TÜBĠTAK-BĠDEB Y.ĠB.O ÖĞRETMENLERĠ FEN VE TEKNOLOJĠ (Kimya)PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ ÇALIŞTAYI

Transkript

1 TÜBĠTAK-BĠDEB Y.ĠB.O ÖĞRETMENLERĠ FEN VE TEKNOLOJĠ (Kimya)PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ ÇALIŞTAYI AraĢtırma Projesi Eğitimi ÇalıĢtayı Y.Ġ.B.O -5 ÇALIġTAY 2011 ALAN: KĠMYA GRUP ÇIĞ PROJE ADI ASĠT YAĞMURLARININ DIġ CEPHE BOYA ÇEġĠTLERĠ ÜZERĠNE ETKĠSĠNĠN ĠNCELENMESĠ PROJE EKĠBĠ Sefa GEYĠKLĠ Selçuk KÜÇÜKAġÇI PROJE DANIġMANLARI Prof. Dr. Esma TÜTEM Prof. Dr. Adem KILIÇ GEBZE/KOCAELĠ OCAK

2 PROJENĠN AMACI Asit yağmurlarının, binaların dıģ cephesinde kullanılan boya çeģitlerinin üzerindeki aģındırma süreçlerinin araģtırılması. GĠRĠġ Asit yağmuru asidik kimyasalların yağmur, kar, sis, çiğ veya kuru parçacıklar halinde düģmesine verilen isimdir. Atmosfere yayılan kükürt dioksit ve azot dioksit gazlarının kimyasal dönüģümlerden geçtikten sonra bulutlarıdaki su damlacıkları tarafından emilmesi ile oluģur. Daha sonra bu damlacıklar yeryüzüne yağmur, kar gibi yollarla düģerler. Bu toprağın asitlik miktarını arttırır ve tatlı su kaynaklarının kimyasal dengesini bozar. Havadaki tipik karbondioksit konsantrasyonunda oluģan yağmurun ph'ı 5.6 civarındadır. Bu yüzden ph'ı 5.6'nın altındaki yağmur asit yağmuru olarak nitelendirilir. Ama doğal asit kaynakları yüzünden yağmurun ph'ı zaten 4.5 ile 5.6 arasında değiģtiği için 5.0'ın altı daha doğru bir ölçü olarak nitelendirilebilir. Asit yağmuru akarsuların zehirlenmesi ve yüksek irtifalardaki ormanların zarar görmesinin baģlıca sebeplerindendir.(vikipedia özgür ansiklopedisi) Endüstri devriminden beri atmosferdeki kükürt ve azot oksitlerinin seviyesi arttı. Yoğun endüstrinin olduğu yerlerde arasıra 2.4 gibi ph oranları (sirkeninkine eģit) okunmaya baģlandı. Çin Halk Cumhuriyeti, Doğu Avrupa, Rusya gibi yerlerde ve rüzgarın bulutları bu ülkelerden taģıyıp yağmur bıraktıkları yerlerde asit yağmurları ciddi bir problem olmaya baģladı. Bu bölgelerin ortak özelliği kükürt açısından zengin olan kömürü elektrik ve ısı üretiminde kullanmalarıdır. Yerel kirliliği düģürmek için yapılan yüksek bacalar dumanı atmosferin hareketli olan bandına taģıdığı için asit yağmurlarının yayılmasına katkıda bulundu. Asit yağmurlarından en çok nasibini alan yerler kirliliğin kaynağından uzaktaki yüksek rakımlı dağlar oldu. Asit yağmurları ilk olarak Endüstri Devriminin önemli Ģehirlerinden Ġngiltere Manchester'da fark edildi. 1852'de Robert Angus Smith hava kirliliği ile asit yağmurları arasındaki iliģkiyi fark etti. 1852'de keģfedilmiģ olmasına rağmen 1960lara kadar bu olay bilim camiasının ilgisini çekmedi. Ölü göllerden birini inceleyen ilk bilim adamı Kanadalı Harold Harvey oldu. Asit yağmuruna yol açan en önemli faktör insan faaliyetidir. Elektrik üretimi, fabrikalar ve motorlu araçlar gibi pek çok insan yapımı nesne zararlı gazları atmosfere bırakır. Bu gazlar asite dönüģüp yere geri düģmeden önce yüzlerce kilometre taģınabilirler. Asit yağmurlarına sebep olan gazların doğada bulunan en önemli kaynağı yanardağlardır. Karada, bataklıklarda ve okyanusta yaģayan bazı canlılarda bu biyolojik süreçleri sonucu bu gazları yayarlar. Orman yangınları da atmosfere SO 2 yayarlar. 2

3 Kent içi ya da kent dıģındaki tarihî binalar, açık hava müzeleri, binlerce yıllık antik kentlere ait yapılar veya Nemrut dağında olduğu gibi taģ anıtlar asit yağmurlarıyla yıpranmakta ve dağılmaktadır. Asit yağmurları kalkerli taģların kimyasal yapıları bozarak binanın zarar görmesine neden olmaktadır. ĠĢte bu yüzden binalarda kullanılan dıģ cephe boyalarının seçimine dikkat edilmelidir. Seçilecek olan dıģ cephe boyasının asit yağmurlarının olumsuz etkisine karģı dirençli olması gerekmektedir, Cephe bir binanın sadece dıģ görüntüsü değildir, cephenin konutu dıģ faktörlere karģı koruyabilmesi için belirli bazı kriterleri sağlıyor olması gerekir. Aynı insan vücudundaki deri gibi, binada da binanın cephesi çok yönlü bir koruma iģlevi üstlenmektedir: cephe binanın hem nefes almasını hem de korunmasını sağlamalıdır. Tabi binanın dıģ görünümü de önemlidir, bu anlamda binanın cephesi binanın bir tür kartviziti gibi görülmelidir... MATERYAL VE YÖNTEM Materyal 15 adet lamel 15 adet 100 ml petri kabı 5 adet sulu boya fırçası DıĢ cephe boyası çeģitleri: Natura A1 Silikonlu Grenli(polisan) (Su bazlı, silikonlu, grenli kaplama) Exelans Grenli(polisan) (Su bazlı, kendi kendini yıkayan, grenli, kaplama) Exelans Anti-Aging - Düz(polisan) (Su bazlı, kendi kendini yıkayan boya) Exelans Düz(polisan) (Su bazlı, kendi kendini yıkayan boya) Natura A1 Silikonlu - Düz(polisan) (Su bazlı, silikonlu boya) Tiner H 2 SO 4 MaĢa ph metre 3

4 Distile su Yöntem Piyasadan temin edilen Natura A1 Silikonlu Grenli, Exelans Grenli, Exelans Anti- Aging Düz, Exelans Düz, Natura A1 Silikonlu Düz boyaları fırça yardımıyla her birinden üçer adet olacak Ģekilde lamellere uygulanır ve kurumaya bırakılır.asit yağmuru etkisi, en sık rastlanan asit yağmuru bileģeni olan sülfürik asitin farklı deriģimlerinin bu lamellere etki ettirilerek incelenir 5 petri kabına hacimce %1 lik, 5 petri kabına hacimce %2 lik, 5 petri kabına da hacimce %5 lik deriģime sahip H 2 SO 4 çözeltisi konur. KurumuĢ olan boyalı lameller 12 saat beklemek üzere hazırlanan çözeltilerin içerisine bırakılır. Süre sonunda maģa yardımıyla çözeltilerin içindeki boyalı lameller çıkartılarak incelenir. Yüzeyde bozulma, parçalanma vb. gibi sonuçlar fotoğraf çekilerek belgelenir. Bu deriģimlerdeki H 2 SO 4 değiģim gözlenmez ise H 2 SO 4 çözeltilerindeki çözeltilerde 12 saat sonunda herhangi bir çözeltilerinin deriģimleri arttırılarak denemeler tekrarlanır. PROJE ZAMAN ÇĠZELGESĠ YAPILACAK ĠġLER Araç- Gereç temini 09:00-19:00 Materyalin çizimi 09:00-10:30 Materyalde kullanılan elektron modellerinin hazırlanması Elektronların model üzerine yerleģtirilmesi Karton üzerindeki ceplerin oluģturulması 11:00-12:00 14:00-15:00 15: Kartonun mantar panoya sabitlenmesi 9:00-9:30 Asetat ceplerine konulacak yazıların hazırlanarak çıktı alınması 9:30-10:30 Oyun yönergesinin hazırlanması 11:00-12:00 4

5 14:00-16:00 Oyunun denenmesi ve son Ģeklinin verilmesi 16:30-19:00 21:00-22:30 SONUÇLAR VE TARTIġMA Lameller hazırladı ve her bir lamel pens yardımıyla teker teker boyaların içerisine daldırıldı. Boyanan lameller kağıt zemine yerleģtirildi. 5

6 YerleĢtirme iģlemi Ģekildeki gibi gerçekleģtirildi. sülfürik asit çözeltisi hazırlandı. Çözeltilerin ph ına bakıldı 6

7 Çözeltilerimizi petri kabına yerleģtirmeden önce bu hale getirdik Çözeltilerimiz petri kabına konuldu. Çözeltiler doldurulurken diğer tarafta kurutma iģlemi yapıldı. 7

8 Lamellerin her iki yüzü de boyalı olduğu için arka yüzeylerindeki boyalar kazındı. Lamelleri çözeltilerin içerisine bırakıldı. YerleĢtirmeden sonraki hal 8

9 EtkileĢim aģamaları(2 dakika sonra) etkileģim aģamaları(30 dakika sonra) etkileģim aģamaları(60 dakika sonra) 9

10 etkileģim aģamaları(90 dakika sonra) etkileģim aģamaları(180 dakika sonra) etkileģim aģamaları(12 saat sonra) 10

11 etkileģim aģamaları(12 saat sonra) Bütün boyaların son halleri Bütün boya çeģitlerinin son halleri (yakın çekim) 11

12 EtkileĢim aģamalarında görüldüğü gibi tüm boyaların asit deriģimi ile bozulması artmaktadır. Boyalar arasında ise dayanıklılık sırası 1)Exelans grenli 2)Exelans düz 3)Natura silikonlu grenli 4)Natura düz 5)Exelans anti aging Ģeklinde azalmaktadır. Yapılan çalıģmalar sonucunda grenli boyaların asit yağmurlarına karģı daha dayanıklı olduğu tespit edilmiģtir. 12

13 KAYNAKLAR Vikipedia özgür ansiklopedisi 3. Gen bilim TEġEKKÜR ÇalıĢtay koordinatörümüz: Prof. Dr. Mehmet AY' a Sunuları ve çalıģmalarıyla bizleri aydınlatan; DanıĢmanlarımız: Prof. Dr. Esma TÜTEM Prof. Dr. Adem KILIÇ Yüksek lisans öğrencisi Ahmet ERDEM' e Tüm çalıģtay ekibine TEġEKKÜRLERĠMĠZĠ ARZ EDERĠZ. 13