Hayatımızda Kimya. A. Petrol. 1. Petrolün Oluşumu. 2. Petrolün Arıtımı

Transkript

1 A. Petrol 1. Petrolün Oluşumu Bitkisel ve hayvansal kökenli maddeler, mikroskobik boyuttan gözle görebilecek boyuta kadar değişen büyüklüklerde organik atıklardan oluşur. Bu atıkların değişik bakterilerle oksijenli veya oksijensiz ortamda parçalanmaları sonucunda petrol oluşum süreci başlar. Bu oluşumun yaşı 250 ile 500 milyon yıl arasıdır. Organik maddenin miktarına ve türüne bağlı olarak metre arası derinliklerde C arası sıcaklıklarda sıvı petrol oluşumu başlar. Petrol, kayaçlarda da bulunmasından dolayı taş yağı olarakta adlandırılır. 2. Petrolün Arıtımı Ham petrol bir karışımdır. Petrolün yapısında katı, sıvı bileşenler ve sıvı çözünmüş halde haz bileşenleri bulunur. Petrolü türevlerine (gaz yağı, mazot, asfalt, benzin vb.) ayırma teknolojisine petrol rafinasyonu denir. Rafinasyon işlemi belirli ısı değerlerinde petrolün damıtılmasıyla gerçekleşir. Ø Rafineye getirilen ham petrol tanklara alınarak önce bir süre dinlendirilir. Ø Petrolün dibinde bulunabilecek su uzaklaştırılır. Ø Petrol emici pompalar yardımıyla ön ısıtıcılardan geçirilerek oda sıcaklığından C ye çıkartılır. Ø Petrolün içindeki tuzlar uzaklaştırılır. Ø Petrol ayrımsal damıtma yöntemiyle türevlerine ayrıştırılır. Yakup Demir Facebook / Ygs Lys Elbistan, İnstagram / kimya.elbistan, Gmail / kimya.elbistan@gmail.com 1

2 B. Yağ Üretimi 1. Bitkisel Yağlar Yapılarında doymamış yağ asitlerinin gliserinle oluşturduğu esterleri daha fazla olan yağlar sıvı yağlardır. Sıvı Yağlar Zeytin Yağı Fındık Yağı Hindistan Cevizi Yağı Soya Yağı Mısır Özü Yağı Hurma Yağı Ayçiçeği Yağı Susam Yağı Kanola Yağı Yağlar, yağlı tohumlardan kabuk ayırma, presleme, çözücü ekstraksiyonu ve ayırma yöntemleri ile elde edilir. Bitki tohumlarından presleme veya çözücü ekstraksiyonu ile elde edilen yağların içinde çok çeşitli maddeler bulunur. Bu yağlara ham yağ denir. Ham yağda üç arı şekilde yabancı madde oluşabilir 1. Yağlı tohumdan gelen yabancı maddeler. 2. Depolama esnasında oluşan yabancı maddeler. 3. Yağı tohumdan çekme sırasında uygulanan işlemlerden dolayı gelen maddeler Yağdaki yabancı maddeler yağın parlaklığını, rengini, berraklığını ve kuruma süresini etkiler. Yağın yapısında, %95-99 trigliseritler, %1-5 mono ve digliseritler, fosfatitler, serbest yağ asitleri steroller, yağda çözünen vitaminler ve diğer maddeler bulunur. Soya Yağı Soya dünyadaki en önemli yağlı tohumdur. Soya fasülyesinde %19 yağ vardır. Ekstraksiyon yöntemi ile yağ üretilir. Yağdan geriye kalandan soya unu elde edilir. Zeytin Yağı Isıl işlemler görmeden yağ çıkartılır. Zeytinlerin soğuk presten geçirilmesiyle elde edilir. Hiçbir kimyasal işlemden geçirilmez. Mısır Özü Yağı Preslemeden sonra ekstraksiyonla elde edilir. Tutuşma sıcaklığı yüksektir (232 C). Ucuz olduğu için tercih edilir. Ayçiçeği Yağı Doymamış yağ asit oranı soyadan yüksektir. Yarı kuruyan yağ özelliğe sahiptir. Ülkemizde en çok kullanılan yağ çeşididir. Üretiminde Türkiye ilk 10 ülke arasındadır. Fındık Yağı Fiziksel işlemler ve ekstraksiyonla elde edilir. Kimyasal işlemlerden geçirilmez. Kurumayan yağlar sınıfındadır. Susam Yağı Preslemeden sonra ekstraksiyonla elde edilir. Soluk sarı renkli ve kokusuzdur. Tohumdan kalan kısım hayvan yemi olur. 2. Yağ Üretimi Ham yağa uyğulanan bütüm işlemler sonucunda elde edilen yağa rafine yağı denir. Tam olarak olgunlaşmadan toplanan zeytinlerin soğuk pres yöntemleri ile sıkılmasından elde edilen yağlara sızma zeytin yağı denir. Zeytin meyvesindeki tat, koku ve vitaminler kaybolmadan bulunur. En kusursuz sızma yağ ( J ) natürel zeytinyağıdır. Natürel zeytinyağı ve rafine zeytin yağı karıştırılmasıyla oluşan yağa riviera zeytinyağı denir. Yakup Demir Facebook / Ygs Lys Elbistan, İnstagram / kimya.elbistan, Gmail / kimya.elbistan@gmail.com 2

3 Ön işlem olarak ham yağın berraklaştırılması (Klarifikasyon) Yapışkan maddelerin alınması (Degumming) Serbest asitliğin giderilmesi (Nötralizasyon) Renk açma (Dekolorizasyon) Koku alma (Deodorizasyon) Parlatma (Vinterizasyon) Yağda çözünmeyen ve bulanıklığa neden olan değişik kaynaklı maddeler dekantasyon, filtrasyon ve santrifüjleme gibi ayırma yöntemlerinden yararlanılarak ham yağdan uzaklaştırılır. Yağda bulanıklığa neden olan ve büyük bir çoğunluğunu fosfatitlerin oluşturduğu maddeler hidratasyonla ham yağdan uzaklaştırılır. Yağda, çeşitli sebeplerle oranı yükselmiş olan serbest asitler, nötralleştirme veya kızgın su buharı destilasyonundan yararlanarak ham yağdan uzaklaştırılır. Ham yağda doğal olarak bulunan karotenoit, klorofil ve bazı renk pigmentlerinin ağartma toprakları ile absorbe edilerek filtrasyon yöntemi ile yağdan uzaklaştırılmasıdır. Yağa güzel bir tat ve koku kazandırmak üzere ham yağdaki değişik koku ve tat maddeleri su buharı destilasyonu yöntemi ile ham yağdan uzaklaştırılır. Ham yağda oda koşullarında kristalize olarak bulanıklık oluşturan mum ve yüksek erime noktalı trigliseritler soğukta kristalize edilip filtrelenerek ham yağdan uzaklaştırılır. C. Margarinler 1. Margarin Üretimi İlk margarin don yağı ile süt karıştırılarak 1869 yılında Fransa da üretilmiştir. Çeşitli bitkisel veya hayvansal yağların kısmi olarak hidrojene edilmeleri sonucunda elde edilen sertleştirilmiş rafine yağlardan veya bu yağlara çeşitli rafine bitkisel yağların karıştırılmasından elde edilen ve içerisinde emülsiyon hâlinde su, süt, süt tozu ve peynir altısuyu tozu ile katkı maddeleri bulunan ürüne margarin denir. Margarin sertleştirilmiş yağ, su, süt tozu ve katkı maddelerinden oluşan bir emülsiyondur. Margarinler, bitkisel yağlardan elde ediliyorsa bitkisel margarin, hayvansal yağlardan elde ediliyorsa hayvansal margarin olarak sınıflandırılır. Margarinler kullanım yerlerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılabilir: Kahvaltılık margarin Mutfak margarini Gıda sanayisi margarini Margarinler homojen görünümlü ve kendilerine özgü tat ve kokuya sahiptirler. Erime noktaları kendilerini oluşturan bitkisel yağlara göre daha yüksektir. 2. Çapraz Esterleşme Hidrojenasyon sırasında sıvı yağlardaki bazı doymamış yağ asidi birimlerinin yapısal değişikliğe uğraması sonucu oluşan yağlara trans yağlar denir. Trans yağların yapısında bulunan doymamış yağ asidi bileşenlerinde en az bir çift bağ trans konfigürasyonundadır. Yağların hidrojenlenmesi veya yüksek sıcaklıklarda rafinasyonu işlemlerinde istenmeyen trans esterifikasyonu oluşur. Cis konfigürasyonunda erime noktası transa göre daha düşüktür. Yakup Demir Facebook / Ygs Lys Elbistan, İnstagram / kimya.elbistan, Gmail / kimya.elbistan@gmail.com 3

4 D. Yüzey Aktif Maddeler 1. Yüzey Aktif Maddeler Yüzey gerilimi bir sıvının yüzey alanını artırmak için gereken enerji ya da iştir. Sıcaklık moleküller arası kuvvetlerin etkisini azalttığı için sıcaklık arttıkça yüzey gerilimi düşer. Bir sıvının yüzey gerilimini düşüren maddelere yüzey aktif maddeler denir. Sabunlar, deterjanlar, karboksilik asitler, alkoller ve esterler yüzey aktif maddelerdir. Karboksilik asitlerden yağların yapısında bulunan asitlere yağ asidi denir. Bu asitlerde polar ve apolar gruplar bulunduğu için suda çözündüklerinde suyun yüzey gerilimini azaltırlar. Karboksilik asit molekülü suda çözündüğünde hidrofil grupları su içinde, hidrofob grupları da su dışında kalarak içteki su moleküllerini yüzeye çeker ve suyun yüzey gerilimini düşürürler. 2. Yüzey Aktif Maddelerin Kullanım Alanları Sabun Sabun yüzey gerilimi düşüren yüzey aktif bir maddedir. Sert sabun (beyaz sabun) C 17 H 35 COONa, Yumuşak sabun (arap sabunu) C 17 H 35 COOK formülüne sahiptir. Deterjanlar Yüzey aktif maddedir. Petrol türevlerinden elde edilir. Yüzey Aktif Maddelerin Kir Çıkarma Mekanizmaları 1. Yüzey aktif madde çözeltisi yıkanacak maddenin yüzeyini ve kirleri ıslatır 2. Yüzey aktif madde moleküllerin hidrofob grubu kire yönelir, kirin etrafını sarar ve kirleri yüzeyden uzaklaştırarak suyun içine taşır. 3. Yüzey aktif madde molekülü, temizlenmiş yüzeyde ve kir parçacıkları çevresinde absorblanmış bir tabaka şeklinde suda süspansiyon halinde tutularak kirin yüzeye yapışmasını engeller. Yakup Demir Facebook / Ygs Lys Elbistan, İnstagram / kimya.elbistan, Gmail / kimya.elbistan@gmail.com 4

5 E. Polimerler 1. Dev Moleküller Monomerler olarak bilinen küçük moleküllerden oluşmuş tekrarlayan birimlerin, kovalent bağlı zincirlerinden oluşan büyük moleküllü bileşiklere polimer denir. Molekül kütleleri akb den küçük olan polimerlere düşük polimerler, molekül kütleleri akb üzerinde olanlara ise yüksek polimerler denir. Proteinler, nükleik asitler, selüloz (polisakkarit) ve kauçuk (poliizopren) doğal polimerlerdendir. Yapay polimerlere naylon, PVC, polietilen, teflon, polistiren örnek olarak verilebilir. 2. Polimerlerin Özellikleri ve Kullanım Alanları Sentetik polimerler, monomerlerin katılma ve kondenzasyon tepkimeleri ile oluşur. Tek bir çeşit monomerden oluşan polimerlere homopolimer, iki veya daha fazla sayıda farklı monomer içeren polimerlere ise kopolimer denir. Teflon ve PVC homopolimer, SBR ise stiren ve bütadien farklı monomerlerinden oluşan bir kopolimerdir. En çok bilinen polimer, polietilendir Plastik endüstrisinde ismi kısaca PE olarak kullanılır. Torba, şişe, kutu, boru vb. madde yapımında kullanılır. Polivinilklorür polimer bileşiği PVC olarak bilinir. Dayanaklıdır. Yapı sektöründe kullanılır. Polistiren polimer bileşiği PS kısaltması ile bilinir. Kimyasal etkilere karşı dayanıklıdır. UV ışınlarına karşı direnci yüksektir. Teflon polimeri bir termoplastikfloro polimeridir. Isıya, kimyasallara, neme, sürtünmeye karşı dayanıklıdır. Teflon hiçbir maddeye yapışmaz. Sürtünme katsayısı bütün katı cisimlerden küçüktür. Naylon polimeri kondenzasyon tepkimesi sonucu oluşan bir polimerdir. Dacron polimeri PET olarak bilinir. Renksiz ve şeffaftır. Çok hafiftir, iyi bir gaz ve nem bariyeri olarak kullanılır. Tamamen geri dönüşebilir. Yakup Demir Facebook / Ygs Lys Elbistan, İnstagram / kimya.elbistan, Gmail / kimya.elbistan@gmail.com 5

6 F. Biyomoleküller 1. Proteinler Amino asit polimerlerine proteinler denir. İnsan vücudunda farklı işlevleri olan özelleşmiş, yaklaşık farklı protein bulunur. Proteinlerde %53 karbon, %7 hidrojen, %23 oksijen %16 azot ve %1 kükürt bulunur. Bir proteinin yapısı amino asitlerin cinsi, sayısı ve dizilişleriyle ilgilidir. Protein molekülleri a-sarmal veya b-kırık tabaka olarak adlandırılan iki genel yapısı vardır. Proteinlerin dört farklı yapısı vardır. Bunlar birincil, ikincil, üçüncül ve dördüncül yapılardır. Birincil yapı, polipeptit zincirindeki amino asit dizilişine dayanır. Aynı amino asitlerden oluşsa bile dizilişleri farklı ise farklı birincil yapıda, farklı amino asitler oluşur. İkincil yapı, polipeptit zincirinin yapısındaki CO ve NH grupları arasındaki hidrojen bağlarının düzgün şekliyle kararlı hâle gelen kısımlarını içerir. Proteinin α sarmal yapıda olması ikincil yapıyla ilgilidir. Üçüncül yapı, dağılma kuvvetleri, hidrojen bağları ve diğer moleküller arası çekim kuvvetleri tarafından oluşturulan üç boyutlu yapıdır. Üçüncül yapının ikincil yapıdan farkı etkileşimlerde bulunan amino asitlerin polipeptit zincirleri içinde uzak olabilmesidir. İkincil ve üçüncül yapıları oluşturan birçok zincir içi etkileşimlerin yanı sıra zincirler arası etkileşimler de önemlidir. Zincirler arası bu etkileşimler dördüncül yapıyı oluşturur. Peptit bağlarının kırılması sonucu birincil yapı bile bozulabilir. Bu olaya denatürasyon denir. Denatürasyona uğramış ve doğallığı bozulmuş proteinler normal biyolojik etkinliklerini gösteremezler. Denatüre olmuş proteinin genellikle sudaki çözünürlüğü de azalır. Eğer bir protein ılımlı koşullarda denatürasyona uğrarsa sıcaklığın normal koşullara döndürülmesiyle protein ilk yapısına tekrar kavuşabilir. Bu işlem tersinir denatürasyon olarak isimlendirilir. 2. Oligosakkarit ve Polisakkaritlerin Hidrolizi 3. Yapay Tatlandırıcılar Yapay tatlandırıcılar, doğal tatlandırıcı moleküllerine benzer molekül yapısındaki maddelerin laboratuvar ortamında sentezlenmesi ile elde edilen maddelerdir. Aspartam, sakarin, sucralose, dulcin, siklamat yaygın olarak kullanılan bazı yapay tatlandırıcılardır. Siklamat, sakkarozdan kat (derişimine bağlı olarak değişen) daha tatlı olan bir yapay tatlandırıcıdır. Aspartam yapay tatlandırıcısı aspartat ve fenilalanin amino asitlerinden oluşmuş bir dipeptitin metil esteridir. Sakkarozdan yüz seksen kat daha tatlıdır Yakup Demir Facebook / Ygs Lys Elbistan, İnstagram / kimya.elbistan, Gmail / kimya.elbistan@gmail.com 6

7 Ünite Değerlendirme Yakup Demir Facebook / Ygs Lys Elbistan, İnstagram / kimya.elbistan, Gmail / kimya.elbistan@gmail.com 7

8 Yakup Demir Facebook / Ygs Lys Elbistan, İnstagram / kimya.elbistan, Gmail / kimya.elbistan@gmail.com 8

11 Cevap Anahtarı Kaynakça: Evrensel İletişim Ortaöğretim Kimya Ders Kitabı Yakup Demir Facebook / Ygs Lys Elbistan, İnstagram / kimya.elbistan, Gmail / kimya.elbistan@gmail.com 11