2.5.1. Stronsiyumun kullanım alanları
Stronsiyumun çeĢitli sektörlere göre kullanım alanları ve materyalin kullanım özellikleri değiĢmektedir. Genel baĢlıklar altında stronsiyumun kullanım alanları söyle sıralanabilir:
i) Elektrik elektronik sanayi
Stronsiyum karbonat stronsiyumun endüstriyel açıdan en önemli bileĢiğidir. X ıĢınlarını emebilme ve görüntü kalitesini artırma özelliğinden dolayı televizyon tüplerinin imalatında stronsiyum karbonat kullanılmaktadır.
Tüm tüplü teknolojiye sahip renkli televizyonlar CRTs (color-cathode-ray tube) içermektedir. Bu tüplerde oluĢan x-ray emisyonları insan için oldukça zararlıdır. Bunun kontrol altına alınabilmesi için televizyon tüplerinde mutlaka stronsiyumla kaplanmıĢ camlar kullanılmaktadır.
Stronsiyum klorür (SrCl2) ve fosfat floresans ıĢıklandırma sisteminde kullanılmaktadır.
Seramik mıknatıs üretiminde stronsiyum ferritler tercih edilmektedir. Stronsiyum ferro mıknatıslar yüksek manyetik güce, termal ve elektriksel dirence sahip olup kimyasal bakımdan inerttir. Böylece sıcaklık ve elektrik akımlarından etkilenmezler, bir çok kimyasal ile reaksiyona girmezler. Bu yönleriyle demir cevheri seperatörlerinde, fotokopi makinelerinde, otomotiv endüstrisinde; hopörler, elektronik ekipmanlarda, oyuncaklarda ve dekoratif uygulamalarda tercih edilmektedirler.
Stronsiyum titannat, stannat ve zirkonat elektrik kondansatörlerinde dielektrik malzemesi olarak kullanılmaktadır. Elektrik sanayinde kullanılan stronsiyum özellikleri Çizelge 2.11’de verilmiĢtir.
Çizelge 2.11. Elektrik sanayinde kullanılan stronsiyumun özellikleri (Kogel and Trivedi, 1996)
SrCO3 >%96
BaCO3 <%1
CaCO3 -
ii) Cam ve seramik sanayi
Optik cam imalatında stronsiyum titanat yaygın olarak kullanılmaktadır. Günümüzde cam ve seramik kaplamalarında baryum ve kurĢunun yerini stronsiyum bileĢikleri kullanılmakta olup böylece üründe doğabilecek olan toksit sorunları ortadan kaldırılabilmektedir. Cam ve seramik sanayinde kullanılan stronsiyum özellikleri Çizelge 2.12’de verilmiĢtir.
Çizelge 2.12. Cam ve seramik sanayinde kullanılan stronsiyumun özellikleri (Kogel and Trivedi, 1996) Cam Sanayi Seramik Sanayi
SrCO3 >%96 >%96 BaCO3 <%2 <%1 CaCO3 <%0.5 - Toplam S <%0.4 <%0.4 Fe2O3 <%0.01 - Na2CO3 <%1 -
iii) Boya sanayi
Selestit, boya sanayinde dolgu maddesi, parlatıcı ve beyazlatıcı olarak kullanılmaktadır. Stronsiyum kromat (SrCO4); düĢük toksit etkisi yüksek ısı dayanımı ve solmayan sarı rengi ile önemli bir boyadır. Uçaklarda, gemilerde, uzay araçlarında ve önemli parçaların boyanmasında stronsiyum kromat yaygın olarak kullanılmaktadır. Stronsiyum sülfür (SrS); ıĢık veren boyalarda fosferans etkisi yaratmak amacıyla dolgu maddesi olarak kullanılmaktadır. Boya sanayisinde kullanılan stronsiyum kromatın özellikleri Çizelge 2.13’te verilmiĢtir.
Çizelge 2.13. Boya sanayinde kullanılan stronsiyum kromatın özellikleri (Kogel and Trivedi, 1996)
SrO >%48
CrO3 >%45
NO3 olarak nitrat <%0.1
Cl olarak klorit <%0.1
iv) Metalurji
Çinko elektrolizi aĢamasında emprüteleri uzaklaĢtırmak amacıyla stronsiyum kullanılmaktadır. Sülfürik asitte çözünmeyen stronsiyum karbonat ilavesi ile elektrolit içindeki kurĢun içeriği düĢürülmekte ve katotta çinko depolanmaktadır. 1 ton çinkonun katotta biriktirilebilmesi için 0,5-2 kg arasında stronsiyum karbonat sarfiyatı yapılmaktadır. Çelik sanayinde; stronsiyum klorürür (SrCl2), karbürleme ve sertleĢtirme tuz banyolarında kullanılmaktadır. Stronsiyum kromat ise özel krom kaplamalarda uygulama alanı bulmaktadır.
v) Piroteknik
Stronsiyumun önemli kullanım alanlarından birisi de pirotekniktir. Stronsiyum parlak ve kırmızı bir alev vererek yanar. Bu yönüyle yerine baĢka bir malzemenin idamesi mümkün değildir. ÇeĢitli ıĢık aygıtlarında stronsiyumun karbonat, klorat, oksalat ve sülfatlı bileĢikleri kullanılsa da bu alanda en yaygın kullanılan bileĢiği stronsiyum nitrattır. Stronsiyumun askeri piroteknik, uyarı aygıtları ve eğlence sektöründe uygulama alanları çok yaygındır. Stronsiyum metali uzay veya hava durumu istasyonlarındaki çeĢitli donanımlarda kullanılır. Stronsiyum hidroksit Ģekerle çözünmez bir bileĢik oluĢturarak Ģekeri melastan ayırır. Stronsiyum karbonat baryum karbonat ile birlikte vakum tüplerinde bulunan katotlarının imalatında kullanılır. Stronsiyum hidrat stronsiyum yağı ve sabunlarının imalatında kullanılır. Stronsiyum yağları viskoz dirençlerinin iyi olması, yüksek sıcaklıkta okside olmamaları ve suyun çözücü etkisine dayanımlı olmaları nedeniyle, endüstriyel çaptaki fırınlar ve uçak motorlarındaki mil yataklarında yağlayıcı olarak kullanılmaktadır. Stronsiyum silikat kaliteli demir üretiminde kullanılır. Stronsiyum klorür diĢ macununda dolgu maddesi ve parlatıcı etkiyi artırmak amacıyla kullanılır. Tıp alanında bir stronsiyumun izotopu olan Sr85 kemik kanserinin teĢhisinde önemli rol oynamaktadır. Sr90 izotopu ise radyoterapide kullanılmaktadır. Eczacılık sektöründe Stronsiyum bromür bir yatıĢtırıcı ve mide asidi düzenleyicisi olarak kullanılır. Stronsiyum kromat kimyasal belirteçtir. Jeokimyasal yaĢ tespitinde 87
Rb / 87Sr tarihleme yöntemi en çok kullanılan radyokronoloji yöntemlerinden biridir. 87Sr /86Sr oranı izotopik çizici rolünü oynar ve eriyerek kayaçları oluĢturan kabuk ve manto yapısını belirlemeye yarar. Stronsiyum bileĢikleri, formülleri ve kullanım alanları Çizelge 2.14’te sunulmuĢtur (TümaĢ, 1990).
Çizelge 2.14. Stronsiyum bileĢikleri, formülleri ve kullanım alanları (TümaĢ, 1990)
Stronsiyum BileĢikleri Formül Kullanım Alanı
Asetat Sr(C2H3O2)2.1/2H2O Ġlaç
Bromür SrB2 Ġlaç
Karbonat SrCO3 Tv tüpü, Çinko elektrolizi
Klorat Sr(ClO3)2 Piroteknik
Klorür SrCl2 Piroteknik, elektronik
Kromat SrCrO4 Boya
Florür SrF2 Lazer, ilaç
Hidroksit Sr(OH)2 ġeker rafinasyonu
Ġyodür SrI2 Ġlaç
Nitrat Sr(NO3)2 Piroteknik
Oksit SrO Kurutma
Perkolat Sr(ClO4)2 Piroteknik
Peroksit SrO2 Ağartma, havai fiĢek
Salisinat Sr(C7H5O3)2.H2O Ġlaç
Stannat SrSnO3 Elektronik
Sülfat SrSO4 Seramik
Sülfit SrS Boya
Titanat SrTiO3 Elektronik
Zirkonat SrZrO3 Elektronik
2.5.2. Amonyum sülfatın kullanım alanları
Bitkiler için gerekli olan gübrelerden en önemlisi azotlu gübrelerdir. Bitkilerin daha sağlıklı ve kaliteli büyüyerek yüksek verimlilikle ürün verebilmeleri için toprakta bulunan azot miktarından daha fazla azota gereksinimleri vardır. Bunun için toprağa azotlu gübrelerin ilave edilmesi gerekmektedir.
Azotlu gübrelerin ana maddesi amonyaktır (NH3). Amonyak doğrudan gübre
olarak kullanılabilir. Ancak bu maddenin taĢınması, depolanması ve toprağa uygulanmasında bazı zorluklar vardır. Bu itibarla amonyak kullanılmak suretiyle taĢınması, depolanması ve uygulanması daha kolay olan azotlu gübreler üretilmiĢtir.
Bitkiler azot ihtiyacını daha çok amonyum (NH4) ve nitrat (NO3) formundaki azot kaynaklarından temin ederler. Bütün azotlu gübreler de toprağa uygulandıklarında parçalanarak amonyum veya nitrata dönüĢürler. Bütün azotlu gübrelerin ham maddesinin amonyak olduğu ve toprağa uygulandıklarında da parçalanarak amonyum ve nitrata dönüĢtüklerine göre herhangi bir azotlu gübre ile bitkinin azot ihtiyacını karĢılamak mümkündür. (IĢık, 2010).
Amonyum sülfat gübresi ((NH4)2SO4) açık sarıdan griye değin değiĢen ve çoğunlukla beyaz bazen renkli olan kristal yapıda amonyak (NH3) bazlı bir gübredir. (NH4)2SO4 gübresinde %20,5 N ve %24 S bulunur. Saf durumdaki (NH4)2SO4 ise %21,2 N ve %27,5 S içerir. (NH4)2SO4 gübresi amonyak gazı ile sülfürik asidin tepkimesi sonucunda elde edilir (EĢitlik 2.11).
2 NH3(g)+ H2SO4(ç) → (NH4)2SO4 (2.11) (NH4)2SO4 üretiminde önceleri kömürün koklaĢtırılması esnasında oluĢan NH3 kullanılırken 1923 yılından sonra özellikle Almanya’da sentetik amonyak üretiminin yaygınlaĢmıĢ ve sülfürik asitin nötralizasyonunda sentetik ürünler kullanılmaya baĢlanmıĢtır. Sentetik olarak üretilen ya da kömürün koklaĢtırılmasıyla elde edilen NH3(g) sulu H2SO4 içeren nötürleĢtirme tankına püskürtülerek verilir. H2SO4 ise tanka üstten enjekte edilir. Tepkime sonucu oluĢan sıcaklık suyun buharlaĢmasına neden olur. Nötralizasyon tankında PH 7' nin altında tutularak NH3 kaybı önlenir. Tankın altında biriken (NH4)2SO4 kristalleri alınır. Sanrifüj edilir ve kurutulur. Geride kalan çözelti tekrar nötralizayon tankına gönderilir. Bu yöntemle 520 kg NH3(g) ve 1.500 kg H2SO4(ç) kullanılarak 2.000 kg (NH4)2SO4 gübresi elde edilir.
Kimi ülkelerde ise kalsiyum sülfatın (CaSO4) amonyum karbonatla ((NH4)2CO3) iĢleme tabi tutulmasından amonyum sülfat elde (NH4)2SO4 edilmektedir. Bu yöntemde ise CaSO4içeren tanka bir yandan basınç altında CO2(g) verilirken diğer yandan sulu NH3(ç) verilir. Tepkime sonucu önce CaCO3 oluĢur. CaCO3 ile CaSO4 tepkimesi sonucunda da (NH4)2SO4 oluĢur. Çözeltiye alınan (NH4)2SO4 buharlaĢtırılarak kristalize edilir. Tankta çöken CaCO3 istenirse nitrik asit (HNO3) ve kalsiyum nitrat (Cad(NO3)2) üretiminde kullanılır (Soller kimya, 2011).