Sodyum ve potasyumlu iyon değiştiricilerde katyon değişiminin elektrokimyasal yöntemle incelenmesi
Investigation of cation exchange reactions on the exchangers in sodium and potassium with electrochemical methods
- Tez No: 130849
- Danışmanlar: PROF. DR. GÜLTEN ATUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya, Chemistry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2003
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fiziksel Kimya Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 170
Özet
ÖZET SODYUM VE POTASYUMLU İYON DEĞİŞTİRİCİLERDE KATYON DEĞİŞİMİNİN ELEKTROKİMYASAL YÖNTEMLE İNCELENMESİ Kurşun, kadmiyum ve çinko iyonlarının klinoptilolit tipi doğal zeolit kullanılarak iyon değiştiricideki değişim reaksiyonları incelenmiştir. Klinoptilolit, 0,1 M NaCl ile sodyum formuna, aynı şekilde 0,1 M KC1 ile potasyum formuna dönüştürülmüştür. Sodyum ve potasyum iyonlarının tutulması zamana bağlı olarak sodyum ve potasyum iyon seçici elektrotlar kullanılarak belirlenmiştir. Çözelti pH' si eş zamanlı olarak ölçülmüştür. Değiş tokuş olan ağır metal iyonlarının miktarı değişim süreci boyunca açığa çıkan alkali metal iyonlarının derişiminden belirlenmiştir. Tüm iyon değişiminin başlangıçta hızlı, daha sonra yavaş olmak üzere birbirini izleyen iki süreçten oluştuğu görülmüştür. İyon değişimi reaksiyonlarının hız sabitleri McKay eşitliğinden yararlanılarak hesaplanmıştır.“Film difüzyonu”ve“por difüzyonu”olmak üzere iki tür difüzyon prosesinin varlığı kabul edilmiştir. Ağır metal iyonlarının başlangıç derişimlerinin hız sabitleri üzerindeki etkisi 1.1 0“4- 1.1 0”2 M derişim aralığında incelenmiştir. İyonların iyon değiştirici için seçimlilik sırası Pb>Cd>Zn şeklinde bulunmuştur. İyon değişimi süreci sırasında iyon değiştirici üzerinde tutulan yada açığa çıkan H iyonları iyon değişimi sırasında pH ölçülerek hesaplanmıştır. Proton değişimi için hız sabitleri de McKay eşitliğinin uygulanmasıyla saptanmıştır. Derişimi 1.1 0“3 M olan çözeltilerde deneyler 298, 308 ve 318 K sıcaklıklarda gerçekleştirilmiştir. İyon değişimi reaksiyonlarının aktivasyon enerjileri ve termodinamik parametreleri AH, AS ve AG Arrhenius ve Eyring eşitliklerinden yararlanılarak hesaplanmıştır. İyon değişimi reaksiyonlarını çift yönlü kontrol etmek amacı ile Pb2+, Cd2+ ve Zn2+ iyonlarının dengedeki miktarları polarografik yöntemle de ölçülmüş ve iyon seçici elektrotlarla elde edilmiş olan sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Sonuçlar polarografik yöntemle elde edilen sonuçların elektrot ölçümlerinden hesaplanmış olan miktarlardan daha büyük olduğun u göstermiştir. Bu iyonlarla yüklü iyon değiştirici yüzeyi arasındaki fiziksel etkileşim kuvvetlerinin' de ağır metal iyonlarının tutulması üzerinde etkili olduğunu göstermiştir. Ağır metallerin hem alkali iyonlarla hem de hidrojen iyonlarıyla değişim reaksiyonları için aktivasyon parametreleri de bu sonuçları desteklemiştir. Sodyum formundaki iyon değiştirici ile 1.1 0”4 M Pb2+, Cd2+ ve Zn2+ iyonlarını içeren çözelti karışımlarında yarışmak koşullarda ardışık iyon değişimi deneyleri yapılmıştır. Hem yarışmalı hem de yarışmasız koşullarda elde edilmiş olan denge değerleri Langmuir ve Freundlich izoterm eşitliklerine uygulanmıştır. İzoterm parametrelerinden hesaplanmış olan teorik izotermlerle deneysel noktaların birbiri ile uyumlu olduğu görülmüştür. XIX
Özet (Çeviri)
SUMMARY INVESTIGATION OF CATION EXCHANGE REACTIONS ON THE EXCHANGERS IN SODIUM AND POTASSIUM FORMS WITH ELECTROCHEMICAL METHODS Ion exchange reactions of Pb2+, Cd2+ and Zn2+ ions in aqueous solution were investigated by using a clinoptilolite type natural zeolite as an ion exchanger. Clinoptilolite was converted to Na-form with 0,1 M NaCl solution as well as K-form with 0,1 M KC1. Time dependent uptakes of Na and K ions were determined with ion selective-Na and -K electrodes, respectively. Solution pH was measured simultaneously. Amount of exchanging heavy metal ions was determined from the concentration of released alkali metal ions during exchange process. The overall exchange is seen to consist of a fast initial process followed by a slower process which completes the exchange. The rate constants of the ion exchange reactions were calculated according to the McKay equation. It was considered two kinds of diffusion processes :“ pore diffusion”and“film diffusion”. The effect of the initial solution concentration of the exchanging heavy metal ions on the rate constants was investigated in the range of UO^-l.lO“2 M. Selectivity sequence for the exchanger was found in the order Pb>Cd>Zn. Uptake or release of ET ions on the exchanger during the exchange process was determined by measuring solution pH. Rate constants for proton exchange were also determined by applying McKay equation. Experiments at 1.10”3 M solution concentration were performed at 298, 308 and 318 K. Activation energy of ion exchange reaction and thermodynamic parameters AH*, AS* and AG were calculated by using the Arrhenius and Eyring equations. Exchange amount of Pb2+, Cd2+ and Zn2+ ions in equilibrium conditions was determined polarographically and compared with ion selective electrode measurements in order to check reversibility of exchange process. Results showed that polarographically determined exchange amounts of heavy metal ions are higher than those found from electrode measurements. This indicates that physical forces between charged exchanger surface and exchanging ions also affect on uptake heavy metal ions. Activation parameters for both exchange reactions of heavy metal ions with alkali and hydrogen ions also supported these results. Sequential exchange was also performed on Na-form ion exchanger under compatible conditions in 1. 10 M Pb2+, Cd2+ and Zn2+ mixed solutions. Equilibrium data for both compatible and non-compatible condition were fitted to Langmuir and Freundlich isotherm equation. Theoretical isotherms calculated from by using the isotherm parameters were compared with experimental data and good agreement was obtained. XX
Benzer Tezler
- Asitliğin azaltılması yolu ile tüketime hazır vişne suyu üretim olanağı
Production possibility of ready to drink sour cherry juiice by reducing acidity
GÜLEN YEŞİLÖREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Gıda MühendisliğiAnkara ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AZİZ EKŞİ
- The reduction of ash content of pekmez (grape molasses) by ion exchange
İyon değiştirme yoluyla pekmezde kül oranının azaltılması
CEVDET ÖZTİN
Doktora
İngilizce
2003
Kimya MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜRKER GÜRKAN
- Nadir toprak elementlerinin iyon değiştirici reçinelerle ayrılmasında sodyum trimetafosfatın yeni bir elüent olarak incelenmesi
Investigation of sodium trimetaphosphate as a new eluting agent for the separation of rare earth elements by ion exchange resins
ŞANA KUTUN
- Kaolenin geopolimerizasyonu ve adsorpsiyon davranışının karakterizasyonu
Geopolymerization of kaolin and characterization of its adsorption behaviour
ALİ SABRİ BERKEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Mühendislik BilimleriGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ÇAPOĞLU
- Bor elementinin soyada kuraklık stresine karşı kullanılması ve antioksidatif savunma mekanizmaları açısından araştırılması
Using boron element in soybean in response to drought stress and research in antioxidative defense mechanisms
ASLIHAN AVU