İridyum Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

İridyum, platin grubu metaller arasında yer alan dayanıklı ve çok sert metallerden biridir. Dünya kabuğunda ince bir iridyum tabakası bulunur.

İridyum, keşfedilen metaller arasında en yüksek korozyon direnci olan elementtir. Doğal olarak bu özelliği sebebiyle birçok ürünün gözdesi olan bir metaldir. Keşfedildiği tarihte çok kullanılan dolma kalemlerin uçlarında iridyum alaşımları tercih edilmiş. Sonraki yıllarda özellikleri keşfedildikçe popülaritesi de artmış. İridyum uyduları, bildiğiniz gibi iridyumdan üretilmiş uydular değil. Bazı iletişim uydularına bu ismin verilmesinin çok ilginç bir sebebi var. İridyumun radyoaktif formuna kesinlikle dokunmayın, yakınlarında bulunmayın! İsmi ve tuzları ile gökkuşağı arasındaki ilişkiyi de sanırım tahmin etmişisinizdir. Ayrıntılar makalemizde…

Tarihçesi

İridyum, 1803 yılında Londra’da Smithson Tennant tarafından keşfedilmiştir. Tennant, Güney Amerika’dan getirilen ve çözünmeyen platin metali üzerindeki çalışmaları sırasında iridyumu, osmiyumla birlikte elde etmiştir. Osmiyum parçalarının hidroklorik ve nitrik asitle (kral suyu) birleştirilmesi sonucu elde edilmiştir. Tennant, kral suyunda platin cevherinin çoğunun eridiğini, az miktarda siyah toz bıraktığını fark etti. Bu tozu elde eden diğer kimyagerler inceleme gereği duymadı; ancak Tennant bu siyah tozu incelemeye başladı. Platinden çok farklı özellikler gösterdiğini tespit etti. Keşfettiği yeni elemente “iridyum” adını verdi.

İridyumu, keşfedildiği tarih olan 1803 yılında başka kimyagerlerin de keşfettiği belirtiliyor. Bu kimyagerler; H.V. Collet-Descotils, A.F. Fourcory, N.L. Vauguelin’dir. Bu kimyagerlerin de platin cevherinin asitte çözünmeyen kalıntıların iridyum keşfettiği yönünde bazı bilgiler mevcut. Ancak bilim dünyası kayıtlarında iridyum kâşifi olarak Smithson Tennant yer alıyor.

İridyumla ilgili bazı tarihler ise şöyle;

• 1834 yılında John Isaac Hawkins tarafından iridyumun ilk metal formu elde edildi ve ilk olarak dolmakalem uçlarında kullanıldı.
  
• 1850’li yıllardan sonra platin-iridyum alaşımları kullanılmaya başlandı. Bu alaşımın ilk olarak kullanıldığı alanlardan biri, Amerika’daki iç savaş sırasında kullanılan Withwort toplarıydı.
  
• 1908 yılında ilk iridyum potaları üretildi. Bu potalar, yüksek sıcaklıktaki kimyasal reaksiyonlar için kullanıldı.
  

“İridyum” kelimesi, Latince “gökkuşağı” anlamındaki “iris” sözcüğünden türetilmiştir. İris, aynı zamanda Yunan mitolojisindeki gökkuşağı tanrıçasının da ismidir. İngilizcesi “iridium”dur. “İris” adı verilmesinin bir sebebi de iridyum tuzlarının gökkuşağı renklerinde olması ve çok renkli bileşikleridir.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Kimyasal sembolü “Ir” olan iridyumun atom numarası 77, atom ağırlığı 192,21, yoğunluğu 22,5 grcm3’tür. Erime noktası 2446 derece, kaynama noktası 4428 derecedir. Periyodik cetvelin 8. grubunda yer alır. Bir geçiş metali olan iridyumun kristal yapısı yüzey merkezli kübiktir. Platin Grubu Metaller (PGM) arasında yer alan iridyum, gümüş beyazı, sarımtrak beyaz renklerindedir. Çok sert ve kırılgan bir yapısı vardır. En yoğun elementler arasında osmiyumdan sonra ikinci sıradadır. Çok yüksek sıcaklıklarda bile korozyona karşı dirençlidir. Metaller arasında korozyon direnci en yüksek metaldir. Yüksek sıcaklıklarda işlenebilir.

Halojenler ve ergimiş tuzlar yüzeyinde aşındırıcı etki yapabilir. Erimiş sodyum klorür, sodyum siyanür gibi tuzlar etki eder. Toz halindeki iridyum reaktiftir, yanıcı özelliği vardır. İridyum tuzları siyah, yeşil, mor, kırmızı, kahverengi, sarı ve mavi gibi gökkuşağı renklerinde olabilir. Saf iridyum, hiçbir asitten etkilenmez. Hatta hidroklorik asit ve nitrik asitten oluşan kral suyundan (aqua regia) bile etkilenmez. İridyum oksit bileşiği suda çözünmez, kaynar klorür asidinde yavaşça çözünür. İridyum klorürün çeşitli kristal biçimleri vardır. İridyum fluorür, yavaş ısıtılmayla uçar, sulu çözeltide bozunur.

İridyum, yerkabuğunda platin cevherlerinde az oranda bulunur. Doğada gümüşten 80 kat, altından 40 kat, platinden 10 kat daha az bulunur. Yerkabuğunda bulunma oranı milyonda 0,001 civarındadır. Uzaydaki asteroitlerde bol miktarda iridyum vardır. Bu sebeple yeryüzünde de asteroitlerin düştüğü yerlerde iridyuma rastlanmaktadır. Osmiyum minerali iridiosmin de iridyum içerebilir. Serbest halde çok nadir bulunur. Platin cevherleri; bazik ve ultra bazik kayalarda, plaserlerde, kontakt metamorfik yataklarda ve kuvars damarlarında oluşur. Platin cevherinden ayrılması için çok karmaşık işlemler uygulanır. Ticari olarak nikel ve bakır madenciliğinin bir yan ürünü olarak elde edilir.

Doğada iki izotopun karışımından oluşur. Bu izotoplar İr-191 ve İr-193’tür. Ir-193, daha bol bulunur. İridyumun radyoaktif izotopu İr-192’dir; yarılanma ömrü 73 gündür.

Hangi Alan ve Ürünlerde Kullanılır?

İridyum, yaygın olarak özel endüstriyel uygulamalarda ve bilimsel çalışmalarda kullanılır. Yeryüzüne meteorlardan gelen iridyum, herhangi bir maddenin uzaydan gelip gelmediğini tespit etmek için kullanılır. Platin alaşımları yüzde 10 civarında iridyum ihtiva eder. Platine yüzde 50 oranında iridyum katıldığında saf platinden 10 kat daha dayanıklı bir malzeme elde edilmiş olur. Kullanıldığı diğer alaşımlara da sertlik ve dayanıklılık kazandırır. Dayanıklı kimyasal aletlerin yapımında da faydalanılır. Radyoaktif özelliği sebebiyle gama ışını kaynağı olarak kullanılabilir. Radyoaktif izotop İr-192, röntgen cihazları gibi görüntüleme sistemlerinde kullanılmaktadır. İridyum bujiler, yüksek ateşleme performansı sebebiyle kullanıldığı motorlara güç kazandırır. Bu tür bujiler özellikler hava araçları motorlarında kullanılmaktadır. Optik lenslerde kullanılan iridyum parlamayı azaltır.

İridyum, bileşikleri ve alaşımlarının kullanıldığı bazı ürünler şunlardır; bujiler, pusula, elektrik kontakları, kalem uçları, elektrik sistemleri, takı ve mücevherler, külçe kalıp alaşımları, ölçü aletleri, yüksek sıcaklık potaları, elektrik kontakları, cep telefonları, cerrahi aletler…

İridyum ve Sağlık

İridyumun radyoaktif formu insan sağlığı için son derece tehlikelidir. Radyoaktif İridyum-192, kurşun bloklar içinde muhafaza edilebilir. Açık alanda bırakılırsa 30 metrelik alandaki insanlarda ölümcül radyasyon etkileri oluşur. Bunun yanında kanser tedavisinde de İr-192’den faydalanılmaktadır. Toz iridyumun cilt ve gözler için tahriş edici etkileri vardır ve yanma riski vardır. İridyum bileşikleri düşük oranda toksiktir.

Radyoaktif iridyumun tehlikesinin boyutunu anlatmak için bir örnek verelim: 18 Ekim 2016 tarihinde Sakarya’nın Arifiye ilçesinde bir baraj inşaatında iridyum bulan genç, bu maddeyi evine götürdü. Bir süre sonra evde bulunan herkesin ellerinde ve kalçalarında yanıklar ve delinmeler oluşmaya başladı. Yapılan kontrollerde gencin 300 bin röntgen filmi miktarında radyasyona maruz kaldığı tespit edildi. Dahası gencin iridyumu taşırken bindiği toplu taşıma araçlarındaki insanlar ve hatta yanından geçen insanların bile radyasyondan etkilenerek kanser riski ile karşı karşıya olabilecekleri açıklandı. Araştırmalarda gencin bulduğun maddenin “İridyum-192” olduğu açıklandı. Gencin ve ailesinin son durumunu bilmiyoruz; ancak radyoaktif iridyumun insan sağlığına etkisi bu şekilde…

Bunları Biliyor Musunuz? 

• Dinozorların neslinin bir göktaşı sebebiyle tükendiği teorisini desteklemek için yerkabuğundaki jeolojik takvime göre 65 milyon yıl yaşındaki iridyum tabakaları kullanılmıştır.
  
• Dünya kabuğunda çok ince bir iridyum tabakası vardır. Dünya çekirdeğinde çok büyük miktarda iridyum bulunduğu tahmin edilmektedir.
  
• Ünlü bilim kurgu yazarı Isaac Asimov, kendisinin tasarladığı ve “pozitronik beyin” adını verdiği teknolojik cihazın platin-iridyum alaşımından oluştuğunu belirtmiştir.
  
• 2016 yılında bir tıraş bıçağı firmasının ürettiği yüksek saflıkta iridyumdan üretilmiş usturanın değeri 100 bin dolar olarak açıklandı.
  
• Uydu telefonları, çağrı cihazları gibi iletişim araçlarının kullanımını sağlamak için dünya yörüngesine yerleştirilen uydulara “iridyum uyduları” adı verilir. Bunun sebebi, ilk planlanan sayısının 77 olmasıdır. Yani iridyumun atom kütle numarası 77’dir, bu uydular da 77 adet olarak planlanmıştır.
  
• İridyum uyduları 100 dakikada dünya yörüngesini dolanır. Bu sırada antenlerinin yüksek yansıtıcı özelliği zaman zaman güneş ışığını şiddetle yansıtır. Bu yansımaya “iridyum parlaması” adı verilir.
  
• Korozyona en dayanıklı metal olduğu için uluslararası standart kilogram, ilk olarak yüzde 90 platin, yüzde 10 iridyum alaşımından üretildi.
  
• İridyum, dünyada yıllık 3 ton civarında üretilir.
  
• İridyum içeren cevherler ağırlıklı olarak Brezilya, ABD, Myanmar, Güney Afrika, Rusya ve Avustralya’da bulunur.
  
• Türkiye’de iridyum madenciliği yapılmamaktadır.