Son Haberler

Kritik Madenlerden Germanyum Nedir?

-
Eylül 3, 2022
Kritik Madenlerden Germanyum Nedir?

Germanyum; yerkabuğunda ender bulunan stratejik ve kritik hammaddeler arasında yer alır. Elektriksel özellikleriyle dikkat toplayan bir elementtir.

Kritik Madenlerden Germanyum Nedir?

Germanyum, ender bulunan elementlerden ve kritik madenlerden biridir. Geleceğin stratejik madenleri arasında yer alan germanyumun ehemmiyeti ve kullanım alanları her geçen gün çoğalıyor. Elektriksel özellikleriyle özellikle elektronik sektörü için stratejik ehemmiyette olan germanyum, insan sıhhatine katkıları ile de dikkat toplayan bir element. Göz hastalıklarına karşı aktif rolü olan germanyumun optik sistemler, nesneller, kameralar gibi gözle iletişimli ürünlerde kullanılması da manidar. Her cins kanser hücresi üzerinde de pozitif neticeler alınmıştır. İsmini pek dinlemediğimiz germanyumun, stratejik ve kritik olmasının nedenlerini anlatalım.

Tarihçesi

Germanyum, 130 yıldır öğrenilen bir element. Rus kimyacı ve mucit Dimitri Mendeleyev, 1871 senesinde element tablosundaki boşluklardan hareketle varlığını hipotez ettiği germanyumun “ekokardiyum” olabileceğini öne sürdü. Daha sonra bu elementin silikona eşliği dikkate alınarak “ekasilikon” olduğu görüşleri ileri sürüldü.

1886 senesinde Alman kimyacı Clemens Winkler, sülfitli mineral olan argirodit üzerindeki deneyleri sırasında germanyumu keşfetti. Winkler, argirodit üzerindeki tahlillerinde birkaç ay süresince mineral üzerinde saflaştırma teknikleri uyguladı ve germanyumu izole ederek saf germanyum elde etti. Aynı sene içinde bulguyu ile alakalı neticeleri yayınladı. Winkler’in bulguyu, Mendeleyev’in hipotezlerini de doğru çıkardı ve hipotez edilen özelliklerde bir element daha keşfedilmiş oldu. Winkler, doğduğu ülke Almanya’ya atfen keşfettiği metalin adını Latince “Germania” kelimesinden türeyen “germanyum” olarak belirledi.

Keşfedilmesinin ardından 1940’lı senelere kadar ehemmiyeti pek bilinmez germanyum, 1945 senesinden itibaren ehemmiyet kazanmaya başladı. 1960’ların sonlarına doğru da televizyonlarda, radyolarda, bilgisayarlarda ve ses aygıtlarında kullanılmaya başlandı. Günümüzde ise, stratejik maden olarak bir hayli teknolojide kullanılıyor.

Kimyevi Özellikleri

Germanyum; kimyevi simgeyi “Ge”, atom numarası 32, atom ağırlığı 72,64 olan bir elementtir. Periyodik tabloda 4-A grubunda yer alır. Silisyum ve kalay ile aynı gruptadır. Erime noktası 938, kaynama noktası 2833 derecedir. 600-700 derecelik havada oksitlenir. Metaloid element serisinde olan germanyum, gümüş grisi rengindedir. Kristal yapısı, elmasa eş. Ametaller ile metaller arasında yarı metal özellikler gösterir. Bu nedenle yarı geçirgendir. Organik formaları toksik değildir; ancak inorganik formları zehir kapsar. Bu nedenle sağlık alanında organik formları kullanılabilir. Elektriksel özellikleri dikkat çekici seviyededir. Klasik atmosferik koşullarda oldukça karalıdır. Halojenlerle şiddetli tepkinlere girer. Nitrik asit ve derişik sülfürik asitle çözünür. Su, klorür asidi, seyreltik alkalilerle çözünmez. Saf germanyum, düşük sıcaklıklarda izolatördür. Oda sıcaklığında zayıf geçirgenlik özelliği gösterir. İnce tozu klor ve kromla yanarak birleşir. Germanyumun iki ehemmiyetli bileşiği; germanyum tetraklorür ve germanyum -4- oksittir. Organik bileşikler de oluşturabilir.

Tabiatta ender bulunur. Mikro mineral olarak tuz halinde bulunabilir. En çok bulunan elementler arasında 36. sıradadır. Yerkabuğunda yüzde 0,0004-0,0007 arasındaki oranlarda germanyum içeriği bulunduğu hipotez edilmektedir. Tabiatta özgür olarak bulunmaz. Germanyum yapımının büyük kısmı sülfürlü çinko madenlerinden sağlanmaktadır. Çinkonun saflaştırılması sırasında ve yumuşak katranlı maden kömürünün yakılması sırasında yan ürün olarak elde edilir. Bu usullerle uzun operasyonlar neticeyi elde edilebilmektedir. Germanyumun ekonomik olarak kullanılabilmesi için içeriğindeki yabancı madde oranının 1108’in altına indirilmesi gerekiyor.

Ekonomik germanyum konsantrasyonları hidrotermal sülfit formasyonları ve sedimanter kayaçlardır. Germanyum içeriği en fazla olan mineraller şunlardır; germanit yüzde 8-9, itoit yüzde 7, argirodit yüzde 6-7, fleischerit yüzde 6-7, renierit yüzde 5-7.

Kütle numaraları 70-76 arasında 5 kararlı izotopu vardır. Radyoaktif izotopları da 9 adettir ve kütle numaraları 65-78 arasındadır. Yapay izotopları da bulunmaktadır.

Germanyumun Bazı Özellikleri

Germanyum klasik ışığa karşı transparan değilken, kızılötesi ışınlara karşı oldukça saydamdır. Başka Bir Deyişle görünür dalga boylarını geçirmez, kızılötesi dalga boylarını geçirir.
Germanyum oksit bileşiği optik aletlerin özelliklerini değiştirebilir.
Donma noktasının altında katılaştıkça hacmi genişler.
Transistörler ve diyotlar gibi elektronik sistemlerde düşük efor kullanımı ve etrafa az ısı yayması özellikleri vardır.
Germanyum bileşikleri bazı bakterilere karşı tesirlidir.
Yanıcı özelliği vardır, tozu kolayca tutuşur.

Nerelerde Kullanılır?

Elektriksel özellikleri nedeniyle elektrik ve elektronik sektörü için çok ehemmiyetli bir elementtir. Transistörler ve diyotlarda çok ehemmiyetli rol oynar. Germanyum içeriği bulunan sırçaların kimyevi dirençleri çoğalmaktadır. Arsenik, galyum gibi öbür elementlerle elektronik uygulamaların ehemmiyetli bir parçasıdır. Yarı geçirgen olarak kullanımı yaygındır. Manyetik özellikleri nedeniyle bilekliklerde de kullanılabilmektedir.

Germanyumun saf ve bileşik olarak kullanıldığı bazı sektör ve ürünler şunlardır; transistörlü aletler, diyotlar, optik parçalar ve aletler, kamera ve mikroskop mercekleri, kızılötesi kameralar, tayfölçerler, dedektörler ve lensler, kemoterapi ve vitamin ilaçları, florasan lambalar, projektörler,

Sıhhate Faydaları

Germanyumun organik formları bazı sağlık meselelerinin rehabilitasyonunda kullanılıyor. İlaç veya bazı yiyeceklerle bedene alınan germanyumun organik formları, kolayca emilip beden dışına atılabilir. Yüzde 85’i idrar yoluyla bedenden atılır. Bedene alınan germanyum içerikleri 7 gün içinde tamamen bedenden atılabilir. Germanyumun organik ve inorganik formları dışında yapay sentetik formları da vardır. “Ge-132” formu yapay sentetik formlarındandır. Germanyum dioksit, oldukça toksik özellikli inorganik formudur. Sodyum germanat, germanyumun sodyum tuzudur. Sanumgerman ve spirogermanium ise, germanyumun organik bileşikleridir. Yüksek nitelikte organik germanyum, yüzde 99,7 oranında germanyum kapsar. Organik germanyumun saflık derecesine göre faydası ve güvenliği değişmektedir.

Germanyumun sıhhate bazı faydalarını şöyle sıralayabiliriz;

Organik germanyum, bedenin natürel korunmasını güçlendirir.
Bağışıklık sistemini canlandırarak kansere karşı direnç kazandırır.
Göz hastalıklarına karşı tesirlidir. Kataraktın ilerlemesini engeller.
Lens dokuları ve ağ tabaka rahatsızlıklarında tesirlidir.
Hücre çeperlerini stabilize eder.
HIV virüsünün yayılmasını engeller.
Zararlı küflerin gelişmesini engeller.
Alerjik gidişatların iyileşmesinde faydaları görülmüştür.
Kolon, akciğer, karaciğer kanserleri ve lösemi gibi hastalıklarda pozitif tesirleri vardır.
Kemik rahatsızlılarında faydaları görülmüştür.
Tansiyon ve damar rahatsızlıklarında dengeleyici rolü vardır.
Kangren tehlikesini eksiltir, kan dolaşımını geliştirir.
Antioksidan özellikleri vardır.
Bedenin oksijenden faydalanmasını geliştirir, glütasyon seviyesini artırır.
Epilepsi ve Parkinson gibi fonksiyonel rahatsızlıklara karşı iyileştirici tesiri vardır.
Manyetik germanyum bileklikler, strese karşı tesirlidir.

Germanyum içeriği bulunan bazı yiyecekler şunlardır; sebzeler, sarımsak, tere, soğan, yosun, aloevera, karakafesotu, ginseng, sumak, mantar, chlorella, ton balığı, domates suyu…


Hangi Ülkelerde Rezervi Bulunur?

Dünyadaki toplam germanyum rezervleri hakkında kesin bilgiler bulunmuyor. Kanada’da 700 bin ton, Amerika Birleşik Devletleri’de 450 bin ton, Zaire’de 200 bin ton etrafında rezerv bulunurken, Avrupa ülkelerindeki toplam germanyum rezervinin takribî 800 bin ton olduğu hipotez edilmektedir.

Germanyum imali yapılan ülkeler şunlardır; Amerika Birleşik Devletleri Alaska, Kanada British Colombia, Avustralya, Çin, Meksika, Belçika, Rusya Sibirya, Güney Afrika, Zaire… Dünyadaki senelik toplam germanyum imali 135 bin ton ortamındadır. Germanyum yapımında yüzde 70’lik dilimle Çin başı sürüklüyor. Rusya % 4, Amerika Birleşik Devletleri % 2,5 ve öbür ülkeler % 23 oranında yapım yapmaktadır.

Türkiye’de germanyum rezervi araştırması ve imali rastgele bir çalışma yapılmıyor. Kayseri’deki bir çinko kuruluşunda bazı madenlerden germanyum içeriği çıkarılsa da ekonomik anlamda germanyum imali yapılmamaktadır. Türkiye’deki rezerv gidişatı da henüz öğrenilmiyor.