dır.
Demir, küçük iğnelerden dev yapılara kadar, binlerce işlenmiş ürünün
ana maddesidir. Kükürt ve oksijen gibi metallerle kolayca birleşir.
Başka herhangi bir metalden çok daha büyük miktarlarda, alaşımlarda
kullanılır. En yararlı ve ucuz metallerden biri olan çelik, demire
küçük bir miktar karbon katılmasıyla elde edilir.
Topaz, turkuvaz ve lal taşı dahil, çeşitli değerli taşların kapsamında deri vardır.
DEMİR FİLİZLERİ
Demir, yer kabuğunda büyük miktarlarda bulunan birçok yükseltgenmiş
minerallerden ergitilir. Bu mineraller arasında hematit, magnetit,
limonit ve karbonat sideriti sayabiliriz.
Hematit (Fe2O3), yüzde 70 demir, yüzde 30 oksijen kapsayan bir
filizdir. Adı, kan kırmızısı renginden ötürü yunanca “kan” sözcüğünden
türetilmiştir. Hematit, bazen eşkenar paralel yüzlü biçiminde, bazen
bir gül yapraklarına benzeyen ince tabakalar halinde, bazen de boya
maddesi olarak kullanılan ve topraklı kırmızı bakır filizi diye
adlandırılan bir toz halinde bulunur.
Magnetit (Fe3O4), adını magnetit özelliklerinden alan ve yüzde 72 demir
kapsayan en zengin demir filizidir. Eşkenar paralel yüzlü ve sekiz
yüzlü sistemlerde billurlaşır. Magnetit su ve çözelti halindeki
gazların kimyasal olarak aşındırmaya uğrattığı olivin ve biyotit gibi
kayaların değişiminden de oluşur.
Limonit filizi, dünya demir üretiminde oldukça önemli
bir yüzde oluşturur. Her bir limonit örneğinde ki demir yüzdesi,
bulunan su molekülleri sayısına bağlıdır. Öteki demir filizlerinin
değişimiyle oluşan limonit çoğunlukla demirli su çözeltileri
yataklarındadır. Demir bakterisi adıyla bilinen küçük organizmaların
hareketi de büyük miktarlarda limonit yatakları oluşumuna yol
açmaktadır. Avrupa’ daki en büyük yataklar olan Alsace-Lorraine
yatakları böyle oluşmuştur.
Siderit, FeCO3 formülüyle gösterilen ve yüzde 43 demir kapsayan bir
demir II karbonattır. Billurları eşkenar paralel yüzlüdür. Siderit
değişimi uğramadığı sürece beyazdır; ama yükseltgenliğinde
(oksitlendiğinde), rengi sarı ile ya da kahverengiyle dönüşür. Siderit,
çeşitli türlerde tortul kayalarda birleşme ya da kayaların kimyasal
değişmeleri sonucu oluşur.
Mika, formülü FeO(OH) olan bir demir hidroksittir. Limonit ile birlikte
bulunur. İğne biçiminde billurlar ya da tabakalar halinde rastlanır.
Prittien de (demir disülfür, FeS2 büyük miktarlarda demir çıkarılır.
Prit, kavurma denilen bir süreçle, kükürt dioksit yapmak için bol hava
ile yakılır. Kükürt dioksit, daha sonra, demir çıkarılmasına elverişli
olan sülfürik asit ve demir oksitler oluşturmadan kullanılır.
DEMİR YATAKLARI
A.B.D. en büyük demir üreticisidir. Hemen her eyalette demir bulunur.
Ancak, en önemli yataklar Michigan, Minnessota ve Wisconsin’ deki
hematit filizleridir. Dünya yüzeyindeki insan yapısı en geniş delik,
Minnessota’ da Hibbing yakınlarındadır ve bir de demir madeni yüzünden
açılmıştır. Lorraine’ deki büyük limonit yatakları, Fransa için zengin
ve ekonomik bir demir kaynağı oluşturur. Rusya’ daki başlıca yataklar
Urallar’ da Perm’ de ve Ukrayna’ da dır. Britanya’ da demir filizi
yatakları, Midlands ve Kuzey İngiltere kömür havzaları arasında yer
alır. İsveç, Almanya, İspanya, Lüksemburg, Kanada ve Hindistan’ da
geniş yataklar vardır. Son yıllarda Afrika’ da da geniş demir yatakları
ortaya çıkarılmıştır.
Birçok demir filizi yatağının geçmişi, bir yükselme ve düşüş öyküsüdür:
Birçoğu, yüzyıllarca işletildikten sonra bırakılmış,
ötekiler,yüzyıllarca ilgi çekmedikten sonra gün ışığına çıkarılmıştır.
Geçmişte çıkarma teknikleri, yüksek nitelikli metalin yalnızca çok arı
haldeki filizlerden çıkarılmasına olanak sağlayacak düzeydeydi
Bugün metal işleme tekniklerindeki gelişme nedeniyle bir yatağın kazanç
getirici sayılabilmesi için büyük olması ve açık tavanlı madenciliğe
elverişli olması gerekir.
DEMİR BİLEŞİKLERİ
Demirin başlıca bileşiklerindeki yükseltgenme sayıları +2 ve +3’ tür.
Havada oksijenle demir oksit oluşturacak biçimde bileşir. Oldukça
kararsız olan bu bileşiğin demir (III) oksit denilen ferrik oksit’ e
(Fe2O3) dönüşme eğilimi vardır. Ferrik oksit, demirin havası bol bir
ortamda yakılmasıyla elde edilir. Ferro sülfür’ ü (FeS) de kapsayan
sülfürleri, hidrojen sülfürün (H2S) amonyaklı ortamda demir tuzları ile
etkileşiminden oluşur.
Demirin sülfürik asitte çözünmesiyle, soluk yeşil renkli ferrosülfat
[Fe2(SO4)3] oluşur. Ferrosülfat hava ile temas ettiğinde hızla,
kahverengi ferrik sülfata dönüşür. Demir hidroklorik asit (HCI) ile
birleşince, susuz halde beyaz renkli, dört hidrojenli haldeyse yeşil
renkli ferro klorür (FeCI2) oluşur. Demir klorla tepkiyince yer yer
yeşile çalan ve siyahımsı-kırmızı renkli bir bileşik olan ferrik klorür
oluşur.
TEDAVİDE KULLANILIŞI
Demirin tıptaki en önemli kullanım yeri, hipokromik kansızlıkların
tedavisindedir. Demir eksikliği durumu, hemoglobin oluşumunu engeller
ve kırmızı kan hücrelerinin öteki işlevlerini yerine getirmesini de
güçleştirir. Çok sayıdaki demir bileşiklerinden herhangi biri tedavide
kullanılabilir. İnorganik tuzlar da, bu konuda aynı derecede
etkilidirler.