YAPAY ADSORBENTLER

1. YAPAY ADSORBENTLER

2. Sentetik Zeolitler • Kristal yapıları ve kimyasal özellikleri nadeniyle günümüzde endüstride hammaddeler arasında çok önemli yere sahiptir. Polihedra da 24 alüminyum ve silisyum atomu içeren birimler bulunur. Her alüminyum silisyum arasında bir oksijen vardır. • Na12 (Al12 Si12 O48) 27 H2O zeolitler yüksek gözenekli, homojen, sıkı, sağlam yapılardır. Kolayca kesilip işlenebilirler ve hafifliklerinden yapı taşı olarak kullanılırlar. • Zeolitlerin yapısında 0,5 – 0,13 nm boyutunda delikler delikler bulunur ve Na+ ve diğer katyonlar alüminosilikat yapısına bazen bu deliklere yerleşebilir. Uygun boyutlu deliklere sahip zeolit seçilerek zeolitler küçük moleküllerin soğurulmasında kullanılır. Moleküller elekler olarak bilinir.

3. Moleküller elekler endüstride gazların ve sıvıların kurutulmasında, havadan azotun ayrılmasında ve düz zincirli ve dallanmış hidrokarbonların ayrılmasında kullanılır. Zeolitlerdeki iyonlar yerine diğer iyonlar da kolayca geçebilir ve bu değiştirme tersinirdir. Sert su, zeolit kolonundan geçilirse Ca+2 ve Mg+2 iyonları yerine Na+ iyonları geçirilir ve suyun sertliği giderilir. Bu nedenle zeolitler iyon değiştirici olarak suyun sertliğini giderilir. Bu nedenle zeolitler iyon değiştirici olarak suyun sertliğini giderici ev tipi cihazlarda kullanılır. Zeolitlerdeki Na+ iyonları yerine katalitik etkinliği olan geçiş metali katyonları da geçirilebilir; bundan dolayı zeolitler endüstride özellikle petrol damıtılmasında çok önem kazanmıştır.

4. Çevre Dostu Sentetik Zeolitler • Sentetik zeolitler fosfat yerine çevre dostu olarak kullanılırlar. Bunların avantajı; deterjan bünyesindeki zeolitlerin su yumuşatma özelliği göstermesi ve çevre koruma kapsamı içerisinde fosfatlı deterjan imalinin sınırlandırılmasıdır. Göl veya nehirlere fosfatın artan deterjanın eutrophikasyon oluşumuna neden olaması deterjan üreticilerinin STPP (sodyum tripoli fosfat) yerine zeoli A’yı kullanmalarına yol açmıştır. • Zeolit A’nın yüksek teorik katyon değiştirme kapasitesi nedeni ile su içerisindeki yapısındaki Na+ iyonları ile G++ iyonların yer değişim reaksiyonlarında oldukça aktiftir. Bu sertlik giderici özellik deterjan imalinde tercihli kullanımını sağlar. • Zeolit A çok az miktarda dahi kirlenmeye neden olabilen devir ve magnezyum iyonları ortamdan uzaklaştırarak deterjan katkılı kirlenmeyi minimuma indirir.

5. Zeolit 4A Nedir? • Zeolit 4A maddesi çoğunlukla bir deterjan katkı maddesi olan ve çevre kirliliğine yol açtığı düşünülen STPP içeren bir kimyasal maddedir. Metal alüminyum üretiminde ara safha ürünü olarak üretilen çözeltiden sentetik zeolit elde edilir. Sularda aşırı yosunlaşmaya yol açarak çevre kirliliğine yol açtığı gerekçesiyle bazı ülkelerde deterjanlarda STPP kullanımı yasaklanmıştır.

6. SİLİKAJEL • Yüksek kapasiteli sentetik absorbanlardandır. Kuru ortam istenilen her noktada kullanılan rutubeti yüksek verimlilikle bünyesinde tutan malzemelerdir.Mikroskobik olarak incelendiğinde , mikro düzeyde gözeneklerden (porlar) ve kılcal bir ağ sisteminden oluşmaktadır. Bu özelliğine bağlı olarak yüksek yüzey alanına sahip granül formundaki inert malzemelerdir. Fiziksel absorbsiyon yöntemi ile rutubeti ve por yapısından girebilecek molekül çapına sahip gaz moleküllerini kendine çeker ve mikro gözeneklerde yoğunlaştırarak tutar.

7. Kullanım alanları: • - Endüstriyel hava kurutma sistemleri (sülfonasyon tesis kolonları, kurutma sistemleri...vs),-Trafolarda- İstenmeyen gazların uzaklaştırılmasında,- Rutubet istenmeyen her tür ortamda,- İlaçlarda,- Gıda ürünlerinin korunmasında,- Elektronik Malzemelerin korunmasında,- Hassas birçok malzemenin kuru ve güvenli saklanmasında

8. Silikajel

9. Mavi İndikatörlü Silikajeller

10. Turuncu indikatörlü Silikajeller

11. İyon Değiştirici Reçineler • İyon değiştiriciler , degişebilir katyon ve anyonları taşıyan, çözünür olmayan katı maddelerdir. Bu sentetik reçineler, yapı olarak iki kısımdan oluşur. İyon değiştirici maddelerin yapısını üç boyutlu hidrokarbon ağı ya da (matrix) elastik oluşturur. Diğer kısmını ise hidrokarbona kimyasal bağlarla bağlanmış asidik ya da bazik, iyonlaşabilen gruplar oluşturur. Organik ağ sabittir ve genel olarak laboratuvarda kullanılan çözücülerde çözünmezler. Ayrıca tüm pratik amaçlar için kimyasal inerttir. Fakat matrixe bağlı iyonlaşabilen ya da tepkimye girebilen aktif iyonlara sahiptir. Bu nedenle eğer bir değiştirici parçası, iyon içeren sulu eriyik ile temasa sokulursa, sonuncusu kolayca reçine ya da baştan bağlı olan iyonlarla değiştirilebilir.

12. Bir iyon değiştirici reçinenin kimyasal tepkileri , hidrokarbon iskeletine bağlı olan fonksiyonel grupların dağasıyla belirlenir. Belli başlı iki iyon değştirici grup vardır. Bunlar fonksiyonrl grupları sulu ortamların katyonlarıyla reaksiyona girebilen katyon değiştiriciler ve fonkiyonel grupları sulu ortamların anyonlarıyla reaksiyona girebilen anyon değiştiricilerdir. Bazı maddeler de hem anyon hem katyon değişimi yeteneğine sahip olup amfotrik iyon değiştiriciler adını alır.Tipik bir katyon değiştirici reçinesi olan, sitirendivinil benzen polimeri stiren (1) ve divinil benzenin (2) kopolimerizasyonuyla hazırlanır. Polimeri kopolimerizasyon tepkimesi sırasında polistirenin çapraz bağlarıyla belli aralıklarla dönüşümlü olarak kovalent bağla bağlanırlar. Sonuçta, üç boyutlu, çözünmeyen bir hidrokarbon ağı oluşur.

13. İyon değiştiriciler yüksek oranda polar gruplar ihtiva ettiklerinden reçineler kuvvetli hidrofilik olup su çekerler. Şişip büzülürler, hidroskopik jel gibi hareket ederler. Kuru reçinenin bir gramı 0,5-1g su absorblar.Reçinenin değiştirme tarzı ihtiva ettiği fonksiyonel gruplara bağlıdır. Kuvvetli bir asidik reçine (sülfonik asit tipi) bütün şartlarda az çok hidroliz olur. Karboksilik asit ve fenolik reçineler zayıf elektrolit gibi davranırlar. Bunların teorik kapasitesine sadece bazik çözeltilerde varılır. Zayıf bazik reçineler iyi iyonlaşmadıklarından zayıf asitlerin absorbsiyonunda kullanılmazlar. Fakat kuvvetli bazik reçiniler (quarterner aminler gibi ) H2SiO3 ve H2CO3’le yer değiştirme reaksiyonları verirler. Kuvvetli reçinelerin tuzları yıkamayla hidroliz olmazlar. Zayıf reçinelerin tuzları ise zayıfça hidroliz olurlar. Eğer reçine tuz formundaysa değiştirme hızı büyüktür.Hafif ve gözenekli katılar olan iyon değiştirici reçineler küre, boncuk ya da levhalar halinde hazırlanır.

14. Başlıca kullanım alanları • a) endüstride sulardaki Ca2+, Mg2+ , Fe2+ ve Mn2+ iyonlarının uzaklaştırılması (suyun yumuşatılması)b) şekerin saflaştırılmasıc) minerallerden altın, gümüş ve uranyum gibi değerli elementlerin ayrılmasıd) esterleşme ve hidroliz reaksiyonlarında katalizör olarak kullanılması