Bakır, altından sonra rengi doğal olarak gümüş veya gri olmayan tek metaldir. Parlak, kırmızımsı bakır, insanlar tarafından kullanılan ilk metaldi ve bugün endüstride önemli yer tutmaya devam ediyor. Ortadoğu'da bulunan en eski metal obje bakırdan oluşuyor; 5100 yılına kadar uzanan küçük bir bızdı. Bakır, demir ve alüminyumdan sonra dünyada en çok harcanan üçüncü endüstriyel metaldir. Bu bakırın yaklaşık dörtte üçü elektrik telleri, telekomünikasyon kabloları ve elektronik cihazlara gidiyor.
Bakırın Kimyasal Tanımı
- Atom numarası (çekirdekteki proton sayısı): 29
- Atom sembolü (periyodik tablo): Cu
- Atom ağırlığı (atomun ortalama kütlesi): 63,55
- Yoğunluğu: Santimetre küp başına 8,92 gram
- Oda sıcaklığında durumu: Katı
- Erime noktası: 1.084 santigrat derece
- Kaynama noktası: 2.927 santigrat derece
- İzotop sayısı (aynı elementin farklı sayıda nötron içeren atomları): 35; 2 kararlı
- En yaygın izotoplar: Cu-63 (%69,15 doğal bolluk) ve Cu-65 (%30,85 doğal bolluk)
Bakırın Tarihi
Çoğu bakır cevherlerde bulunur ve kullanılmadan önce saflık için eritilmesi veya cevherinden çıkarılması gerekir. Ancak doğal kimyasal reaksiyonlar da bazen doğal bakırı açığa çıkarabilir.
İnsanlar en az 8.000 yıldır bakırdan bir şeyler yapıyor ve MÖ 4.500 civarında metali nasıl eriteceklerini buldular. Bir sonraki teknolojik sıçrama, bakıra kalay ekleyerek bakır alaşımları oluşturmaktı, bu da daha sert bir metal yarattı: Bronz. Yaklaşık MÖ 3300 ila 1200'ü kapsayan dönem olan Bronz Çağı'nda başlayan teknolojik gelişme, bronz alet ve silahların kullanımıyla ayırt edilir.
MÖ 5100'e tarihlenen minik bız veya sivri uçlu alet, İsrail'de eski bir köyde orta yaşlı bir kadınla birlikte gömülmüştür. Bız, Orta Doğu'da şimdiye kadar bulunan en eski metal nesnedir. Bakır muhtemelen güneydoğu Rusya, Ermenistan, Azerbaycan ve Gürcistan'ı kapsayan dağlık bölgede 1.000 kilometre uzakta bulunan Kafkasya bölgesinden geldi. Antik Mısır'da insanlar, yüzükler dahil mücevher yapmak için bakır alaşım kullandılar. Araştırmacılar İsrail'de MÖ 10. yüzyıldan kalma devasa bakır madenleri bulmuştur. Bakır, yaklaşık 7.000 yıl önce insanların çevreye saldığı ilk kirletici bile olabilir.
Dünyadaki bakırın yaklaşık üçte ikisi magmatik (volkanik) kayalarda bulunuyor ve yaklaşık dörtte biri tortul kayaçlarda oluşur. Metal sünektir ve dövülebilirdir ve ısı ve elektriği iyi iletir – bakırın elektronik ve kablolamada yaygın olarak kullanılmasının nedeni bu.
Bakır, oksidasyon reaksiyonu nedeniyle yeşile döner; yani suya ve havaya maruz kaldığında elektron kaybeder. Bakır kaplı Özgürlük Anıtı'nın turuncu-kırmızı yerine yeşil olmasının nedeni bu. Anıt yalnızca 0,127 milimetre kalınlığında yıpranmış bakır oksit tabakası kaplı ve kaplama yaklaşık 73 ton ağırlığında. Bakır renginden yeşile geçiş yavaş yavaş gerçekleşti ve renk değişimi heykelin açılışından 34 yıl sonra 1920'de tamamlandı.
Bakıra Dair Gerçekler
İşte bakır hakkında bazı ilginç gerçekler:
- Hollandalı tarihçi Peter van der Krogt'a göre, "bakır" sözcüğünün birçok kökü var ve bunların çoğu Latince "Kıbrıs metali" anlamına gelen Cyprium aes ifadesinden türetilen cuprum sözcüğünden geliyor. O dönemde kullanılan bakır Kıbrıs'ta çıkarılmıştı.
- Ortalama bir arabadaki tüm bakır kablolar ip gibi dizilirse 1,5 km'ye ulaşır.
- Bakırın elektriksel iletkenliği (bir akımın metalden ne denli kolay akabileceği) gümüşten sonra ikinci sıradadır.
- Madeni paralar 18. yüzyıldan 19. yüzyılın ilk yarısına doğru saf bakırdan yapılırken sonraları bronzdan yapıldı. Günümüzde büyük oranda çinkodur.
- İnsanlar bakıra ihtiyaç duyar. Metal, kırmızı kan hücrelerinin oluşumu için çok önemli olan önemli bir eser mineral. Neyse ki bakır, tahıl, fasulye, patates ve yeşil yapraklı sebzeler dahil çeşitli gıdalarda bulunuyor.
- Bununla birlikte çok fazla bakır kötüdür. Yüksek düzeyde metalin yutulması kısa vadede karın ağrısı, kusma ve sarılığa (ciltte ve göz beyazında sarımsı renk tonu karaciğerin düzgün çalışmadığını gösterir) neden olabilir. Uzun süreli maruz kalma, anemi, kasılmalar ve genellikle kanlı ve mavi olabilen ishal gibi semptomlara yol açar.
- Bazen, eskiyen bakır borular nedeniyle su kaynağındaki bakır seviyesi artar.
- Bakır anti-mikrobiyal özelliklere sahip ve temas halinde bakteriyi, virüs ve mayaları öldürür. Sonuç olarak bakır, ayak mantarıyla savaşan çoraplar gibi anti-mikrobiyal giysi kumaşlarına dokunabiliyor.
- Doğum kontrolü için kullanılan bazı rahim içi araçlara bakır dahildir. Bakır kablolama hamileliği önlemek için hem sperm hem de yumurtalara toksik olan inflamatuar reaksiyon oluşturur.
Bakıra Dair Güncel Araştırmalar
Bakırın anti-mikrobiyal özellikleri, onu tıp alanında popüler bir metal haline getirdi. Birçok hastane, hastane kaynaklı enfeksiyonların yayılmasını yavaşlatmak amacıyla yatak korkulukları ve çağrı düğmeleri gibi sık dokunulan yüzeyleri bakır veya bakır alaşımlarıyla kaplamayı denedi. Bakırın organizmaların hücre zarlarının elektrik yüküne müdahale ederek mikropları öldürdüğü söylenir.
Bilim insanları, geleneksel hastane odalarında (bakır yüzeyleri olmayan) hastaların %12,3'ünde metisiline dirençli Staphylococcus aureus (MRSA) ve vankomisine dirençli Enterokok (VRE) gibi antibiyotiğe dirençli enfeksiyonlar olduğunu buldu. Karşılaştırıldığında, bakırla modifiye edilmiş (sık temas edilen her yüzeyin bakırla değiştirilmesi) odalarda hastaların sadece %7,1'i bu potansiyel olarak yıkıcı enfeksiyonlara yakalandı.
Yani bir hastanın odasına bakır koyarsanız mikrobiyal yükü azaltacağınızı biliyoruz. Bakırla zenginleştirilmiş bandajlarda sezaryen yaralarının pansumanının, geleneksel pansumanlara kıyasla karın boşluğunda enfeksiyon riskini %80 azaltabildiği bulundu.
Bakır ayrıca elektronikte büyük rol oynar ve bolluğu ve düşük fiyatı nedeniyle araştırmacılar bakırı son teknoloji cihazlara entegre ediyor. Bakırın fütüristik yönü elektronik kağıt, giyilebilir biyosensörler ve diğer "yumuşak" elektroniklerin üretilmesine yardımcı olabilir. Kuru mutfak süngerine benzer şekilde, oldukça gözenekli, çok hafif ve kendi başına ayakta durabilecek kadar güçlü bir "aerojel monolit" oluşturmak için bakır nanoteller kullanılıyor. Bu aerojel monolitler önceleri altından veya gümüşten yapılmıştır, ancak bakır daha ekonomik bir seçenek.
Araştırmacılar, bakır nanotelleri az miktarda polivinil alkolle karıştırarak, elektriği ileten bir tür dilimlenebilir, şekillendirilebilir kauçuğa dönüşebilen aerojel monolitler üretebiliyor. Nihai sonuç yumuşak gövdeli bir robot veya cilde mükemmel şekilde uyum sağlayan tıbbi bir sensör olabilir. Bakır aerojel monolitlerden kan basıncı ve vücut sıcaklığı sensörleri oluşturmak için çalışılıyor.
Fizikçiler ayrıca bakırla deneyler yapıyorlar. Bir deneyde, araştırmacılar onu 6 millikelvin'e yani mutlak sıfırın (0 kelvin) bir derece üstünün 6000'de 6'sına dek soğuttuğunda, eldeki bakır yığını Dünya'daki en soğuk nesne oldu. Bu kütle ve hacimdeki bir maddenin mutlak sıfıra en yakın olduğu andır.
400 kilogram bakır küp, nesneleri aşırı soğuk tutmak için özel olarak tasarlanmış kriyostat adı verilen bir bölmenin içine yerleştirildi. Maddeleri mutlak sıfıra bu kadar yakın tutabilen ilk kriyostat oldu. Buzlu bakır deneyi, nötrino adı verilen atom altı parçacıkları ve evrende neden antimaddeden çok daha fazla madde olduğunu araştırmak için kullanılıyor.
Bakır, tarım bilim insanlarının da ilgisini çekiyor. Özellikle buğday olmak üzere ekinlerdeki bakır eksikliklerinin etkilerini araştırıyorlar. Buğday, dünyadaki en önemli gıda maddelerinden biri ve bakır eksikliği hem düşük mahsul verimine hem de üretimine neden olabilir.
Araştırmacılar, bitkilerin bakırı nasıl emdiğini ve işlediğini araştırıyorlar. Buğdayda, bakırın alınması ve buğdayın üreme organlarına verilmesi için hayati önem taşıyan AtCITF1 ve AtSPL7 adlı iki protein keşfedilmiştir. İlk testler, bakır ve diğer besinler toprakta zenginleştirildiğinde ve daha sonra buğday tarafından emildiğinde, mahsul veriminin 7 kata kadar arttığını gösteriyor. Bakır ve diğer minerallerin bilinmesinin ekinlerin sağlığı ve verimliliği için faydalı olduğu anlaşılırken, bunun nasıl ve neden olduğu tam olarak anlaşılamadı.
Bakırın neden faydalı olduğu ve bir bitkinin büyüme ve üremesinde nasıl işlev gördüğü bilgisi, pirinç, arpa ve yulaf gibi ekinlerde kullanılabilir ve bu ekinleri bakır içeren mineral açısından zengin bir gübre ile buluşturmayı sağlayabilir. Bunlar bir zamanlar tarım için uygun olmadığı düşünülen topraklardır.
Bakır Üretimi ve Rezervleri
| Ülke | Maden Üretimi 2016 (metrik ton)* | Dünya Maden Üretiminin %'si | İspatlanmış Rezervler 2016 (metrik ton)* | Gösterilen Dünya Rezervlerinin %'si |
|---|---|---|---|---|
| Şili | 5,500,000 | 28.4 | 210,000,000 | 29.2 |
| Peru | 2,300,000 | 11.9 | 81,000,000 | 11.3 |
| Çin | 1,740,000 | 9.0 | 28,000,000 | 3.9 |
| ABD | 1,410,000 | 7.3 | 35,000,000 | 4.9 |
| Avustralya | 970,000 | 5.0 | 89,000,000 | 12.4 |
| Kongo (Kinşasa) | 910,000 | 4.7 | 20,000,000 | 2.8 |
| Zambiya | 740,000 | 3.8 | 20,000,000 | 7.4 |
| Kanada | 720,000 | 3.7 | 11,000,000 | 1.5 |
| Rusya | 710,000 | 3.7 | 30,000,000 | 4.2 |
| Meksika | 620,000 | 3.2 | 46,000,000 | 6.4 |
| Diğer ülkeler | 3,800,000 | 19.6 | 150,000,000 | 20.8 |
| Dünya toplamı | 19,400,000** | 100** | 720,000,000 | 100** |
| *Tahmini. | ||||
| **Yuvarlamadan dolayı, bilgiler verilen toplam rakama ulaşmamaktadır. | ||||
| Kaynak: ABD İçişleri Bakanlığı, 2017. | ||||
Bakır Hakkında Sık Sorulanlar
Bakır nedir?
Bakır, Cu sembolüne ve 29 atom numarasına sahip kimyasal bir elementtir. Elektrik tesisatı, sıhhi tesisat ve diğer uygulamalarda yaygın olarak kullanılan yumuşak, dövülebilir ve sünek bir metaldir.
Bakırın özellikleri nelerdir?
Bakır, yüksek ısı ve elektrik iletkenliğine sahip kırmızımsı-turuncu bir metaldir. Ayrıca korozyona karşı dayanıklıdır ve antimikrobiyal özelliklere sahiptir.
Bakır nasıl üretilir?
Bakır tipik olarak yer kabuğundan çıkarılan bakır cevherlerinden üretilir. Cevher daha sonra bakırı çıkarmak için işlenir, bu da genellikle kırma, öğütme ve yüzdürme işlemlerinin bir kombinasyonu ile yapılır. Elde edilen bakır konsantresi daha sonra eritilir ve saf bakır metali üretmek için rafine edilir.
Bakırın kullanım alanları nelerdir?
Bakır, elektrik tesisatı, sıhhi tesisat, çatı kaplama ve endüstriyel makineler de dahil olmak üzere çok çeşitli uygulamalarda kullanılır. Ayrıca madeni paralarda, mücevherlerde ve diğer dekoratif eşyalarda da kullanılır.
Bakır madenciliği ve üretiminin çevresel etkileri nelerdir?
Bakır madenciliği ve üretiminin habitat tahribatı, su kirliliği ve sera gazlarının salınımı gibi önemli çevresel etkileri olabilir. Ancak, madencilik uygulamalarının iyileştirilmesi ve bakır üretiminde yenilenebilir enerji kullanımı yoluyla bu etkilerin azaltılmasına yönelik çalışmalar devam etmektedir. Ayrıca bakır yüksek oranda geri dönüştürülebilir olduğundan üretiminin çevresel etkilerini azaltmaya yardımcı olabilir.
Bakırın önemli özellikleri nelerdir?
Bakır, mükemmel elektrik ve ısı iletkenliğine sahip yumuşak, sünek bir metaldir. Ayrıca korozyona karşı oldukça dirençlidir ve diğer elementlerle düşük reaktiviteye sahiptir.
Bakıra maruz kalmanın sağlık üzerindeki bazı etkileri nelerdir?
Bakır insan vücudu için temel bir besin maddesi olsa da, aşırı maruziyet gastrointestinal sorunlar, karaciğer ve böbrek hasarı ve nörolojik etkiler gibi olumsuz sağlık etkilerine yol açabilir. Bakır maruziyeti ayrıca cilt tahrişine ve alerjik reaksiyonlara da neden olabilir.
Kaynaklar: