Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

AYIRMA VE ZENGİNLEŞTİRME

No description
by

Büşra Yıldırım

on 25 December 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of AYIRMA VE ZENGİNLEŞTİRME

AYIRMA VE ZENGİNLEŞTİRME YÖNTEMLERİ

AYIRMA VE ZENGİNLEŞTİRME YÖNTEMLERİ
Ağır metal analizleri teknolojik ve endüstriyel alanlardaki gelişmeye paralel olarak artan bir şekilde önem kazanır.Kimya, biyoloji, tıp, çevre, ziraat, hammadde ve kalite kontrolünde eser element analizleri büyük öneme sahiptir. Eser terimi, bir sistemde ppm veya ppb düzeyinde bulunan bileşenler için kullanılır.

BU İŞLEMLERİN KOLAYLIKLARI NELERDİR
İYON DEĞİŞTİRME İŞLEMİ
Metodların
Avantajları ve Dezavantajları
Buharlaştırma ile Zenginleştirme
Buharlaştırma ile zenginleştirme, başlıca destilasyon ve sümblimleşmeyi içerir.Genele olarak tayin edilmek istenen eser elementler veya makriksler, buharlaşma veya buhar basıncı tempratüründe seçimli olarak buharlaştırılırlar.Bu yüzden, numunedeki bileşenler buharlaştırma sırasında
veya önce en uygun bileşiklerine dönüştürülürler.Buharlaştırma ile ayırmada matriks
ile eser element arasındaki uçuculuk farkının büyük olması gerekir.

Ekstraksiyon İşlemi
İyon Değiştirme
İşleminin;
XAD Reçineleri ile Yapılan Çalışmalar
Çok küçük
derişimler de olan eser elementler bulundukları ortamda ana bileşen yanında, aletli analiz yöntemleri kullanılarak tayin edilirler.


Avantajları
Suyun yüksek sıcaklıkta buharlaştırılarak uzaklaştırılması ve numunenin tayin elementince zenginleştirilmesi basit, kolay ve kimyasal madde ilavesinin (ve bu yolla kontaminasyon riskinin) en az olduğu bir methottur.İlave kimyasal madde ,özel malzeme gerektirmez.

Dezavantajları
1
Kolon Methodunun
Avantajları
Sukiman, XAD-7 reçinesidolgulu mini
kolonda altını kloro kompleksleri halinde
zenginleştirmişlerdir ve alevli AAS
kullanılmıştır.Wan ve arkadaşları, Fe,Cu,Ni gibi
geçiş elementleri ile hümik ve fulvik asitlerin
oluşturduğu anyonik kompleksleri XAD-7
ve bazı iyon değiştiriciler üzerinde toplamıştır.
pH kolondan geçme süresi,tanecik boyutu,
tuz etkisi gibi değişkenleri incelemişlerdir.
Sakai ve Mori, sulu çözeltilerdeki eser kobaltı N(ditiyokarboksi) sarkosin ile kompleksleştirip
XAD-4 dolgulu mini kolonda biriktirip
zenginleştirme gerçekleştirmiştir.
Ölçümleri UV-spektrofotometresi
ile yapmış yöntemi musluk ve
diyaliz sularına uygulamıştır.

Bentonit ile Yapılan Çalışmalar
Hazırlayan : Büşra YILDIRIM
Bu yöntemler ile tayinlerde düşük derişim düzeyleri ve ortam bileşenlerinin bozucu etkileri önemli iki sorundur.



Bu sorunların giderilmesi için

1- İyon Değiştirme
2- Ekstraksiyon
3- Buharlaştırma
4- Birlikte çöktürme
5- Elektrolitik zenginleştirme

Yöntemleri kullanılır.

1-Eser element konsantrasyonu artırılarak ,tayin kapasitesi artırılır.

2-Eser elementler uygun ortama alındığından, ortamdan gelebilecek girişimler giderilir.Böylece duyarlılık artar.

3-Büyük numune miktarları ile çalışabildiğinden, örneğin homojen olmayışından gelebilecek hatalar önlenebilir.

1-Standartlar ile numune matriksini benzetmek kolaylaşır.Çünkü ayırma
işlemi ile eser elementler bilinen
matriks içine alınır bunun
sonucunda doğruluk artar.

2-Bozucu etki gösteren matriks uygun matriks ile yer değiştirdiği için zemin derişimleri azalır.

3-Seçimlilik artar.


Suda çözünmeyen katı bir maddenin yapısında bulunan iyonları, temasta bulunduğu çözelti içindeki aynı cins yüklü(pozitif iyonların pozitiflerle-negatif iyonların negatiflerle) başka iyonlarla bir dengeye değiştirmesi özelliğine dayanır.

Bu amaçla kullanılan katı maddeler,çözelti ortamın da çözülmeye doğal ve yapay maddelerdir.

Bu maddeler organik ve inorganik
olarak ikiye ayrılır.
İnorganik olanlar: Killer ve zeolitlerdir.

Organik olanlar:
reçinelerdir(polimer bileşikler).

Eser elementin iyon değiştiricilerde matriksten ayrılması ve zenginleştirilmesi iki yöntemle yapılır.

1- Batch (çalkalama ) Methodu
2- Kolon Methodu

Bu methotta belli bir numune
çözeltisine (uygun pH) belli miktarda
iyon değiştirici ilave edilerek karışım, analiz edilecek elementin iyon değiştiriciye bağlanmış ve çözeltide
kalan miktarları arasında denge
kurulana kadar çalkalama işlemidir.
Reaksiyon tamamlandıktan sonra iyon
değiştirici ayrılır ve analiz elementi çözeltiden uzaklaşarak geri kazanılır.

1- Batch Methodu
2- Klon Methodu
İyon değiştirme reaksiyonları
kolonlarda gerçekleşir.
Bu methotta, numune çözeltide
uygun pH ta, iyon değiştirici
doldurulmuş kolonda geçirilir.
İyon değiştirici tarafından tutulan
iyonlar, küçük hacimde uygun
bir eluent ile elue edilir.

Batch Methodunun
Dezavantajları
1- Batch methoduna göre daha fazla
tercih edilen methottur.

2-Küçük hacimdeki eluentle elue edilmesinden dolayı daha fazla zenginleşme sağlar.

3-Alıkonma verimi bach’e
göre daha tamdır.

1-Bu methodun zenginleştirme
oranının sınır olması.

2-Alıkonma veriminin
yüksek olmaması.

3-Kontaminasyon ve madde kaybına neden olması.

4-Tekrarlanabilirliğinin
az olması.

Avantajları
Dezavantajları
1-Numunenin fazla
muamele edilmemesi,

2-Çok yüksek zenginleştirme
faktörlerine ulaşabilmesi
ve numunelerin toplanır
toplanmaz hemen
zenginleştirilebilmesi,

1-Bazı elementlerin iyon değiştirici tarafından adsorplanması veya
kısmen adsorplanması,

2-Bazılarının elue edilememesi, kuvvetli elektrolitlerde ana
iyonların tercihli olarak alıkonması gibi
dezavantajları vardır.

Ekstarksiyon işleminde bir faz genellikle su , diğer faz ise uygun bir organik çözücüdür.Sulu fazdaki eser bileşenler uygun faza çoğunlukla şelatları veya değişik iyon kompleksleri halinde geçirilir.Ekstaksiyon eser elementte iki şekilde uygulanır.Ekstaksiyon eser elementte iki şekilde uygulanır.


2
Ana bileşen ortamdan
uzaklaştırılırken
eserler sulu fazda bırakılır.
Eser elementler şelatları halinde grup olarak ana bileşenden ayrılır ve
organik faza alınır.Bu yöntemde
başarılı bir ekstraksiyon için,
sulu fazda az çözünen, organik
fazda çok çözünen kararlı
bir kompleks
oluşturulmalıdır.

Avantajları
1-Basitliği ve hızlı uygulanabilirliği,

2-Eser element analizlerinde şelat sistemleri kararlılıkları ve grup reaktifi özellikleriyle tercih edilir.

Dezavantajları
Kullanılacak bir çok kimyasal maddeden (şelatlayıcı,organik çözücü gibi mad.) ve bazı mekanik aktarmalar,kap değiştirmeler sırasında tekrarlanamayan kontaminasyon veya kayıpların olmasıdır.

1-Bazı elementler, elementel veya bileşik halinde zenginleştirme sırasında buharlaşıp kaybolabilirler.
Bazıları buharlaşmanın yapıldığı cam yüzeye adsorbe olur.

2-Eğer örneğin toplam çözünmüş katı içeriği yüksekse, bu buharlaştırma sonucu zenginleşerek tolere edilmeyecek seviyeye çıkar,hatta bazı bileşenlerin çözünürlükleri aşılarak çökelti oluşumu şeklinde kaybolmaları söz konusu olabilir.

3-İşlem yavaştır, zenginleştirme faktörüne bağlı olarak saatler hatta günler alabilir.Bu sırada laboratuvar ortamında her zaman kontaminasyon riski vardır.

4-Buharlaşma sırasında kabın dibinde oluşan geniş
yüzeyli tortunun(kireç vb.) tayin elementini
adsorblama riski büyüktür.


Birlikte Çöktürme İşlemi
Analiz edilecek elementler taşıyıcı bir çökelti üzerine çökelme ile toplanırlar ve bu taşıyıcı çökelti az miktar çözücüde çözülerek hem zenginleştirme hem de ana matriksten ayrılma sağlanır.Bu teknik,deniz suyu ve atık sulardaki eser elementlerin zenginleştirilmesinde , yüksek saflıktaki metaller ve diğer inorganik katı örneklerde ng/g veya µg/g ‘ın altındaki seviyelerde bulunan eser safsızlıkların deriştirilmesinde, radyokimyasal ayırmalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.Eser Elementlerin çöktürülmesinde genelde organik kökenli çöktürücüler kullanılır.Bunlar suda zor çözünen metal şelatları oluştururlar.


Çökelekte aranan
özellikler
1-Çökeleğin çözeltiden kolay ayrılması

2-Çözünürlük çarpımının küçük olması

3-Eser elementlerinin kolay ayrılması ve tutunmanın seçimli olması gibi özelliklerdir.

Avantajları
Birlikte çöktürme işleminde taşıyıcının adsorplama özelliğinden yararlanılır.
Çöktürme işlemi taşıyıcı element olmadan da yapılır.Taşıyıcı elementin kullanılmadığı çöktürme işlemlerinin avantajı ise taşıyıcı elementin ortamdan bulunmamasından dolayı girişim yapabilecek yabancı iyonların herhangi bir etki gösterememesidir.

Dezavantajları
Çöktürme genellikle yavaş ve
zahmetlidir, toplam işlem genellikle karmaşıktır, her ilave basamak eser element kaybı veya kontaminasyon ihtimalini artırır.Ortama çok büyük miktarda yabancı madde ilave edilmesi gerektiğinden, çok yüksek saflıkta bileşikler kullanılsa bile reaktiflerden gelen kontaminasyon önemli bir problemdir.

Elektrolitik Zenginleştirme İşlemi
Elektroanalitik kimyada temel olarak potansiyel kontrollü elektrolize dayanan birçok teknik kullanılmaktadır. Bu yöntemde zenginleştirilmek istenen element çözeltisine
bir elektrot (genelde Pt) daldırılır ve uygun sabit bir potansiyel belirli bir süre
uygulanarak element elektrot yüzeyine toplanır.

Analiz yöntemi Faradayın
elektroliz kanununa dayanır ve toplanan madde miktarı
aşağıdaki formülle verilir:

Avantajları
1-Bu tekniklerle çok düşük derişimlerdeki çözeltilerden iyonların nicel olarak ayrılması mümkündür.

2-Bu yöntemin seçici olması değişik ortamlardan istenen iyonun kolayca ayrılmasını sağlar.

3-Bu yöntem ile indirgenme potansiyelleri birbirine çok yakın elementler durumunda uygun maskeleme ajanı kullanılır.

4-Elektrolitik zenginleştirme işleminde eser elementler platin, grafit veya civa katot üzerinde matriks elementlerinden kolaylıkla ayrılarak tayine hazır hale getirilir.

5-Bu elektrot üzerinde toplanan element AVS, NAA ve AAS gibi yöntemlerle tayin edilir.

6-Elektroanalitik yöntemi kapsayan sementasyon, civa kullanarak biriktirme, elektrolitik çözünme, elektrodiyaliz, elektroosmoz, elektroforez ve elektrodifüzyon yöntemleri ile eser elementler zenginleştirlmektedir.


Dezavantajları
Elektrolit ve örneğin bileşimi, elektrot türü ve şekli, elektroliz hücresi gibi diğer deneysel değişkenlerde uygunluk sağlanmazsa elementin elektrolitik biriktirilmesinde olumsuz sonuçlar verir.

m=E.I.t / F
m: çözeltiye geçen veya çözeltide biriktirilen iyonların gram olarak kütlesi

E: elementin eşdeğer ağırlığı

I: uygulanan akım şiddeti

t: akımın uyguladığı süre

F: faraday sabitidir(96487kulon/eşdeğer)

Adsorpsiyon Yöntemi ile Zenginleştirme
Adsorpsiyon gaz, buhar sıvı veya bir çözeltide çözünmüş bulunan iyon yada moleküllerin genelde bir katı yüzeyde
tutunması(birikmesi) olayıdır.Fiziksel ve kimyasal olarak ikiye ayrılır:Fiziksel adsorpsiyonda; Madde yüzeye van der walls kuvvetleri, dipol-dipol etkileşimi, pi bağları etkileşimi ve hidrojen bağı oluşumu mekanizmaları ile tutunur.Kimyasal adsorpsiyonda; Kimyasal bir bağlanma söz konusudur.Bu durum, tersinir bir kimyasal reaksiyon gibi düşünülebilir.Bu işlem iyon değiştirme yöntemi ile aynı mekanizma üzerinde yürür.

Adsorplama İşlemi Aktif Karbon ve Sentetik Polimerler Kullanılarak Yapılabilir
Aktif karbon;tamamen amorf yapıda olmayıp yer yer bozulmuş hegzagonel yapıya sahiptir.Daha çok organik maddeler olmak üzere inorganik yapıdaki maddeleri de adsorplar.
Ham maddesinden elde edilirken sentetik reçinelerde olduğu gibi tekrarlanan tek bir monomer grup yerine karbonlaşmanın tam olmaması nedeniyle yüzeyde çeşitli fonksiyonel gruplar bulunur.
Bunlar karboksili asit ve peroksit türevleri, amino, tiyo, hidroksil ve çeşitli aromatik guruplar diye bilinir.Bunun sonucunda amfoter özellik gösteri hem asidik hem de bazik türleri adsorpladığı bilinmektedir.


Sentetik Polimer: Amberlit Reçineleri
Amberlit reçinleri organik yapıda değişik monomerlerin tekrarından oluşmuş sentetik çapraz bağlı kopolimerlerdir.
XAD türleri adsorplayıcı diğerleri genellikle iyon değiştirici olanlardır.XAD türleri genellikle polistiren divinilbenzen veya poliakrilik ester yapısındadır.

Hidrofobik ve poliaromatik karaktere sahiptirler.
Amberlit reçineleri ile zenginleştirme doğal su , atık ve birçok çevresel örneklerde uygulanmış başarılı sonuçlar elde edilmiştir.
Amberlit reçineleri farklı kimyasal yapıları yanında spesifik yüzey alanı, gözenek boyutu ve hacmi gibi özellikleri ile de birbirinden ayırt edilirler.

XAD-4 aktif karbona oldukça yakındır fakat aktif karbona göre saflığı yüksektir.


Adsorpsiyon Yönteminin ;
Dezavantajları
Çözücünün iyi seçilememsinden kaynaklanan durum ve
çözücü-adsorplanan madde
etkileşimi tam sağlanamazsa
buda bir dezavantaj sağlar.

Avantajları
Adsorplananın elektriksel
yüküleri, polar karakterleri ,
iyon veya molekül çapları
optimumluk sağlandığı
takdirde yüksek
verimlilik sağlar.

Isshiki ve arkadaşları, 7-dodekenil-8-hidroksi kinolin emdirilmiş XAD-4 reçinesiyle çalışıp alevli AAS ve GFAAS yöntemleriyle analiz etmiştir.Eluent olarak 2M HCl kullanılmış ve deniz sularına uygulanmıştır.
Rivoldini ve Haile, altın cevherlerinden altını bromo kompleksleri halinde XAD-7 reçinesinde zenginleştirme şartlarını incelemiş ,analizleri alevli AAS ile yapmıştır.
Alçi ve ekibi XAD-4 reçinesi ile dolgulu mini kolonda Cu, Cd, Mn, Co, Pb,Ni,Fe nin APDC komplekslerini zenginleştirip.Yöntemlerde akarsularda eser element analizlerini alevli AAS ile yapmışlardır.

Mellah ve Chegrouche(1997) doğal bentonit üzerinde çinko adsorpsiyonu inceleyerek,sulu çözeltilerden çinkonun uzaklaştırılmasını araştırmışlardır.
Kozar ve diğerleri (1992) deniz suyu ortamında doğal bentonitin Cd ve Pb iyonlarını adsorpsiyonunu incelemişlerdir.
Boualia ve diğerleri(1993), endüstriyel H3PO4 içeren organik maddelerin bentonit üzerinde adsorpsiyonunu incelemişler ve kinetik çalışmalar yapmışlardır.
Khan ve diğerleri(1995) batch tekniğini kullanarak bentonitte Co’ın adsorpsiyonunu incelemişlerdir.
Pradas ve diğerleri(1993) zeytinyağının ağartılmasında aktifleştirilmiş bentonitin fiziksel ve kimyasal özelliklerini incelemişlerdir.

Bereket ve diğerleri(1997),Pb,Cd,Cu ve
Zn’nin bentonit üzerinde adsorpsiyonun
ile sulu çözeltilerden uzaklaştırılmasını
Bilinski ve diğerleri(1991), nehir suyunda kalsit,kaolinit ve bentonitte bazı eser
elementlerin (Pb,Zn,Zu,Cd,Hg)
adsorpsiyonunu incelemişlerdir.
Freedman ve diğerleri(1996) kil
minerallerindeki
(kuartz,kalsit,kaolinit,bentonit)
Cu ve Cd’u katı analiz grafit fırın
AAS kullanarak incelemişlerdir.


Bentonit ile Yapılan Çalışmalar
AYIRMA VE ZENGİNLEŞTİRME YÖNTEMLERİ
Hazırlayan : Büşra YILDIRIM
Katıldığınız için Teşekkür Ederim.
Full transcript