Bor Nedir? Özellikleri ve Kullanım Alanları Nelerdir?

5335_368051Bor atom numarası: 5, atom ağ:10′.81. Periyodik çizelgenin III-A grubunun birinci elementidir. Periyodik çizelgede bulunduğu yere karşın amelatik özellik gösterir. Bileşikleri ve bunlardan özellikle boraks binlerce yıldır bilinmekle birlikte elementel bor, saf olmayan bir biçimde ilk kez 1808’’de Sir Humphry Davy’ce elektroliz yoluyla Gay Lussac ve Thenard’ca da oksidin elementel potasyumla indirgenmesiyle elde edilmiştir.Günümüzde bor haloje-nürlerin elektrikle ısıtılan fitilleri üzerinde ayrıştırılması yoluyla çok saf olarak (% 99.9999 saflıkta olabilir) elde edilir.

Fiziksel özellikleri:

Doğal bor iki izotopun karışımından oluşmuştur. B-10 (% 18.83) ve B-11 (% 81.17). Bunların dışında kütle numaraları 9.12 ve 13 olan kısa ömürlü yapay izotopları elde edilmiştir.Elementel borun kristalleri elmas kadar serttir. Siyah bor çok inceyken saydamdır. Bor, bir yarı iletkendir.Yüksek sıcaklıkta elektriği iyi iletir. Elektrik iletkenliği 20°C’den 600°C’ye çıkıldığında yaklaşık 100 kat artar.

Kimyasal özellikleri:

Bor periyodik çizelgenin III-A grubunun birinci elementi olan bir ametaldir ve gerek kimyasal Özellikleri, gerekse bileşikleri bakımından IV-A grubunun ikinci elementi olan silisyuma çok benzer.

Bor kimyasal yapısında Katyon oluşturma yerine kovalent bağ oluşturmayı yeğler.Kristalize bor, kimyasal bakımdan kesinlikle merttir.Kaynar durumda bile klorür ve flüorür asitleri etkimez. Sıcak derişik sülfat asidi ve derişik nitrat asidi çok yavaş olarak etkir.Erimiş sodyum hidroksiti çok yavaş.’buna karşın erimiş sodyum peroksiti hızla etkir.Amorf borsa tüm kimyasal etkilere açıktır ve kolaylıkla tepkime verir, örneğin, oksijenle sıcakta yanarak bor trioksit, kükürtle bor trisülfür verir.Asit baz, peroksit ve halojenlerden kolaylıkla etkilenir ve genellikle sıcakta tepkimeye girer.

Doğada bulunuşu:

Doğada elemen-tel biçimde bulunmayıp genellikle su içeren sodyum, kalsiyum ve magnezyum boratlar biçiminde bulunur. Kimi mineralleri de sodyum ve kalsiyumu birlikte içerirler.

Elde edilmesi:

Elementel bor, çok özel amaçlarla ve çok az miktarda kullanıldığından elde edilmesi önemsizdir. Buna karşılık borik asit ve bor trioksit bor kimyasının başlangıç maddeleri olduklarından saf olarak elde edilmeleri büyük önem taşır.Bu nedenle bor mineralleri işlenerek; boraks, borik asit ve bor trioksit elde edilir, öteki bor bileşikleriyse bunlardan yola çıkılarak elde edilirler.Bunun için yola çıkılan mineralin cinsine göre çeşitli yollar izlenir. Sodyum borat mineralleri arıtılarak, göl suları, fraksiyonlu kristallendirme yoluyla boraksa dönüştürülür.

Ele geçen boraks kızdırılarak susuz boraks,sülfat asidiyle işlenerek borik asit borik asidin kızdırılmasıyla da bor trioksit elde edilir.Kalsiyum içeren minerallerden (örneğin kolemanit) yola çıkıldığında bunlar sülfat asidiyle işlenerek borik asit ve bu da kızdırılarak bor trioksit ya da sodayla işlenerek boraks elde edilir.j Bor trioksit erimiş durumda elektrolizlenerek ya da magnezyumla indirgenerek elementel bor,metal oksitleriyle birlikte indirgenerek bor karbür, aynı anda karbonla indirgenerek klorlanarak bor triklorür ,ve bor triklorürün metal hidrürlerle tepkimesi sonucunda boranlar elde edilir.

Başlıca Bor Mineralleri:

Boraks (Tin-kal).Na2 BA,Ö7.10 H20. İyi oluşmuş tek kristaller ve kristal kümeleri biçiminde rastlanılır. Türkiye,Kaliforniya ve az miktarda Arjantin’de bulunur.

Kernit : Renksiz inci gibi parlak,kristaller.Yalnız Kaliforniya’ da ve az miktarda Arjantin’de bulunur.

Pandermit: Az miktarda Türkiye’de bulunur.

Kolemanit: Beyaz, gri ya da yeşilimsi gri renklerde olur, ateşte çıtırdar ve alevi yeşile boyar. Türkiye’de ve az miktarda ABD’de bulunur.

Üleksi:Türkiye’de ,az miktarda bulunur.

Borasit: Önemsiz bir bor mineralidir.

Borokalsit: Önemsiz bir bor mineralidir.

Sassolin: İtalya’nın Toskana Bölgesindeki Sasso’da bulunur.

Bunların dışında boronatrlandit,hidrobor asit, gibi bor mineralleri de vardır.Dünyadaki toplam bor rezervinin 500 milyon ton olduğu sanılmaktadır. Bunun % 60’ı Türkiye’de % 25’i ABD’de % 5-10’u SSCB ve geri kalanı da Çin ile Hindistan’da bulunmaktadır. Yurdumuzdaki bor mineralleri başlıca dört bölgede toplanmıştır. Eskişehir’in Kırka yöresinde boraks, Kütahya’nın Emet yöresinde kolemanit,Balıkesirin Bigadic yöresinde başlıca kolemanit ve bir miktar üleksit,Bursa’nın Mustafakemalpaşa yöresinde kolemamanit ve Susurluk yöresinde de pandermit yatakları bulunmaktadır.Bununla birlikte Türkiye ‘deki bor yataklarının en önemli mineran kolemanittir. Türkiye, dünya bor üretiminin % 25-30 dolayında bir bölümünü karşılamaktadır, önceleri bor mineralleri ham olarak satılırken Etibank’ça Bandırma’da kurulan fabrikada borik asitle boraks üretilmekte ve bunlar işlenmiş olarak dış pazara satılmaktadır. Ayrıca ham cevher satımı da sürmektedir.

Bor bileşiklerinin tüketim ve kullanım alanları:

Çeşitli bileşikler biçiminde kullanılan borun tüketiminin %40-50’si çam, emaye ve seramik yapımında kullanılmaktadır.Cama boratlar katılarak ısı genleşme katsayısı küçük 5. olan borsilikat camları elde edilir.Bu tür camlar ısı değişimlerine ve kimi asitlere karşı dayanıklı olduklarından laboratuvar araçlarının yapımında kullanılır.Cam elyafı yapımında da borsili kat camları kullanılır.Boratlar seramik ve emayelere parlak ve düzgün bir yüzey sağlar, dünya bor bileşikleri tüketiminin % 20-30’u ağartma ve temizleme tozlarının yapımında kullanılır. Sabun, toz sabun ve temizleme tozlarına yumuşatıcı olarak boraks katıldığı gibi deterjanlara da ağartıcı olarak sodyum perborat katılır.

Bor bileşiklerinin % 5-10 kadarı tarımda gübre olarak ve tarım ilaçlarının (herbisitler) yapımında harcanmaktadır. Geriye kalan % 25 ise çok çeşitli sanayi dallarında kullanılır. Bunlar arasında, kimya, kağıt, tekstil, çimento sanayi, dericilik, fotoğrafçılık, eczacı, ateşe dayanıklı malzeme üretimi,çelik üretimi, antifriz yapımı başlıca kullanım alanlarını oluşturmaktadır, Bununla birlikte, üretim maliyetinin yüksek olması ve kullanımının ileri bir teknolojiyi gerektirmesi nedeniyle bor bileşiklerinin az gelişmiş ülkelerdeki kullanım alanları sınırlıdır. Bor, günümüzde önemli bir stratejik madde sayılmaktadır. 1951-1952 arasında ABD Savunma Bakanlığı “Bor hidrür yakıtları programını onaylamış ve 1955’’te 5 ton/gün üretim kapasiteli iki bor yakıtı fabrikasının yapımına başlanmıştır. Fabrikalar çalışmaya başladıktan sonra 1962’de jet bombardıman uçakları için üretilen yakıtların maliyetlerinin çok yüksek olması nedeniyle üretim durdurulmuştur.

Füzelerin gelişmesiyle birlikte bunlar için en uygun yakıtlardan olan organobor bileşikleri askeri açıdan büyük önem kazanmıştır, Bu nedenle 1960’lı yıllardan bu yana bor yakıtları konusundaki tüm araştırma ve çalışmalar askeri açıdan gizli tutulmaktadır.

Kaynakça:
http://www.nnt.com.tr/bor/bor-kullanim-alanlari.php
www.boraks.gen.tr/bor-nedir-kullanim-alanlari-lkdt56.html

Yazar: Doğan Bülbül