Potasyum pentaborat oktahidratın kristal büyüme ve çözünme hızlarının akışkan yataklı ölçüm sisteminde incelenmesi
Investigation of the growth and dissolution rates of potassium pentaborate octahydrate in the fluidized bed system
- Tez No: 152373
- Danışmanlar: DOÇ.DR. HALE GÜRBÜZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 77
Özet
POTASYUM PENTABORAT OKTAHIDRATIN KRİSTAL BUYUME VE ÇÖZÜNME HIZLARININ AKIŞKAN YATAKLI ÖLÇÜM SİSTEMİNDE İNCELENMESİ ÖZET Farklı yapılarda bulunan inorganik borat bileşiklerinden biri olan potasyum pentaboarat oktahidrat, potasyum hidroksit ve borik asidin B2O3/K2O mol oranı 5 olan sulu çözeltilerinden kristalizasyon ile üretilmektedir. Potasyum pentaborat tek olarak yada diğer maddelerle karışım halinde, gümüş lehim ve kaynaklarında, bakır ve alaşımlarının rafinasyonunda, endüstriyel ve otomotiv yağlayıcılarda, ışığa hassas diazo boyalarında katkı malzemesi olarak ve yavaş sertleşen çimento üretiminde katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Son yıllarda yapılan çalışmalar, bazı borat bileşiklerinin lineer olmayan optik (NLO) malzeme olarak çok üstün özellikler gösterdiğini ortaya çıkarmıştır. Bu borat bileşiklerinden biri olan potasyum pentaboratın da laser ışınlarının UV ve vakum UV bölgesindeki ışınlara dönüştürülmesinde çok başarılı sonuçlar verdiği görülmüştür. Literatürde bu bileşiğin kristalizasyon kinetiğine ilişkin veri bulunmaması nedeniyle, bu çalışmada potasyum pentaborat oktahidratm kristal büyüme ve çözünme hızlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Ölçümler laboratuar tipi akışkan yataklı kristalizör sisteminde farklı aşırı doygunluk değerlerinde gerçekleştirilmiş ve büyüme ve çözünme hızına başlangıç kristallerinin partikül boyutunun etkisi incelenmiştir. Başlangıç partikül boyutunun etkisinin incelenmesi için, -1000 + 850 [im, -600 +500 um, -500 + 425 jam ve -425 + 355 um boyut aralıklarındaki aşı kristalleri kullanılmıştır. Diğer taraftan, çözelti içinde kristal-çözelti ara yüzeyinde bir“elektriksel çift tabaka”nın oluştuğu ve bu tabakanın yapısının katı ve çözelti fazlarının kimyasal yapısına, ara yüzeydeki elektron yoğunluğu dağılımına ve sıvı fazdaki iyonların mobilitelerine bağlı olarak değiştiği bilinmektedir. Bu nedenle, elektriksel çift tabakada etkin olan güçlerin herhangi bir dış etki ile değiştirilmesinin, kristal büyüme ve çözünme hızları üzerinde etkili olabileceği düşüncesiyle, ikinci parametre olarak çözeltiye uygulanacak dış elektriksel potansiyel seçilmiştir. Bir voltaj jeneratöründen, paslanmaz çelik tel bağlantılar ile çözeltiye uygulanan dış potansiyelin değeri IV ve 2V olarak değiştirilmiştir. Sonuçlar, potasyum pentaborat oktahidrat kristallerinin büyüme hızının, incelenen partikül boyut aralıkları için, boyuttan bağımsız olarak aşırı doygunluk ile doğrusal arttığını göstermektedir. Büyümeyi kontrol eden adımın temel olarak yüzey entegrasyonu olduğu görülmekte ve bu sonuç büyüme hızı mertebesinin dış potansiyel etkisi ile yaklaşık 2 değerine artmasıyla da desteklenmektedir. Dış potansiyel etkisinde de büyümenin büyük ölçüde integrasyon kontrollü olduğu görülmekte, ancak dış potansiyel altındaki büyüme etkinlik faktörlerinin daha düşük değerlerde olması, potansiyel uygulaması ile yüzey integrasyonu hızının ve buna bağlı olarak difüzyon kademesinin etkisinin arttığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
INVESTIGATION OF THE GROWTH AND DISSOLUTION RATES OF POTASSIUM PENTABORATE OCTAHYDRATE IN THE FLUIDIZED BED SYSTEM SUMMARY Inorganic borates exist in numerous structural types. Among these, potassium pentaborate octahydrate (K2B5O16.8H2O) is prepared by crystallization from an aqueous solution of potassium hydroxide and boric acid having a B2O3/K2O ratio of about 5. It is used either alone or in a mixture with other materials in the silver soldering, brazing or welding; in the refining copper and its alloys; in the industrial and automotive lubricants; as an additive in the production of light sensitive dyes; in the production of slow-settling cements. Recent research on effective non-linear optical (NLO) materials shows that some borate compounds are superior to other commonly used NLO materials. Potassium pentaborate is an important inorganic NLO crystal and it is successfully used for conversion of laser radiation to the UV and vacuum UV wavelength region. There is no information on the crystallization kinetics of potassium pentaborate octahydrate in literature. Lack of this essential knowledge stimulated us to investigate the crystal growth and dissolution rates of potassium pentaborate. The growth and dissolution rates were measured in a fluidized bed crystallizer system. The seed size fractions of -1000 + 850 um, -600 +500 jam, -500 + 425 um ve -425+355 (am were used to determine the effect of initial crystal size on the growth and dissolution rates. On the other hand, it is known that at the boundary of crystal and solution, a double electric layer forms. The structure of double electric layer is depended on the chemical composition of solid and liquid phases, distribution of electron density at the interface, and mobility of liquid phase ions. Since the forces acting upon crystals at double electric layer may influence the crystal growth and the structure of electric double layer can be changed by external potential, the effect of external potential on the growth and dissolution rates was also examined. In the experiments which were performed to investigate the effect of external potential on the growth and dissolution rates, external potential of 1 V or 2 V was supplied to the solution in the cell from a voltage generator through the stainless steel wires. Results show that, the mass growth rate of potassium pentaborate octahydrate is linearly dependent on the supersaturation and does not change with initial size of seed crystals for the investigated particle size ranges. Crystal growth is controlled mainly by surface integration step. The increase of the growth rate order to about 2, under external potential, supports this result. Although, the controlling step is also surface integration under external potential, somewhat smaller effectiveness factors for growth shows the rate of surface integration increases with external potential and the contribution of diffusion on the growth increases. XI
Benzer Tezler
- Potasyum pentaborat tetrahidratın kristalizasyonunun akışkan yatakta incelenmesi
The investigation of potassium pentaborate tetrahydrate crystallization in fluidized bed crystallizer
ORHAN BAYTAR
- Potasyum pentaborat tetrahidrat ve lityum tetraborat trihidratın üretimi ve üretim şartlarının belirlenmesi
Production of potassium pentaborate tetrahydrate and lithium tetraborate trihydrate and determination of production conditions
MEHMET SAİT İZGİ
Doktora
Türkçe
2010
KimyaKafkas ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACALİ NECEFOĞLU
PROF. DR. ÖMER ŞAHİN
- Kolemanitin potasyum dihidrojen fosfat çözeltilerinde çözünme kinetiği, optimizasyonu ve potasyum pentaborat eldesi
Dissolution kinetics, optimization and potassium pentaborate output of colemanite in potassium dihydrogen phosphate solutions
ÖZLEM KARAGÖZ
Doktora
Türkçe
2018
Kimya MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SONER KUŞLU
- Yeni yöntemler ile farklı potasyum kaynaklarından yüksek verimli saf potasyum borat üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of potassium borates with high reaction yield from different potassium sources by using new methods
SİBEL İLA
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EMEK MÖRÖYDOR DERUN
DR. AZMİ SEYHUN KIPÇAK
- STZ-diabetik rat aortasında potasyum kanal aktivitesindeki değişiklikler
Changes in potassium channel activity of STZ-diabetic rat
NİHAT ÖZAYDIN
Doktora
Türkçe
1997
Eczacılık ve FarmakolojiAnkara ÜniversitesiFarmakoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. V. MELİH ALTAN