Analiz Hataları:

06 Kasım 2007

ANALİZ HATALARI:

İstenen değerle, bulunan değer arasındaki fark analiz hatlarındandır.

Belirsiz hatalar: Nedeni bilinen, düzeltilebilen hatlardır.

Belirsiz hatalar: Nedeni bilinmeyen, düzeltilemeyen halar.

Paralel Deneyi: Hatayı bulmak veya düzeltmek için yapılır. Paralel analizi; hatayı bulmak ve en doğru sonuça ulaşmak için yapılır.

Tanık, Şahit, Kör: Örnek alınmadan ama örnek için yapılan bütün işlemlerin yapıldığı analiz. Bunun sebebi ortamdan dolayı oluşan hataları bulmak için. Tanık analizinin sonucu analiz sonucundan çıkarılır.

İyaonların dengelenmesi: Ca+, Mg+ , Na+ , Cl- , SO-4 , NO-3 tayinleri yapılır. Katyonların toplamı anyonların toplamına eşit olamlıdır.

Ca = 20 me / g Cl = 15 me / g

Mg = 10 me /g SO4 = 30 me / g

Na = 15 me /g NO3 = 10 me / g

K = 12 me /g

SK = 57 me / g SA = 55 me / g

2 me / g olan aradaki fark küçük olmasından dolayı analiz doğru kabul edilir

Yüzdeler toplamı:

Ca = % 30

K = % 40

Na = % 27

%100 %97 vs..

TOPRAK ÖRNEĞİ ALINMASI

Toprak örneği neden alınır?

Toprak haritası çıkarmak için

Toprakların tarımsal kabiliyetlerini belirlemek için

Islah amacıyla

Erozyon sorunu için

Toprağın mikrobiyolojik faaliyetleri hakkında bilgi edinmek vs…

Toprak örneğinin alınma zamanı:

Bitki besin maddesi ihtiyaçının belirlenmesi ve gübre tavsiyesi amacı ile örnek alınacak ise hasattan sonra alınır.

Bitki besin maddesi analizi için yüzey örneği alınacak ise toprağın tavda olması tercih edilir.

Kullanılan aletler:

Kovalı burgu

Tirbuşonlu burgu

Toprak bastonu

Mala, kazma, keser, kürek

Taşıma çantası, renk ıskalası, torba, % 10 luk HCl, defter, su, ip vs..

Toprak örneğinin alınacağı ve alınmayacağı yerler:

Çukur, tümsek yerlerden,

Ağaç altından,

Harman yerinden,

Su birikintisi olan yerden

Gübreli olan yerden

Yol kenarlarında ALINMAZ

Örnek alınacak yer önceden belirlenir, basit bir kroki çizilir. Farklılık gösteren yerden ayrı ayrı alınır. Örnek alınırken dikkat edilecek en önemli durum örneğin alındığı yeri temsil etmesidir. Toprak örneği v veya dikdörtgen şeklinde acılan çukurlardan çukurun kenarındaki 3-5 cm lik kalında alınır. Gerekli notlar etikete kuşun kalemle yazılır ve analizlerin yapılacağa yere getirilir.

SATURASYON YÜZDESİ

Saturasyon yüzdesi toprak tekstürü hakkında bilgi verecektir

TEKSTÜR % SATURASYON

Kum 15 – 20

Kumlu – Tın 20 – 30

Tın 30 – 45

Siltli – Tın 30 – 50

Killi – Tın 45 – 60

Siltli – Killi – Tın 45 – 60

Siltli – Kil 55 – 90

Kil 55 – 90

Ağır Kil 90

% SATURASYON = Toplam Su x 100 / FKT

Toplam su : Sarfiyat + toprak

Örneğimizde % Saturasyon Hesabı;

100 gr toprak tartıldı (porselen çanak içine)

Büretten 100gr toprağımıza damla damla su damlatıldı

Damlama ile birlikte sapatülle örneğimiz karıştırmaya başladık

Örneğimizi sature hale gelinceğe kadar karıştırdık (sature hale geldiği kendi ağırlığı ile sapatülün ucundan akması ve örneğimiz yüzeyi ışığı yansıtacak kıvama gelmesi)

% Nem için;

62,32 toprak için FKT = 61,13gr

% Nem = HKT – FKT / FKT x 100

= 62,32 – 61,13 / 61,13 x 100

= 1,896

100gr toprak için;

% Nem = HKT – FKT / FKT x 100

1,896 = 100 – FKT / FKT x 100

FKT = 98,145 gr

% Saturasyon için;

Sarfiyat = 68 ml

Toprak suyu = HKT – FKT

= 100 – 98,145

= 1,855 ml

Toplam su = 68 + 1,855

= 69,855 ml

% Saturasyon = Toplam su x 100 / FKT

= 69,855 x 100 / 98,145

= 71,175

Toprağımız saturasyon yüzdesi analizi sonucunda tekstürü siltli kil bulunmuştur

KİREÇ ANALİZİ

Karbonat üzreine asit ilave edilerek oluşan CO2 ‘nin hacminin hesaplanması ile CaCO3 bulunması

CaCO3 + HCl à CaCl2 + H2O + CO 2

1 mol 1 mol

V + (b – e ) 273

Vo =

760 (273 + t )

Vo = oC ve 760 mm normal şartlara dönüştürüldü

b = Barametre basıncı (düzeltilmiş)

e = t oC de suyun buhar basınçı

t = sıcaklık

1 mol CO2 = 44 gr à 22, 4 lt hacim kaplar

44000 mg 22400 cm3

x 1 cm3

x = 1,964 mg CO2

1 mol CaCO3 ‘den 1 mol CO2 oluşur

100 gr CaCO3 ‘den 44gr CO2 oluşur

100 gr CaCO3 ‘den 44gr CO2 oluşur

x 1,94gr

x = 4,463 gr CaCO3 vardır

CaCO3 % Sınıfı

0 – 2 Kireçsiz

0 – 4 Az kireçli

4 – 8 Orta kireçli

8 –15 Kireçli

15 – 50 Çok kireçli

> – 50 Çok fazla kireçli

Örnek analizi:

0,5 gr örnek alındı.

Vt = 6

t = 17oC

e = 14,530 (17oC)

bd = b- bt

b = 693 693 à 690 göre

693 à 1,91 sklada çakıştığı nokta

V + (b – e ) 273

Vo =

760 (273 + t )

6 + [(693 – 1,91 ) 273

Vo =

760 (273 + 17 )

Vo = 5,028

CaCO3 (mg) = 5,028 x 4,463

=22,440g

0,5gr 22,44g

100gr x

x = 4488 à %4488 /1000

= 4,488 (Orta Kireçli)

Toprağımız analiz sonuçunda orta kireçli çıkmıştır

ORGANİK MADDE TAYİNİ

Prensibi: Organik maddeki Carbonu Patasyum Bikarbonat ile tutup amonyum sülfat ile titre ederk organik madde miktarını bulmak.

Deneyin yapılışı:

0,5gr 0,2mm’lik elekten dövülmüş toprak elenir.

10 ml Potasyum Bikarbonat (Kromik asit) K2CR207 eklenir

20 ml derişik sülfürikasit eklenir ve çalkalanır

K2CR207 : Organik madde yükselgeneni okside eder

20 – 30 dk bekletiriz

200 ml hacime kadar saf su ile sulandırırız. Amacı reaksiyon bitiş noktasını görmektir.

0,5 gr NaF konur

10 ml H3PO4 eklenir

30 damla difenilamin damlatılır.

Bürete Fe2 amonyum sülfat konur ve titre edilir (parlak yeşile dönene kadar)

Hesaplamalar:

% O.M = 10 x (1-(Örnek / Tanık) x 1,34 (Organik madde %1 - %20 arasında ise bu yöntem kullanılır, bu yönteme Walkey-Black yöntemi denir)

Örnek = 15,5

Tanık = 19

% O.M = 10 x (1 –(15,5 / 19) x 1,34

= 2,479

Ca + Mg TAYİNİ

Toprak örneğimizden çıkarılan ekstratdan 10ml alınır, 25ml ye saf su ile tamamlanır.

10 damla tampon çözelti ile ph 10 getirilir (renk değişimi için)

Spatül ucu ile EBT indükatörü eklenir

Analiz için hazır olan çözelti 0,01 versanat ile titre edilir (renk leylak mavisine dönene kadar titre edilir)

(SEDTA –T) x NEDTA x 1000

Ca + Mg (me/l) =

V(ml)

(SEDTA –T) x NEDTA x 1000

Ca(me/l) =

V(ml)

(3,7 – 0,5) x 0,01 x 1000

Ca + Mg (me/l) =

10

= 3,2

(0,7 – 0,3) x 0,01 x 1000

Ca (me/l) =

10

= 0,4

(Ca + Mg ) - Ca = Mg

3,2 –0,4 = 2,8 Mg

K ve Na TAYİNİ

K için standart seri ve A.O.D;

K standart serisi A.O.D

5 ppm 24

10 ppm 39

15 ppm 67

20 ppm 76

30ppm 100

Örneğimiz için A.O.D : 27,5

Na için standart seri ve A.O.D

Na standart serisi A.O.D

5 15

10 22,5

15 37

20 42

30 54

40 66

50 73

60 81

80 100

Örneğimizim A.O.D : 10

KARBONAT (CO3) VE BİKARBONAT (HCO3) TAYİNİ

Karbonat

10 ml örnek alınır

2 – 3 damla fenol ftalelin damlatılır (renk olursa CO3 var demektir)

0,001 N sülfirik asit ile renk kayboluncaya kadar titire edilir

a CO3- + b HO3 à a HCO3 + HCO3 + H2O

(pH :8,5 – 9 da gerçekleşir)

Bikarbonat

Aynı örneğe 2 –3 damla metil oranj damlatılır

0,01 N sülfürik asitle renk sarıdan soğan kabuğu renğine kadar titre edilir.

a HCO3- + b HCO3 à a H2CO3 + H2CO3 + H2O

(pH :4,5 – 5 da gerçekleşir)

(A – T) x NH2SO4 x 1000

I. CO3- (me/l) =

V

İlk titrasyondaki sarfiyat A ml

Toplam sarfiyat B ml

[ (B –A) – T] x NH2SO4 x 1000

II. HCO3 (me/l) =

V

Örneğimiz fenol ftaleinde renk vermedi. (Karbonat yok)

CO3- = 0

Tanık = 1

Örnek = 1,7

[ (1,7 –0) – 1] x 0,01 x 1000

HCO3 (me/l) =

10

= 0,7 (me / l)

Cl TAYİNİ

10 ml örnek alınır

Üstüne 1 –2 potasyum kromat damlatılır.

Renk sarından tuğla kırmısına dönene kadar 0,005 N Gümüş nitrat (AgNO3) ile titre edilir.

Ag + + Cl- à AgCl

(S – T) x NAgNO3 x 1000

Cl (me/l) =

V

Toprakta sırasıyla ; Cl- > SO-4 > HCO-3 > NO-3

Örneğimizdeki Cl : 1,2

Örnek : 1,2

Tanık : 0,9

(1,2 – 0,9) x 0,005 x 1000

Cl (me/l) =

10

= 0,15 (me/l)

T A M P O N Ç Ö Z E L T İ L E R

06 Kasım 2007

T A M P O N Ç Ö Z E L T İ L E R

Asitlik ve bazlık değişmelerine karşı direnen, yani az miktarda kuvvetli asit veya kuvvetli baz ilavesiyle pH si yaklaşık olarak sabit kalan çözeltilere tampon çözeltiler ; bu direnmeye de tampon etkisi denir. Bunlar genellikle zayıf asit veya bazlarla bunların kuvvetli tuzlarının karışı-mıdır. Örneğin asetik asit ile sodyum asetat ; amonyak ile amonyum klorür karışımı gibi. Asetik asit-asetat tamponunda H+ veya OH- eklenirse aşağıdaki nötralleşme tepkimeleri görülür.

H+ + AcO- → HOAc

OH- + AcOH → H2O + AcO-

Benzer şekilde amonyak-amonyum klorür tamponu için

H+ + NH3 → NH4+

OH- + NH4+ → H2O + NH3

tepkimeleri yazılabilir. Bununla beraber, bir poliprotik asidin çeşitli nötralleşme derecelerine malik tuzlarından ( örneğin NaH2PO4 ve Na2HPO4 karışımı ) yararlanılabildiği gibi zayıf bir asitle başka bir asidin tuzundan ibaret sistemlerden de ( örneğin sitrik asit ve sodyum fosfat gibi ) yararlanılır.

Zayıf bir asitle ( HA ) tuzunun ( A- ) tampon etkisi, hidrojen iyonlarının zayıf asidin A- bazı ile birleşerek iyonlaşmış HA moleküllerini vermesiyle açıklanır:

A- + H3O+ H2O + HA

Oysaki OH- iyonları,

OH- + HA H2O + A-

denklemine göre yer değiştirmiş olurlar. Tampon, zayıf bir B bazı ile tuzu karışımından ibaret ise dengeler şöyledir :

H3O+ + B H2O + BH+

OH- + BH+ B + H2O

Örneğin zayıf bir asitle ( HA ) bunun kuvvetli biz bazla verdiği B+A- tuzu karışımından ibaret tampon sistemi düşünelim. Asidin protolizi şöyledir:

HA + H2O H3O+ + A-

Kütlenin etkisi kanunu uygulandığında ,

[H3O+] [A-] [HA]

ka = ; [H3O+] = ka

[HA] [A-]

Buradan ;

[HA]

- log [H3O+] = – log ka – log

[A-]

veya,

[A-]

pH = pka + log (1.1)

[HA]

bulunur. Oysaki [A-] = [Tuz] ve [HA] = [Asit] olduğundan;

[Tuz]

pH = pka + log (1.2)

[Asit]

olur ve Henderson denklemi adını taşır. Bu denklem 10 > pH > 4 arasında seyreltik çözeltilere uygulanır.

TAMPON GÜCÜ

Bir tampon çözeltiye dB ekivalan / litre kadar kuvvetli bazdan veta kuvvetli asitten ilâve edildiğinde ph değişmesi dpH ise,

dB

ß =

dpH

diferensiyel oranına tampon gücü veya değeri denir. O halde tampon gücü, pH nin birim kadar değişmesi için ilâvesi gereken baz yahut asit miktarıdır, dB ye karşı pH değişmesi ne kadar az is ise tampon gücü de o kadar büyük, yani pH o kadar sabittir. Bir tampon sisteminin tampon gücü, tuz konsantrasyonunun asit konsantrasyonuna oranı 10 ile 1/10 arasında olduğu zaman en elverişlidir. Bu ise pH = pka ±1e karşındır. O halde bir asit-baz tampon çözeltisinin yararlı pH tampon aralığı pka ±1 olarak alınabilir. Eğer deniş bir pH tampon aralığını kaplayacak tampon çözelti hazırlanmak istenirse, bir sıra zayıf asit seçmek gerekir ki bunların pka ları 2pH biriminden fazla fark etmemiş olsun. Buna göre maksimum tampon gücü ve belli pH li tampon çözelti hazırlamak için öyle bir asit seçmek gerekir ki asidin pka sı istenilen pH ye eşit veya mümkün mertebe yakın olsun. Bu halde, [Tuz] / [Asit] oranı 10 > pH > 4 halinde (1.1) den hesaplanır. Tampon gücü bakımından önemli olan bir başka faktör de asit ve tuzun konsantrasyonlarıdır. Çözeltinin derişikliğinin fazlalığı oranında ve [Tuz] / [Asit] = 1/1 halinde tampon gücü fazladır.

Aşağıdaki çizelgede bazı tampon sistemler verilmiştir.

Tampon Sistemler

KONU İLE İLGİLİ ÖRNEKLER

Örnek-1) 25oC da 0,1 M asetik asit ve 0,1 M sodyum asetat karışımının pH si ne kadardır? (ka =1,8 . 10-5)

Çözüm: 0,1

pH = 4,74 + log = 4,74

0,1

Örnek-2) NaH2PO4 ve Na2HPO4 oranı ne olmalıdır ki tampon çözeltinin pH si 7,10 olsun?

(pk1=7,21)

Çözüm:

Denge reaksiyonu HPO4= + H+ H2PO4- olup HPO4= iyonu tuzu, H2PO4- de asidi verir. (1.2) den,

[Na2HPO4]

7,10 = 7,21 + log

[NaH2PO4]

[Na2HPO4]

= antilog ( – 0,11 ) = antilog 1,89 = 0,776

[NaH2PO4]

bulunur.

Örnek-3) pH si 4,0 olan bir tampon çözelti hazırlamak isteniyor. Maksimum tampon güçlü bir çözelti hazırlamak için

aşağıda verilen asit ve tuzlarından hangisi kullanılmalıdır?

Bu halde [Tuz] / [Asit] oranı ne olacaktır?

Asit ka

Asetik asit 1,8 . 10-5

Formik asit 2,1 . 10-4

Benzoik asit 6,5 . 10-5

Çözüm:

Yukarıdaki asitlerin pka ları 4,74 ; 3,7 ; ve 4,17 dir. Seçilecek asit öyle olmalıdır ki pka sı 4,0 e yakın olsun. O halde en uygunu benzoik asittir.

(1.2) ye göre,

[Tuz]

4,0 = 4,17 + log den [Tuz] / [Asit] oranı = 66/100 bulunur.

[Asit]

Örnek-4) Litrede 1) 0,000018 M HCl ; 2) 0,1 M asetik asit ve 0,1 M sodyum asetat içeren çözeltilerin pH lerini hesaplayınız. 3) Bu çözeltilerin birer litresine 0,000018 M NaOH ilâve edildiğinde yeni pH leri bulunuz. (ka= 1,8 . 10-5)

Çözüm:

pH = – log [H2O+] = – log 1,8 . 10-5 = 4,74

(1.2) den

0,1

pH = 4,74 + log = 4,74

0,1

Bu çözeltilerin bir litresine 0,000018 M NaOH ilâve edildiğinde HCl halinde tam nötrelleşme olduğundan, pH = 7,0 olur. Asetik asit ve tuzu karışımında ise,

0,1 + 0,000018

pH = 4,74 + log ~ 4,74

0,1 – 0,000018

Görülüyor ki aynı miktar NaOH ilavesiyle HCl çözeltisi tampon olmadığından pH, 2,26 pH birimi kadar artmış ; oysaki ikinci halde tampon olduğundan pH, 0,001 pH biriminden daha az değişmiştir.

Örnek-5) Bir çözeltide sodyum asetat ( NaAc ) ve asetik asidin ( HAc ) konsantrasyonları ne olmalıdır ki [H3O+] = 10-4 iyon g / litre olsun? ( ka = 1,85 . 10-5 )

Çözüm:

(1.2) den

[NaAc]

= 4,74 + log

[HAc]

[NaAc] / [HAc] = 0,18 bulunur. O halde [Tuz] / [Asit] oranı 0,18 olduğunda [H3O+] = 10-4 dür. Şu oranlar alınabilir ;

[NaAc] = 0,18 M [HAc] = 1 M

[NaAc] = 0,0018 M [HAc] = 0,1 M

[NaAc] = 1,8 . 10-4 M [HAc] = 10 . 10-4 M

Bu sonuncu olmaz, çünkü çok seyreltiktir.

Örnek-6) 100cm3 0,6 M NH3 çözeltisi ve 150cm3 0,3 M NH3Cl çözeltisi karıştırılarak bir tampon çözelti hazırlanmıştır.

Tamponun pH’sı nedir?

0,001 mol asetik asit katılırsa pH ne olacaktır?

Çözüm:

Bu bazlı tampon içi OH- derişimi, NH3 için ka yı veren eşitlikten bulunabilir:

NH3 + H2O NH4+ + OH-

ka = [NH4+] [OH-] / [NH3]

[OH-] = ka [NH3] / [NH4+]

NH3 ve NH4+ derişimleri,

NH3 mol sayısı = 0,6 mol dm-3 x 0,1 dm3 = 0,06 mol

NH4+ mol sayısı = 0,3 mol dm-3 x 0,15 dm3 = 0,045 mol

[NH3] = 0,06 mol / 0,25 dm3 = 0,24 M

[NH4+] = 0,045 mol / 0,25 dm3 = 0,18 M

olduğuna göre

[OH-] = 1,8 x 10-5 x ( 0,24 / 0,18 )

= 2,4 x 10-5 M

ve

pOH = 4,62

pH = 0,38

bulunur.

Bu bazlı tamponda asit

H+ + NH3 → NH4+

tepkimesi ile nötralleşir. Katılan asidin derişimi

0,001 mol / 0,25 dm3 = 0,04 M

dır. O halde NH3 ve NH4+ yeni derişimleri,

[NH3] = 0,24 – 0,04 = 0,20 M

[NH4+] = 0,18 + 0,04 = 0,22 M

olacaktır. Yeni OH- ise

[OH-] = 1,8 x 10-5 x ( 0,20 / 0,22 ) = 1,6 x 10-5 M

ve yeni

pOH = 4,80

pH = 9,20

bulunur. Yani pH değişikliği yalnız 0,18 pH birimi kadardır.

SEYRELTME DEĞERİ ve TUZ ETKİSİ

Bir tampon çözelti eşit hacimde su ile seyreltildiğinde pH artmasına seyreltme değeri denir.

∆pH1/2 = ( pH )1/2 e – ( pH )e

Seyreltme değeri de tampon gücü kadar önemlidir, çünkü pratikte tampon değerinin seyreltme ile pH sinin değişmemesi istenir. Asidin değerliğinin büyüklüğü oranında seyreltme ile pH değişmesi o kadar fazladır.

Bir tampon çözeltiye nötral tuz ilâve edilirse iyonik kuvvet artar, aktivite katsayısı azalır ve bunun sonucunda çözeltinin pH si küçülür. Tuz etkisi seyreltme etkisinin tersidir. Bir tampon sistemin pratik değeri,

Asit yahut baz ilâvesine;

Seyreltmeğe;

3) Nötral tuz ilâvesine karşı denemesi ile belli olur. Sıcaklık değişimi de tampon çözeltinin pH sini değiştirir.

KANDAKİ TAMPONLAR

Normal insan kanının pH si 7,35 olup biraz baziktir. pH nin bu normal değerden 0,1 pH birimi kadar sapması ciddi patolojik rahatsızlıklara sebep olur. Örneğin diyabetik komada kanın pH si 6,82 ye düşer. Kanda mevcut bazı tampon sistemler kanın pH sini normal değerinde sabit tutar. En önemli tampon ikilileri;

H2CO3 B+H2PO4-

B+HCO3- B2+HPO42-

dir. Burada B+; sodyum yahut potasyum gibi değerli bir katyondur. Bu ve daha başka tampon sistemler kanda asit-baz dengesini sağlar. Karbonik asit – bikarbonat tampon sistemi halinde, kanda hidroksonyum iyonunun artışı,

H3O+ + HCO8- H2CO8 + H2O

reaksiyonunu soldan sağa doğru yürütür; husule gelen karbonik asit ve karbon dioksite ayrışır. OH- iyonlarının artışı ise,

H2CO8 + OH- HCO8- + H2O

reaksiyonunda absorplanır.

KULLANIM ALANLARI

Tampon çözeltilerin kullanılma ve uygulanma alanları çok geniştir. Biyokimyasal tepkimelerin çoğunda, tepkimenin istenen yönde yürümesi için pH’ının sabit kalması gereklidir.

Örneğin, kanda pH sabit tutmak için diğer sistemlerin yanısıra karbonik asit – bikarbonat tamponu bulunur. Laboratuvarda, anorganik ve organik kimyasal tepkimeler, tepkimede harcanan veya oluşan asitlerin ve bazların yaz etkilerini azaltmak için, gerektiği zaman tamponlanmış çözeltilerde yapılır.

Sıvı Deterjanın Ve Çamaşır Suyunun Üretim Basamaklarını Araştırınız

06 Kasım 2007

Sıvı deterjanın ve çamaşır suyunun üretim basamaklarını araştırınız.

Sıvı deterjanın üretimi

Gerekli maddeler

LABSA (Lineer Alkil Benzen Sülfonit Asit), Lauryl alkol (C12H25-OH) ,diethanolamin, Triethanol amin, Sodyum sülfat, Su (H2O), Sodyum hipoklorit (%10′luk çözeltisi), Caustic sodyum hidroksit (%45′lik sodyum hidroksit çözeltisi)

Yapılışı

Önce %83,7 oranındaki suyun içerisinde %10′luk LABSA yavaş yavaş yedirilerek karıştırılır.LABSA ‘nın karışımı tamamlanınca %1′lik diethanol amin ve %2′lik triethanol amin ilave edilir. Daha sonra %1,7′lik Lauryl alkol ilave edilir.Viskositesi (akışkanlığı) ayarlanır. Bu işlem bitince %1′lik sodyumsülfat eklenir.En son %0.6 oranında sodyumhipoklorit katılır. Böylece gerekli maddelerin hepsi kazanlara katılmış olur. Karışma işlemi bittikten sonra dolum varillerinden bidonlara aktarılır. Ve sıvı deterjan piyasaya sürülmek için hazır bir duruma getirilir.

Üretim Yapan Firmalar:

Türkiye’de sıvı deterjan üretimi çeşitli ufak atolyelerde yaygın şekilde yapılmaktadır. Ancak işin biraz daha derinine inersek deterjan üretimi Lever, Benckiser gibi bazı büyük firmalar tarafından ciddi şekilde yapılmaktadır

Çamaşır suyunun üretimi

Gerekli Maddeler

Sodyumhipoklorit (NaClO) ‘in %5′lik çözeltisi, Su (H2O)

Yapılışı

İlk önce Tarım Koruma’dan %30′luk Konsantre Sodyumhipoklorit (NaClO) çözeltisi alınır. .Sonra imalat yerinde %5′e seyreltirilir. Daha sonra kazanlarda yapılan karıştırma işlemi bitince bidonlara doldurulur.En sonunda ambalajlanarak piyasaya sevkedilir. Çamaşır suyuna bazen esans katılarak kokulandırılır.

Sabun Eldesi Ve Özellikleri

06 Kasım 2007

Sabun Eldesi ve Özellikleri

* Amaç: İntermoleküler kuvvetlerin tanınması.

Genel Bilgi: Sabunların büyük bir kısmı zayıf organik yağ asitlerinin çözünebilen sodyum ve potasyum tuzlarıdır.Sodyum stearat NaC18H35O2 en yaygın ticari sabundur.Suda çözünerek sodyum ve stearat iyonlarını oluşturmaktadır:

* NaC18H35O2 Na+ +C18H35O2-

* Stearat iyonu aktif temizleme kaynağıdır.İyonik uçludur ve dolayısıyla suda iyi çözünmektedir.

*

* *

Stearat iyonu yağ moleküllerini su moleküllerine bağlayan bağlantılar olarak rol oynamaktadır.Aynı zamanda yağı küçük damlalar haline getirerek çözeltiye karışmasını sağlayarak temizlenme olayını başarabilmektedir.

Sabunlar NaOH gibi kuvvetli bir baz ile sıvı ve katı yağların kimyasal olarak parçalanmasıyla yapılmaktadır.

*

*

* *

Sabunda karşılaşılan en yaygın problem Fe+3,Ca+2,Mg+2 iyonları içeren ‘sert su’ içersinde kullanılmasıdır.Sodyum tuzlarına karşıt olarak,yağ asitlerinin Fe,Ca ve Mg tuzları suda çözünmemektedir.Fe+3,Ca+2,Mg+2 asit anyonu ile reaksiyona girerek çözünmeyen yumuşak bir katı oluşmaktadır.

*

*

Madde ve Malzemeler: 200 ml erlen,Cam çubuk,mezür,ısıtıcı,Nuçe erleni,nuçe başlığı,bitkisel yağ,etil alkol,sodyum hidroksit ve sodyum klorür.

Deneyin Yapılışı: Başlangıç maddesi olarak bitkisel yağ kullanılabilir.20 g bitkisel yağ 200 ml erlenmayer içine alınır.20 ml etil alkol ilave edilir.Etil alkolü çözmek ve reaksiyonu hızlandırmak için kullanılmaktadır.Ticari sabun yapımında etil alkol kullanılmaz.Etil alkol ve yağ iki ayrı tabaka oluşturur.Dolayısıyla karışım kuvvetle çalkalanmalıdır.

25 ml %20 lik NaOH çözeltisi ilave yapılır.Karışım bir cam çubukla karıştırılır ve ısıtıcı üzerinde dikkatlice ısıtılır.Isıtılmaya karışım hamur kıvamına gelinceye kadar devam edilir.Bu 30 dakika kadar sürer.Isıtılma esnasında karıştırılmaya devam edilmelidir.Sabun oluşmatya başladığı zaman,köpürmeyi önlemek için çok dikkatli karıştırılmalıdır.Bu hamur sabun ve gliserol karışımıdır.Soğutulmaya bırakılır.Soğutulduğunda,sabun karışımına 100 ml doymuş NaCl (yemek tuzu) çözeltisi ilave edilir.Bu sabunun tuzunun giderilmesidir.Sıra süzme işlemine geldi.Süzme işleminden sonra 25 ml buzlu su ile tartılır ve yıkanır.

Nükleer Enerji Ve Önemi

06 Kasım 2007

NÜKLEER ENERJİ VE ÖNEMİ

Halkımız her zaman nükleer enerji denilirken radyasyonu düşünmüş ve bilinçsizliğin etkisiyle haklı olarak Akkuyu projesine karşı çıkmıştır. Gelişmiş Avrupa ülkelerinin hiçbir zaman vazgeçemediği nükleer enerji bize hala çok uzaktır. Fransa, Almanya, İtalya, İngiltere, ABD, bazı İskandinav ülkeleri, Bulgaristan, Rusya, Ermenistan ve daha bir çok ülkenin vazgeçilmez enerji kaynağı olan nükleer enerjinin fayda ve zararlarından bahsedelim; Nükleer enerjinin üretimiyle bilindiği gibi radyasyon açığa çıkar. Bu olay gayet doğal karşılanmalıdır. Şu konu açıkça belirtilmelidir ki; insan ömrünün her saniyesinde 15000 radyasyon parçacığı, insan vücuduna çarpar. Böylelikle insana yılda 500 milyar radyasyonik parçacık çarpar. Tüm ömür boyunca 40 trilyon partikül çarpması meydana gelir. Bir röntgen çekilmesi halinde insan vücuduna trilyonlarca partikül geçer. Ancak şu sonuç açıkça belirtilmiştir ki, 50 katrilyonda bir parçacık (1/50.000.000.000.000.000) insan hücresine zarar vermektedir. Tabi ki her radyasyon ışını bu rakamlar eşiğinde güvenlidir anlamına gelmez. Ancak biraz önceki oranlar denetiminde radyasyon şiddeti (sayısı) değil de, radyasyon cinsi önemlidir sonucuna varabiliriz. Yapılan araştırmalarda, oluşan kanserin %0,5 i, insanlara ömürleri boyunca çarpan radyasyonik parçacıklardan oluşmuştur.* Şüphesiz ki radyasyon kanser riskini artırır. Ancak her insan mutlaka radyasyona maruz kalmaktadır. Eğer insan radyasyondan korunmak istiyorsa; topraktan kendini izole etmelidir çünkü toprak uranyum kaynağıdır. Beton ve tuğla evler yerine ahşap evlerde oturmalıdır çünkü beton ve tuğla uranyum ve potas barındırır. Böyle durumda insan kurşun zırhtan elbiseler giymelidir. Bunun gibi daha bir çok önlem alınmalıdır. Bu önlemler oluşan radyasyonun ancak %20 sini engeller. Ancak bunların hiç biri mümkün olmadığına göre şu kabullenmeyi tekrar hatırlayalım; sıradan bir insana çarpan 50 katrilyon radyasyon parçacığından sadece biri kansere yol açabilir.* Radyasyonun en kullanışlı birimlerinden biri olan mrem 7.000.000 parçacığa verilen isimdir. Öyle ki 1 mrem radyasyon, televizyon izleyerek, fosforlu saatlerden vb. önemsiz kaynaklardan kolaylıkla alınabilir. 10.000 mrem in altındaki radyasyonlar düşük seviyeli radyasyonlardır. Şu ana kadar olan bütün reaktör kazalarının çoğunda da* 10.000 mrem sınırı* aşılmamıştır. ABD Bilimler Akademisi, İyonlaştırıcı Radyasyonun Biyolojik Etkileri Komitesi nin vardığı bağımsız sonuca göre ‘‘1 mrem radyasyon, kanserden ölme riskini sekiz milyonda bir (1/8.000.000) oranında artırır’’. Uluslar arası Radyolojik Korunma Kurulu (ICRP) ise bu oranı on milyonda bir (1/10.000.000) olarak açıklamıştır.* Radyoaktif serpinti ekstentif bir değişimdir. Örneğin bir nükleer serpinti olduğunda o çevrede yaşayan nüfus ne kadar ise kişi başına düşen parçacık sayısı da yaklaşık olarak onun oranı kadar olur. Her parçacık insanlara çarpmak zorunda değildir. Toprağa adsorplanabilir. Bir reaktör kazasının olması günümüzde zor bir ihtimaldir. Çünkü önceki kazalar teknolojik yetersizlikten ileri gelmiştir. Günümüzde ileri teknoloji kullanılmaktadır. Fransa ve İtalya da reaktörler sebze ve meyve tarlalarıyla bitişik inşa edilmiştir. Hiçbir tehlikeli durum olmamaktadır.* ABD de reaktör kazaları olmuştur. Bu kazalar da çevreye radyasyon saçılmıştır ancak bir röntgen filminde alınan radyasyon 80 kat daha fazladır yani 80 mrem dir.* Japonya ya atılan atom bombası sonrasında çok yüksek seviyeli (100.000 mrem in üzerinde) radyasyon açığa çıkmıştır. Atom bombasının atılmasının ardından 80.000 kişilik bir japon grubu üzerinde yapılan testlerde; 8500 Japon toplam 100 bin ile 600 bin mrem lik radyasyona maruz kalmış ve 1974 yılına kadar aralarında beklenenden 200 kişi fazlasında kanserden ölüm vakası görülmüştür. 1935-1954 yıllarında İngiltere de ‘‘ankylosing spondylitis’’ denilen omurga hastalığı tedavisinde 300.000 mrem civarında ağır dozlarda radyasyon uygulanılırdı. 1970 e kadar, tedavi gören 14.000 hastada, beklenenden 80 kişi fazlası kansere yakalanmıştır.* Önemli konulardan biri de genetik bozukluklardır. Yaygın bir nükleer sanayinin yol açacağı genetik etkiler 2,6 gün geç çocuk sahibi olmakla aynı değeri taşır. Geç yaşta annelikte, çocuğun dawn sendromu, turner sendromu vb. kromozomal düzensizliğe yakalanma şansı çok artarken; yaygın bir nükleer sanayinin bulunduğu yerlerde, normalde oluşan genetik bozuklukların üç binde biri kadar artış olmuştur.* Kimyasal maddeler (kükürt di oksit in suda çözünmesiyle ortaya çıkan bi sülfatlar, nitrojen oksitlerden elde edilen nitrözamin ve nitröz asiti vb.) genetik bozukluklara yol açarlar. Ayrıca hava kirlenmesiyle kimyasal maddeler bozunurlar ve bir çok genetik bozukluklara sebebiyet verirler. Yine 28,35 g alkol, genetik etki bakımından 140 mrem lik radyasyona eşittir. Kafein de buna benzer.

******* ‘‘Dünya televizyon kanallarından biri, bazı insanları korkutmak için çok fazla tahrip edici özelliği olan HURLER sendromuna yakalanmış iki güzel ikiz bebeği (çok cici elbiseler giydirilmiş olarak) konuk etmiştir. Tüm ayrıntılar bu hastalığın dehşet verici sonuçlarıyla ilgiliydi. 5 yaşına gelince kör ve sağır olacaklar, ve 10 yaşında ölmeden önce de kalp, karaciğer, akciğer ve böbrek rahatsızlıkları geçireceklerdi. Çok kısa bir süre için, radyasyonun söz konusu olduğu bir işte çalışmış olan babaları, seyircilere, çocuklarının genetik hastalığına kendisinin maruz kaldığı radyasyonun neden olduğunu açıkladı. Radyasyonun ne kadar korkunç bir şey olduğunu gösterebilecek daha etkili bir propaganda olabilir mi? Ancak babasının işi dolayısıyla aldığı radyasyonun sadece 1300 mrem olduğu; yani eşinin çocuklara hamile kaldığı zamana kadar aldığı doğal radyasyonun yarısından da az bir doz olduğu belirtilmedi. Bu dozda bir etkilenim sonucu çocukların genetik bozuklukla doğma olasılığı 25 binde bir dir; normal risk, kendiliğinden meydana gelen mutasyonlara bağlı olarak %3 tür. Çocukların genetik sorunlarının, babalarının işyerinde aldığı radyasyona bağlı olma olasılığı ise; binde birdir.’’

******** Nükleer enerji karşıtları her an yeni bahaneler üretmek isterler. Bunlardan biri de dünya ülkelerinin nükleer enerjiden vazgeçtiği söylentisidir. Dünya ülkeleri bu enerjiden vazgeçmemiştir. Sadece ekonomik durgunluk, Çernobil muhalifleri akımı, gelişmiş ülkelerin yeterince nükleer enerji santralleri olduğu için artık ihtiyaç duymaması gibi etkenler bu imajı ortaya çıkarmıştır. Bu enerjiden İsveç in vazgeçtiği söylenir. İsveç bu santrallerden vazgeçmemiştir. Halen nükleer santraller çalışmaktadır ve asla vazgeçemez. Çünkü bu santraller çevreye hiçbir zarar vermemektedir (Aksine ekonomik faydası vardır, çevreye dosttur, çünkü İsveç te diğer santral türlerinden* saatte 29 kg/h lık CO2 açığa çıkarken, nükleer santrali olmayan Danimarka da bu miktar 890 kg CO2 sınırını zorlamıştır). Ancak yeni santral yapmama kararı almıştır. Çünkü siyasiler, oy kaygısı çekmektedir. Ülkenin %60 ı nükleer enerjiye hayır demiştir. Yine Kanada Nükleer santral yapmamaktadır. Çünkü çok fazla santrali vardır. Bu ülkenin artık nükleer enerji santraline ihtiyacı yoktur. Çin ve Kore 4 er tane santral inşa ediyor. Şu sıralarda inşa işlemi yavaşlatılmış durumdadır. Bunun sebebi, çevreye zarar verdiği değildir, tek sebebi ekonomik durgunluktur. Son 3 yılda 11 adet nükleer enerji santralleri inşasına başlanmıştır. 1996 yılında 4 ü Çin de olmak üzere 6 tane, 1997 yılında 1 adet G. Kore de, 1998 yılında 3 adet G. Kore de, 1999 yılında 1 adet Slovakya da başlanmış ve halen inşaları devam etmektedir. Aklımıza şöyle bir soru gelebilir, ‘’Niçin gelişmiş ülkeler de inşa işlemi yoktur’’? Tek sebebi gelişmiş ülkelerin yeni santrallere ihtiyaç duymamasıdır. Bu ülkelerin yeterince santralleri vardır, bunlardan asla vazgeçmemiştirler, ve asla da vazgeçemezler. Fransa nın, yaklaşık olarak %75 lik enerji ihtiyacı nükleer reaktörler vasıtasıyla karşılanır. Yine ABD nin %25 lik enerji ihtiyacı bu enerjiyle karşılanır.* Ülkemiz; stratejik açıdan çok önemli bir mevkii dedir. Uluslar arası gücümüzün sürekliliği için nükleer enerji santralleri şarttır.** En uygun* bölge Akkuyu dur. Çünkü en güvenli yer orasıdır. Gerek soğutma suyuna (denize) yakınlığı ve gerekse deprem bölgesi olmayışı ile en uygun yerdir.* Nükleer enerji santralleri insanoğlunun inşa ettiği en güvenli makinedir. Geçmişte olan nükleer enerji kazaları abartılmaktadır. Çünkü insanların aklına birden atom bombası gelmektedir. İyi bir nükleer enerji santrali atom bombasından bile etkilenmez. Günümüzde bir de rüzgar enerji santralleri ortaya atılmıştır. Bu yeni enerji sistemi 4,6 cent/kW e enerji üretmektedir. Bu sistem çok ucuza enerji üretmektedir. Elbette ki inşasına karşı değiliz, yapılmalıdır. Ancak şu unutulmamalıdır ki hiçbir enerji, nükleer enerjiye alternatif değildir. Nükleer enerji 2,5 cent/kW e enerji üretmektedir. Ayrıca 1000 MW lık bir adet reaktör, 1 er MW lık 8000 adet* rüzgar santraline eşdeğerdir. Çünkü 1 rüzgar paneli, 1 MW tan fazla enerji üretemez. Ürettiği enerjide %20 verimlidir. 8000 MW lık inşaa edilen rüzgar santralleri ancak 1000 MW enerji üretebilir.

******* 8 adet reaktör (1 Akkuyu* Projesi) = 64000 adet rüzgar paneli

8000 adet rüzgar santrali ise 100 lerce hektar arazinin işgali demektir. Bu araziye insan girmesi de sakıncalıdır. Yine güneş enerji üretimi metodu da buna benzer. Ülkemiz rüzgar ülkesi değildir. Bazı Ege kesimleri yeterli rüzgarı görmektedir. Elbette ki rüzgar sistemleri de kurulsun. O bölgeye bağımsız enerji sağlayabilir. Ya rüzgar kesilirse?

******* Nükleer enerjiye hiçbir enerji alternatif değildir.* Dünyada 400 ün üzerinde nükleer santral vardır. En çok da Kanada da dır. Üstelik bu santrallerin çoğu turistik yerleşim merkezlerine yakındır. Pickering Santrali bir köyün içinde ve yat marinasıyla yan yanadır. Burada 8 reaktör vardır. Çevreye hiçbir zarar vermemektedir. Bu tür Candu santrallerinde asla serpinti olmaz. Bizim yapmayı tasarladığımız sistem de Kanada teknolojisine benzer. Bu sistemde serpinti ortaya çıksa; ilk önce yakıtın kendisi, nükleer serpintiyi adsorplar. Radyasyonun buradan kurtulduğunu düşünelim. Bu defa kapalı soğutucu sistem içinde kalır. Buradan da kurtulduğunu varsayalım. Soğutucu sistemin dışında yine kapalı bir sistem olan reaktör koruma kabı vardır. Hadi buradan da kurtulduğunu düşünelim. Bu defa en dışta beton sistemi ve onun içinde 4-25 cm kalınlığında çelik sistemi bulunan, beton konteynır vardır. Zaten serpintinin bu kısma gelmesi mümkün değildir. Gelse bile asla dışarıya sızma yapmaz. Çernobil Santrali nde bu sistem yoktu. Sadece kütleyi taşıyacak çelik bir kap, ve dışta betonarme bir bina vardı. Zaten kazada vardiya değişimi sırasında reaktörün gücünün birden düşürülmesinden, yani insan hatasından meydana gelmiştir. Yeni, teknolojik santrallerde böyle hatalar olmaz. Serpinti ortaya çıksa bile yedi katmandan oluşan reaktörden, dışarıya asla sızıntı olmaz.* Elbette ki her enerji üretme sistemi çevreye zararlıdır. Ancak içlerinde en çevrecisi nükleer enerji santralidir. Nükleer enerjiye karşı olan insanlarımız, eski enerji üretim metotlarımızdan memnun gözüküyorlar. Ancak nasıl bir enerji üretimi yaptığımızı bilmiyorlar. Barajlarımız dönümlerce arazimizi sular altında bırakmıştır, üstelik yetersizdir. Bu açığı kapatmak için kullandığımız termik santrallerimiz aracılığıyla, tonlarca CO2, CO, SO2, NO2, ağır metallerden Ag, Pb, Sg, U ve daha bir çok zararlı maddeleri doğaya verdiğimizden haberleri var mıdır? En büyük çevre düşmanlığı bu dur. Yine enerji açığımızı doğal gaz ile kapatmaya çalışıyoruz. Bu enerji türü, doğaya, termik santralden daha az zararlıdır. Ancak sonuçta zararlıdır, çünkü çevreye yine zararlı gazlar verilmektedir. Üstelik doğal gaz bulmamız çok ta kolay değil. Eğer komşu doğal gaz ülkeleri bu enerji kaynağı transferini keserse açıkta kalırız. Alternatif enerji diye tasarlananların hiç biri, nükleer enerjiye alternatif olamaz. Alternatif diye düşünülen, güneş ve rüzgar enerjisinden başka bir de* termal enerji vardır. Yer altından gelen sıcak su çok korroziftir. Nitekim Denizli de ki su da böyledir. Ayrıca atık su ise çok zehirlidir. Bu suyun tekrar yer altına gönderilmesi gerekir. Çevreye zararlıdır. Bu enerji sistemi de, nükleer enerjiye asla alternatif olamaz. Türkiye nin en büyük barajı Atatürk Barajı dır. Bu barajın gücü 2400 MWh tir. Verimi ise %50 ile 1000 MWh tir. Akkuyu ya yapılması tasarlanan nükleer enerji santralindeki 8 adet reaktörün gücü ise 8000 MWh civarındadır. Buna göre;

******* 8 adet Atatürk Barajı = 1 Akkuyu nükleer santrali (Enerji bakımından) olur.

******* Nükleer reaktör yakıtı olarak genelde U235 kullanılır. Yakıt reaktife girmeden önce doğal radyoaktiftir. 1×1 cm ebadındadır. Bir yakıt kabında 37 tane çubuk kap sistemi vardır. Her çubuk 50 adet yakıt (1×1 cm ebatlı) almaktadır. Bir yakıt kabı toplam; 37 x 50 = 1850 adet yakıt bulundurur. Bu da 1850 ton kömüre eşdeğerdir. Yine 1kg nükleer yakıt, 2 milyon litre benzine eşdeğerdir. Nükleer enerji karşıtlarının en önemli soruları, ‘’Nükleer atıklar ne yapılacaktır’’ sorusudur. Cevap olarak bir çok yöntem var. Bunlardan en önemlileri, camlaştırma ve kayalaştırma yöntemidir; Camlaştırma yöntemine göre; reaktörden çıkan atık, ilk 10 yıl reaktör kabı yanındaki havuzda bekletilir. Sonraki 20 yıl ise beton havuzda bekletilir. Atıkta U238, U237, Neptinyum, Sezyum, vb. i maddeler bulunur. Bu atıklar istenirse sonsuza dek burada bekletilir. İstenirse camlaştırılarak (küçük cam küreler halinde) etrafında çelik küre, yine etrafında fiziksel koruyucu, aşınmaya karşı etkileşimli madde, dış dolgu maddesi bulundurularak yerin 600 metre altına gömülür. 600 metre aşağıda su olduğunu düşünelim; Bu su asla yer yüzüne çıkamaz. Zaten 200 yıl sonra Atık maddenin %98 i kaybolur. Geriye %2 lik U238,, U235, Protaktinyum, Plütonyum vb. g ışınımı yapan ve doğada çok fazla bulunan maddeler kalır. Bunlar zaten doğada çok fazladır. Yer yüzüne çıksalar bile radyoaktif tesirleri doğadaki gibi doğal normlarda olur. 200 yıl boyunca cam küreciklerde hiçbir aşınma olmaz (Mezopotamya da 3000 yıl dayanan camlar su içerisinde bulunmuştur). Zaten 200 yıl sonra nükleer etki doğal hale gelir. Mutlaka çok azda olsa zehirlilik etkisi vardır, ancak Hg, Cd, As, Cd vb. gibi diğer zehirli kimyasallar la karşılaştırıldığında radyoaktivite için durum çok daha olumludur. Kaya kütlelerine dönüştürme yöntemine göre ise; atıklar kayalaştırılarak yer altına gömülmektedir. Kayaların hareketi çok iyi bilindiği için hiçbir riski yoktur. 200 yıl sonunda zaten nükleer atık doğal radyoaktiviteye dönüşür. Biz bu sorunları düşünmem0eliyiz. Bilim adamları bu sorunları çözdüler. Bizler, kömürün yanmasıyla oluşan atıkları düşünelim (Her yıl Amerika da bu kirlilikten dolayı binlerce kişi ölmektedir). Baraj suları altında telef olan hektarlarca arazimizi düşünelim. Bunlara çözümler arayalım.

*********** Sonuç olarak ; yüksek teknolojiyle inşa edilen bir reaktör, insanlara radyoaktif etki yapmaz. Reaktörlerin atık maddeleri de toprağın altına betonlanarak, çeliklenerek veya kurşunlanarak bırakıldığı taktirde izole edilir, zamanla zararsızlaşır. Bir gram aktif maddenin reaktörde yakılmasıyla;

E = m C2

kadar enerji açığa çıkar, sayısal değer olarak bu enerji;

E = m C2* = 1 g x (30.000.000.000 cm/sn)2 = 900.000.000.000.000.000.000 (900.000 katrilyon) Erg lik enerji açığa çıkar.

Q = 900.000 katrilyon erg x 0,00000002389cal/erg=1.501.000.000.000 cal/1g kadar ısı enerjisi açığa çıkar. Bu değer ise;

****** P = 25.002.000 kWh/1g güce eşittir.

Bu rakamlar hiçte küçümsenecek rakamlar değildir. Nükleer enerji aleyhindeki tepkiler halkımızın bilinçsizliğinden ileri gelmektedir. Reaktörler, diğer enerji kaynaklarına oranla daha tehlikesiz, daha yararlı, daha ucuz, ve daha çevrecidir. Niçin çevreci ve ekonomik yol varken diğerlerini alternatif kabul edelim?

* KAYNAKLAR

1.Çok geç olmadan, Tübitak yayınları

2.Nükleer Kimya ders notları

3.Atom Radioative m.d., Reşat UYSAL, 1971 İstanbul

4.Tez Özetleri

5.Kimya ve Nükleer Fizik kaynak kitapları

1. Nükleer Enerji

06 Kasım 2007

1. NÜKLEER ENERJİ

Günümüzde gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerin en önemli gereksinimi enerjidir. Her ne kadar tam bir ölçüt olmasa da ülkelerin gelişmişlik düzeyleri, üretip tükettikleri enerji ile ölçülür. Bazı ülkeler ürettikleri enerjiyi çok verimli bir şekilde kullanırlarken, bazıları bu konuda o denli başarılı olamazlar. Bazı ülkeler de kendileri kullanmadıkları halde çok miktarda enerji hammaddesi üretirler. Enerji üretim ve tüketiminin çok farklı yöntemleri olsa da, tüm ülkelerin ucuz, bol ve temiz enerji kaynaklarına gereksinimleri vardır.

Endüstrileşme ile baş gösteren buhar gücü gereksinimi dolayısıyla, kömür kullanımı büyük bir hızla artmıştır. Daha sonraları elektrik enerjisinin kullanılmaya başlanması ve içten yanmalı motorların kullanım alanının genişlemesi ile elektrik üretiminde kömür ve petrol, çok büyük bir hızla artmıştır. Sonunda endüstri ve çağdaş yaşam için en önemli hammadde, fosil yakıtlar olmuştur.

Fosil yakıtların kullanımı, çözümü çok zor sorunları da beraberinde getirmiştir. Bu sorunların ilki, tükenen hammadde kaynaklarıdır. Fosil yakıtlar milyonlarca yılda oluşmuş, doğanın bizlere, daha doğrusu bizden sonraki nesillere bir armağanıdır ve sentetik olarak yapılanmaları son derece zordur. Çok sayıdaki petrokimya ürünleri spektrumunu inceleyerek petrol ve bazen de kömürün ne denli vazgeçilemez birer doğa harikası olduklarını rahatlıkla algılayabiliriz. Kömür petrol kadar bir kimyasal değere sahip değildir. Kalitesiz kömürlerin yakılmasının neden olacağı sorunlar ortadadır.

Nükleer enerji son 50 yıldır kullanılmaktadır ve dünyadaki elektrik üretiminin sadece 16%’sını (436 nükleer santral tarafından) meydana getirmektedir. Ama bu 16% hep aynı bölgelerde yoğunlaşmıştır: gelişmiş ülkelerde ve en çok da Avrupa’da. Dünyada çok sayıda insan yaşamaktadır, ama bazı yerlerde yaşayan insanlar (Kuzey Amerika’da, Avrupa’da,…vb) diğerlerinden kat ve kat fazla enerji tüketirler. Bunlar aynı zamanda da zengin ülkelerdir, gelişmiş ülkelerdir. Kısaca dünyanın efendileridir. Peki neden dünyanın efendileri nükleer enerji kullanırlar? Çünkü eğer nükleer enerji kullanmasalardı ülkeleri korkunç çevre felaketlerine maruz kalacaktı. Nükleer enerji kullanmasalardı kömür yakmaya devam edeceklerdi ve hem kendi yaşadıkları yeri hem de dünyanın atmosferini aşırı oranda kirleteceklerdi. Bir an için nükleer enerjinin keşfedilmediğini varsayın ve Avrupa’nın 1950′lerdeki üretim hummasını düşünün ve bunu sağlayacak enerjinin önemli bir kısmının termik santrallerden geldiğini hatırlayın. Bir de buna ABD’yi, Çin’i ve Rusya’yı ekleyin. Ortaya çıkacak korkunç tabloyu görebiliyor musunuz? Nükleer enerji dünyanın önemli bir bölümünün temiz kalmasını sağlamıştır.

Ayrıca bir saptama daha yapalım: Nükleer enerji keşfedildi diyoruz, tıpkı ateşin keşfi gibi; yani icat edilmedi. Radyasyon hep var, vardı ve varolacak. Radyasyon doğanın, hatta evrenin bir parçasıdır. Günlük hayatta karşılaştığınız hemen her şey radyasyonla ilgilidir: Işık, radyo, TV,…güneş…Yazın deniz kenarında güneşlenirken çok yüksek düzeyde radyasyon alırsınız. Aldığınız bu radyasyon miktarı, Çernobil faciası hariç, bugüne kadar gerçekleşmiş bütün nükleer santral kazalarından daha fazladır. Ya da kimi termik santrallerde yakılan kömürdeki radyoaktif maddelerin bitkilerin üzerine yerleşmesi sonucu, bunları yiyerek çok büyük bir risk altına girebilirsiniz. : Çernobil günümüzde bir nükleer santrale örnek gösterilebilecek bir santral değildir. O günkü Sovyetlerin kendi özel koşulları içinde, hiçbir koruyucu önlem alınmadan, çok eski bir teknoloji ile faaliyet gösteren bir santraldir. Endüstrileşmiş batı ülkelerindeki santrallerle hiçbir alakası yoktur ve bu ülkelerde böylesine bir kaza olma ihtimali sıfıra yakındır. Şimdi bazıları ‘ama sıfır değil’ diyeceklerdir. Evrende hiçbir ihtimal sıfır değildir. Dünyamıza büyük bir gök cisminin çarpıp, insanlığı yeryüzünden silme ihtimali de (dinozorlara olduğu gibi) sıfır değildir. Üstelik böyle bir durumda nükleer

Enerjinin insanlığı kurtarması bile söz konusu olabilir…

Geçen sene İstanbul İkitellide yaşanan ‘radyasyon kazası’ Türkiye’nin radyasyon (ve nükleer) konusunda ne kadar hazırlıksız olduğunu göstermiştir. Tıpkı ateşin gelip ormanlarımızı yakması gibi, nükleeri istemesek bile gelip bizi bulur.

Yapmamız gereken şey onu kontrol altında tutabilmeyi öğrenmektir.

Nükleere hayır diyenler, gelişmiş ülkelerin nükleer enerjiden vazgeçtiklerini söylüyorlar. Kanıt olarak da uzun süredir nükleer santral yapılmadığını öne sürüyorlar. Bu tamamen yanlış bir argümandır. Yeni nükleer santral yapılmadığı doğrudur, çünkü enerji gereksinimi yeterince karşılanmaktadır. Varolan santrallerin modernizasyonu, atık sorunun çözümüne ilişkin çalışmalar devam etmektedir. Yakın bir gelecekte, nükleer santrallerde kullanılan yakıt, zararsız hale gelene kadar tekrar tekrar kullanılabilecektir. Bu koşullarda endüstrileşmiş ülkelerin nükleer enerjiden vazgeçmeleri söz konusu değildir.

Ülkemizde kurulması düşünülen Nükleer santrallere karşı son argüman ise ‘Türklerin bu işi yapamayacağı’ şeklindedir. Buna ne diyebiliriz ki? Bir yandan haklılar. Kanalizasyon sorununu bile halledemeyen bir toplum nükleer enerji ile nasıl başa çıkacak? Ama bence başa çıkmak zorunda. Çünkü dünya çok küçük. Biz bu işi öğrensek de öğrenmesek de insanoğlu gelişimine devam ediyor ve birileri teknolojiyi iyi öğrenerek diğerlerini yönetiyor! Ayrıca ateşi kontrol etmeyi öğrenmekle, daha doğru düzgün bir toplum yaratma eylemi hep bir arada gitmiştir; öyle değil mi?

2. NÜKLEER YAKITTAN ELEKTRİK

Nükleer enerjinin hammaddesi olan uranyumun hiç bir endüstriyel kullanım alanı yoktur. Uranyum doğada bol miktarda bulunmaktadır. Son maden aramaları sonucu Avustralya ve Kanada’da büyük uranyum yatakları olduğu çıkmıştır. Uranyumun fiyatı bu nedenler dolayısıyla zaman içinde sürekli azalmıştır. İkinci bir nükleer hammadde ise toryumdur ve Türkiye, dünyanın en zengin toryum yataklarına sahiptir. Nükleer hammaddenin stoklanabilir olması, onun petrol gibi ekonomik silah olarak kullanılmasını imkansız kılar.

UO2′den (uranyum pası) yapılan 1 cm çap ve yüksekliğindeki seramik yakıt lokmaları, üst üste 3,5-4 m uzunluğundaki ince bir metal zarf içine yerleştirilirler. Elde edilen yakıt çubukları, hafif veya ağır su içeren dik veya yatık basınç tankları içine yerleştirilir. Belirli geometrik düzende ve belirli miktarda bir araya gelen yakıt nötronların yardımı ile fisyon sonucu enerji üretmeye başlar.

Ortaya çıkan bu çekirdek enerjisi yakıt çubuklarını ısıtır. Yakıt çubuklarının su veya ağır su ile soğutulması ile yüksek basınç ve sıcaklıkta buhar elde edilir. Buharın bir türbinde genişletilmesi ile tıpkı diğer fosil yakıtlı santrallerde olduğu gibi, ısı enerjisi mekanik enerjiye,türbinin çevirdiği jeneratör ile de mekanik enerji elektrik enerjisine dönüştürülür.

Nükleer enerjinin kullanılmaya başlamasından bugüne dek geçen yaklaşık elli yıl içinde bir çok nükleer reaktör tipi tasarlanmış, imal edilmiş ve çalıştırılmıştır; ancak günümüzde ticari olan nükleer santral tipleri çok az sayıdadır. Hafif su teknolojisi adını verdiğimiz ve bildiğimiz normal su ile soğutulan reaktörleri kapsayan teknoloji,ve ağır su teknolojisi adını verdiğimiz hidrojenin bir izotopu olan deteryumdan yapılan ağır su ile soğutulan reaktörleri kapsayan teknoloji, günümüzde ticari olarak kullanıma sunulmaktadır.

Yüksek sıcaklıkta çalışan gaz soğutmalı reaktörler ve sıvı metal soğutmalı hızlı üretken reaktörler ise, gelecekte kullanıma girmeye adaydırlar.

Normal işletme sırasında çevreyi hemen hiç kirletmeyen nükleer santrallerin en korkulan yönü, bir kaza sonrasında çevreyi temizlenemez şekilde kirletme olasılıklarıdır. Nükleer teknolojinin elli yıla yakın kullanım süresi içinde iki önemli reaktör kazası olmuştur. Bu iki kaza birbirinin çok benzeri olmasına rağmen sonuçları ve çevreye etkileri birbirinden son derece farklıdır. Güvenlik felsefesi önemsenen ülkelerin tasarımlarından biri olan Three Miles Island reaktöründe, tahmin edilen en büyük kaza gerçekleşmiş; fakat reaktör çalışanları dahil hiç kimse, öngörülen miktarlardan fazla radyoaktiviteye maruz kalmamıştır. Çok pahalı bir deney olarak kabul edilebilecek bu kaza sonunda nükleer reaktör güvenliği sınavdan geçmiş ve başarılı olmuştur. Diğer taraftan nükleer güvenlik felsefesine önem vermeyen, iyi tasarlanmamış bir nükleer reaktörün iyi işletilmemesinin sonuçlarının ne denli acı olduğunun kanıtı da Çernobil kazasıdır. Bu kaza, nükleer teknolojiden kaçan ülkelerin bile, istemedikleri halde nükleer kazaların zararlarına katlanmak zorunda olduklarının da bir göstergesidir. Nükleer reaktörlerin maliyetinin yüksek olması, bazı ülkelerin nükleer enerjiden uzak kalmalarının başka bir nedenidir.

Dünyanın geleceği yeni enerji kaynakları bulunmasına bağlıdır. Çünkü mevcut fosil yakıt kaynakları tükenmektedir. Süratle artan dünya nüfusunun 2000 yılında altı milyara ulaşması beklenmektedir. Yaşam standartlarını yükseltmek isteyen bu insanlar enerji ihtiyacının da yüksek düzeylere çıkmasına sebep olacaktır. Dünya Sağlık Örgütü (WHO) Sağlık ve Çevre Komisyonunun 1991 yılında belirttiği gibi, bir ülkenin elektrik kullanımı, o ülkenin sosyo ekonomin gelişmesinin bir göstergesidir. Elektrik kullanımı,gelişmiş ülkeler halklarına daha iyi sağlık hizmetleri sunabilirler. Bu büyük enerji ihtiyacının karşılanması için kısıtlı fosil yakıt kaynakları yeterli olmayacaktır.

Fosil yakıt kaynakları ekonomik olarak sınırlıdır. Zaten bunların sadece elektrik üretimi için kullanılması düşünülemez. Çünkü bunlar ulaşım, ısıtma ve kimya endüstrisinde de önemli yerleri olan maddelerdir. Hidroelektrik ve diğer doğal kaynakların ise, sabit ve sınırlı kullanım alanları vardır. Hidroelektrik santralleri çok pahalı yapılardır ve ancak sulama, sel kontrolü gibi çeşitli fonksiyonları bir arada içerdikleri zaman ekonomik hale gelirler. Yer bağımlılıkları da ayrı bir sorundur. Kurulabilecekleri yerlerin endüstri bölgelerinden uzak olması sebebiyle, üretilen enerjinin önemli bir kısmı, aktarım sırasında kaybolur. Üstelik ülkemizin hidroelektrik üretim kapasitesi de dolmak üzeredir. Rüzgar, güneş, dalga enerjisi hala üzerinde çalışılmakta olan konulardır. Fakat bunların süreksiz oluşu ve verimlerindeki düşüklük, şu anda bunlardan fazlaca bir fayda sağlanamaması sonucunu doğurmaktadır. Jeotermal enerji günümüzde kullanılan fakat oldukça kısıtlı bir enerji türüdür.

Bu şartlar altında artan enerji ihtiyacımızın, bizi bir enerji krizine götürmekte olduğu açıktır. 1991 yılında Helsinki’de düzenlenen sempozyumda, verimlilik artışı ve enerji tasarrufunun artan enerji ihtiyacının sadece belli bir bölümünü karşılayabileceği açıklanmıştır. Bu durumda yeni enerji üretim teknolojilerinin girmesi kaçınılmazdır.

Burada nükleer enerji, pek çok olumlu yönüyle karşımıza çıkıyor. Nükleer enerji şu anda dünya elektrik üretiminde önemli bir yere sahiptir. 1972 yılında dünyada üretilen elektriğin sadece %2.7 si nükleer enerjiden karşılanırken 1991 de bu oran %16.6 ya çıkmıştır. Nükleer gücün geleceği, bu enerji çeşidinin ekonomik, finansal,performans,güvenirlik ihtiyaçlarının kolay ve fiyat dalgalanmalarından etkilenmeden karşılanabilmesi, çevre ve sağlık konularında alternatiflerine üstünlüğüne bağlıdır. Pek çok çalışma göstermiştir ki bu bakımlardan nükleer enerji alternatifleriyle yarışabilecek bir konumdadır.

Fiyat dalgalanmalarından bağımsızlık bakımından nükleer enerji fosil yakıtlardan daha üstündür. Çünkü nükleer santrallerin yakıt ihtiyacı fosil yakıtlı santrallerinkinden çok daha azdır (az miktarda zenginleştirilmiş 27 ton uranyum yada 160 ton doğal uranyum bir yıllık üretim için yeterlidir ki bu sadece birkaç kamyon yük eder oysa aynı ölçülerdeki bir kömür santrali yılda 2.6 milyon ton kömür ihtiyaç duyar ve bu da her biri günde 1400 ton kömür taşıyan 5 trene ihtiyaç olduğunu gösterir) böylece üretici kendisine yıllarca yetecek yakıtı depolayabilir.

Nükleer santraller çevreye karbondioksit, sülfürdioksit ve azotoksitleri yayan santraller yerine kurulduklarında, asit yağmurlarını ve sera etkisini azaltarak çevre korumasına hizmet ederler.

Nükleer santrallerden çıkan atıklar fosil yakıtlı santrallerden çıkan atıklara göre çok daha azdır ve çok daha iyi şekilde korunurlar. Bu atıklar güçlendirilmiş beton içersinde, yerin birkaç yüz metre altına kazılmış kaya mağaralarında yada derin madenlerde saklanıp sürekli olarak gözlenirler. Buralarda atıklar, mühendislik ve doğal koruma altındadır bu korumaları atık formu (örneğin camlaştırma) yüksek güvenlikli kaplar, bu kapların etrafını dolduran ve yeraltı suları ile teması engelleyen malzemeler, jeolojik bakımdan durağan kayalar, jeokimyasal koşullar ve yeraltı suyu koşulları sağlar ve depolama yüz bin yıl dayanacak şekilde yapılır oysa atıklar 300-500 yıl arasında zaten zararsız hale gelmektedir.

Nükleer enerji ekonomiklik,temizlik,güvenlik ve dışa bağımsızlık açılarından ele alındığında ülkemiz ihtiyaçlarına en çok ve çabuk cevap verebilecek enerji türüdür. Bu sebeple kısa sürede bu teknolojiye girmemiz gerekmektedir.

Gelecek kuşakların en büyük sorunu şu an bizim madencilikte elde ettiğimiz maddelerin eksikliği olacaktır. Bugün dünyanın kıt mineral kaynaklarını doymak bilmeyen bir iştahla tüketiyoruz. Aslında çağımıza “madencilik çağı” deniyor; ancak bir yüzyıldan daha az kısa zamanda madenlerde çok az şey kalmış olacak bakır, kalay, çinko gibi madenlerin hepsi tükenecek. Bunların yerini tutacak madenlerin umutsuz arayışında en verimli kaynak,plastik ve kimyasal maddeler olacaktır. Ancak bunlar her gün milyonlarca tonluk miktarlarda yakıp yok ettiğimiz kömür,petrol,ve gazdan elde edilir. Bunun yerine başka hiçbir önemli kullanım alanı olmayan uranyum yakılıp;kömür,petrol ve gazı gelecek kuşaklara şiddetle ihtiyaç duyacağı maddelere kaynak oluşturmak için bırakılabilir. Bunu engelleyen tek şey halkın nükleer gücün tehlikelerini yanlış anlıyor olmasıdır.

Halkın nükleer gücü algılamasındaki en önemli sorunlar şunlardır.

1.Çok abartılı radyasyon korkusu

2.Bir reaktör kazasının fazlaca abartılmış olması(çernobil faciası)

3.Riski anlama ve niteleme konularında başarısızlık

4.Radyoaktif atıkların temizlenmesi konusunda son derece haksız korkular.

5.Nükleer güç ve nükleer silahlar arasında kurulan yanlış bağlantılar.

3. NÜKLEER ENERJİ NE KADAR TEHLİKELİDİR?

Halkın nükleer gücü anlayışındaki en büyük yanlış,radyasyonun tehlikeleri kavramında yatar. Radyasyon nedir ve ne kadar tehlikelidir?

Radyasyon gama ışınları,nötronlar,elektronlar ve benzerleri gibi uzayda saniyede 200000 km gibi çok yüksek hızlarda hareket eden ve insan vücuduna kolaylıkla nüfuz edebilen atom altı parçacıklardır.

Herkese hayatının her saniyesinde 15000 radyasyon parçacığı çarptığı dikkate alınmalıdır. Yıllık ortalama 500 milyarı,tüm ömür boyunca 40 trilyonu bulur bu rakam. Bunlar doğal kaynaklardan gelen radyasyondur(taşlar,tuğlalar..vs)

Radyasyon Milirem(mrem)ölçü birimiyle ölçülür. bir milirem 7 milyon radyasyon parçacığı demektir. Fakat 10.000 mremin altındaki radyasyon “düşük seviyeli radyasyon”dur.

Bir göğüs yada diş röntgeni bize 10 mrem kadar radyasyon verir. Kalça kemiği çevresi 90 mrem,karın 150,omurga 400 mrem baryum eneması 800 mrem vs.1 mrem yaklaşık ömrümüzün 1.2 dakika kısalması anlamına gelir. Ortala ömrümüzü aynı ölçüde kısaltan diğer etkinliklerse şöyledir;

1.sokakta 3 kes karşıdan karşıya geçmek.(karşıdan karşıya geçerken ortalama ölüm olasılığına dayanarak)

2.bir sigaradan yaklaşık 3 nefes almak.(her sigara ortalama ömrü 10 kısaltır)

3.kilolu birinin fazladan 10 kalori alması.

4.4.5 fazla araba kullanmak.

Petrol santralleri, yol açtıkları hava kirliliği sonucu 4 günlük bir Ortalama Omur Kaybı’na yol açar. Doğal gaz çok az hava kirliliği ve yangına sebep olur, ama yol açabileceği patlamalar ve havasızlıktan boğulmalar sonucu 2.5 günlük bir Ortalama Omur Kaybı’na yol açar. Güneş enerjisinin en önemli sağlık etkisi bir santral kurmak için gereken cam, çelik, vb maddelerin üretiminde kullanılacak kömürün etkileridir. Bu da yaklaşık 0.4 günlük bir Ortalama Omur Kaybı ‘na denk gelir. Ayrıca elektrik çarpması sonucu olum riski olan 5 günlük Ortalama Omur Kaybı da tüm enerji teknolojileriyle birlikte gelir.

Tüm bunlara bakıldığında insanların doğal yollardan aldıkları radyasyonun pek fazla zararı olmadığı görülür. Bunlara eşdeğer ölüm risklerini göz önüne alırsak radyasyon insana hayatının her anında zarar verir.

4. NÜKLEER REAKTÖRLERİN KORUNMASI

Halkın izlenimiyle,teknik analizler arasındaki çelişkinin nedeni,nükleer reaktörlerin normal koşullarda reaktör erise bile dışarıya radyoaktivite sızmasını engelleyecek şekilde çok güçlü bir yapı olarak inşa edilmiş “koruma kabuğu “ile çevreden ayrılmış olmasıdır. Tipik bir koruma kabuğu sıkı bir ağ halinde birleştirilmiş kalın çelik çubuklarla güçlendirilmiş olan,yaklaşık 1 metre kalınlığındaki betondan oluşur. Çok fazla çelik desteği vardır. Ayrıca koruma kabuğunun içi,güçlü bir yapı oluşturacak şekilde kaynaklanmıştır ve içerden gelecek çok güçlü iç basınca(reaktör patlaması)dayanabilecek kadar sağlam bir kalın çelik tabaka ile kaplıdır.

Koruma kabuğu,reaktöre dışardan gelecek darbelere karşı çok büyük bir korunma sağlar,öyle ki kasırganın bir arabayı,ağacı yada bir evi üstüne savurması,bir uçağın çarpması veya yanında büyük miktarlarda bir kimyasal patlayıcının infilak etmesine karşı dayanıklıdır. Ayrıca koruma kabuğunun görevi bir kor erimesi kazası sırasında radyoaktiviteyi içerde tutmaktır. Aslında bunu birkaç dakika yapması yeterlidir çünkü koruma kabuğunun içinde radyoaktiviteyi atmosferden ayıracak sistemler vardır. Bir türü evlerdeki elektrik süpürgesine benzer bir operasyonla havayı filtrelerin içine üfler. Radyasyonlu hava burada temizlenir ve zararı en aza indirilir. Bir nükleer güç istasyonunda, bozulma riskine karşı her sistemin bir yedeği ve söz konusu sistem devre dışı yada yetersiz kalırsa onun görevini yapacak birkaç alt sistem mevcuttur. Bir kazanın operatör hataları ve sistemdeki bozukluklar ile nereye kadar ilerleyebileceğini hesaplayabilmek için birçok diğer endüstri dalında da kullanılan hata ağacı analizi uygulanır. Buna göre her hatanın olma riski ayrı ayrı ya hesaplanır, yada endüstrideki deneyimlerden yararlanarak bulunur. Böylece ilk hatadan başlanır ve bunu takip eden sistemin hata yapma riski hesaba katılır, hata yaparsa yada yapmazsa ne olacağı bulunur, insanların ve makinelerin bunları takip eden tüm hareketleri dallara ayrılarak kaza senaryosunun en sonundaki çeşitli bitiş noktalarına varılır. Yine de varılan sonuç tam kesin bir değer değildir, bu nedenle olası en kotu sonuç kabul edilir, çünkü eğer bir şeyin kotu gitme şansı varsa, kotu gideceğini varsaymak, sonradan bir sürprizle karşılaşmaktan daha iyidir. Hata ağacı analizi dünyanın her yerinde nükleer reaktörlerin geliştirilmeleri için uygulanmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri’nde yapılmış olan çok geniş kapsamlı bir analize göre (bu analiz Rasmussen Çalışması yada koduyla WASH-1400 olarak bilinir; M.I.T. profesörlerinden Norman Rasmussen’in yaptığı 4 milyon dolara mal olan bir çalışmadır) her 20000 reaktör yılı ( 10 reaktörün bir yıl çalışması 10 reaktör yılı olur) çalışmada bir, bir kor erimesi kazası olacaktır. Bu Çernobil kazası dahil edildiğinde bile oldukça karamsar bir yaklaşımdır. Her 5 kor erimesinden birinde yaklaşık olarak 1000 olum, her yüz taneden birinde yaklaşık 10000 olum, her 100000 erimeden birinde de 50000′e yakın olum olacağı bekleniyor. Her erimede ortalama olarak 400 olum bekleniyor. Her erimede ortalama olarak 400 olum bekleniyor (Çernobil’de sadece 31 olum oldu). Rasmussen çalışmasının sonuçlarına göre, bir nükleer reaktör kazası sonucu (anında yada neden olduğu kanser sonucu) ölme riski bize,18 dakika Ortalama Omur Kaybı getirir.

5. ATIK SORUNLARI ÇOK BÜYÜK BOYUTTAMIDIR?

Nükleer santralarda kullanılan kullanılmış yakıtlar, 10-20 yıl süre ile santral sahasında saklanacaklardır. Bu dönemde aktivitelerinin %98’inden fazlasını kaybedeceklerdir. Asıl sorunu oluşturan uzun ömürlü radyoaktif maddeler de camlaştırılacak, camlaştırılan bu maddeler de kademeli koruma mantığı çerçevesinde kurşun, beton ve korozyona dayanıklı kaplar içine konulacak, bu kaplar da jeolojik olarak kararlı bölgelerde yerin yaklaşık 1000 m altında hazırlanacak beton zırhlı galerilerde saklanacaktır.

Uranyum madeni reaktörde yakıldıktan sonra kullanılmış yakıtın reaktörlerden alınarak yeniden işleme tesislerine götürülmesi ve çıkan yüksek seviyeli atığında gömülmesi için bir depoya taşınması gerekmektedir. Bu depolar nükleer reaktörlerin altında veya yakınlarında bulunmaktadır. Yakılan uranyum depolarda suyun içine konulur. Bunun nedeni yüksek ısıya ulaşan ve kor halinde bulunan Uranyumun soğumasını sağlamaktır. Atık Uranyum oldukça fazla bir süre bu su depolarının içinde bekletilir. Bu depolarda reaktör gibi oldukça fazla güvenlik altında yapılır. Daha sonra soğuyan Uranyum cam şeklinde çok sağlam yapılara konulur ve bunlar hiçbir sızıntı yapmadan senelerce depolarda saklanabilir. Uranyumun bu depolarda soğuma işlemi devam eder. Bu kaplar satte140 kilometre sağlam duvarlara çarptırılmış buna yakın giden lokomotiflerle çarpıştırılmış ancak içindekiler dışarı sızmamıştır. Günümüzde atıkların yeraltına gömülmesi gündeme gelmiştir. Bu atıklar yeraltına gömülürlerse eğer yerin 600 metre altına gömülebilirler. Fakat bunlar orda herhangi bir sızıntı olursa yer altı kaynaklarına yani sulara karışma olasılığını getirir. Dünyaya en yakın su kaynağı yeryüzüne 150 metre uzaklıktadır. Yer altı suları çok yavaş ilerlerler;günde 30 cm hızla. Üstelik yer altı suyu hiçbir neden yokken yere dikey olarak çıkmaz. yatay olan kaya tabakalarını izlerler,dolayısıyla yüzeye ulaşmadan önce 80 kilometre yol alması gerekir.80 km’lik yolu 30 cm hızla alması bu yolculuğun 1000 yıl sonra bitmesini sağlar. Yani atık yeraltı suyuna karışsa bile 1000 yıl sonra insan midesine girer. Bir diğer durum ise bu atığın 600 yıl sonra zararın %99’nu kaybedeceğidir. Çünkü yeraltına bulunan toprak ve kayalar bu suyun temizlenmesine yardımcı olacaktır. Nükleer gücü kullanan birçok ülke şuanda atık sorununu bu şekilde çözmüşlerdir.

6. NÜKLEER ENERJİNİN DİĞER ENERJİLERLE KARŞILAŞTIRILMASI

Nükleer Güç Santralları ile Termik Santraller birbirleri ile benzer özellikler taşırlar. Her iki santral tipinde de elde edilen buharın ısıl enerjisi türbinde mekanik enerjiye ve mekanik enerji de dejeneratörlerde elektrik enerjisine dönüştürülerek elektrik üretilir. Bu santraller arasındaki temel fark buharın elde ediliş yöntemidir. Bütün nükleer reaktör tiplerinde bölünmeden açığa çıkan enerji buhar üretiminde kullanır ve bu buhar üretimi doğrudan reaktörün korunda ya da buhar üreteçlerinde yapılır. Bu nedenle nükleer reaktörlerdeki bölünme reaksiyonu termik santrallarda fosil yakıt yakmakla aynı işleve sahiptir. İlk olarak nükleer güç santrallerini tanıtmadan önce bölünme (fisyon) reaksiyonu mekanizmasını anlatmakta yarar vardır.

Nükleer reaksiyonda açığa çıkan enerji, temelde U235 izotopunun ya da herhangi bir bölünmeye yatkın (fosil) izotopun (Pu239, U233) nötronla etkileşmesinden ötürü parçalanması olayı sonucunda açığa çıkan fazlalık bağlanma enerjisidir. Nötronla etkileşen U235 çekirdeği kararsız hale geçerek, kendisinden daha hafif iki çekirdeğe ayrılır ve bu esnada da ortalama olarak iki nötron açığa çıkarır. Bu reaksiyon sonucu açığa çıkan bölünme enerjisi yaklaşık 200 MeV’dir. Bu enerji buhar üretimi için soğutucuya aktarılır ve açığa çıkan nötronlardan biri bölünmeye yatkın başka bir izotopu parçalayarak zincirleme reaksiyonuna sebep olur. Diğer nötron ise reaktör içindeki diğer malzemeler tarafından yutulur ya da sistemden kaçar. Nükleer reaktörler bu zincirleme bölünme reaksiyonunun kontrollü olarak yapıldığı sistemlerdir. Bölünme reaksiyonunun önemini anlamak için 1 kg U235 izotopunun yanması sonucu açığa çıkan enerjinin yaklaşık 1.3 milyon kg kömürünkine eşdeğer olduğunu belirtmek yeterli olacaktır.

Güneş enerjisiyle üretilen elektriğin iki sorunu vardır. Birincisi; fiyatı bugün elektriğe ödediğimiz miktardan her zaman için daha yüksektir. ikincisi;verimliliği gündüzle gece,yazla,kış bulutlu havayla açık hava arasında değişiklik gösterecektir. Tabii ki güneş enerjisinin en önemli faydası bedava enerji olmasıdır. Fakat birkaç bulutlu gün olduğu zaman enerji sağlanması için daha çok maliyet gerekecektir.

Şuanda kullanılmakta olan Termik santraller ise bir risk yaratıyor. Bir riski ortadan kaldırmak,karşılığında daha büyük risklerin ortaya çıkmasına neden oluyorsa bu açıkça,istenilenin tersini elde etmektir. Bugün bir enerji santrali kurulacaksa iki tane seçeneği vardır. Bunlar Termik yada nükleer santraldir. Halk sağlığı açısından önemli sorun,bu iki alternatiften hangisinin sağlık risklerinin daha büyük olduğudur. Nükleer santralin zararları hakkında bahsetmiştik. Termik santraller kömürün yakılmasıyla elde edilen bir enerji sağlarlar. Kömür yakılması da hava kirliliğine neden olur. Bu kirlilikten dolayı Dünyanın çeşitli ülkelerinde ve ülkemizde hava kirliliğinden ölüm oranı artmıştır. Nükleer santral olmayan ülkeler halen daha Termik santraller kullanıyorlar.

SONUÇ:

Nükleer santraller az miktarlarda zararı olmasına karşın iyi korunması ve kontrol altında tutulması sağlanırsa,diğer enerji kaynaklarına nazaran daha zararsız, çevreyi kirletmeyen az bir uğraşla yüksek enerji sağlayabileceğimiz bir enerji kaynağıdır. Ve inanıyorum ki gelecek yüzyılda tüm bu olanaklar sağlanarak kıt halde bulunan fosil kaynaklarının tüketimi ayrıca çevre kirliliği bakımından nükleer santraller hepsinin yerini alacaktır.

KAYNAKLAR:

1.BERNARD L.COHEN,Çok Geç Olmadan,Tübitak yayınları,4.basım mayıs 1995

2.M.P.Finkel ve B.O biskis progress in experimental tumor research,(1968)

3. TÜBİTAK-TTGV, Bilim-Teknoloji-Sanayi Tartışmaları Platformu, Enerji Teknolojileri

Politikası Çalışma Grubu Raporu, Mayıs 1998, Ankara.

4. URL : http : // www.nrel.gov./index.html

5.ÖZBALTA N,Nükleer Enerji hakkında bilinmeyenler,Ege Üniversitesi Bilim ve Araştırma Dergisi,1998,sayı 13.

Test

06 Kasım 2007

1)aşşağıdaki bileşiklerden eşit kütleler alındığında hangisi en az sayıda atom içerir?

(C:12, N:14, O:16, S:32)

A) NO B) CO² C) NO² D) N²O E) SO²

2)5,4 mol oksijen atomu içeren na3po4.xh2o bileşiği 0,6 moldür

bileşiğin yapısındaki x’in değeri kaçtır?

A) 2 B) 3 C) 4 D) 5 E) 6

3)AL’nin bağıl atom kütlesi 27 ve avogadro sayısı N olmak üzere 1 AL atomu kaç gramdır?

A) N/27 B) 27 C) 27N D)1/N E)27/N

Cevaplar:1-e 2-d 3-e

Modern Atom Teorisi

06 Kasım 2007

MODERN ATOM TEORİSİ

Modern Atom Teorisi

1924 yılında Fransız Louis de BROGLİE, maddenin ışık gibi hem dalga hem de parçacık özelliği gösterdiğini ileri sürdü..

1925 yılında Alman fizikçi Werner HEİSENBERG, belirsizlik prensibini ortaya atmıştır. Bu prensibe göre,”Bir elektronun bulunduğu yeri ve o yerdeki hızını aynı anda ölçmek mümkün değildir.”

Bu teori Bohr modelindeki atomun yerinin bilinmesi teorisini çürütmüştür.

1926 yılında Avusturyalı fizikçi SCHRÖDİNGER,teorileri birleştirerek, atomun dalga mekaniği modelini yani modern atom teorisini geliştirmiştir.

Modern Atom Teorisine Göre:

Atomlarda, temel enerji düzeyleri bulunmaktadır.

Her enerji düzeyinde n kadar alt enerji seviyesi bulunur.Alt enerji seviyeleri s,p,d,f alt tabakalarıdır.

Elektronların bulunma olasılığı en fazla olan alt enerji düzeylerine orbital denir.Orbitallerin bulunduğu alt enerji tabakasının adını alır.

s alt tabakasında 1 tane s orbitali

p alt tabakasında 3 tane p orbitali

d alt tabakasında 5 tane d orbitali

f alt tabakasında 7 tane f orbitali bulunur.

Orbitaller ve biçimleri:

s orbitali:Her seviyede bulunur, küreseldir. Bir tanedir.Zıt spinli iki tane elektron bulundurur.

p orbitalleri:n=2 seviyesinden itibaren her seviyede bulunur.X,Y ve Z eksenleri boyunca uzamış PX , PY ve PZ olmak üzere üç çeşittir.Toplam 6 elektron bulundurur.

d orbitalleri:n=3 seviyesinden itibaren bulunur.5 çeşittir. Toplam 10 elektron bulundurur.

F orbitaller : n=4 seviyesinden başlar. 7 çeşittir.Toplam 14 elektronu bulunur. f orbitallerini resimlemek güç ve karışıktır.

Orbitallerin Elektronlarca Doldurulması

Elektronlar, orbitallere dolarken en düşük enerji orbitali seçer.Temel enerji durumunda, çok elektronlu atomların elektronları enerji seviyesi diyagramı kullanılarak çizilir.

Bir orbitalde en fazla zıt spinli iki elektron bulunur.

Aynı enerji düzeyinde bulunan aynı cins orbitallere elektronlar önce tek tek dolar.

Temel haldeki çok elektronlu atomların elektron dizilişi;

1s, 2s2p,3s3p, 4s3d4p, 5s4d5p, 6s4f5d6p, 7s5f6d7p sırasına göre yazılır.

Orbitallere göre elementlerin elektron dilişini bazı örnekler üzerinde inceleyebiliriz.

Elektron Dizilişi

Orbitallerin dizilişinin 1s, 2s2p,3s3p, 4s3d4p, 5s4d5p, 6s4f5d6p, 7s5f6d7p şeklinde devam ettiği her enerji seviyesine s orbitali ile başlanıp p orbitali ile bittiği görülmektedir.

Son enerji seviyesindeki orbitallerin elektronlarca tam dolu olması, atoma kararlı yapı kazandırır.Son enerji seviyesindeki orbitalleri elektronlarca tam dolu olan atomlar soy gaz atomlarıdır.

ÖRNEK:

2He = 1s2

10Ne = 1s2 2s2 2p6

ÖRNEK:

Kararlı haldeki 16X elementinin elektron dizilişinde en dıştaki orbitalin baş kuantum sayısı, türü, toplam elektron sayısı nedir?

ÇÖZÜM:

16X elementinin elektron düzeni; 1s2 2s2 2p6 3s2 3p4 şeklindedir. Bu elektron düzeninden ; en son orbitalin enerji düzeyi 3, orbital türü p ve toplam elektron sayısı ise 4(3p4 olduğundan) tür.

Küresel Simetri

24Cr: 1s2 2s2 2p6 3s2 4s1 3d5 , 29Cu: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 elektron dizilişlerinde düzensizliğin nedeni, atomun küresel simetrik yük dağılımına ulaşmak için 4s orbitalinden bir elektronu 3d orbitaline göndermesidir.Aynı cins orbitallerde eşit sayıda elektron bulunması, atoma simetrik yük dağılımı sağlayıp, daha kararlı olmasını sağlar.

Bir atomun değerlik orbitalleri s ,p , d ,f biçiminde yarı dolu yada s ,p ,d ,f biçiminde dolu orbitallerle bitiyorsa o atom küresel simetrik yük dağılımına sahiptir.

Küresel simetriye sahip olan atomlardan elektron koparmak daha güçtür. Bu nedenle bu atomların,iyonlaşma enerjileri daha büyüktür.

Çok elektronlu atomlarda, elektron dizilişi yazılırken en yakın soy gaz atom numarasından devam edilir.

ÖRNEK:

19K=(18Ar) 4s1 38Sr=(36Kr) 5s2 gibi

İyonlarda Elektron Dizilişi

Atomlar, kimyasal olaylarda, değerlik orbitalinde (en yüksek enerjili orbitalleri) bulunan elektronları (değerlik elektronları vererek (+) yüklü iyon yada yarı dolu veya boş değerlik orbitallerine elektron alarak (-) yüklü iyonları oluştururlar. Elektron dizilişleri iyonda bulunan toplam elektron sayısına göredir.

ÖRNEK:

15P-3 iyonunda 18 e olduğundan, dizilişi 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 şeklinde olmalıdır.

Uyarılmış Atom:Enerji kazanan bir atomun değerlik elektronu, kararlı dizilişten ayrılıp daha yüksek enerjili bir orbitale çıkarsa, bu atoma uyarılmış atom denir.Uyarılmış atomlar iyon değildirler.

ÖRNEK:

5B 1s2 2s2 2p1 uyarılmış durum: 1s2 2s2 4s1

11Na 1s2 2s2 2p6 3s1 uyarılmış durum: 1s2 2s2 2p6 5s1

15P 1s2 2s2 2p6 3s2 3 p3 uyarılmış durum: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p2 4s1

ÖRNEK:

Elementlerin atomlarının temel haldeki elektron dizilişi,periyodik özellikleri ile ilgili bilgi verir.

Bu elektron dizilişinden çıkarılan,

1) Toplam elektron sayısı = Atom numarası

2) Son orbitaldeki elektron sayısı = Periyot numarası

3) En yüksek enerji düzeyi(baş kuantum sayısı) = Grup numarası

eşitliklerinden hangileri tüm elementler için doğrudur.

ÇÖZÜM:

1) Bilgi → Doğru

2) Son orbitaldeki toplam elektron sayısı grup numarasının verir.

3) Baş kuantum sayısı periyot numarasını verir.

ÖRNEK:

+4 değerlikli iyonun elektron dağılımı 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 olan X elementi için:

1) Periyodik cetvelin 4. periyot geçiş elementlerindendir.

2) Kendi atomları arasında iyonik bağ oluşturur.

3) Değerlilik elektronları 4s ve 4p orbitallerindendir.

yargılarından hangileri doğrudur.

ÇÖZÜM:

X iyonunun elektron dağılımı 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 ise nötr elementinin elektron dağılımı 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d1 şeklindedir.

Buna göre; X elementi ³.periyot 4B grubunda olup geçiş elementidir. (1)

X elementi metal olup, kendi atomları arasında metalik bağ oluşturur. (2)

Değerlilik elektronları 4s ve 3d orbitallerindendir. (3)

Yani ;1) ve 2) yargı doğru, 3) yargı yanlıştır.

Kopolimerizasyon

06 Kasım 2007

Kopolimerizasyon

İki veya daha fazla monomer birlikte polimerleştiğinde kompleks bir polimer oluşur. Kopolimerlerin fiziksel özellikleri homopolimerlerden farklıdır ve bu farkın ölçüsü kopolimerin bileşimine bağımlıdır. Genelde rastgele ve alternatif kopolimerler kendilerini oluşturan homopolimerlerin özellikleri arasında özelliklere sahiplerken, blok ve graft kopolimerler homopolimerlerinin herikisinin özelliklerini de gösterirler. Çünkü onların segmentleri polimer zincir boyunca düzensiz olarak yerleşmiş olup kopolimerler düzenli bir şekle sahip değildir. Bu nedenle de; pekçok kopolimer amorftur. Bununla beraber, eğer taktisite ya da segmentlerin yerleri nedeniyle yeterince düzenlilik sağlanırsa kristalize kopolimerler hazırlanabilir.

Kopolimerizasyonun mekanizması homopolimerizasyonunkine benzer fakat çeşitli monomerlerin reaktifliklerinin monomerden monomere göre çok değiştiği hesaba katılmalıdır. M1 ve M2 monomerlerinin kopolimerleştiğini düşünebiliriz. M1 ve M2 radikalleri aşağıdaki şekillerde reaksiyon verebilir:

Bu dört süreçteki hızlar elbetteki farklı olacaktır. Eğer M1 ve M2 nin konsantrasyonunun sabit kaldığını (kararlı hal davranışı), sonra M1 in M2 ye katılma hızının M2nin M1 e katılma hızına eşit olduğunu düşünürsek

yazılabilir. M1 ve M2 nin yok olma hızı aşağıdaki eşitliklerle verilebilir:

sonra

Eğer bir üstteki eşitlikle bu eşitliği birleştirir ve ve olarak belirlersek herhangi bir andaki kopolimerin bileşimini veren kopolimer eşitliğini türetebiliriz. Bu eşitliğin doğruluğu deneysel olarak kanıtlamışlardır.

ve terimleri reaktiflik oranları olarak adlandırılır ve göreceli olarak mo-nomerlerin homopolimerize veya kopolimerize olma eğilimlerini verir. Eğer > 1 ise; M1 homopolimerize olma eğilimindedir. Oysa < 1 ise kopolimerize olmayı tercih eder.

*

Klor – Alkali Endüstrileri

06 Kasım 2007

KLOR – ALKALİ ENDÜSTRİLERİ

SODYUM KARBONAT, SODYUM HİDROKSİD, KLOR

Üçünün de hemen hemen tümü, sabun ve deterjanlar, elyaf ve plastikler, cam petrokimyasal maddeler, odun hamuru ve kağıt, gübreler, patlayıcı maddeler, çözücüler ve diğer kimyasal madde yapımı için, endüstride kullanılırlar.

SODYUM KARBONAT

Sodyum karbonat (soda, soda külü, Na2Ca2) ………… bir katıdır. Genellikle %99,3 Na2Ca3 içerir.sodyum oksid içeriği temeline göre(genellikle %58 dir) satılır.

SODYUM KARBONAT ÜRETİMİ

Üç farklı üretim şekli il elde edilir.

Amonyak- Soda prosesi (Solvay Prosesi)

Doğal truna (Na2Ca3.NaHCo3.2H2O) cevherlerinden geri kazanma

Doğal alkali tuz çözeltilerinden geri kazanım.

AMONYAK-SODA PROSESİ

1865’de Belçikalı Ernest Solvay tarafından geliştirilip üretime geçildiği için genellikle Solvay Prosesi şeklinde isimlendirilir.

Hammadde: tuz, kireçtaşı ve ……….(veya gaz)tır. Amonyağcı prosesde ……………….. olarak bakılır.

Solvay Prosesinin Ana Basamakları:

Tuz çözeltisinin hazırlanması ve temizlenmesi

Amonyak ile doyurma

Karbonatlaştırma

Çöken NaHCo3 ın süzülmesi, yıkanması

NaHCo3 ın kavrulmasıyla Na2Ca3 elde edilişi

Amonyağın geri kazanılması

1. Tuz Çözeltisinin Hazırlanması ve Temizlenmesi:

Tuzlu su hazırlanması: Tuz çözeltisi düşük konsantrasyonlarda bulunan Ca ve Mg tuzlarından temizlenmelidir yoksa bunlar amonyak ile doyurma esnasında ……………….yüzeylerinde çökerler ve ayrıca Na2Ca3 son ürününde çözünmeyen safsızlıklar meydana getirirler. Ca, sodyum karbonat ile CaCO3 halinde ve Mg da kireç veya sodyum hidroksit ile Mg(OH)2 halinde çöktürülür.

CaSO4+ Na2Ca3 ® CaCO3+Na2SO4

CaCl2+ Na2Ca3 ® CaCO3+2NaCl

Ca(CH)2+ Na2Ca3 Û CaCO3+2NaOH

MgCl2+2NaOH ® Mg(OH)2+2NaCl

MgSO4+2NaOH ® Mg(OH)2+Na2SO4

Çöktürücü maddelerin ufak bir asırısını kullanmak suretiyle tam çöktürme sağlanır. Tuz çözeltisi, çöktürme maddeleriyle karıştırılır ve sonra çökeltilerin flokülasyonu için orta derecede bir ……………..yapılır. berrak ve saflaştırılmış tuz çözeltisi, amonyak absorblama basamağına gönderilir.

2. Tuz Çözeltisinin NH3 ile Doyurulması :

Saflandırılmış derişik tuz çözeltisinden, karşıt akım prensibiyle, gaz NH3 geçirilir.

Önce tuz çözeltisinden, vakum süzgeçleri içerisinden çekilen ve içinde az miktar amonyak taşıyan hava geçirilir. Havanın içindeki NH3, tuz çözeltisi tarafından absorblanarak geri kazanılmış olur. Bu yıkama işlemi, dolgu maddeli bir absorblama ünitesinde yapılır. Tuz çözeltisi daha sonra, ikinci bir dolgu maddeli yıkama kolonundan geçilir, ………………..ise, karbonatlaştırma kulelerinden çıkan gazların sürükledikleri amonyak ve karbondioksit absorblanarak geri kazanılır.

Yıkama kolonundan çıkan kısmen amonyaklaştırılmış tuz çözeltisi daha sonra, ana NH3 absorblama kolonuna gönderilir. Bu absorblama kolonunun tabanından, NH3 destilleyicisinden gelen gaz NH3 (ve az CO2) verilmektedir. Buna daha önce taze amonyak katılmıştır. NH3 absorblama kolonunda, absorblanma ısısını gidermek için su soğutmalı borulu veya plakalı ısı değiştiriciler kullanılır. Kolonda sıcaklığın 60° C’nin üzerine çıkmasına izin verilmez. Absorblama kolonları kok, seramik, plastik dolgulu kolonlar olabildiği gibi, kampana raflı kolonlarda olabilir.

3.Karbonatlaştırma :

Amonyaklı doymuş tuz çözeltisinin karbonatlaştırılması, genellikle iki kule kullanmak suretiyle yapılır. İlk kuleye

2 NH3 (çöz) + H2O(ℓ)+CO2(g) → (NH4)2 CO3(çöz) reaksiyonu ile amonyağı (NH4)2 CO3 a dönüştürmek için yeterli miktarda CO2 gazı gönderilir. Bu ilk kuleye (ön karbonatlaştırma kulesi) çoğunlukla daha seyreltik CO2 verilir. İlk kule olarak NaHCO3 ile kirlenmiş bir karbonatlaştırma üretim kulesi kullanılır. Bunun tabanından alınan çözelti daha sonra diğer karbonatlaştırma-üretim kulelerinin tepelerine gönderilir. Bu kulelerin tabanlarından yüksek yüzdeli (N%90)CO2 yaklaşık 3 atm basınç altında verilmektedir.

İlk kirlenmiş kulede oluşturulmuş amonyum karbonat ise “ karbonatlaştırma üretim” kulelerinde, amonyum bikarbonata dönüşür ve bu da tuz ile NaHCO3 verir. Sodyum bikarbonat, çalışma şartlarında kristalleşerek ayrılır.

(NH4)2CO3+CO2(g)+H2O(ℓ) → 2NH4HCO3(çöz)

NaCl(çöz)+NH4HCO3(çöz) → NaHCO3(s)+ NH4Cl(çöz)

4.NaHCO3 ın süzülmesi yıkanması :

Suspensiyon, bir döner süzgeçte vakum altında süzülür. Döner süzgeçteki vakum, sodyum bikarbonatı süzüp kurutmaya ve amonyağı geri kazanmaya yarar.

5.NaHCO3 kavrulması ile Na2CO3 elde edilmesi :

Temizlenmiş ham NaHCO3, %14-16 nem ile az miktarda NH4HCO3(%3-3,5) içerir.

2NaHCO2 → Na2CO3+CO2+H2O

Reaksiyonuna göre bir döner kavurma silindirinde (kalsinatör) 175-225ºC lerde kavrulur. Nemli NaHCO3 ‘ün silindirin iç yüzeylerine yapışmaması için buna bir miktar kavrulmuş ürün katılarak nem yaklaşık %7 ye düşürülür. Reaksiyonda elde edilen Na2CO 3, kalsinasyon silindirinden yaklaşık 200-220 ºC de çıkar, döner soğutucularda soğutularak depolamaya gönderilir. Oluşan yan ürün CO2 ise karbonatlaştırma kulesinde kullanılır.

6.Amonyak Geri Kazanılması :

Amonyak soda prosesinin ekonomik başarısı proseste kullanılan amonyağın hemen hemen tamamının geri kazanılmasına bağlıdır.

Amonyağın büyük bir kısmı sodyum bikarbonat süzüntüsünde ve NaHCO3 yıkama suyunda NH4Cl şeklinde ve daha az miktarlarda amonyum hidroksit karbonat, bikarbonat ve karbonat şeklindedir. Ayrıca tuz çözeltisinin amonyakla doyurulması basamağında meydana gelen çamurda da amonyak mevcuttur.

Amonyak içeren bütün çözeltiler ve tortular, amonyak geri kazanma sistemine gönderilirler. Çözeltiler, bir amonyak destileyicisinde (şekil) amonyum karbonat ve bikarbonatı bozundurularak amonyağın serbest hale geçirilmesi için, ısıtılırlar. Ön-ısıtma işleminden önce, korozyonu minimuma indirmek için, sülfür çözeltisi katılabilir. NaHCO3 süzüntüsü, destileyiciyi terk eden gazlar tarafından indirekt olarak ön ısıtılır. Isınmış besleme çözeltisi daha sonra destileyicinin dolgu maddeleriyle doldurulmuş veya kampana raflı olan ana bölüme girer ve burada ısı ile, serbest amonyum bileşikleri (amonyum hidroksit, karbonat, bikarbonat, karbonat) bozundurulur ve aşağıdan gelen su buharı, serbest amonyağın ve karbondioksitin hemen hemen tümünü yukarıya sürükler. Sıcak çözelti, daha sonra iyice karıştırılan ayrı bir kireçleme tankına gönderilir ve burada genellikle kireç sütü (veya susuz kireç) ile reaksiyona sokulur; süzüntüde bulunan bağlı amonyum bileşiği olan amonyum klorür, kireç sütü ile reaksiyona girerek serbest amonyak ve kalsiyum klorür verir. Kireçlenme tankından çıkan ve kalsiyum klorür, sodyum klorür, amonyum hidroksit ve bir miktar kalsiyum hidroksit fazlası içeren sıcak çözelti (reaksiyona girmiş süzüntü), destilleyicinin en alttaki bölümün üst kısmından aşağıya gönderilir. Destilleyicinin tabanından düşük basınçlı su buharı verilmektedir. Su buharı, bu çözeltiden amonyağın hemen tamamını, %0,001 lik bir artık kalabilecek şekilde, sürükleyip yukarıya çıkarır. Yükselen buharlar, daha önce de belirtildiği gibi, dolgu maddeli bölüm içinden yukarıya çıkarak aşağıya akan çözeltiden CO2’ i sıyırıp alırlar. Destilleyici tabanından dışarı alınan “destilleyici kalıntısı” kalsiyum klorür, reaksiyona girmemiş sodyum klorür ve kireç fazlasını içerir ve yoğunlaşan su buharı ve kireci reaksiyona sokmak için kullanılan su ile seyrelmiş bir durumdadır. Destilleyici kalıntısı ayrıca, kireçte bulunan inert solid maddeleri de içerir. Kalsiyum klorür gazı tesislerde, bu çözeltinin bir kısmından geri kazanılır, fakat sınırlı olan kalsiyum klorür gereksinimi dolayısı ile bu çözeltinin çok büyük bir kısmı atılır.

KİREÇ VE CO2 ÜRETİMİ

ÇAMAŞIR SODASI Na2CO310H2O

Çamaşır sodası (sodyum karbonat dekalnitrat) sodyum karbonatı sıcaksuda çözmek, çözeltiyi soğutmak ve NaCO310H2O kristallerini ayırmak suretiyle elde edilir. Bu kristaller daha sonra öğütülür.

DİĞER KAYNAKLARDAN SODA ÜRETİMİ

Solvay yöntemi ile tuzdan yapılan soda üretimi, bir çok ülkede doğal soda üretimi ile rekabet edemediği için, gün geçtikçe azalmaktadır.

Günümüzde daha çok, sodyum karbonat içeren minerallerden veya bunların göllerde toplanan çözeltilerinden yapılan soda üretimi yöntemleri öncelik almış görünmektedir.

Mineraller içerisinde en önemli soda cevheri,Trona’dır. Nahkolit ile Dawsonit de bitümlü şistler içerisinde çok önem kazanacak soda kaynakları olarak görünmektedir.

Türkiye’de soda kaynakları olarak şimdilik doğuda Van Gölü ve çevresindeki birkaç göl ve trona cevheri yatakları olarak da Beypazarı(Ankara) depozitleri bilinmektedir.

Doğal sodanın sentetik sodaya nazaran daha ucuza mal edilmesinin başlıca nedeni, sentetik soda üretimindeki :

a) Karbondioksit ve kireç üretimi ve dolayısıyla kok ve kireçtaşı kullanılmasını

b) Tuz çözeltisi sağlanması ve arıtılması ve dolayısıyla tuz kullanılmasını

c) Amonyağın geri kazanılması ve dolayısıyla amonyak kullanılmasını

d) CO2+Tuz çözeltisi + Amonyak → Ham sodyum bikarbonat üretim tesislerini,

ve bu hususlarla ilgili işlemleri ortadan kaldırarak direkt olarak ham sodyum bikarbonata tekabül eden Trona veya benzeri minerallerin yeraltından doğrudan çıkarılmasıdır.

TRONA SAFLANDIRMA PROSESLERİ

Trona bileşimi Na2CO3 . NaHCO3 2H2O olan doğal bir sodyum tuzu mineralidir. Trona cevherini saflandırmak için genellikle iki tip proses vardır.

1) Monohidrat prosesi

2) Sodyum sesquikarbonat prosesi

Monohidrat Prosesi

Trona cevheri, klasik madencilik yöntemleriyle kuru olarak yeryüzüne çıkarılır. Büyük parçalar konkasörden geçirilerek ufalanır. Ufalanmış cevherdeki sesquikarbonat, direkt alevli döner bir fırında 160-200ºC de kavrularak, karbondioksit ve su çıkışı ile bozundurulur.

2Na2CO3 NaHCO32H2O(s) → 3Na2CO3(s) + CO2+ 3H2O

Kavrulmuş kütle, saf olmayan soda olarak, tanklarda su veya seyreltik soda çözeltileriyle karıştırılarak, soda ile birlikte sodyum klorür, sodyum sülfat gibi çözünebilir safsızlıklar çözündürülür. Kil, kalsiyum karbonat içeren kompleks tuzlar ve kabuk ……………… ibaret çözünmeyen kısımlar, doygunluğa yakın derişiklikteki sıcak soda çözeltisinden ayrılırlar. Sodyum karbonat kayıplarını azaltmak için bu basamaktan çıkan atık solidler atılmadan önce yıkanır. Süzülmüş çözelti genellikle, çözünür organik bileşiklerin giderilmesi için aktif kömür kulesinden geçirilir; çok tesirli buharlaştırmalı kristalizasyon cihazlarında maksimum 100ºC civarındaki bir sıcaklıkta (monohidratın susuz sodaya geçiş sıcaklığının altında) kristallendirilir.

Kristalizörlerden, safsızlıkları gidermek için, bir boşaltma işlemi yapılabilir. Sodyum karbonat monohidrat kristalleri santrifüj edilerek ayrılır.

Sodyum Sesquikarbonat Prosesi

Trona cevheri kuru madencilik yöntemleriyle çıkarılır, kırıcılarda ufalanır ve bir seri çözündürücüde çözündürülür. Doymuş çözeltinin durulma ve sonra da süzülme ve aktif kömür vasıtasıyla organik bileşiklerden arındırılarak saflandırma işlemlerinden sonra vakum kristalizörlerinde buharlaştırılması ve 40ºC ye soğutulması suretiyle sodyum sesquikarbonat kristalleri oluşturulur. Kristaller santrifüj edilerek ayrılır, ana çözelti çözündürücüleri geri gönderilir. Sesquikarbonat kristalleri, döner kavurucularda yaklaşık 200ºC de, sodyum karbonat, karbondioksit ve su buharına bozundurulur. Susuz soda ürününün hacim ağırlığı yaklaşık 800 kg/m3 dür ve ağır soda üretimi için ikili bir kavurma işlemi gerekmektedir. Kavurmadan sonra soda soğutulur ve depolanır.

GÖLLERDEN SODA ÜRETİMİ

Bunlar, trona için olandan daha karmaşık yöntemlerdir. Çünkü tuzlu suların bileşimi karmaşıktır.

Searles Gölünden Soda Üretimi:ABD’de Kaliforniya’da Searles Gölü’nden, alt ve üst tuzlu su düzeylerine kadar inen kuyulardan, derişik tuzlu su çözeltisi elde edilmektedir. Bu tuzlu sular içinde sodyum karbonata ek olarak daha birçok mineral, çözünmüş bir şekilde bulunmaktadır.

Birinci yöntemde tuzlu su doğrudan doğruya karbonatlaştırma kulesine pompalanır. Bu kulede, kireç fırınından gelen CO2 ile sodyum bikarbonat kristallerine dönüşür, bu kristaller tuzlu su çözeltisinden süzülerek ayrılır, yıkanır kurutulur ve kavrularak sodaya dönüştürülür. Bu yöntemde başlıca yan ürün borakstır.

İkinci yöntem birinciye oranla daha karışıktır. Tuzlu su buharlaştırılır ve Na2CO3 içeren bir çift tuz olan burkeit (Na2CO32Na2SO4) kristalleri çöktürülür. Burkeit, süzülerek tuzlu sudan ayrılır. Tuzlu su, diğer yan ürünler üretimi için başka işlemlere gönderilir. Burkeit tekrar suda çözündürülür ve sodyum sülfatı çöktürmek için soğutulur. …………..tuzu şeklinde çöken sodyum sülfat kristalleri ayrılarak uzaklaştırılır. Daha fazla sodyum sülfat çekmek için NaCl katılır. Sodyum karbonatın çoğunun Na2CO310H2O veya trona şeklinde kristallenmesi için soğutmadan önce aşı olarak çözelti içerisine burkeit katılır. Na2CO310H2O nun kristal suyu buharlaştırılır ve sonuçta sodyum karbonat monohidrat ve bu ürünün de kavrulmasıyla ağır soda elde edilir. Bu yöntemdeki yan ürünler, sodyum sülfat, potasyum klorür ve boraksdır.

TÜRKİYE SODA YATAKLARI


Destekliyoruz arkada - arkadas - partner - partner - arkada - proxy - yemek tarifi - powermta - powermta administrator - Proxy