Kalay Nedir? (Özellikleri, Kullanımı)

Kalaycılıktan Oscar ödüllerine kadar yüzyıllardır kalayın izlerini görüyoruz. Yakın geçmişteki kalayın retro akımları artık daha modern tarza büründü.

Kalay, 5000 yıldır insanların hizmetinde olan bir metal. Eski çağlardan beri insanlığa birçok objede eşlik eden kalay, günümüzde ise endüstri ve kimya sanayisinde önemini koruyan elementtir. Yakın geçmişin moda akımlarından olan retro teneke kutularda hayat bulan kalay, geçmişten bu yana çelik konserve kutularının kaplamasında da kullanılıyor. Yumuşak yapısı, kolay alaşımlar oluşturması ve şahsına münhasır özellikleri ile birçok üründe katkısını görmek mümkün. Adını çok duyduğumuz ancak özelliklerini pek bilmediğimiz kalayla ilgili dikkat çeken ayrıntıları makalemizde bulabilirsiniz.

Tarihçesi

Kalay, yüzlerce yıl önce kullanılmaya başlanan bir metaldir. Bu sebeple antik metaller arasında anılır. M.Ö. 3200-2500 yılları arasında Mezopotamya’da kullanılmaya başlanmıştır. Eski Mısır’a ait bronz alaşımlarında kalay izine rastlanmıştır. M.Ö. 2000’li yıllarda İran ve Kafkasya’da çeşitli objelerin yapımında kullanılmıştır. Altın, bakır, gümüş ve kurşundan sonra keşfedilen bir metaldir. M.Ö. 700’lü yıllarda Çin’in Yunnan bölgesinde kalay madenciliği yapılıyordu. M.Ö. 600’lü yıllarda saf kalay üretildi. Bronz Çağı’dan 20. yüzyıla kadar da kaşık-çatal ve bıçak takımlarında kalay kullanılmıştır.

İlk olarak 1800’lü yıllarda kullanılmaya başlanan teneke kutular çoğunlukla kalay kaplı çelikten üretilirdi. 1810 yılında konservenin keşfi ile kalay kaplı çelik teneke kutular gıdaların saklanması için kullanılmaya başlandı. 1825 yılında bu kutuların patentini Amerika’da bir şirket aldı. Savaşlı yıllarda askerlerin yiyeceklerinin saklanması için kullanılan bu kapların popülaritesi arttı. 20. yüzyılda alüminyum kapların üretilmesi sonucu çelik ve kalay kapların altın çağı da yavaş yavaş gerilemeye başladı.

Eski Yunan’da kalaya “kassiteros” adı verilmiş. Tarih öncesi ve ilk çağlarda Avrupa’da yaşayan Kelt halkının konuştuğu Keltçede “metal bar” anlamındaki “tinne” sözcüğünden İngilizce “kalay” anlamındaki “tin kelimesi türetilmiştir. Kalay sembolünü ise Latince “stannum” sözcüğünden almıştır. Bu kelimenin karşılığı, teneke eritmenin kolaylığına atıfta bulunmak için “damla” anlamındadır.

Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Kalayın kimyasal sembolü “Sn”dir. Atom numarası 50, atom ağırlığı 118,6’dır. Erime noktası 232 derece, kaynama noktası 2602 derecedir. Yoğunluğu 7,29’dur. Periyodik cetvelin 4-A grubunda zayıf metaller arasında yer alır. Gümüş beyaz renginde bir metaldir. 13 derecenin üzerinde ısıtıldığında beyaz, soğutulduğunda gri renk alır. Gri kalay (alfa) ve beyaz kalay (beta) olarak iki farklı kristal yapılı allotropu vardır. Gri kalay kübik, beyaz kalay tetragonal kristal yapısındadır. Sünek ve yumuşak bir metaldir, tel ve levha haline getirilebilir, geri dönüştürülebilir. Hava ile temasında kolay oksitlenmez.

Halojenler ve hidrojen sülfür 100 derecenin üzerindeki sıcaklıklarda metalik kalaya etki eder. Alkali çözeltilerin çoğu da etki eder. Organik asitler etki etmez. Oksijen kalayın yüzeyinde oksit tabakası oluşmasına yol açar. Sulu hidroflorik ve hidroklorik asitlerle yavaş; hidrobromik ve nitrik asitle de hızlı bir şekilde reaksiyona girer. Asitlerle ve bazlarla tepkimeye girebilir. Amfoter yapıdadır; yani oksit ve hidroksitleri, asidik ve bazik karakterleri bir arada taşıyan bir elementtir. Altın, gümüş, nikel ve bakır sıvı kalayda iyi çözünür.

Kalay, yerkabuğunun yüzde 0,001’ini oluşturur. Kalayın en önemli ve ekonomik minerali kassiterittir (SnO2). “Kalay taşı” adı da verilen bu mineralin rengi kahverengi ve siyah olabilir. Kalay içeren diğer mineraller; stannit, frankit, confieldit ve teallit kompleks sülfid mineralleridir. Kalay mineralleri içinde demir, kükürt, tungsten, nikel, kurşun, gümüş ve bakır bulunabilir. Dünyada genellikle alüvyonlu bölgelerde kalay cevherleri bulunur. Kalay, kalite açısından saflık oranına göre sınıflara ayrılır: A sınıfı kalay (% 99,8), elektrolitik kalay (% 99,95 – 99,98), sert kalay (% 99,6), teknik kalay (% 99). Doğada kararlı 10 adet izotopun karışımı olarak oluşur. 21 adet de yapay ve radyoaktif izotopu bulunur.

Hangi Alanlarda Kullanılır?

Kalay; çubuk, külçe, pik ve parçalar halinde alınır ve satılır. Üretilen kalayın yaklaşık yüzde 40’ı çelik levhaların kaplanmasında kullanılır. Kalayın geçmişten bu yana en çok kullanıldığı alan da kutu, teneke ve kavanozlardır. Yakın geçmişin moda akımlarından retro teneke ve kutular, birçok ürünün reklamı ile saklama kabı olarak kullanılagelmiştir. Bu kutular; kahve, çay ve baharatlar gibi birçok gıda maddesini, sigara ve puroları veya çeşitli objeleri saklamak için halen kullanılmaktadır. Evlerde kullanılan metalik süs eşyaları ve çeşitli objelerde de kalay kullanılabilmektedir.

Lehimler de kalay içerir. Kurşunlu kalaya genel olarak “lehim” adı verilir. Halk arasındaki adı “teneke kaynağı”dır. Bu lehimler; antimuanlı lehim, gümüşlü lehim ve yumuşak lehim olarak çeşitlere ayrılır. Kalay, bronz alaşımlarında korozyonu önler, bakırın da mekanik özelliklerini iyileştirir. Ayrıca süper iletken mıknatısların yapımında da niyobyum-kalay alaşımı kullanılır. Kalay florür, diş macunlarında kullanılan aktif bir bileşendir. Bakır, antimon, bizmut, kadmiyum ve gümüş gibi metallerle alaşımlarına sertlik kazandırır.

Kalay, alaşım ve bileşiklerinin kullanıldığı bazı ürünler şunlardır; teneke kutular, kaplamacılık, kimyasal ürünler, motor yatakları, kaporta, radyatör, çeşitli filtreler, elektronik ve elektrikli aletler, boya, parfüm, sabun, diş macunları, matbaa malzemeleri, mutfak ürünleri, çaydanlık, tepsiler, şamdan, duyarlı kâğıtlar, ayna, seramik, cam…

Kalaycılık Nedir?

Kalaycılık, kolay oksitlenmeyen ve korozyondan koruyucu özelliği olan kalayın mutfaklarda kullanılan ve yıpranan bakır kapların, tencerelerin yüzeyine kalay kaplanması işlemidir. Bakırcılığın gelişmesine paralel olarak gelişen bir zanaattır. Bakır kaplar zamanla oksitlenerek bakır oksit ve bakır sülfatlar ortaya çıkar ve zehirlenmelere yol açabilir. Bu sebeple kalayla kaplanması gerekiyor. Bu işlemde beyaz toz haline getirilen kalay; bakır kapların parlatılması, mermer ve süsleme taşlarının parlatılması, seramik malzemelerin sarı, pembe ve kahverengi renklerinde boyanması ve cam eşyaların matlaştırılması gibi uygulamalarda kullanılır. Erimiş kalay; bakır başta olmak üzere demir, çelik ve bu metallerin alaşımlarından yapılan yüzeylere tutunarak parlak bir kaplama oluşturur. Bu işlemleri yapan kalaycılar, bazen köy köy gezerek evlerdeki bakır kapları kalaylayarak, parlatır.

Kalaylama işlemi şöyle uygulanır; kalaylanacak bakır malzemeler önce tavlanır. Daha sonra materyal tuz ruhu ile sıvanır. Ardından kalaylanacak kısımlar ince kum ile silinir. Ateşin üzerine konulan kabın içine nişadır (amonyak tuzu) sürülür. Son işlemde kabın içine konulan kalay eritilerek pamukla kalaylanır. Böylece kalayla kaplanan metalik yüzeyleri oksitlenmez.

Son yıllarda bakır kapların yerini çelik, alüminyum ve teflon kaplar almış durumda. Bakır malzemeler sadece hediyelik eşyalar, oteller ve tarihi restoranlarda kullanılıyor. Bakır kaplar azaldıkça kalaycılık da yok olma tehlikesi ile karşı karşıya kaldı. 1950’li yıllardan 2000’li yıllara kadar altın çağını yaşayan bir meslek olan kalaycılık, teknolojiye yenik düşen zanaatlar arasına girdi.

Hangi Ülkelerde Rezervi Bulunur?

Malezya, Bolivya, Tayland, Endonezya, Nijerya, Kongo, Avustralya ve Çin’de ekonomik anlamda işletilebilir kalay yatakları bulunmaktadır. Dünyadaki toplam kalay rezervinin 5 milyon ton olduğu tahmin edilmektedir. Çin, 1,5 milyon ton rezerv miktarı ile dünyadaki en büyük kalay rezervine sahiptir. Dünyadaki yıllık kalay üretimi de yaklaşık 250 bin tondur.

Türkiye’de Bursa-İnegöl, Niğde-Çamardı-Ulukışla bölgelerinde kalay rezervleri tespit edilmiştir. Ancak rezerv miktarı hakkında kesin bilgiler bulunmuyor. Cevherleşmenin dışında ekonomik kalay yatağı bulunmuyor. Bu sebeple Türkiye’de kalay madenciliği yapılmıyor.

Bunları Biliyor Musunuz?

• Ses, kalayın içinde saniyede 2730 metre hıza ulaşır. Havadaki ses hızı ise saniyede 340 metredir.
  
• Tenekeler oda sıcaklığında büküldüğünde bir çıtırtı sesi çıkarır. Kalay kristallerinin deformasyonundan kaynaklanan bu sese “kalay ağlaması” denir.
  
• Kalaydan yapılan borular ve vanalar, su ve içeceklerin saflığını korur.
  
• Organik kalay bileşikleri zehirlidir. Organik bileşikleri karbon gibi 500’ün üzerinde bağ oluşturabilir.
  
• Oscar ödülü olarak verilen heykelcikler, yüzde 92 oranında kalay içerir. Yüzde 8’lik bölümü de bakır ve antimondur. Yani bilinenin aksine altın değil, sadece altın kaplamadır.