Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download ""

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ ISIL İŞLEMİN BİR BENTONİTİN KATYON DEĞİŞTİRME KAPASİTESİ, ADSORPSİYON, GÖZENEKLİLİĞİ, YÜZEY ALANI VE YÜZEY ASİTLİĞİ GİBİ BAZI FİZİKOKİMYASAL ÖZELİKLERİNE ETKİSİ Ebru DEMİR KİMYA ANABİLİM DALI ANKARA 2008 Her hakkı saklıdır

2 ÖZET Doktora Tezi ISIL İŞLEMİN BİR BENTONİTİN KATYON DEĞİŞTİRME KAPASİTESİ, ADSORPSİYON, GÖZENEKLİLİĞİ, YÜZEY ALANI VE YÜZEY ASİTLİĞİ GİBİ BAZI FİZİKOKİMYASAL ÖZELİKLERİNE ETKİSİ Ebru DEMİR Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Müşerref ÖNAL Bir Sungurlu/Çorum bentonitinin bazı fizikokimyasal özeliklerinin ısıl işlem sıcaklığına bağlı olarak değişimi ve bu sırada ortaya çıkan deformasyonların kinetik ve termodinamik olarak incelenmesi bu çalışmanın amacı olarak öngörülmüştür. Orijinal ve kısmen saflaştırılmış bentonit örneklerinin kimyasal analiz (KA), X-ışınları difraksiyonu (XRD), partikül boyut dağılımı (PBD) analizi, diferansiyel termal analiz (DTA), termogravimetrik analiz (TGA), Fourier transform infrared (FTIR) spektroskopisi ve katyon değiştirme kapasitesi (KDK) teknikleri ile karakterizasyonu yapılmıştır. Bentonit örneğinin kil mineralleri olarak kalsiyum simektit (CaS) ve paligorskit (P), kil dışı mineral olarak da kuars içerdiği belirlenmiştir. Saflaştırılmış bentonite O C sıcaklıkları arasında ısıl işlem uygulanmıştır. Isıl işlemler örnekler sabit tartıma ulaşana dek sürdürülmüştür. Değişik sıcaklıklardaki kütle azalmalarının süre ile değişimleri belirlenmiştir. Kütle azalmaları yardımıyla, belirlenen sıcaklıklar için tepkime hız sabiti (k) değerlerine ulaşılarak bu sıcaklıklar arasında gerçekleşen tepkimenin aktivasyon enerjisi (E # ) hesaplanmıştır. Sabit sürede ısıl işlem sıcaklığı değiştirildiğinde ise yine kütle azalmaları belirlenerek dehidratasyon ve dehidroksilasyonun gerçekleştiği bölgeler gözlenmiştir. Dehidratasyon ve dehidroksilasyon için H O, G O ve S O gibi termodinamik veriler belirlenmiştir. KDK nin ısıl işlem sıcaklığı ile değişiminden ana kil mineralinin termal bozunmasına ilişkin dehidratasyon ve dehidroksilasyon bozunma entalpileri ( H O ), Gibbs enerjisi ( G O ) ve entropi ( S O ) değerleri bulunmuştur. Bulunan sonuçlar, 450 O C tan önceki bozunmanın fiziksel, sonraki bozunmanın ise kimyasal nitelikte olduğunu göstermiştir. Saflaştırılmış bentonite ait termal analiz verileri (TGA, DTA) kullanılarak Coats-Redfern yöntemi ile örneklerin dehidratasyon ve dehidroksilasyon aktivasyon enerjileri hesaplanmıştır. Tüm örneklerin KDKleri yanında azot adsorpsiyon/desorpsiyon izotermleri ve yüzey asitlikleri (n m ) belirlenmiştir. Adsorpsiyon izotermlerinden Brunauer-Emmett-Teller (BET) yöntemi ile özgül yüzey alanları (A), desorpsiyon izotermlerinden ise özgül mikro-mezogözenek hacimleri (V) belirlenmiştir. KDK, A, V ve n m niceliklerinin ısıl işlem sıcaklığıyla değişimleri tartışılmıştır. Isıl işlem sıcaklığı yükseldikçe KDK, A ve n m niceliklerinin düşme eğilimi gösterdiği, V nin ise 800 O C a kadar zikzaklı olarak değiştiği, bu sıcaklıktan sonra ise hızla düştüğü görülmüştür. 2008, 167 sayfa Anahtar Kelimeler: Bentonit, simektit, ısıl işlem, yüzey alanı, gözenek hacmi, adsorplama özellikleri, yüzey asitliği ii

3 ABSTRACT Ph.D. Thesis THE EFFECT OF HEAT TREATMENT ON SOME OF THE PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES SUCH AS CATION EXCHANGE CAPACITY, ADSORPTION, POROSITY, SURFACE AREA AND SURFACE ACIDITY OF A BENTONITE Ebru DEMİR Ankara University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemistry Supervisor: Prof. Dr. Müşerref ÖNAL In this study, it is aimed to examine variations in the certain physicochemical properties of a Sungurlu/Çorum bentonite, depending upon the thermal treatment and also to analyse deformations kinetically and thermodinamically during this process. A bentonit sample supplied from Çorum/Sungurlu was purified. Samples of original and partially purified bentonit was characterized by chemical analysis (CA), X-ray diffraction (XRD), particle size distribution (PSD) analysis, differential thermal analysis (DTA), thermogravimetric analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and cation exchange capacity techniques. It was determined that the bentonit sample includes calcium smektit (CaS) and paligorskit (P) as clay minerals and kuars as non-clay minerals. Purified bentonit was subjected to thermal treatment between O C. Thermal treatments were carried on until the samples reached constant weighing. Variations in the mass losses depending upon time were determined in different temperatures. Values of reaction rate constant (k) were obtained for definite temperatures with the help of mass losses and then, activation energy (E # ) of the reaction occured between these temperatures was calculated. When thermal treatment temperature changed at constant duration, mass losses were determined and dehydration and dehydroxylation regions were observed. Thermodynamic data such as H O, G O and S O for dehydration and dehydroxylation were determined. Values of dehydration and dehydroxylation decomposition/degradation enthalpies ( H O ), Gibbs energy ( G O ) and entrophy ( S O ) of thermal decomposition/degradation of main clay minerals were determined as a result of change in cation exchange capacity due to thermal treatment temperature. Results showed that degradation lower than 450 O C is physical and degradation higher than 450 O C is chemical. By Coats-Redfern method, dehdyration and dehydroxylation reaction activation energies of samples were calculated by using thermal analysis data (TGA, DTA) belonging to purified bentonit. Nitrogen adsorption-desorption isotherms and surface acidities (n m ) of all samples as well as cation exchange capacities (CEC) were determined. Specific surface areas (A) were obtained from adsorption isotherms by using Brunauer-Emmett-Teller (BET) method and specific micro-mezopore volumes (V) were obtained from desorption isotherms. Variations in the values of CEC, A, V and n m depending upon the thermal treatment were discussed. It was observed that when thermal treatment temperature increases, values of CEC, A and n m tend to decrease and V follows a zigzag changes at 800 O C, after this temperature, it decreases rapidly. 2008, 167 pages Key Words: Bentonite, smectite, thermal treatment, surface area, pore volume, adsorptive properties, surface acidity iii

4 TEŞEKKÜR Bu çalışmayı hazırlamamda emeği geçen, yakın ilgi ve önerileri ile beni yönlendiren, üniversiteye girdiğim ilk yıllarda da danışmanım olan ve o günlerden bugüne değin uzanan bu zaman zarfında gerek çalışma hayatımda gerek özel hayatımda her zaman sıcaklığını hissettiğim danışman hocam sayın Prof. Dr. Müşerref ÖNAL a, öğrencilik yıllarımdan bu yana daima desteğini gördüğüm, değerli bilgileriyle beni her daim doğruya yönlendiren ve bugünlere gelmemde çok büyük emeği olan değerli hocam sayın Prof. Dr. Yüksel SARIKAYA ya, yanımda olduğunu bana her zaman hissettiren, bilgileriyle ışık tutan değerli hocam sayın Doç. Dr. Osman GÜREL e, yardımlarını esirgemeyen değerli hocam sayın Prof. Dr. Orhan ATAKOL a ve isimlerini sayamadığım kimya bölümündeki tüm değerli hocalarıma teşekkürlerimi sunarım. Birlikte çıktığımız bu yolda dostluğuyla daima yanımda olan, bilgileriyle beni aydınlatan, yardımlarını esirgemeyen sevgili arkadaşım Dr. Hülya NOYAN a, uyumlu ve de yardımsever kişiliğiyle huzurla çalıştığım sevgili arkadaşım Dr. Sibel KAHRAMAN a, yıllardır sessiz ve derinden çok şey paylaştığım ve çalışmalarım süresince konuşmalarıyla hep içimi rahatlatan sevgili arkadaşım Dr. Serap DURKUT a ve tüm arkadaşlarıma teşekkürlerimi sunarım. Uzun ve zorlu bir yolun sonuna gelirken en mühimi benim bugünlere gelmemde çok emek harcayan ve sabırla bana destek olan sevgili anne ve babam Ülkü ve Bahri DEMİR e, hayatımda hep parlak bir renk olan sevgili kardeşim Tufan Gürhan DEMİR e ve yardımlarını esirgemeyen sevgili abim Erhan DEMİR e sonsuz teşekürlerimi sunarım. Doktora süresince sağladıkları Yurt İçi Doktora Bursu ile çalışmamı destekleyen TÜBİTAK- Bilim Adamı Yetiştirme Grubu na da ayrıca teşekkür ederim. Başarı, yalnız başına şekillenmiyor ve mutluluk onsuz olmuyor. Ebru DEMİR Ankara, Kasım 2008 iv

5 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii TEŞEKKÜR... iii SİMGELER DİZİNİ... vi ŞEKİLLER DİZİNİ... viii ÇİZELGELER DİZİNİ... xii 1. GİRİŞ KAYNAK ARAŞTIRMASI Kil Mineralleri Serpentin-kaolin grubu Talk-profillit grubu Simektit grubu Vermikülit grubu İllit-mika grubu Klorit grubu Sepiolit-paligorskit grubu Killere Etki Eden Faktörler Bentonit Bentonitlerin özelikleri Bentonitlerin kullanım alanları Türkiye de ve dünyada bentonit üretimi Bentonitler ve Diğer Killerin İncelenmesi Adsorplama Özelikleri Yüzey Asitliği Katyon Değiştirme Kapasitesi (KDK) Isıl İşlemler Bentonitler Üzerinde Yürütülen Kimyasal Tepkimeler Isıl İşlemler Üzerine Yapılan Çalışmalar MATERYAL ve YÖNTEM Seçilen Materyal Kullanılan Kimyasallar ve Cihazlar Saflaştırma İşlemi Isıl İşlem Kimyasal Analiz (KA) Enstrümental Analizler Diferansiyel termal analiz (DTA) ve termogravimetrik analiz (TGA) Partikül boyut dağılımı (PBD) Fourier transform ınfrared spektroskopi (FTIR) X-ışınları difraksiyonu (XRD) Katyon Değiştirme Kapasitesi (KDK) Azot Adsorpsiyonu ve Desorpsiyonu n-bütilamin Adsorpsiyonu ARAŞTIRMA BULGULARI ve TARTIŞMA Sungurlu/Çorum Bentonit Örneğinin Karakterizasyonu Kimyasal analiz (KA) v

6 4.1.2 X-ışınları difraksiyonu (XRD) Partikül boyut dağılımı (PBD) Diferansiyel termal analiz (DTA) ve termogravimetrik analiz (TGA) Fourier transform infrared spektroskopisi (FTIR) Mineral Yapısının Isıl İşlem İle Değişimi X-ışınları difraksiyonu (XRD) Fourier transform infrared spektroskopisi (FTIR) Isıl İşlem Kinetiği Coats-Redfern Kinetiği Isıl İşlem Termodinamiği Katyon Değiştirme Kapasitesi Verilerinin Değerlendirilmesi Adsorpsiyon Verileri Yüzey alanının belirlenmesi Gözenek hacminin belirlenmesi Özgül yüzey alanı ve özgül gözenek hacminin ısıl işlem sıcaklığı ile değişimleri Yüzey Asitliği ve Asit Gücü Yüzey asitliği ve asit gücünün ısıl işlem sıcaklığı ile değişimleri SONUÇLAR KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ vi

7 SİMGELER DİZİNİ A Özgül yüzey alanı AAS Atomik absorpsiyon spektroskopisi BET Brunauer-Emmett-Teller c BET denkleminde bir sabit c n-bütilamin çözeltisinin denge derişimi c 0 d(001) D/µm do DTA E # FTIR k K KA KDK KK MGBD n n m n m p p 0 p/p 0 PBD r r k R Çözeltinin başlangıç derişimi Tabaka kalınlığı Partikül boyutu Dioktahedral (ikili düzgün sekizyüzlü) Diferansiyel termal analiz Aktivasyon enerjisi Fourier transfom infrared spektroskopisi Tepkime hız sabiti Adsorpsiyon kinetik denge sabiti Kimyasal analiz Katyon değiştirme kapasitesi Kızdırma kaybı Mezogözenek boyut dağılımı Adsorpsiyon kapasitesi Monomoleküler adsorpsiyon kapasitesi Toplam yüzey asitliği Denge basıncı Doygun buhar basıncı Bağıl denge basıncı Partikül boyut dağılımı Gözenek yarıçapı Kelvin yarıçapı Evrensel gaz sabiti < r > Ortalama mezogözenek yarıçapı t Tabaka kalınlığı vii

8 TGA to V V s V mik V mez XRD z α λ σ Termogravimetrik analiz Trioktahedral (üçlü düzgün sekizyüzlü) Özgül gözenek hacmi Azotun molar hacmi Özgül mikrogözenek hacmi Özgül mezogözenek hacmi X-ışınları difraksiyonu Tabaka yükü Ayrışma kesri Dalga boyu Sıvı azotun yüzey gerilimi viii

9 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 1.1 Mikanın öncelikle illite ardından vermikülit ve montmorillonite dönüşmesi.. 3 Şekil 1.2 Mikaların 2:1 tabakalı kil minerallerine dönüşümünün şematik olarak gösterimi... 3 Şekil 1.3 Killerin ayrışması... 4 Şekil 2.1 a. Tetrahedron yapıtaşı, b. Oktahedron yapıtaşı... 7 Şekil 2.2 a. Tetrahedron yapıtaşı, b. Tetrahedronların hekzagonal yapıda düzenlenmesi ile oluşturulan tetrahedron tabakası, c. Oktahedron yapıtaşı, d. Oktahedron yapıtaşlarının oluşturduğu oktahedron tabakası... 8 Şekil 2.3 Dioktahedral ve trioktahedral yapılar... 9 Şekil 2.4 a. İki katmanlı TO(1:1), b. Üç katmanlı TOT (2:1) kil tabakaları Şekil 2.5 a. TO (1:1) (kaolin, halloysit), b. TOT (2:1) kil tabakaları (montmorillonit, illit) Şekil 2.6 Kil minerallerinin tabakalarının arasına su moleküllerinin girişinin mineralin tabakalı yapısı ile ilişkisi Şekil 2.7 Tetrahedral ve oktahedral katmanlardan oluşan 2:1 tabakası (Simektit) Şekil 2.8 Kaolinit mineralinin şematik gösterimi Şekil 2.9 Talk minerali Şekil 2.10 Montmorillonit mineralinin şematik gösterimi Şekil 2.11 Kristal içinde bir iyonun yerini daha düşük değerlikli diğer bir iyonun alması ile eksi yük fazlalığının doğuşu Şekil 2.12 İllit mineralinin şematik gösterimi Şekil 2.13 Sepiolit ve paligorskitin yapısı Şekil 2.14 Çeşitli bentonitlerin su ile temas ettiklerinde yapılarında oluşan değişim Şekil 2.15 Bentonitin kullanım alanları Şekil 2.16 Türkiye de bentonit yataklarının dağılımı Şekil 2.17 Tane büyüklüğü ile özgül yüzey alanı ilişkisi Şekil 2.18 Kil mineralleri, katyonlar ve anyonların hareketlerinin şematik olarak gösterilmesi Şekil 3.1 n-bütilaminin siklohekzandaki 1,0x10-4 M ile 3x10-2 M konsantrasyonu aralığında λ max =230 nm de çizilen çalışma grafiği Şekil 4.1 a. Orijinal bentonit, b. Saflaştırılmış bentonitin X-ışınları difraksiyonu (XRD) izleri Şekil 4.2 Orijinal bentonitin hacimsel partikül boyut dağılımı eğrisi Şekil 4.3 Orijinal bentonitin diferansiyel termal analiz (DTA) ve termogravimetrik analiz (TGA) eğrileri Şekil 4.4 Saflaştırılmış bentonitin diferansiyel termal analiz (DTA) ve termogravimetrik analiz (TGA) eğrileri Şekil 4.5 Orijinal örneğin FTIR spektrumu Şekil 4.6 Saflaştırılmış örneğin FTIR spektrumu Şekil 4.7 Isıl olarak işlenmiş bentonit örneklerin X-ışınları difraksiyonu (XRD) izleri Şekil 4.8 Orijinal, saflaştırılmış, 550 O C ve 1000 O C ta ısıl işlem görmüş bentonit örneklerinin FTIR spektrumları Şekil 4.9 Kütle azalması kesrinin 100 O C ta süre ile değişimi Şekil 4.10 Kütle azalması kesrinin 350 O C ta süre ile değişimi ix

10 Şekil 4.11 Kütle azalması kesrinin çeşitli sıcaklıklarda ısıl işlem süresi ile değişimi Şekil O C ta ısıl işlem görmüş örneğin c/c 0 değerlerinin ısıl işlem süresi ile değişimi Şekil O C ta ısıl işlem görmüş örneğin c/c 0 değerlerinin ısıl işlem süresi ile değişimi Şekil O C ve 500 O C arasında ısıl işlem görmüş olan tüm örneklerin c/c 0 değerlerinin ısıl işlem süresi ile değişimi Şekil O C ta ısıl işlem görmüş olan örnek için elde edilen In(c/c 0 ) değerlerinin ısıl işlem süresi ile değişimi Şekil O C ta ısıl işlem görmüş olan örnek için elde edilen In(c/c 0 ) değerlerinin ısıl işlem süresi ile değişimi Şekil 4.17 Tüm sıcaklıklar için belirlenen k tepkime hız sabiti değerlerinin logaritmasının (In k) mutlak sıcaklığın tersi (1/T) ile değişimi Şekil 4.18 Dinamik ve statik yöntem uyarınca elde edilen TGA eğrileri Şekil 4.19 Statik olarak belirlenen TGA eğrisinden 100 O C un altında yer alan her bir sıcaklıktaki kütle kaybının bu sıcaklıktaki toplam kütle kaybına oranı olarak tanımlanan bozunma kesrinin sıcaklıkla değişimi Şekil 4.20 Dinamik olarak belirlenen TGA eğrisinden 100 O C un altında yer alan her bir sıcaklıktaki kütle kaybının bu sıcaklıktaki toplam kütle kaybına oranı olarak tanımlanan bozunma kesrinin sıcaklıkla değişimi Şekil 4.21 Gözenek suyunun yapıdan uzaklaşmasına ilişkin statik olarak belirlenen α 1 değerleri kullanılarak elde edilen Coats-Redfern doğrusu Şekil 4.22 Gözenek suyunun yapıdan uzaklaşmasına ilişkin dinamik olarak belirlenen α 1 değerleri kullanılarak elde edilen Coats-Redfern doğrusu Şekil 4.23 Statik olarak belirlenen TGA eğrisinden 400 O C un altında yer alan her bir sıcaklıktaki kütle kaybının bu sıcaklıktaki toplam kütle kaybına oranı olarak tanımlanan bozunma kesrinin sıcaklıkla değişimi Şekil 4.24 Dinamik olarak belirlenen TGA eğrisinden 400 O C un altında yer alan her bir sıcaklıktaki kütle kaybının bu sıcaklıktaki toplam kütle kaybına oranı olarak tanımlanan bozunma kesrinin sıcaklıkla değişimi Şekil 4.25 Dehidratasyona ilişkin statik olarak belirlenen α 2 değerleri kullanılarak elde edilen Coats-Redfern doğrusu Şekil 4.26 Dehidratasyona ilişkin dinamik olarak belirlenen α 2 değerleri kullanılarak elde edilen Coats-Redfern doğrusu Şekil 4.27 Statik olarak belirlenen TGA eğrisinden 800 O C un altında yer alan her bir sıcaklıktaki kütle kaybının bu sıcaklıktaki toplam kütle kaybına oranı olarak tanımlanan bozunma kesrinin sıcaklıkla değişimi Şekil 4.28 Dinamik olarak belirlenen TGA eğrisinden 800 O C un altında yer alan her bir sıcaklıktaki kütle kaybının bu sıcaklıktaki toplam kütle kaybına oranı olarak tanımlanan bozunma kesrinin sıcaklıkla değişimi Şekil 4.29 Dehidroksilasyona ilişkin statik olarak belirlenen α 3 değerleri kullanılarak elde edilen Coats-Redfern doğrusu Şekil 4.30 Dehidroksilasyona ilişkin dinamik olarak belirlenen α 3 değerleri kullanılarak elde edilen Coats-Redfern doğrusu Şekil 4.31 Kütle azalması kesrinin sıcaklıkla değişimi Şekil 4.32 Nemin uzaklaşmasına ilişkin keyfi van t Hoff doğrusu x

11 Şekil 4.33 Nemin uzaklaşmasına ilişkin keyfi Gibbs enerjisinin sıcaklıkla değişimi Şekil O C a kadar uygulanan ısıl işlem sırasında nemin uzaklaşmasına ilişkin gerçek van t Hoff doğrusu Şekil 4.35 Nemin uzaklaşmasına ilişkin gerçek Gibbs enerjisinin sıcaklıkla değişimi Şekil 4.36 Dehidratasyona ilişkin keyfi van t Hoff doğrusu Şekil 4.37 Dehidratasyona ilişkin keyfi Gibbs enerjisinin sıcaklıkla değişimi Şekil 4.38 Dehidratasyona ilişkin gerçek van t Hoff doğrusu Şekil 4.39 Dehidratasyona ilişkin gerçek Gibbs enerjisinin sıcaklıkla değişimi Şekil 4.40 Dehidroksilasyona ilişkin keyfi van t Hoff doğrusu Şekil 4.41 Dehidroksilasyona ilişkin keyfi Gibbs enerjisinin sıcaklıkla değişimi Şekil 4.42 Dehidroksilasyona ilişkin gerçek van t Hoff doğrusu Şekil 4.43 Dehidroksilasyona ilişkin gerçek Gibbs enerjisinin sıcaklıkla değişimi Şekil 4.44 Nemin uzaklaşması, dehidratasyon ve dehidroksilasyonla meydana gelen termal deformasyon sonucunda oluşan keyfi ve gerçek van t Hoff doğruları Şekil 4.45 Nemin uzaklaşması, dehidratasyon ve dehidroksilasyonla meydana gelen termal deformasyon için her bir sıcaklıkta Gibbs enerjisindeki keyfi ve gerçek değişimleri gösteren doğrular Şekil 4.46 Katyon değiştirme kapasitesinin ısıl işlem sıcaklığı ile değişimi Şekil 4.47 Termodinamik denge sabiti ile orantılı olduğu varsayılarak tanımlanan keyfi bozunma sabitinin doğal logaritmasının (In K k1 -In K k2 ) mutlak sıcaklığın tersi (1/T) ile O C ve O C arasındaki değişimlerini gösteren doğrular Şekil 4.48 Dehidratasyon ve dehidroksilasyonla meydana gelen termal deformasyon için her bir sıcaklıkta Gibbs enerjisindeki keyfi değişimleri gösteren doğrular Şekil 4.49 Termodinamik denge sabiti ile orantılı olduğu varsayılarak tanımlanan gerçek bozunma sabitinin doğal logaritmasının (In K 1 -In K 2 ) mutlak sıcaklığın tersi (1/T) ile O C ve O C arasındaki değişimlerini gösteren doğrular Şekil 4.50 Dehidratasyon ve dehidroksilasyonla meydana gelen termal deformasyon için her bir sıcaklıkta Gibbs enerjisindeki gerçek değişimleri gösteren doğrular 123 Şekil 4.51 Termodinamik denge sabiti ile orantılı olduğu varsayılarak tanımlanan bozunma sabitinin keyfi ve gerçek değerlerinin doğal logaritmasının (In K-In K k ) mutlak sıcaklığın tersi (1/T) ile O C ve O C arasındaki değişimlerini gösteren van t Hoff doğruları Şekil 4.52 Dehidratasyon ve dehidroksilasyonla meydana gelen termal deformasyon için her bir sıcaklıkta Gibbs enerjisindeki keyfi ve gerçek değişimleri gösteren doğrular Şekil 4.53 Orijinal ve saflaştırılmış Sungurlu/Çorum bentoniti üzerinde azotun 77 K deki adsorpsiyon ve desorpsiyon izotermi Şekil 4.54 Orijinal ve saflaştırılmış Sungurlu/Çorum bentoniti üzerinde azotun 77 K deki adsorpsiyon izoterminden çizilen BET doğrusu Şekil 4.55 Orijinal ve saflaştırılmış Sungurlu/Çorum bentoniti için özgül mikromezogözenek hacminin silindirik varsayılan gözeneklerin yarıçapı ile değişimi xi

12 Şekil 4.56 Orijinal ve saflaştırılmış Sungurlu/Çorum bentoniti için mezogözenek boyut dağılımı eğrileri Şekil 4.57 Ortalama gözenek yarıçapı değerlerinin (<r>) ısıl işlem sıcaklığıyla değişimi Şekil 4.58 Özgül yüzey alanı değerlerinin ortalama gözenek yarıçapı ile değişimi Şekil 4.59 Özgül gözenek hacmi değerlerinin ortalama gözenek yarıçapı ile değişimi Şekil 4.60 Sungurlu/Çorum bentoniti üzerinde azotun 77 K deki adsorpsiyon ve desorpsiyon izotermlerinin uygulanan ısıl işlem sıcaklığı ile değişimi Şekil 4.61 Sungurlu/Çorum bentoniti üzerinde azotun 77 K deki adsorpsiyon ve desorpsiyon izotermlerinden çizilen BET doğrularının ısıl işlem sıcaklığı ile değişimi Şekil 4.62 Isıl olarak işlenmiş örneklerin mezogözenek boyut dağılımı (MGBD) eğrileri Şekil 4.63 Sungurlu/Çorum bentonitinin özgül yüzey alanının uygulanan ısıl işlem sıcaklığıyla değişimi Şekil 4.64 Sungurlu/Çorum bentonitinin özgül mikro- mezogözenek hacminin uygulanan ısıl işlem sıcaklığıyla değişimi Şekil 4.65 Orijinal ve saflaştırılmış Sungurlu/Çorum bentonitinin oda sıcaklığında n-bütilamin adsorpsiyon izotermleri Şekil 4.66 Orijinal ve saflaştırılmış Sungurlu/Çorum bentonitinin oda sıcaklığında n-bütilamin adsorpsiyonuna ilişkin Langmuir doğruları Şekil O C ve 500 O C ta ısıl işleme tabi tutulmuş olan örneklerin oda sıcaklığında n-bütilamin adsorpsiyon izotermleri Şekil O C ve 500 O C ta ısıl işleme tabi tutulmuş olan örneklerin oda sıcaklığında n-bütilamin adsorpsionuna ilişkin Langmuir doğruları Şekil 4.69 Sungurlu/Çorum bentonitinin yüzey asitliğinin ısıl işlem sıcaklığıyla değişimi Şekil 4.70 Sungurlu/Çorum bentonitinin asitlik gücünün (K) ısıl işlem sıcaklığıyla değişimi Şekil 4.71 Sungurlu/Çorum bentonitinin özgül yüzey alanı, özgül gözenek hacmi, yüzey asitliği ve katyon değiştirme kapasitesi değerlerinin ısıl işlem sıcaklığıyla değişimi xii

13 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 2.1 Fillosilikatların (kil minerallerinin) sınıflandırılması Çizelge 2.2 Bentonit gruplarına ait kimyasal bileşimler Çizelge 2.3 Dünya bentonit rezervleri Çizelge 2.4 Bazı önemli kil minerallerinin ph=7 de belirlenmiş katyon değiştirme kapasitesi (KDK) değerleri Çizelge 4.1 Orijinal bentonitin kimyasal analizi Çizelge O C sıcaklıkları arasında belirlenen k sabitleri Çizelge O C sıcaklık aralığı için hesaplanan K k1, G k1 O, G 1 O ve K 1 değerleri Çizelge O C sıcaklık aralığı için hesaplanan K k2, G k2 O, G 2 O ve K 2 değerleri Çizelge O C sıcaklık aralığı için hesaplanan K k3, G k3 O, G 3 O ve K 3 değerleri Çizelge O C sıcaklıkları için hesaplanan K k1, G k1 O, G 1 O ve K 1 değerleri Çizelge O C sıcaklıkları için hesaplanan K k2, G k2 O, G 2 O ve K 2 değerleri Çizelge 4.8 Orijinal ve saflaştırılmış Sungurlu/Çorum bentonitlerinin toplam özgül mikro-mezogözenek hacmi (V), özgül mikrogözenek hacmi (V mik ), özgül mezogözenek hacmi (V mez ) ve <r> değerleri xiii

14 1. GİRİŞ Volkanik kayaçların, güçlü hava akımlarının etkisiyle aşınması sonucu oluşan kil mineralleri ya bulundukları yerde ya da rüzgar ve su ile taşınarak başka yerlerde büyük yataklar halinde depolanmıştır (Loughnan 1969, Sarıkaya 1987). Kendiliğinden 2 µm nin altındaki partiküllere dağılabilen kil mineralleri hidratlaşmış alüminyum, magnezyum ve demir silikatlardır. Killer içinde kaolinit, simektit, illit, klorit, paligorskit ve sepiolit gibi kil mineralleri yanında zeolit, feldispat, karbonat, silika polimorfları gibi çok sayıda kil dışı mineral az ya da çok ölçüde bulunabilmektedir. Kil minerallerinin türü yanında çokluğu ve kil dışı minerallerin azlığı killerin ekonomik değerini yükseltmektedir. Doğada saf bir kil mineraline ender olarak rastlanmaktadır. Mineral içerikleri ve minerallerinin kimyasal bileşimlerine bağlı olarak killerin rengi beyaz, gri, yeşil, pembe ve kahverenginin çeşitli tonlarında olabilmektedir (Grim 1962, Kingery et al. 1976, Sarıkaya 1987). Killer ilk insanlardan bu yana kullanıldığı düşünülen, bilinen en eski ham maddelerdir. M.Ö. Neolitik olarak adlandırılan dönemde Nil ve Fırat nehirleri boyunca görülen tarım yerleşkeleri ve Anadolu daki Çatalhöyük yerleşkesinde karşımıza çıkması, kilin çok eski zamanlardan beri uygarlığın temel malzemesi olduğu gerçeğini desteklemektedir (Tahberer 2006). Yaklaşık olarak dokuz bin yıldan beri inşaat malzemesi olarak kullanıldığı, ilk yazının kil levhalar üzerine yazıldığı ve sabun yerine kullanılan ilk temizlik maddesinin de kil olduğu sanılmaktadır. Killer ve kil mineralleri birçok bilim dalının, sanatın ortak çalışma alanlarından biri olmuştur. Seramik ve heykel sanatının da temel malzemelerinden olan kil, su ile ıslatıldığında plastik çamur haline getirilebilmesi ve bu sayede işlenerek kolaylıkla şekillendirilebilmesi yani kısacası biçimlendirmeye uygunluğu açısından her dönem tercih edilmiştir. Günümüzde, killer plastiklik, nem tutma ve mukavemetleri yanında organik ya da inorganik her türlü iyonla yer değiştirmesi, yüksek adsorplama özeliği ve katalitik etkinlikleri gibi diğer teknolojik özelikleri nedeniyle 100 ü aşkın alanda endüstriyel ham madde olarak kullanılmaktadır. Bu kullanım alanları seramik ve çimento üretiminden; kağıt, petrokimya ve inşaat endüstrisine; bitkisel yağ, bira, şarap ve meyve sularının ağartılmasına; radyoaktif atıkların ve atık suların temizlenmesine; ilaç, sabun, deterjan, diyafram, elektrot, 1

15 katalizör, lastik ve plastik üretimine kadar uzanan geniş bir yelpazeyle sıralanabilir (Adams and Evans 1979, Sarıkaya vd. 1982, Adams 1987, Sarıkaya 1987, Grim 1988, Clarke 1989, Murray 1991, Breen et al. 1997, Falaras et al. 2000, Noyan 2001). Killerin farklı amaçlarla farklı alanlarda kullanılmalarına olanak sağlayan, doğada yaygın olarak bulunuşları ile kil minerallerinin sahip oldukları üstün kimyasal ve fiziksel özelikleridir (Murray 1999). Killerin kullanımından önce mineralojisi ve kimyasal bileşimi yanında termal davranışlarının belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Kil mineralleri volkanik tüflerin değişiminden ya da tabakalı silikatların hidratlanması ile oluşur. Hava koşulları, ph ve ortamdaki katyonlar kil minerallerinin oluşumunda etken olmaktadır. Ortamda yüksek miktarda K +, Na +, Ca 2+ ve Mg 2+ bulunuşu öncelikle montmorillonit ve illit gibi üç katmanlı kil minerallerinin oluşmasına neden olur. Eğer K + iyonları fazla ise illit mineralleri, Mg 2+ iyonları fazla ise montmorillonit mineralleri, çok fazla Mg 2+ iyonunun varlığı halinde de klorit minerali oluşur. Asidik ortamda iki katmanlı kaolinit minerali oluşmaktadır. Mikalar küçük partiküllere ayrıldıkça K + iyonu değiştirme kapasiteleri artar ve illite dönüşürler. İllitin K + kaybı ve de tabakaları aralanmaya devam ederse K + yerine eğer ortamda varsa Ca 2+ ve Mg 2+ geçer. Bu gelişme ile illit, vermikülite veya montmorillonite dönüşür. Bu dönüşümler, Şekil 1.1 ve Şekil 1.2 de şematik olarak özetlenmiştir. 2

16 Potasyum (K + ) Değişebilen Katyonlar Şekil 1.1 Mikanın öncelikle illite ardından vermikülit ve montmorillonite dönüşmesi (w3.balikesir.edu.tr/~ozkan/ads/adsorpsiyon13.pps, 2008) Şekil 1.2 Mikaların 2:1 tabakalı kil minerallerine dönüşümünün şematik olarak gösterimi ( kolloidleri.pdf, 2008) 3

17 Kil mineralleri ortamın sürekli değişen fizikokimyasal özeliklerine göre Şekil 1.3 te görüldüğü gibi birbirine dönüşebilmektedir. illit klorit vermikülit simektit kaolinit Fe ve Al oksitler Şekil 1.3 Killerin ayrışması ( kolloidleri.pdf, 2008) Bentonit, ana kil minerali montmorillonit ya da montmorillonitten izomorfik iyon değişimi ile türeyen simektit grubunun bir elemanı olan killer için yaygın ve ticari olarak kullanılan bir terimdir. Bentonitler çok çeşitli alanlarda kullanılmakta olup bu kullanım alanları kimyasal ve mineralojik özelikleri yanında gözenekli yapılarına da bağlı olarak değişmektedir (Grim 1968, Sarıkaya 1987, Sarıkaya vd. 1989). Gözenekli yapıları, kullanım alanlarına uygun şekilde değiştirilerek bentonitler geliştirilebilmekte; adsorplama, ağartma ve katalitik etkinlikleri yükseltilebilmektedir (Adams 1978, Gregg and Sing 1982, Reichle 1985, Murray 1991, Paradas et al. 1993, Breen et al. 1997, Chitnis and Sharma 1997). Bu işlemlerle bentonitlerin ekonomik değerleri büyük 4

18 oranda artmaktadır. (Pinnavaia 1983, Laszlo 1987). Kullanım alanlarının genişletilebilmesi adına bentonitlere ısıl işlem, hidrotermal işlem, asit aktivasyonu ve baz aktivasyonu uygulanabilmekte ve bazı organik maddelerle işlenmektedir. Bu işlemler sırasında bentonitlerin kimyasal ve mineralojik yapılarında değişim meydana gelirken; aynı zamanda yüzey asitliği, yüzey alanı, gözenek hacmi, gözenek boyut dağılımı, katyon değiştirme kapasitesi, partikül boyut dağılımı, ağartma ve katalitik etkinlik gibi fizikokimyasal özelikleri de değişmektedir (Van Olphen 1963, Parfitt and Sign 1976, Barrer 1978, Önal ve Sarıkaya 1997). Bentonitler ülkemizde oldukça önemli bir yer tutan, büyük yataklar halinde bulunan killerin başında gelmektedir. Kullanım alanlarının çeşitliliği ve diğer ham maddelere oranla düşük maliyetli oluşu, bentonite olan talebi giderek arttırmaktadır. Bu nedenle, bentonitlerin kalitesini yükseltecek çalışmaların yapılması, ülke ekonomisine sağlıyacağı katkı açısından son derece önemlidir. Ayrıca, dünyadaki bentonit üretimleri göz önüne alındığında, ülkemizin oldukça zengin bentonit yataklarına sahip oluşuna rağmen üretim payı olarak çok gerilerde kaldığı görülmektedir. Bu durum da, ayrıntılı bilimsel çalışmaların yapılması gerektiği gerçeğini göz önüne sermekte ve bu çalışmaların da önemini ortaya koymaktadır. Söz konusu çalışmalar içerisinde bentonit yataklarının detaylı bir şekilde incelenmesi, mineralojisinin ve fizikokimyasal özeliklerinin belirlenmesi, ısıl işlem uygulanarak kullanım alanlarına göre bentonitlerin zenginleştirilmesi kısacası yüzey özeliklerinin istenilen yönde değiştirilip, geliştirilebilmesi ve termal dehidratasyon-dehidroksilasyon kinetiğinin incelenmesi büyük önem taşımaktadır. Daha önce yapılmış olan çalışmalarda ısıl işlem uygulanmış bentonit örneklerinin fizikokimyasal özelikleri belirlenmiş ve bu özeliklerin birbirleriyle ve de ısıl işlem sıcaklığı ile değişimleri, termal işlemin fizikokimyasal özelikler üzerindeki etkisi incelenmiştir (Sarıkaya et al. 2000, Noyan et al. 2006). Ayrıca doğal, ısıl işlem uygulanmış ve asitle aktiflenmiş bentonit örneklerinin termal bozunma kinetiklerini inceleyen çalışmalar da yapılmıştır (Güler and Sarıer 1990, Tonbul ve Yurdakoç 1997, Sarıkaya et al. 2000, Tonbul and Yurdakoç 2001). 5

19 Seramik ve döküm endüstrilerinde ayrıca katalizör üretiminde yüksek sıcaklıklar söz konusu olduğundan ısıl işlem önemli bir yer tutmaktadır (Ambroise et al. 1987). Isıl işlem sıcaklığına bağlı olarak bentonitlerin kimyasal ve mineralojik yapısının yanı sıra mukavemet, şişme, plastiklik, kohezyon, bastırılabilme, partikül boyutu, gözenek yapısı, yüzey asitliği, özgül yüzey alanı, özgül gözenek hacmi ve katyon değiştirme kapasitesi gibi bazı fizikokimyasal özelikleri de büyük ölçüde değişmektedir (Brandley and Grim 1951, Brindley 1978, Mozas et al. 1980, Reicle 1985, Ceylan et al. 1993, Sarıkaya vd. 1993, Joshi et al. 1994, Sarıkaya et al. 2000). Bentonitlerin içerisinde büyük oranda bulunan simektitler şişme eğilimi gösterdiğinden baraj, yol, köprü ve bina inşaatları sırasında ve ileriki aşamalarda büyük sorunlar ortaya çıkmaktadır. Bu sorunları ortadan kaldırmak amacıyla da temeli çevreleyen bentonitlerin ısıl işleme tabi tutulması ve bu şekilde şişmenin önlenmesi gerekmektedir (Wang et al. 1990). Bu nedenle, Sungurlu/Çorum yöresinden alınan bir bentonitin ısıl işlem ile bazı fizikokimyasal özeliklerindeki değişimlerin belirlenerek uygulanan sıcaklıkla değişimlerinin kinetik ve termodinamik olarak incelenmesi bu çalışmanın amacı olarak öngörülmüştür. 6

20 2. KAYNAK ARAŞTIRMASI 2.1 Kil Mineralleri Kil minerallerinin tetrahedron (düzgün dört yüzlü) ve oktahedron (düzgün sekiz yüzlü) olmak üzere farklı iki yapıtaşından oluştuğu ilk olarak Pauling (1930) tarafından X- ışınları difraksiyonu ile belirlenmiştir (Brindley and Brown 1980). Killerin yapıtaşları Şekil 2.1 de şematik olarak verilmiştir. Tetrahedronlarda, merkezde silisyum atomu, köşelerde ise dört adet oksijen atomu bulunacak şekilde atom grupları bir araya gelmiştir. Tetrahedronların tabanları aynı düzlemde kalmak koşuluyla köşelerinden oksijen köprüleri ile altılı halkalar vererek birleşmesinden oluşan yapıya tetrahedron katmanı (T) ya da silika katmanı denir. Oktahedronlarda, merkezinde alüminyum atomu, köşelerinde ise altı adet oksijen atomu/hidroksil bulunur. Bu oktahedronların birer yüzeyleri aynı düzlemde kalmak koşuluyla köşelerinden oksijen köprüleri ile birleşmesinden oluşan yapıya oktahedron katmanı (O), gibsit katmanı ya da alümina katmanı adı verilir. Tetrahedron ve oktahedron katmanlarının oluşumu Şekil 2.2 de şematik olarak gösterilmiştir. (a) (b) Şekil 2.1 a. Tetrahedron yapıtaşı, b. Oktahedron yapıtaşı ( kolloidleri.pdf, 2008) 7

21 Şekil 2.2 a. Tetrahedron yapıtaşı, b. Tetrahedronların hekzagonal yapıda düzenlenmesi ile oluşturulan tetrahedron tabakası, c. Oktahedron yapıtaşı, d. Oktahedron yapıtaşlarının oluşturduğu oktahedron tabakası (Grim 1968) Oktahedral katman, oktahedronların hepsinde veya üçte ikisinde katyon bulunmasına göre trioktahedral ve dioktahedral olmak üzere iki şekilde bulunur (Bailey 1980a). Şekil 2.3 te dioktahedral ve trioktahedral yapılar şematik olarak gösterilmiştir. Yük denkliğinin sağlanabilmesi için alümina katmanındaki oktahedronlardan yalnızca 2/3 sinin merkezinde alüminyum (Al 3+ ) atomu bulunmakta, geri kalan 1/3 i ise boş kalmaktadır. Bu şekilde olduğunda dioktahedral (ikili düzgün sekizyüzlü) yapı oluşmaktadır. Alüminyum (Al 3+ ) yerine merkez iyonu olarak magnezyum (Mg 2+ ) geçtiğinde her oktahedronun merkezi tamamiyle dolu olan brusit katmanı ya da diğer bir adıyla magnezya katmanı meydana gelir (Grim 1968, Sarıkaya 1987, Sarıkaya vd. 1993, Chitnis and Sharma 1997). Bu düzenlemeyle de trioktahedral yapı (üçlü düzgün sekizyüzlü) oluşmaktadır. 8

22 Şekil 2.3 Dioktahedral ve trioktahedral yapılar ( 2008) Tetrahedron ve oktahedron katmanlarının üst üste ve yan yana paket şeklinde bir araya getirilmesi ve ortak konumda bulunan oksijen iyonlarıyla birbirine bağlanması ile kil tabakaları oluşur. Bir tetrahedron katman ile bir oktahedron katmanın bağlanmasıyla kalınlığı 0,72 nm olan iki katmanlı kil tabakası (1:1 tabakası), bir oktahedron katmanın iki tarafına birer tetrahedron katmanının bağlanmasıyla kalınlığı 1,0 nm olan üç katmanlı kil tabakası (2:1 tabakası) oluşur. Aynı atomların bulunduğu yüzeylere düzlem, birim yapı taşlarının birbirine bağlanmasıyla oluşan yapılara katman, 2 (TO), 3 (TOT) ve 4 (TOT-O) gibi katmanların birbirine bağlanmasıyla oluşan yapılara ise tabaka adı verilir. Bunlardan iki katmanlı 1:1 (TO) ve üç katmanlı 2:1 (TOT) kil minerallerinin oluşumu Şekil 2.4 ve Şekil 2.5 te gösterilmiştir. Kil mineralleri için verilen katman ve tabaka tanımlarının birbiri ile karıştırılmaması iyi bir anlatım için büyük önem taşımaktadır. 9

23 (a) (b) Şekil 2.4 a. İki katmanlı TO (1:1), b. Üç katmanlı TOT (2:1) kil tabakaları (Ustaoğlu 2007) T katmanı O katmanı TO (1:1) tabakası (a) T katmanı O katmanı TOT (2:1) tabakası T katmanı (b) Şekil 2.5 a. TO (1:1) (kaolin, halloysit), b. TOT (2:1) kil tabakaları (montmorillonit, illit) ( kolloidleri.pdf, 2008) 10

24 İki katmanlı (TO, 1:1) kil minerallerinde yer alan tetrahedronların oksijenleri, katmanın üst yüzeyinde bir oksijen düzlemi oluştururken, oktahedronların alt yüzeyindeki oksijenlerin açıkta kalan eksi yükleri hidrojen iyonu (H + ) ile OH-düzlemi oluşturmaktadır. İki katmanlı iki tabaka üst üste geldiğinde tetrahedronların oksijenleri ile oktahedronların hidroksitleri arasında hidrojen bağları (O-H-O) oluşur. Bu nedenle, katmanlar arasına su ve benzeri moleküllerin girmesi zorlaşır ve katmanlar arası istenilen ölçüde açılamaz (Şekil 2.6). T H 2 O X O TO (1:1) Tabakalar arasına su giremez ve kil minerali şişmez. T O T : Tetrahedron O : Oktahedron İki katmanlı kil minerali H 2 O T O T T O T TOT (2:1) Tabakalar arasına su girer ve kil minerali şişer. Üç katmanlı kil minerali Şekil 2.6 Kil minerallerinin tabakalarının arasına su moleküllerinin girişinin mineralin tabakalı yapısı ile ilişkisi (w3.balikesir.edu.tr/~ozkan/ads/adsorpsiyon13.pps, 2008) 11

25 Üç katmanlı (TOT, 2:1) simektit tabakasının ortasında bir oktahedron katmanı, alt ve üstte ise birer tetrahedron katmanı bulunmaktadır. Tetrahedronlardan dolayı katmanın iki yüzeyinde de oksijen düzlemleri yer alır. Kil katmanlarının üst üste gelmesi ile oksijen düzlemleri de karşı karşıya gelmiş olurlar. Eksi yüklü oksijen iyonlarını birbirine bağlayan katyon olmadığı için tabakalar birbirini elektriksel olarak çekmez. Bu nedenle, üç tabakalı (2:1) simektit minerallerinde tabakalar arası açıklık çekilen su miktarı arttıkça artarak 1,8 nm ye dek yükselebilir (Şekil 2.7). T O T T Şekil 2.7 Tetrahedral ve oktahedral katmanlardan oluşan 2:1 tabakası (Simektit) 12

26 TO (1:1) veya TOT (2:1) tabakalarının elektrik yükü bakımından nötr olduğu durumlarda, tabakalar arası ya boş kalmakta ya da su ile dolmaktadır. Tabakaların elektrik yükü bakımından nötr olmadığı yapılarda ise yük dengesi, tabakalar arasına giren katyonlarla sağlanır. Tabakalar arasındaki bağlar kovalent ve iyonik yapıda bulunan katmanlar arası bağlara göre zayıftır. Bu nedenle, her türden organik ve inorganik katyonla çözeltide yer değiştirebilirler. Kil mineralleri silikatlar bünyesinde bulunan fillosilikat grubuna aittirler (Bailey 1980a). Fillosilikatlar tabaka türüne (2:1 ya da 1:1), tabaka yüküne ve tabakalar arasına giren birimlere göre sınıflandırılır (Bailey 1980b). Tetrahedral ve oktahedral tabakaların farklı kombinasyonları farklı mineral yapılarının oluşmasına neden olur. Sınıflandırmada oktahedral katmanların dioktahedral veya trioktahedral olma durumuna göre de bir alt sınıflandırma yapılmaktadır. Ayrıca, yapı birimlerinin istifleniş şekli ve kimyasal bileşimi de dikkate alınır. Önemli fillosilikat mineraller arasında en yaygın olarak kaolinit, talk, profillit, simektit, vermikülit, klorit ve mika gelmektedir. Bu mineraller çevre koruma işlerinde de oldukça sık kullanılmaktadır. Yüksek yüzey alanları ve tabaka yüklerinin büyük olması bu minerallerin adsorpsiyon işlemlerinde kullanılmalarında önemli bir etkendir. Çizelge 2.1 de fillosilikatların sınıflandırılması görülmektedir. 13

27 Çizelge 2.1 Fillosilikatların (kil minerallerinin) sınıflandırılması (Eslinger and Pevear 1988, Karakaya 2006) Tabaka türü Tabaka yükü Grup adı Alt grup adı (Oktahedral durum) 1:1 z~0 Serpentin-Kaolin Serpentinler (to) Kaolinler (do) 2:1 z~0 Talk- Talk (to) Profillit Profillit (do) z~0,2-0,6 Simektit Simektit (to) Simektit (do) z~0,2-0,6 Vermikülit Vermikülit (to) Vermikülit (do) 0,6<z<0,9 İllit İllit (to) İllit (do) z~1,0 Mika Mika (to) Mika (do) z~2,0 Kırılgan Mika Kırılgan Mika (do) z~değişken Klorit Klorit (to-to) Klorit (do-do) Klorit (do-to) Klorit (to-do) z~değişken Sepiolit- Sepiolit (to) Paligorskit Paligorskit (do) Türler Krizotil, antigorit, lizardit Kaolinit, dikit, nakrit, halloysit Talk Profillit Saponit, hektorit Montmorillonit,bidellit, nontronit Vermikülit Vermikülit - İllit, glokonit Biyotit, flogopit, lepidolit Muskovit, paragonit Margarit Fe 2+, Mg, Mn, Ni bileşimliler Donbasit Sudoyit, kokeyit (Li) Tür bilinmiyor Sepiolit Paligorskit Serpentin-kaolin grubu TO (1:1) tipi fillosilikatlardan serpentin-kaolin grubu minerallerin dioktahedral alt grubu olan kaolin; kaolinit, halloysit, dikit ve nakrit minerallerinden oluşur. Kaolin grubu kil mineralleri, elektrik yükü bakımından nötr 1:1 katmanlarından meydana gelmektedir (Bailey 1980b). İki tabakalı olan kaolinitte tetrahedronların bulunduğu yüzeyi oksijen tabakası, oktahedronların bulunduğu yüzeyi ise hidroksit tabakası ile kaplıdır. Şekil 2.8 de görüldüğü gibi bu iki tabaka arasında elektriksel bir çekim gücü 14

28 meydana gelir ve bu yüzden kaolinit su alıp şişme özelliği göstermez. Halloysitte, kaolinitin aksine tabakalar arasında su molekülleri yer almaktadır. Su alıp kolayca şişebildiğinden toprakta suyun tutulmasında oldukça faydalı bir kil mineralidir. Trioktahedral bir yapıya sahip olan serpentin alt grubu mineralleri ise kil minerallerinden daha küçük tane boyutuna sahip olup nadir olarak bulunurlar. Şekil 2.8 Kaolinit mineralinin şematik gösterimi ( kolloidleri.pdf, 2008) Talk-profillit grubu TOT (2:1) tipi fillosilikatların elemanları olan talk ve profillit, sırasıyla en basit trioktahedral ve dioktahedral üç katmanlı minerallerdir. Talk, kimyasal formülü Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2. nh 2 O olan sulu bir magnezyum silikattır. Profillit ise kimyasal formülü Al 2 Si 4 O 10 (OH) 2. nh 2 O olan bir alüminyum silikattır. Her ikisinin de tabakalar arası van der Waals bağları çok zayıftır. Tetrahedronlardaki Si 4+ yerine çok az ölçüde Al 3+ iyonunun girmesi ile bir 15

29 katyon değişimi olmaktadır. Bunun dışında başka bir iyon değişimi yoktur. Talk mineralinin şematik gösterimi Şekil 2.9 da verilmiştir. T O T Şekil 2.9 Talk minerali ( kolloidleri.pdf, 2008) Simektit grubu Simektitler iki tetrahedral tabakası arasında oksijen iyonlarının paylaşıldığı bir oktahedral tabakasından oluşur. İzomorfik katyon değişimleri simektitlerin farklılaşmasına neden olur. En yaygın olan simektit minerali montmorillonittir. Montmorillonit ve montmorillonitten izomorfik iyon değişimi ile doğal olarak türeyen bidellit, nontronit, hektorit ve saponit gibi kil minerallerinin oluşturduğu sınıf simektit grubu olarak adlandırılır (Grim 1968, Pinnavaia 1983). Montmorillonit dioktahedral yapıda bir mineral olup genel formülü (Na,Ca) 0,33 (Al 1,67 Mg 0,33 )Si 4 O 10 (OH) 2. nh 2 O şeklindedir. Montmorillonitlerde oktahedral tabakada katman yükü oluşurken, genel formülleri sırasıyla Na 0,33 Al 2 (Si 3,67 Al 0,33 )O 10 (OH) 2. nh 2 O Na 0,33 Fe 2 (Si 3,67 Al 0,33 )O 10 (OH) 2. nh 2 O 16

30 şeklinde olan ve dioktahedral yapıda bulunan bidellit ve nontronitte ise tetrahedral tabakada yer değişimleriyle katman yükü oluşur. Fe 3+ ün Al 3+ ile yerdeğiştirmesiyle oluşan nontronit, bidellite çok benzemektedir. Nontronit, bazik kayaçların ilk ayrışma ürünleri hariç, topraklarda çok az bulunur (Sherman et al. 1962). Simektit grubunun trioktahedral yapıda bulunan hektorit ve saponit kil mineralleri ise sırasıyla Na 0,33 (Mg 2,67 Li 0,33 )Si 4 O 10 (OH) 2. nh 2 O Na 0,33 (Mg 2,67 R 0,33 3+ )(Si 3,34 Al 0,66 )O 10 (OH) 2. nh 2 O genel formüleriyle gösterilmektedir (Moore and Reynolds 1997). Hektorit mineralinde oktahedral boşluklardan kaynaklı yüksek oranda Mg 2+ iyonu bulunmakta ve Lioktahedral yer değişimleri önemli ölçüde gözlenmektedir. Saponit minerali ise hektoritte olduğu gibi yüksek oranda Mg 2+ iyonu içermesinin yanı sıra kimyasal analizinde oktahedronda Mg 2+ yerine çok az miktarlarda Al 3+ ve Fe 3+ yer değiştirimi olduğu belirlenmiştir. Montmorillonit mineralinin birim katmanı TOT (2:1) şeklindedir (Berger 1941). Çok sayıda TOT (2:1) birim katmanının paralel olarak üst üste istiflenmesiyle montmorillonit partikülleri, bu partiküllerin gelişigüzel bir araya toplanması ile de montmorillonit minerali meydana gelir (Şekil 2.10). 17

31 Şekil 2.10 Montmorillonit mineralinin şematik gösterimi ( kolloidleri.pdf, 2008) Silika katmanındaki tetrahedronlardan bazılarının merkezine Si 4+ iyonları yerine Al 3+ ve Fe 3+ gibi, alümina katmanındaki oktahedronlardan bazılarının merkezlerine ise Al 3+ iyonları yerine Fe 2+, Mg 2+, Zn 2+, Ni 2+ ve Li + gibi yükseltgenme basamağı daha düşük olan iyonlar geçer. İyonların değerliklerindeki bu farklılık sebebiyle yapıda negatif yük fazlalığı ya da pozitif yük eksikliği meydana gelir. Oluşan negatif yük fazlalığı da katmanlar arasına giren Na +, Ca 2+ ve Mg 2+ gibi katyonların kil minerallerine bağlanması ile yani bir diğer deyişle katyonların adsorpsiyonu ile dengelenir. Bu şekilde örgü içinde birbirine yaklaşık çapta (aynı koordinasyon sayısına sahip katyonlar) fakat farklı pozitif elektrik yüküne sahip katyonların yer değiştirmesi izomorfik yer değiştirme olarak adlandırılır (Şekil 2.11). İzomorfik yer değiştirmeler özellikle montmorillonit minerallerinde önemlidir. İzomorfik yer değiştirmelerin montmorillonitlerde fazla olması nedeniyle de yüklerin dengelenmesi için bağıl olarak adsorplanan katyonların miktarının fazla olması gerekir ve bu nedenle montmorillonitlerin KDK değerleri yüksektir (Yalçın 2000). İnorganik ve organik tüm katyonlarla yer değiştirebilen Na +, Ca 2+ ve Mg 2+ gibi katyonlar, katmanlar arasında doğal olarak yer alan suyun içinde bulunmaktadırlar. Bu katyonlardan Na + iyonu, katmanlar arasına girdiğinde sodyum montmorillonit (Na-M), Ca 2+ iyonu girdiğinde ise kalsiyum montmorillonit (Ca-M) oluşmaktadır. Na + iyonu Ca 2+ iyonuna göre tabakalar 18

32 arasına oldukça fazla miktarda suyun girmesine ve mineralin çok şişmesine neden olmaktadır (Parker et al. 1980, Pennino et al. 1981). Bu nedenle de Na-M, Ca-M e göre çok daha uzun ömürlü süspansiyonlar verir. Na-M in katman kalınlığı d(001)=1,2 nm iken Ca-M in katman kalınlığı d(001)=1,5 nm dir. Katman kalınlıkları farkı yardımıyla X-ışınları difraksiyonu izlerinden kil içindeki mineralin Na-M ya da Ca-M olduğu kolaylıkla belirlenebilir. İyon değişimi ile Na-M ve Ca-M birbirine tersinir olarak dönüştürülebilmektedir. Net Yük 0 İyonik yer değiştirme -2 Şekil 2.11 Kristal içinde bir iyonun yerini daha düşük değerlikli diğer bir iyonun alması ile eksi yük fazlalığının doğuşu Vermikülit grubu Fillosilikatların bir başka grubunu oluşturan vermikülit montmorillonite oranla daha fazla tabaka yüküne sahiptir. Bu tabaka yükü de tetrahedronda Si 4+ yerine Al 3+ yer değişimlerinden oluşmaktadır. Vermikülitler dioktahedral ya da trioktahedral yapıda olabilirler. Tabakaları arasında Mg 2+ veya Ca 2+ gibi katyonlar ile iki moleküler su (2H 2 O) katmanı bulunur. Tabakaları arasında sulu katyonların bulunması diğer minerallerden ayırt edilmelerinde önemli bir ölçüttür. 19

33 2.1.5 İllit-mika grubu İllit grubu veya mika grubu kil minerallerinin simektit grubundan farkı, potasyum (K + ) içermeleridir. TOT (2:1) tabaka yapısında olmalarının yanı sıra tabakaları negatif yüklüdür. Tabakalar arasında bulunan katyonlar kuvvetli iyonik bağlarla yapıya bağlanmışlardır. Kristallerinin daha küçük olması, az kristalleşmiş olmaları ve daha az potasyum (K + ) içermeleri (%4-6) yanında daha fazla kristal suyuna sahip olmaları nedeniyle illitler mikalardan ayırt edilebilirler. Buna karşılık, diğer kil minerallerinden daha fazla potasyum (K + ) içerdikleri ve mikalara çok benzedikleri için illitler mikamsı kil mineralleri olarak tanınırlar. Montmorillonit mineralinin TOT katmanlarındaki Si 4+ iyonlarının %15-25 i yerine Al 3+, Al 3+ iyonlarının bir kısmı yerine ise Fe 3+ ve Mg 2+ iyonlarının geçmesiyle illit minerali oluşmaktadır (Şekil 2.12). Bu mineralinin genel kimyasal formülü (Si 8-x Al x ) (Al 4, Fe 4, Mg 4, Mg 6 ) O 20 (OH) 4 K x şeklinde olup x değeri 1,0 ve 1,5 arasında değişmektedir. Doğal katman kalınlığı ise d(001)=1,0 nm civarındadır (Wentworth 1970, Eberl and Hower 1976). İllit mineralindeki yük denkliği katmanlar arasında bulunan ve bir başka iyonla kolayca yer değiştiremeyen K + iyonları ile sağlanmaktadır (Wentworth 1970). 20

34 K + iyonları ile bağlanmışlardır. Şekil 2.12 İllit mineralinin şematik gösterimi ( kolloidleri.pdf, 2008) Klorit grubu Tetrahedronların merkezindeki Si 4+ yerine kısmen Al 3+ geçmesiyle eksi yüklenen 2:1 tabakaları ile Mg 2+ yerine kısmen Al 3+ geçmesiyle artı yüklenen burisit tabakası arasındaki iyonik çekim kuvveti nedeniyle dört katmanlı klorit (TOT-O) tabakası oluşur. Kloritlerin dört tabakalı yapısında oluşan katmanların alt yüzünde tetrahedronlara ait oksijen tabakası, üst yüzünde de oktahedronlara ait hidroksilli tabaka bulunur. Bir katmanın oksijen düzlemi ile diğer katmanın hidroksilli düzlemi arasında oluşan hidrojen bağları nedeniyle yüzeyler ve dolayısıyla TOT-O tabakaları birbirine bağlanarak klorit partiküllerini oluşturur. Bu nedenle, klorit grubu killerin aynı kaolinit grubunda olduğu gibi şişmeleri ve tabakalar arası katyonları azdır. Klorit grubu kil mineralleri hidratlaşmış magnezyumlu alüminyum silikatlar olarak nitelenebilir. 21

35 2.1.7 Sepiolit-paligorskit grubu Tabakalı yapıdaki diğer kil mineralleri gibi lifli yapıdaki sepiolit ve paligorskit mineralleri de fillosilikat grubu içinde yer almaktadır. Bu mineraller diğer kil minerallerinden farklı olarak kesikli istiflenen oktahedral katmanları içermektedir. Buna karşın tetrahedron katmanların iki yönlü ve sürekli biçimde bağlanmasından dolayı 2:1 tabakalı silikatlardan kabul edilirler (Brindley and Pedro 1972). Oktahedron (silika) katmanların süreksizliğinden dolayı oluşan lifli silikatların dış yüzeylerinde silanol grupları (Si-OH) yer almıştır. Bu gruplar bazı organik ve inorganik kimyasallarla etkileşerek bu minerallerin kimyasal etkinliğini artırmaktadır (Ruitz-Hitzky 2001). Oldukça yüksek gözenekliliklere sahip olan sepiolit ve paligorskitler en yüksek adsorplama kapasitesine sahip kil mineralleridir (Sabah ve Çelik 2006). Sepiolit magnezyum hidrosilikat, paligorskit (atapulgit) ise magnezyum-alüminyum hidrosilikat bileşimli kil mineralleridir. İki mineralde de tetrahedral yer değişimi az olmakla birlikte, oktahedral konumlar sepiolitte çoğunlukla Mg ile, paligorskitte ise yaklaşık olarak yarısı Mg yarısı da Al ile doldurulmuştur (Weaver and Pollard 1973, Karakaya 2006). Sepiolit trioktahedral, paligorskit ise dioktahedral yapı da olup her iki mineral de lifsi yapıları ile karakterize edilebilmektedir. Nagy and Bradley (1955) modeline göre izomorfik iyon değişiminin olmadığı durumlardaki kimyasal formülleri sırasıyla (Si 12 )(Mg 9 )O 30 (OH 6 )(OH 2 ) 4. 6H 2 O (Mg,Al) 2 Si 4 O 10 (OH). 4H 2 O şeklinde belirlenmiştir. Bu mineraller, yapıları, kimyasal bileşimleri ve jeolojik oluşumları bakımından birbirlerine benzemektedir. X-ışını kırınımı, bu iki mineral için iki belirgin desen verir. Sepiolit ve paligorskit, ardalanmalı terslenmiş oktahedraltetrahedral bağlantılı kısalmış levhalardan oluşmuştur (Şekil 2.13). Levha yapısına sahip olan diğer kil minerallerine göre daha nadir bulunmaları, çok özel şartlarda yataklanmalar göstermeleri, dokusal özelikleri, kristal yapılarındaki süreksizliklere bağlı kanallar tarafından sağlanan yüksek özgül yüzey alanları ile adsorpsiyon özelliği, porozitesi, kristal morfolojisi ile kompozisyonuna bağlı uygun nitelikli fizikokimyasal özelikleri sepiolit ve paligorskit minerallerini tüm dünyada değeri gittikçe artan bir ham 22

36 madde konumuna getirmişlerdir (Anonim 1996). Paligorskit ve atapulgit ifadeleri eşdeğer anlamda olmakla birlikte; atapulgit adı daha çok ticari olarak, paligorskit adı ise bilimsel çalışmalarda kullanılmaktadır. T O T merkezleri Şekil 2.13 Sepiolit ve paligorskitin yapısı (Velde 1992) 2:1 birimleri levha olmayıp, zeolitlerinkine benzer biçimde su ve değişebilir iyonların yerleşebildiği açık bir boşluk oluşturarak bağlanmış şeritlerdir (sayfaya dik olarak uzamakta). Kristalin su (OH birimleri), 2:1 birimlerinin oktahedral tabakalarında bulunur. Tabaka arası değişim yerleri boşluklarda bulunur. 2.2 Killere Etki Eden Faktörler Killerin mineralojik bileşimleri; içerdiği kil dışı minerallerin bileşimi; içerdikleri organik maddeler, yer değiştirebilen iyonlar ve çözünebilen tuzlar ve de yapısı kil mineralinin tanımlanmasında son derece önemli olup aynı zamanda bu etkenler killerin özeliklerini kontrol etmektedir. Kili oluşturan kil minerallerinin türü, bileşimi ve bu minerallerin hangi ölçülerde kil içerisinde bulunduğu o kilin özeliklerini ve dolayısıyla kalitesini büyük ölçüde etkiler. Yine aynı şekilde kilde bulunan kil dışı mineraller de son derece önemlidir. Bu mineraller killerin kullanım alanlarında etkisini göstermektedir. Örneğin, kuars ve pirit seramik killerinde zararlı maddelerdir. 23

37 Killer içerisinde az miktarda bulunan organik maddeler arasında kömür, bitki ve hayvan artıkları yer alır. Organik maddeler boya tesiri yaparak killerin renklenmesine neden olur. Yer değiştirebilen iyonlar ve çözünebilen tuzların killer içerisinde bulunuşu ise killerin kullanım alanlarında son derece önemlidir. Örneğin bazı tuzlar kil taneciklerinin birbirlerine yapışmasına neden olur ve bu durum da endüstriyel alanda kullanımını olumsuz etkiler. Yer değiştirebilen iyonlar killerin plastisite, kuruma ve pişme gibi özeliklerini değişime uğratabildiklerden oldukça önemlidirler. Killerin morfolojisi tanelerin tanelerle ilişkisi şeklinde belirtilebilir. Tane iriliğinin dağılışı, şekli ve taneciklerin yönelmesi olarak düşünülür. Bunlar da killerin özeliklerini ve kullanım alanlarını etkilemektedir. Örneğin tane iriliği seramikte ve kaplamada son derece önemlidir. 2.3 Bentonit Volkanik kül, tüf ve lavların kimyasal ayrışması veya bozulmasıyla oluşan, alüminyum ve magnezyumca zengin ve de içerisinde büyük oranda montmorillonit minerali bulunan killere bentonit denilmektedir. İlk defa 1888 yılında ABD nin Wyoming eyaletinde Fort Benton yakınlarında bulunmuş olan bentonit, Knight (1898) tarafından da bu isimle adlandırılmıştır (Grim 1962). Bentonit, Al 4 Si 8 O 20 (OH) 4. nh 2 O genel formülü ile tanımlanmakta olan, kuvvetli kolloidal özelik gösteren, plastikliği yüksek, yumuşak ve kolaylıkla şekil verilebilen bir çeşit kildir (Gillson 1960, Grim 1988, Murray 1991). Ticari anlamda ise suyla temasa geçince şişebilen, asitle aktiflendirilmiş, sondaj çamurlarını koyulaştıran ve geniş yüzey alanı gösteren bir kil mineralidir (Grim 1968, İpekoğlu vd. 1997). Bentonit içerisinde doğal katkı maddesi olarak kaolin ve illit gibi kil mineralleri ile jips, kuars, rutil, kalsit, dolamit ve volkanik kül gibi kil dışı mineraller de yer almaktadır (Grim and Güven 1978). Bentonitler 24

38 doğada beyaz, gri, yeşil, sarı ve pembe olmak üzere çeşitli renklerde bulunmaktadırlar. Ayrıca bentonit yerine volkanik kil, sabun kil, ağartma kili, ağartma toprağı, adsorlayıcı kil ve adsorplayıcı toprak gibi isimler de kullanılmaktadır (Clarke 1989). Bentonitler su ile temas ettiklerinde az ya da çok şişme özeliği gösterirler. Hem şişme özeliklerine göre hem de değişebilen iyonlara göre bentonitler üç gruba ayrılmaktadır. Bunlar; sodyum bentonit (Na-B), sodyum-kalsiyum bentonit ve kalsiyum bentonit (Ca- B) şeklinde sıralanabilir. Sodyum bentonitler su ile fazla şişerken, sodyum-kalsiyum bentonitler orta derece şişmekte, kalsiyum bentonitler ise oldukça az şişmektedirler. Na- B ve Ca-B karışımı olan sodyum-kalsiyum bentonitlerine ara veya karma bentonitler de denir. Su ile çok şişen Na-B lerin süspansiyonları uzun ömürlü olurken, su ile az şişen Ca-B lerin süspansiyonları kısa ömürlüdür (Mingelgrin et al. 1978, Law and Morgheim 1979). Ham bentonit su ile temasa geçtiğinde en az beş misli şişebiliyorsa ticari bakımdan iyi bir bentonit olarak kabul edilir. Çok daha iyi bentonitler kat kadar şişebilmektedir. Su ile şişme özeliği belli bir sıcaklıktan sonra kaybolan bentonitin kuru haldeki yoğunluğu 2,7-2,8 g/cm 3 olup iyonlaşma kapasitesi oldukça yüksektir. Bentonit toz haline getirildiğinde, yoğunluğu hızlı bir düşüş göstererek 1,6-1,8 g/cm 3 kadar olur. Bentonitlerin kimyasal bileşimleri ile kesin olarak hangi tip bentonit oldukları söylenememekle birlikte tahmin yürütülebilmektedir. Bentonit gruplarına ait kimyasal bileşimler Çizelge 2.2 de verilmiştir. Çizelge 2.2 Bentonit gruplarına ait kimyasal bileşimler (Yüce 1999, Yaylalı vd. 2001) Bileşen (%) Na Bentoniti Ca Bentoniti Ara Bentoniti SiO 2 64,0 59,0 62,0 Al 2 O 3 21,0 19,7 15,9 Fe 2 O 3 3,5 5,9 3,0 MgO 2,3 5,5 2,6 CaO 0,5 1,7 4,5 Na 2 O 2,6 0,2 2,0 K 2 O 0,4 0,2 1,0 25

39 Çizelgeye baktığımızda Na 2 O+K 2 O/CaO+MgO değeri 1 ve 1 den büyük olanlar Na-B, 1 den küçük ve 1/3 e kadar olanlar ara bentonit, 1/3 den küçük olanlar ise Ca-B olarak kabul edilir. Yukarıdaki doğal sınıflandırmanın yanı sıra bentonitler sülfürik asite (H 2 SO 4 ) karşı gösterdikleri reaksiyonlara göre de sınıflandırılırlar. Bu şekilde bentonitlerin alkali veya toprak alkali bentonit olup olmadıkları da anlaşılabilmektedir (Yaylalı vd. 2001). Bu reaksiyonlara göre bentonitler dört gruba ayrılırlar. a) Alkali Bentonitler: Asitle reaksiyona girdiklerinde özeliklerini koruyan ve kolaylıkla yer değiştirebilen alkali gruplar içeren bentonitlerdir. b) Alkali Yarı Bentonitler: Kolayca yer değiştirebilen alkali gruplar içeren bentonitlerdir. Ancak asitle reaksiyona girdiklerinde özeliklerini kaybederler. c) Toprak Alkali Bentonitler: Kolayca yer değiştiren alkali gruplar içerirler. Asitle reaksiyona girmeden önce veya sonra bir alkali tuzun eklenmesi sonucunda meydana gelen reaksiyonla alkali bentonit haline dönüşebilirler. d) Toprak Alkali Yarı Bentonitler: Kolayca yer değiştirebilen alkali gruplar içerirler, ama asitle reaksiyona girdiklerinde alkali bentonit özeliklerini kaybederler. Bentonitler asit, baz, tuz ve çeşitli organik maddelerle işlenerek özelikleri daha da geliştirilebilmekte; adsorplama, ağartma ve katalitik etkinlikleri yükseltilebilmektedir (Bayram 1991, Noyan 2001) Bentonitlerin özelikleri Bentonitler için en önemli ayırt edici özelik bünyelerinde su tutabilmeleridir (Şekil 2.14). Bentonitin bünyesine fiziksel su alması ve kristal yapısının genişlemesine şişme denmektedir. Bentonitlerin şişmesi 2:1 tabakaları arasındaki katyonların türü ve miktarı ile yakından ilgilidir (Suquet et al. 1975, Slade et al. 1991, Sato et al. 1992). 2:1 tabakaları arasında doğal olarak genellikle Na + ve Ca 2+ katyonları bulunmakta olup Na + /Ca 2+ eşmolar oranı arttıkça şişme de artmaktadır (Laird and Shang 1997). 26

40 T O Şekil 2.14 Çeşitli bentonitlerin su ile temas ettiklerinde yapılarında oluşan değişim (Özdemir ve Özcan 2007) Bentonitlerin partikül şekli, partikül boyutu, partikül boyut dağılımı, yüzey yük yoğunluğu, jelleştirme gücü, şişmesi, süspansiyonlaşabilmesi, süspansiyon bulanıklığı, zeta potansiyeli, süspansiyonların çamurlaşabilmesinin birer ölçüsü olan viskozite ve akma gerilimi gibi reolojik nicelikler kolloidal özelikler arasında yer almaktadır (Van Olphen 1963, Dalgada et al. 1986, Bozdoğan 1990). Bu kolloidal özelikler de bentonitin ne tip bir bentonit olduğu oldukça önemlidir (Brandenburg and Lagaly 1988). Bentonitler montmorillonit mineralinden gelen değişken plastisite özeliğine sahiptir. Bu özeliği gösteren bentonitler su içeriği sabit kaldığı halde, basınç ve sarsıntı gibi etkenlerle plastisitelerini değiştirirler ve hatta fazla basınç altında akıcı hale de gelebilirler. 27

41 2.3.2 Bentonitlerin kullanım alanları Bentonitlerin yapısı ve bileşimi endüstride kullanımı açısından son derece önemlidir. Tane boyu, tane şekli, yüzey kimyası, yüzey alanı, renk, aşındırma, viskozite, plastisite, absorpsiyon ve adsorpsiyon gibi çeşitli özelikleri endüstriyel alanlardaki kullanımını büyük ölçüde etkilemektedir (İpekoğlu vd. 1997). Geniş bir kullanım alanı olan bentonitin en önemli tüketildiği alan sondaj sektörüdür. Sondaj sektörü başta olmak üzere aşağıda sıralanmış olan pek çok endüstriyel alanda da önemli ölçüde kullanılmaktadır. Kullanım alanlarına göre bentonitin çeşidi değişmekte ve bu kullanım alanlarına göre hazırlanmaktadır. Şekil 2.15 te kullanım alanlarının dağılımı şematik olarak gösterilmiştir. Kullanım alanlarının bir kısmı da aşağıda sıralanmıştır (Anonim 2001). - Döküm kumu bağlayıcısı olarak kalıpların hazırlanmasında (1600 O C a kadar dayanmaktadır); - Demir çelik sanayisinde demir tozlarının peletlenmesinde; - İnşaat mühendisliğinde temel ve baraj yapılarında su ve sıvı sızdırmazlığı elde etmede; - Yemeklik sıvı yağların ağartılmasında; - Gıda sanayisinde hayvan yemine katkı olarak; - Şarap ve meyve sularının berraklaştırılmasında; - İlaç, kağıt, lastik sanayisinde dolgu maddesi olarak; - Çimento ve seramik sanayisinde katkı maddesi olarak; - Evcil hayvanların altlarına yayılacak atıkların kolay temizlenmesinde; - Petrol rafinasyonunda; - Atık suların temizlenmesinde; - Gübre yapımı ve toprak ıslahında; - Kurşun kalem, renkli kalem, pastel boya, camcı macunu ve tutkal yapımında dolgu veya ara madde olarak; - Boya sanayisinde, yangın söndürücülerde ve birçok kimya sanayisinde katalizör olarak kullanılabilmektedir. 28

42 Diğer; %15 Sondaj; %40 Yağ Sanayi; %20 Döküm; %25 Şekil 2.15 Bentonitin kullanım alanları (Özdemir ve Özcan 2007) Türkiye de ve dünyada bentonit üretimi Bentonit Türkiye de magmatik kayalar, volkanik ara katkılı çökel ve salt çökel birimlerinin içinde bulunmaktadır. Türkiye oldukça geniş bentonit yataklarına sahip bir ülkedir. Yataklar ağırlıklı olarak Marmara, Orta Karadeniz ve Orta Anadolu bölgelerinde bulunur (Anonim 2001). Bu yatakların küçük bir bölümü sondaj bentoniti, büyük bir bölümü ise paletleme ve döküm bentoniti özeliğindedir. Kütahya, Ünye- Fatsa, Tirebolu-Giresun gibi yataklar ise son yıllarda önemi giderek artmakta olan beyaz bentonit özeliğinde olup kağıt ve deterjan sanayisinde ve de ayrıca yağların ağartılmasında kullanım alanı bulmaktadır (İpekoğlu vd. 1997, Anonim 2001). Türkiye bentonit rezervleri yaklaşık milyon tondur (İpekoğlu vd. 1997). Ülkemizde 1960 lı yıllardan bu yana bentonit tüketimi giderek artış göstermiştir (Anonim 2001). Türkiye nin en önemli bentonit yatakları Enez (Edirne), Kütahya, 29

43 Eskişehir, Kalecik (Ankara), Eldivan-Kurşunlu-Ilgaz (Çankırı), Reşadiye (Tokat), Ünye-Fatsa (Ordu) bentonit yataklarıdır. Bunlara ilaveten Balıkesir, Konya, Trabzon, Giresun, Malatya ve Elazığ bölgelerinde de yataklar bulunmaktadır (İpekoğlu vd. 1997, Yaylalı vd. 2001). Ülkemizdeki başlıca bentonit yataklarının dağılımı Şekil 2.16 da verilen haritada görülmektedir. Şekil 2.16 Türkiye de bentonit yataklarının dağılımı ( 2008) Dünya bentonit rezervi yaklaşık olarak 1870 milyon ton civarındadır. Dünyanın en önemli bentonit rezervleri ABD, Rusya, Yunanistan, Almanya, Japonya, İtalya, İspanya ve İngiltere de bulunmaktadır. Çizelge 2.3 te ülkelere göre bentonit rezervi dağılımları verilmiştir. 30

44 Çizelge 2.3 Dünya bentonit rezervleri (Anonim 2001) Ülke Rezerv (milyon ton) AMERİKA 950 Kuzey Amerika 900 Güney Amerika 50 AVRUPA 720 SSCB 250 Türkiye 370 Diğer 100 AFRİKA - ASYA - AVUSTRALYA 50 DİĞER 150 TOPLAM Bentonitler ve Diğer Killerin İncelenmesi Killerin tanımlanması için birbirinden farklı birçok yöntem geliştirilmiştir. Ancak bu yöntemlerden sadece birini kullanarak bu kayaçlar hakkında karar vermek son derece güçtür. Bu nedenle, birkaç yöntem uygulanarak sonuçların birleştirilmesiyle bentonitler içinde bulunan kil ve kil dışı mineraller belirlenebilmektedir. Uygulanmakta olan bu yöntemlerden başlıcaları kimyasal analiz (KA), X-ışınları difraksiyonu (XRD), termal analizler (DTA-TGA) şeklinde sıralanabilir. Daha ayrıntılı araştırmalar için taramalı elektron mikroskopi (SEM), infrared spektroskopi (IR), petrografik mikroskopi, boya adsorpsiyonu ve diğer bazı optik yöntemler kullanılmaktadır (Sailey and Karichoff 1973). Kimyasal analiz yöntemi en eski ve en fazla bilinen yöntemlerden olup bentonitlerin incelenmesinde gerekli, fakat yeterli değildir. Kimyasal analiz sonuçlarının diğer uygulanan yöntemlerin sonuçları ile birleştirilmesi neticesinde bentonitler kesin olarak tanımlanabilmektedir. 31

45 Bentonitler içindeki kil ve kil dışı minerallerin belirlenmesinde X-ışınları difraksiyonu (XRD) kullanılan en önemli ve en yaygın yöntemdir. Çok az miktarda maddeye gereksinim duyan bu yöntem bentonit içindeki minerallerin kristal yapılarını etkilemez. Bentonit içinde yer alan minerallerin nitel ve bazen yarı-nicel analizleri XRD ile yapılır. Bu yöntem uyarınca kil içerisindeki ana mineral yanında az miktarda bulunan diğer kil mineralleri ve kuars, kalsit, pirit, feldispat gibi kil dışı mineraller de kolaylıkla belirlenebilir. Minerallerin XRD diyagramları parmak izi olarak adlandırılmıştır (Grim 1968). Elde edilen XRD diyagramları her bir mineral için karekteristik olan referans XRD diyagramları ile kıyaslanarak kilin nitel ve nicel analizleri yapılabilir (Thomson et al. 1972). Kil örneği üzerine dalga boyu belli X-ışınları düşürüldüğünde parıldayan ışınların kristal düzlemi ile yaptıkları θ açısı ölçülerek 2dsinθ = nλ (2.1) şeklindeki Bragg denklemi yardımıyla kristal katı içinde yer alan atom düzlemleri arasındaki d uzaklığı hesaplanır. Her bir mineral için karekteristik olan bu uzaklık yardımıyla kil mineralleri birbirinden ayırt edilebilmektedir (Tettenhorst and Doberson 1973). Termal analiz yöntemlerinin temeli, bir maddenin kontrollü olarak ısıtılması ve soğutulması sırasında oluşan fiziksel ve kimyasal değişimlerin, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak standart bir malzemeye göre belirlenmesine dayanır. Termal analiz metotlarından en çok kullanılanlarından başlıcaları termogravimetik analiz (TGA) ve diferensiyel termal analiz (DTA) yöntemleridir. DTA de ölçülen fiziksel büyüklük, örnek ile standart madde arasındaki sıcaklık farkı T iken, TGA de ölçülen büyüklük malzemenin kütlesidir. Sıcaklığa karşı kütle kaybı değerleri grafiğe geçirildiğinde TGA eğrileri, sıcaklığa karşı ısı alış verişleri hızları grafiğe geçirildiğinde ise DTA eğrileri elde edilir. Termal analiz yöntemleri polimerlerin, alaşımların, killerin, diğer minerallerin komplekslerinin, tuzların, tuz karışımlarının ve ilaçların incelenmesinde kullanılır. 32

46 FTIR ise görünür bölge ile mikrodalga bölgesi arasında kalan enerjinin moleküller veya kimyasal gruplar tarafından absorplanmasının ölçümünü esas alan bir yöntemdir. Her molekülün titreşim ve dönme hareketi farklı olduğundan infrared spektrumundan bir molekülün hangi molekül olduğu ya da moleküldeki hangi bağın titreşimi veya dönmesi olduğu anlaşılabilir (Küçükçelebi 1997, Taşer 1998, Yılmaz 2004). Bu yöntem daha çok organik bileşiklerde kullanılmakla birlikte mineraloji ve kil minerallerinin yapısını aydınlatmada da kullanılmaktadır. Kil minerallerinde frekans olarak cm -1 aralığı geçerli alınmaktadır. OH grupları cm -1 de absorpsiyon yaparken, adsorbe su 3400 cm -1 ve 1640 cm -1 de absorpsiyon yapmaktadır cm -1 de silikat minerallerinde görülen absorpsiyon bantı ise minerallere göre değişim göstermekte ve mineralin tanınmasında yardımcı olmaktadır (Stubican and Rustum 1961). 2.5 Adsorplama Özelikleri Bentonitlerin adsorplama kapasitesi, partiküllerin gözenekli yapısından kaynaklanmaktadır (Sarıkaya 1987). Moleküler elek olarak adlandırılan yapay zeolitlerde gözenek büyüklükleri birbirine çok yakın olmasına karşın çeşitli adsorplayıcılarda gözenekler farklı boyutlara sahiptir. Katıların içinde ve görünen yüzeylerinde bulunan boşluk, oyuk, kanal ve çatlaklara genel olarak gözenek adı verilir. Doğadaki gözeneklerin şekil ve boyutları büyük farklılık göstermektedir. Silindirik, küresel, silindir-küre bağlantılı, düzlemsel tabaka, mürekkep şişesi vb. şekilde olan gözenekler katı içinde tümüyle kapalı olarak veya birbirleriyle bağlantılı şekilde bulunmaktadır. Bazı gözeneklerin bir ucu kapalı bir ucu açık, bazılarının ise iki ucu da açık olabilmektedir (Everett and Stone 1958, Ulusoy 1987). IUPAC tarafından yapılan sınıflandırmada gözenekler üç grupta toplanmıştır. Genişliği 2 nm den küçük olan gözeneklere mikrogözenek, 2 nm ile 50 nm arasında olanlara mezogözenek, 50 nm den büyük olanlara ise makrogözenek adı verilir (Gregg and Sing 1982). Yalnızca mikro-, mezo- veya makrogözenekli katılar bulunabildiği gibi mezo- ve makrogözenekleri birlikte içeren katılar da bulunmaktadır. Mikrogözenek boyutları katının oluşumuna bağlı olduğundan dış fiziksel işlemlerle değiştirilememekte, sadece 33

47 kimyasal işlemlerle değiştirilebilmektedir. Mezogözenekler ise kimyasal işlem ve sıcaklıkla önemli ölçüde değişir (Ulusoy 1987). Killer içinde her türlü gözenek bulunmaktadır. Bir gram katının içerdiği gözeneklerin toplam hacmine özgül gözenek hacmi denir. Özgül gözenek hacmi mikro- ve mezogözeneklerin yanı sıra büyük ölçüde makrogözeneklerden de kaynaklanmaktadır (Sarıkaya 1987). Yine bir gram katı içerisindeki gözeneklerin sahip olduğu duvarların toplam yüzeyi de özgül yüzey alanı olarak tanımlanır. Özgül yüzey alanı ise önemli ölçüde mikro- ve mezogözenek duvarlarından kaynaklanmakta, makrogözenek duvarlarının özgül yüzey alanına katkısı ihmal edilecek kadar az olmaktadır. Tane büyüklüğü ne kadar küçülürse, dış özgül yüzey alanı da o ölçüde artmaktadır (Şekil 2.17). Buna rağmen, gözenekli katılardaki dış yüzey alanı gözeneklilikten kaynaklanan yüzey alanı yanında ihmal edilebilecek ölçüde küçüktür. Şekil 2.17 Tane büyüklüğü ile özgül yüzey alanı ilişkisi Gözeneklerin yarıçaplarının dağılımına ise gözenek boyut dağılımı denir. Gözenek hacminin gözenek yarıçapına bağlı olarak değişimini veren gözenek boyut dağılımı eğrilerinin dönüm noktalarından ortalama gözenek yarıçapı <r> bulunabilmektedir. Bunun yanı sıra silindirik olduğu varsayılan mikro- ve mezogözenekler için toplam özgül gözenek hacmi (V) ve özgül yüzey alanına bağlı olarak ortalama gözenek yarıçapı 34

ÖZET Yüksek Lisans Tezi BENTONİTİK KİLLER ÜZERİNDE ETİLEN GLİKOL MONOETİL ETER ADSORPSİYONU Esra YALÇIN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Ki

ÖZET Yüksek Lisans Tezi BENTONİTİK KİLLER ÜZERİNDE ETİLEN GLİKOL MONOETİL ETER ADSORPSİYONU Esra YALÇIN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Ki ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ BENTONİTİK KİLLER ÜZERİNDE ETİLEN GLİKOL MONOETİL ETER ADSORPSİYONU Esra YALÇIN KİMYA ANABİLİM DALI ANKARA 2010 Her hakkı saklıdır ÖZET Yüksek

Detaylı

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ BİR SİMEKTİT MİNERALİNİN KRİSTALLİĞİ, YÜZEY ALANI VE GÖZENEKLİLİĞİ ÜZERİNE ASİT AKTİVASYONUNUN ETKİSİ SİBEL KAHRAMAN KİMYA ANABİLİM DALI ANKARA

Detaylı

JEO 358 Toprak Mekaniği Ders Notları. Bu derste...

JEO 358 Toprak Mekaniği Ders Notları. Bu derste... JEO 358 Toprak Mekaniği Ders Notları Bu derste... Toprak zeminlerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin anlaşılması Toprak zeminlerin gerilim-deformasyon davranışlarının tanımlanması Toprak zeminlerde konsolidasyon

Detaylı

Toprağın Katı ve Sıvı Fazı Arasındaki Etkileşimler

Toprağın Katı ve Sıvı Fazı Arasındaki Etkileşimler Toprağın Katı ve Sıvı Fazı Arasındaki Etkileşimler Toprakta bulunan katı (mineral ve organik madde), sıvı (toprak çözeltisi ve bileşenleri) ve gaz fazları sürekli olarak etkileşim içerisindedir. Bunlar

Detaylı

TOPRAK TOPRAK TEKSTÜRÜ (BÜNYESİ)

TOPRAK TOPRAK TEKSTÜRÜ (BÜNYESİ) TOPRAK Toprak esas itibarı ile uzun yılların ürünü olan, kayaların ve organik maddelerin türlü çaptaki ayrışma ürünlerinden meydana gelen, içinde geniş bir canlılar âlemini barındırarak bitkilere durak

Detaylı

JEO 358 Toprak Mekaniği Ders Notları Yaz Dönemi

JEO 358 Toprak Mekaniği Ders Notları Yaz Dönemi JEO 358 Toprak Mekaniği Ders Notları 2010-2011 Yaz Dönemi Bu derste... Toprak zeminlerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin anlaşılması Toprak zeminlerin gerilim-deformasyon davranışlarının tanımlanması

Detaylı

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ KAOLİN VE BENTONİT TÜRÜ KİLLERDE BULUNAN SİLİKALARIN BELİRLENMESİ.

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ KAOLİN VE BENTONİT TÜRÜ KİLLERDE BULUNAN SİLİKALARIN BELİRLENMESİ. ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ KAOLİN VE BENTONİT TÜRÜ KİLLERDE BULUNAN SİLİKALARIN BELİRLENMESİ Çağrı HANCIOĞLU KİMYA ANABİLİM DALI ANKARA 2015 Her hakkı saklıdır TEZ ONAYI

Detaylı

TOPRAKLARIN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ

TOPRAKLARIN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ TOPRAKLARIN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ Toprakların kimyasal özellikleri denince, genel olarak toprak reaksiyonu = toprak asitliği ve toprağın besin maddeleri bakımından karakteristikleri anlaşılmaktadır. İyon

Detaylı

KİLİN YAPISI. Şekil 1) (a) Tetrahedral yapı, (b) silikat tabakası

KİLİN YAPISI. Şekil 1) (a) Tetrahedral yapı, (b) silikat tabakası KİLİN YAPISI Kil; kayaçların ve maden kütlelerinin yavaş aşınmasıyla oluşan, su ihtiva eden aliminyum silikatlardır. Kil mineralleri tetrahedron (düzgün dört yüzlü) ve oktahedron (düzgün sekiz yüzlü) olarak

Detaylı

T.C İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

T.C İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ T.C İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ KİL KARAKTERİZASYONUNDA ÖN İŞLEMLERİN ETKİSİ VE UYGULAMALARI TÜLAY ARASAN YÜKSEK LİSANS TEZİ KİMYA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI TEMMUZ 2015 ONAY SAYFASI Tezin

Detaylı

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ BİR BENTONİTİK KİL İÇİNDEKİ SİMEKTİT MİNERALİNİN NİCEL OLARAK BELİRLENMESİ

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ BİR BENTONİTİK KİL İÇİNDEKİ SİMEKTİT MİNERALİNİN NİCEL OLARAK BELİRLENMESİ ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ BİR BENTONİTİK KİL İÇİNDEKİ SİMEKTİT MİNERALİNİN NİCEL OLARAK BELİRLENMESİ Fatma Eda ÖZGÜVEN KİMYA ANABİLİM DALI ANKARA 2011 Her hakkı saklıdır

Detaylı

KİLTAŞLARI (Claystone)

KİLTAŞLARI (Claystone) KİLTAŞLARI (Claystone) I) Giriş ve Tanımlar: Kil, endüstriyel bir hammaddedir. Sanayide çeşitli alanlarda kullanılır. Kaolinitce zenginlik gösteren killer seramik sanayinde ve ateşe dayanıklı tuğla yapımında

Detaylı

Kil Nedir? Kristal yapıları birbirinden farklı birkaç mineralin oluşturduğu bir karışımın genel ismidir

Kil Nedir? Kristal yapıları birbirinden farklı birkaç mineralin oluşturduğu bir karışımın genel ismidir Nanokompozitlerin sentezi Kil Nedir? Kristal yapıları birbirinden farklı birkaç mineralin oluşturduğu bir karışımın genel ismidir KİL=Ana kil minerali + Diğer kil mineralleri + Eser organik maddeler Yapısında

Detaylı

4 Deney. Yrd. Doç. Dr. Ayşe KALEMTAŞ Araş. Gör. Taha Yasin EKEN

4 Deney. Yrd. Doç. Dr. Ayşe KALEMTAŞ Araş. Gör. Taha Yasin EKEN BURSA TEKNİK ÜNİVERSİTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MMM303METALURJİ VE MALZEME LABORATUARI I FÖYÜ Çamur dökümle seramiklerin şekillendirilmesi Yrd. Doç. Dr. Ayşe KALEMTAŞ Araş. Gör. Taha

Detaylı

MAKRO-MEZO-MİKRO. Deney Yöntemleri. MİKRO Deneyler Zeta Potansiyel Partikül Boyutu. MEZO Deneyler Reolojik Ölçümler Reometre (dinamik) Roww Hücresi

MAKRO-MEZO-MİKRO. Deney Yöntemleri. MİKRO Deneyler Zeta Potansiyel Partikül Boyutu. MEZO Deneyler Reolojik Ölçümler Reometre (dinamik) Roww Hücresi Kolloidler Bir maddenin kendisi için çözücü olmayan bir ortamda 10-5 -10-7 cm boyutlarında dağılmasıyla oluşan çözeltiye kolloidal çözelti denir. Çimento, su, agrega ve bu sistemin dispersiyonuna etki

Detaylı

Adsorpsiyon. Kimyasal Temel İşlemler

Adsorpsiyon. Kimyasal Temel İşlemler Adsorpsiyon Kimyasal Temel İşlemler Adsorpsiyon Adsorbsiyon, malzeme(lerin) derişiminin ara yüzeyde (katı yüzeyinde) yığın derişimine göre artışı şeklinde tanımlanabilir. Adsorpsiyon yüzeyde tutunma olarak

Detaylı

Bazı atomlarda proton sayısı aynı olduğu halde nötron sayısı değişiktir. Bunlara izotop denir. Şekil II.1. Bir atomun parçaları

Bazı atomlarda proton sayısı aynı olduğu halde nötron sayısı değişiktir. Bunlara izotop denir. Şekil II.1. Bir atomun parçaları 8 II. MİNERALLER II.1. Element ve Atom Elementlerin en ufak parçasına atom denir. Atomlar, proton, nötron ve elektron gibi taneciklerden oluşur (Şekil II.1). Elektron negatif, proton pozitif elektrik yüküne

Detaylı

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu

Paylaşılan elektron ya da elektronlar, her iki çekirdek etrafında dolanacaklar, iki çekirdek arasındaki bölgede daha uzun süre bulundukları için bu 4.Kimyasal Bağlar Kimyasal Bağlar Aynı ya da farklı cins atomları bir arada tutan kuvvetlere kimyasal bağlar denir. Pek çok madde farklı element atomlarının birleşmesiyle meydana gelmiştir. İyonik bağ

Detaylı

İÇİNDEKİLER TEMEL KAVRAMLAR - 2. 1. Atomlar, Moleküller, İyonlar...36. 1.2. Atomlar...36. 1.2. Moleküller...37. 1.3. İyonlar...37

İÇİNDEKİLER TEMEL KAVRAMLAR - 2. 1. Atomlar, Moleküller, İyonlar...36. 1.2. Atomlar...36. 1.2. Moleküller...37. 1.3. İyonlar...37 vi TEMEL KAVRAMLAR - 2 1. Atomlar, Moleküller, İyonlar...36 1.2. Atomlar...36 1.2. Moleküller...37 1.3. İyonlar...37 2. Kimyasal Türlerin Adlandırılması...38 2.1. İyonların Adlandırılması...38 2.2. İyonik

Detaylı

1. Amaç Kristallerin üç boyutlu yapısı incelenecektir. Ön bilgi için İnorganik Kimya, Miessler ve Tarr, Bölüm 7 okunmalıdır.

1. Amaç Kristallerin üç boyutlu yapısı incelenecektir. Ön bilgi için İnorganik Kimya, Miessler ve Tarr, Bölüm 7 okunmalıdır. 14 DENEY KATI HAL 1. Amaç Kristallerin üç boyutlu yapısı incelenecektir. Ön bilgi için İnorganik Kimya, Miessler ve Tarr, Bölüm 7 okunmalıdır. 2. Giriş Atomlar arası (veya moleküller arası) çekim kuvvetleri

Detaylı

TOPRAK OLUŞUMUNDA AŞINMA, AYRIŞMA VE BİRLEŞME OLAYLARI

TOPRAK OLUŞUMUNDA AŞINMA, AYRIŞMA VE BİRLEŞME OLAYLARI TOPRAK OLUŞUMUNDA AŞINMA, AYRIŞMA VE BİRLEŞME OLAYLARI Toprak Bilgisi Dersi Prof. Dr. Günay Erpul erpul@ankara.edu.tr Toprak Oluşumunda Kimyasal Ayrıştırma Etmenleri Ana kayanın kimyasal bileşimini değiştirmek

Detaylı

PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ#6

PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ#6 PERİYODİK SİSTEM VE ELEKTRON DİZİLİMLERİ#6 Periyodik sistemde yatay sıralara Düşey sütunlara.. adı verilir. 1.periyotta element, 2 ve 3. periyotlarda..element, 4 ve 5.periyotlarda.element 6 ve 7. periyotlarda

Detaylı

Seramik malzemelerin kristal yapıları

Seramik malzemelerin kristal yapıları Seramik malzemelerin kristal yapıları Kararlı ve kararsız anyon-katyon görünümü. Kırmızı daireler anyonları, mavi daireler katyonları temsil eder. Bazı seramik malzemelerin atomlararası bağlarının iyonik

Detaylı

Fatih TÖRNÜK Hasan YETİM. Erciyes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü

Fatih TÖRNÜK Hasan YETİM. Erciyes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü NANOKİL KOMPOZİTLERİNİN GIDA AMBALAJLAMADA KULLANIMI Fatih TÖRNÜK Hasan YETİM Erciyes Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Gıda Mühendisliği Bölümü Sunum Özeti Nanokiller, yapıları, çeşitleri ve özellikleri

Detaylı

9. BÖLÜM: TOPRAK KOLLOİDLERİ

9. BÖLÜM: TOPRAK KOLLOİDLERİ 9. BÖLÜM: TOPRAK KOLLOİDLERİ Toprağın kimyasal, fiziksel ve fiziko-kimyasal yönden en etkin ve en önemli yapı maddeleri inorganik ve organik kolloidlerdir. İnorganik kolloidler = Kil mineralleri Organik

Detaylı

HACETTEPE ÜNĐVERSĐTESĐ EĞĐTĐM FAKÜLTESĐ ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞTĐRME

HACETTEPE ÜNĐVERSĐTESĐ EĞĐTĐM FAKÜLTESĐ ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞTĐRME HACETTEPE ÜNĐVERSĐTESĐ EĞĐTĐM FAKÜLTESĐ KĐMYA ÖĞRETMENLĐĞĐ ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞTĐRME 8. SINIF FEN VE TEKNOLOJĐ DERSĐ 3. ÜNĐTE: MADDENĐN YAPISI VE ÖZELLĐKLERĐ KONU: BAZLAR ÇALIŞMA YAPRAĞI

Detaylı

Serüveni 3. ÜNİTE KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİM GÜÇLÜ ETKİLEŞİM. o İYONİK BAĞ o KOVALENT BAĞ o METALİK BAĞ

Serüveni 3. ÜNİTE KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİM GÜÇLÜ ETKİLEŞİM. o İYONİK BAĞ o KOVALENT BAĞ o METALİK BAĞ Serüveni 3. ÜNİTE KİMYASAL TÜRLER ARASI ETKİLEŞİM GÜÇLÜ ETKİLEŞİM o İYONİK BAĞ o KOVALENT BAĞ o METALİK BAĞ KİMYASAL TÜR 1. İYONİK BAĞ - - Ametal.- Kök Kök Kök (+) ve (-) yüklü iyonların çekim kuvvetidir..halde

Detaylı

Kil ve Kil Mineralleri

Kil ve Kil Mineralleri Kil ve Kil Mineralleri Zeminler, kayaçların çeşitli nedenlerle ayrışması sonucu meydana gelir. Zeminlerin mühendislik özellikleri onların mineral yapısına bağlıdır. Zeminlerin mineral içeriği çakıl, kum,

Detaylı

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU hasanyolcu.wordpress.com En az iki atomun belli bir düzenlemeyle kimyasal bağ oluşturmak suretiyle bir araya gelmesidir. Aynı atomda olabilir farklı atomlarda olabilir. H 2,

Detaylı

PERİYODİK CETVEL-ÖSS DE ÇIKMIŞ SORULAR

PERİYODİK CETVEL-ÖSS DE ÇIKMIŞ SORULAR PERİODİK CETVEL-ÖSS DE ÇIKMIŞ SORULAR 1. Bir elementin periyodik cetveldeki yeri aşağıdakilerden hangisi ile belirlenir? A) Atom ağırlığı B) Değerliği C) Atom numarası D) Kimyasal özellikleri E) Fiziksel

Detaylı

Atomlar ve Moleküller

Atomlar ve Moleküller Atomlar ve Moleküller Madde, uzayda yer işgal eden ve kütlesi olan herşeydir. Element, kimyasal tepkimelerle başka bileşiklere parçalanamayan maddedir. -Doğada 92 tane element bulunmaktadır. Bileşik, belli

Detaylı

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FARKLI BENTONİTLERİN NEM ALICI (DESİKANT) ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FARKLI BENTONİTLERİN NEM ALICI (DESİKANT) ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ FARKLI BENTONİTLERİN NEM ALICI (DESİKANT) ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ YÜKSEK LİSANS TEZİ Maden Müh. Munkhjargal CHİMEDDORJ Anabilim Dalı : MADEN MÜHENDİSLİĞİ

Detaylı

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş

FZM 220. Malzeme Bilimine Giriş FZM 220 Yapı Karakterizasyon Özellikler İşleme Performans Prof. Dr. İlker DİNÇER Fakültesi, Fizik Mühendisliği Bölümü 1 Atomsal Yapı ve Atomlararası Bağ1 Ders Hakkında FZM 220 Dersinin Amacı Bu dersin

Detaylı

ÖLÇME, DEĞERLENDİRME VE SINAV HİZMETLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ

ÖLÇME, DEĞERLENDİRME VE SINAV HİZMETLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ AY EKİM 06-07 EĞİTİM - ÖĞRETİM YILI. SINIF VE MEZUN GRUP KİMYA HAFTA DERS SAATİ. Kimya nedir?. Kimya ne işe yarar?. Kimyanın sembolik dili Element-sembol Bileşik-formül. Güvenliğimiz ve Kimya KONU ADI

Detaylı

MMM291 MALZEME BİLİMİ

MMM291 MALZEME BİLİMİ MMM291 MALZEME BİLİMİ Ofis Saatleri: Perşembe 14:00 16:00 ayse.kalemtas@btu.edu.tr, akalemtas@gmail.com Bursa Teknik Üniversitesi, Doğa Bilimleri, Mimarlık ve Mühendislik Fakültesi, Metalurji ve Malzeme

Detaylı

ASİTLER- BAZLAR. Suyun kendi kendine iyonlaşmasına Suyun Otonizasyonu - Otoprotoliz adı verilir. Suda oluşan H + sadece protondur.

ASİTLER- BAZLAR. Suyun kendi kendine iyonlaşmasına Suyun Otonizasyonu - Otoprotoliz adı verilir. Suda oluşan H + sadece protondur. ASİTLER- BAZLAR SUYUN OTONİZASYONU: Suyun kendi kendine iyonlaşmasına Suyun Otonizasyonu - Otoprotoliz adı verilir. Suda oluşan H + sadece protondur. H 2 O (S) H + (suda) + OH - (Suda) H 2 O (S) + H +

Detaylı

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ BAZI ORGANOKİLLERİN HAZIRLANMASI VE KARAKTERİZASYONU SİBEL UZUN KİMYA ANABİLİM DALI

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ BAZI ORGANOKİLLERİN HAZIRLANMASI VE KARAKTERİZASYONU SİBEL UZUN KİMYA ANABİLİM DALI ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ BAZI ORGANOKİLLERİN HAZIRLANMASI VE KARAKTERİZASYONU SİBEL UZUN KİMYA ANABİLİM DALI ANKARA 2008 Her hakkı saklıdır 1 2 ÖZET Doktora Tezi BAZI ORGANOKİLLERİN

Detaylı

Suyun Fizikokimyasal Özellikleri

Suyun Fizikokimyasal Özellikleri Suyun Fizikokimyasal Özellikleri Su bitkinin yaşamında yaşamsal bir rol oynar. Bitki tarafından yapılan her gram başına organik madde için kökler tarafından 500 gr su alınır. Bu su, bitkinin bir ucundan

Detaylı

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Esentepe Kampüsü, 54187, SAKARYA Atomlar Arası Bağlar 1 İyonik Bağ 2 Kovalent

Detaylı

10. Sınıf Kimya Konuları KİMYANIN TEMEL KANUNLARI VE TEPKİME TÜRLERİ Kimyanın Temel Kanunları Kütlenin korunumu, sabit oranlar ve katlı oranlar

10. Sınıf Kimya Konuları KİMYANIN TEMEL KANUNLARI VE TEPKİME TÜRLERİ Kimyanın Temel Kanunları Kütlenin korunumu, sabit oranlar ve katlı oranlar 10. Sınıf Kimya Konuları KİMYANIN TEMEL KANUNLARI VE TEPKİME TÜRLERİ Kimyanın Temel Kanunları Kütlenin korunumu, sabit oranlar ve katlı oranlar kanunları Demir (II) sülfür bileşiğinin elde edilmesi Kimyasal

Detaylı

BİLEŞİKLER VE FORMÜLLERİ

BİLEŞİKLER VE FORMÜLLERİ BİLEŞİKLER VE FORMÜLLERİ Bileşikler : Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur). Bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı kimyasal özelliklere

Detaylı

KİMYA-IV. Yrd. Doç. Dr. Yakup Güneş

KİMYA-IV. Yrd. Doç. Dr. Yakup Güneş KİMYA-IV Yrd. Doç. Dr. Yakup Güneş Organik Kimyaya Giriş Kimyasal bileşikler, eski zamanlarda, elde edildikleri kaynaklara bağlı olarak Anorganik ve Organik olmak üzere, iki sınıf altında toplanmışlardır.

Detaylı

ÜNİTE 4 DÜNYAMIZI SARAN ÖRTÜ TOPRAK

ÜNİTE 4 DÜNYAMIZI SARAN ÖRTÜ TOPRAK ÜNİTE 4 DÜNYAMIZI SARAN ÖRTÜ TOPRAK ÜNİTENİN KONULARI Toprağın Oluşumu Fiziksel Parçalanma Kimyasal Ayrışma Biyolojik Ayrışma Toprağın Doğal Yapısı Katı Kısım Sıvı Kısım ve Gaz Kısım Toprağın Katmanları

Detaylı

Elementlerin büyük bir kısmı tabiatta saf hâlde bulunmaz. Çoğunlukla başka elementlerle bileşikler oluşturmuş şekilde bulunurlar.

Elementlerin büyük bir kısmı tabiatta saf hâlde bulunmaz. Çoğunlukla başka elementlerle bileşikler oluşturmuş şekilde bulunurlar. Elementlerin büyük bir kısmı tabiatta saf hâlde bulunmaz. Çoğunlukla başka elementlerle bileşikler oluşturmuş şekilde bulunurlar. Elementlerin bileşik oluşturma istekleri onların kararlı yapıya ulaşma

Detaylı

Elektronların Dağılımı ve Kimyasal Özellikleri

Elektronların Dağılımı ve Kimyasal Özellikleri Elektronların Dağılımı ve Kimyasal Özellikleri Helyum (2), neon (10), argon (18)in elektron dağılımları incelendiğinde Eğer bu üç elementin birer elektronu daha olsaydı, her birinde yeni bir katman oluşacaktı.

Detaylı

1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı

1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı 1,3-bis-(p-iminobenzoik asit)indan Langmuir-Blodgett filmlerinin karakterizasyonu ve organik buhar duyarlılığı MURAT EVYAPAN *, RİFAT ÇAPAN *, HİLMİ NAMLI **, ONUR TURHAN **,GEORGE STANCİU *** * Balıkesir

Detaylı

PERİYODİK CETVEL Mendeleev Henry Moseley Glenn Seaborg

PERİYODİK CETVEL Mendeleev Henry Moseley Glenn Seaborg PERİYODİK CETVEL Periyodik cetvel elementleri sınıflandırmak için hazırlanmıştır. İlkperiyodik cetvel Mendeleev tarafından yapılmıştır. Mendeleev elementleri artan kütle numaralarına göre sıralamış ve

Detaylı

Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur) bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı

Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur) bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur) bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı kimyasal özelliklere sahip milyonlarca yani madde yani bileşik

Detaylı

GÜNLÜK YAŞAM OLAYI: Kedi kumunun emici, koku giderici ve toksik tutucu özelliklerinin kaynağını açıklama

GÜNLÜK YAŞAM OLAYI: Kedi kumunun emici, koku giderici ve toksik tutucu özelliklerinin kaynağını açıklama KEDĐM VE TUVALETĐ GÜNLÜK YAŞAM OLAYI: Kedi kumunun emici, koku giderici ve toksik tutucu özelliklerinin kaynağını açıklama KĐMYA KONUSUYLA ĐLGĐSĐ: Günlük hayatımızda minerallerin kullanım yeri alanı ve

Detaylı

BETONDA KARBONATLAŞMA. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

BETONDA KARBONATLAŞMA. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi BETONDA KARBONATLAŞMA Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi Karbonatlaşma Nedir? Çimento hidratasyon ürünleri özellikle (Kalsiyum Hidroksit) zamanla havadaki ve yağmur sularındaki karbondioksit ile birleşir

Detaylı

2- Bileşim 3- Güneş İç Yapısı a) Çekirdek

2- Bileşim 3- Güneş İç Yapısı a) Çekirdek GÜNEŞ 1- Büyüklük Güneş, güneş sisteminin en uzak ve en büyük yıldızıdır. Dünya ya uzaklığı yaklaşık 150 milyon kilometre, çapı ise 1.392.000 kilometredir. Bu çap, Yeryüzünün 109 katı, Jüpiter in de 10

Detaylı

Katılar & Kristal Yapı

Katılar & Kristal Yapı Katılar & Kristal Yapı Katılar Kristal katılar Amorf katılar Belli bir geometrik şekle sahip olan katılardır, tanecikleri belli bir düzene göre istiflenir. Belli bir geometrik şekli olmayan katılardır,

Detaylı

Aşağıda verilen özet bilginin ayrıntısını, ders kitabı. olarak önerilen, Erdik ve Sarıkaya nın Temel. Üniversitesi Kimyası" Kitabı ndan okuyunuz.

Aşağıda verilen özet bilginin ayrıntısını, ders kitabı. olarak önerilen, Erdik ve Sarıkaya nın Temel. Üniversitesi Kimyası Kitabı ndan okuyunuz. KİMYASAL BAĞLAR Aşağıda verilen özet bilginin ayrıntısını, ders kitabı olarak önerilen, Erdik ve Sarıkaya nın Temel Üniversitesi Kimyası" Kitabı ndan okuyunuz. KİMYASAL BAĞLAR İki atom veya atom grubu

Detaylı

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU

ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU ÇİNKO KATKILI ANTİBAKTERİYEL ÖZELLİKTE HİDROKSİAPATİT ÜRETİMİ VE KARAKTERİZASYONU SÜLEYMAN ÇINAR ÇAĞAN MERSİN ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANA BİLİM DALI YÜKSEK LİSANS TEZİ

Detaylı

INM 308 Zemin Mekaniği

INM 308 Zemin Mekaniği Hafta_2 INM 308 Zemin Mekaniği Kil Mineralleri ve Zemin Yapısı Yrd.Doç.Dr. İnan KESKİN inankeskin@karabuk.edu.tr, inankeskin@gmail.com www.inankeskin.com ZEMİN MEKANİĞİ Haftalık Konular Hafta 1: Hafta

Detaylı

5) Çözünürlük(Xg/100gsu)

5) Çözünürlük(Xg/100gsu) 1) I. Havanın sıvılaştırılması II. abrika bacasından çıkan SO 3 gazının H 2 O ile birleşmesi III. Na metalinin suda çözünmesi Yukardaki olaylardan hangilerinde kimyasal değişme gerçekleşir? 4) Kütle 1

Detaylı

Hidroklorik asit ve sodyum hidroksitin reaksiyonundan yemek tuzu ve su meydana gelir. Bu kimyasal olayın denklemi

Hidroklorik asit ve sodyum hidroksitin reaksiyonundan yemek tuzu ve su meydana gelir. Bu kimyasal olayın denklemi KİMYASAL DENKLEMLER İki ya da daha fazla maddenin birbirleri ile etkileşerek kendi özelliklerini kaybedip yeni özelliklerde bir takım ürünler meydana getirmesine kimyasal olay, bunların formüllerle gösterilmesine

Detaylı

TABAKALI SİLİKATLAR (Fillosilikatlar)

TABAKALI SİLİKATLAR (Fillosilikatlar) TABAKALI SİLİKATLAR (Fillosilikatlar) Kaolinit Al 4 Si 4 O 10 (OH) 8 Serpantin Mg 6 Si 4 O 10 (OH) 8 Pirofillit Al 2 Si 4 O 10 (OH) 8 Talk Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 8 Muskovit KAl 2 (AlSi 3 O 10 )(OH) 2 Flogopit

Detaylı

ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞĐMĐ ÇALIŞMA YAPRAĞI

ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞĐMĐ ÇALIŞMA YAPRAĞI ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞĐMĐ ÇALIŞMA YAPRAĞI REAKSĐYON HIZINA ETKĐ EDEN FAKTÖRLER YASEMĐN KONMAZ 20338575 Çalışma Yaprağı Ders Anlatımı: REAKSĐYON HIZINA ETKĐ EDEN FAKTÖRLER: 1.Reaktif Maddelerin

Detaylı

OTEKOLOJİ TOPRAK FAKTÖRLERİ

OTEKOLOJİ TOPRAK FAKTÖRLERİ OTEKOLOJİ TOPRAK FAKTÖRLERİ - Kayaların ayrışması + organik maddeler - Su ve hava içerir - Bitki ve hayvanlar barındırır - Mineral maddeler TOPRAKLARI OLUŞTURAN ANA MATERYAL TİPLERİ - Toprak tipi-ana materyalin

Detaylı

5.111 Ders Özeti #22 22.1. (suda) + OH. (suda)

5.111 Ders Özeti #22 22.1. (suda) + OH. (suda) 5.111 Ders Özeti #22 22.1 Asit/Baz Dengeleri Devamı (Bölümler 10 ve 11) Konular: Zayıf baz içeren dengeler, tuz çözeltilerinin ph sı ve tamponlar Çarşamba nın ders notlarından 2. Suda Baz NH 3 H 2 OH Bazın

Detaylı

MOL KAVRAMI I. ÖRNEK 2

MOL KAVRAMI I.  ÖRNEK 2 MOL KAVRAMI I Maddelerin taneciklerden oluştuğunu biliyoruz. Bu taneciklere atom, molekül ya da iyon denir. Atom : Kimyasal yöntemlerle daha basit taneciklere ayrılmayan ve elementlerin yapıtaşı olan taneciklere

Detaylı

Atomlar birleştiği zaman elektron dağılımındaki değişmelerin bir sonucu olarak kimyasal bağlar meydana gelir. Üç çeşit temel bağ vardır:

Atomlar birleştiği zaman elektron dağılımındaki değişmelerin bir sonucu olarak kimyasal bağlar meydana gelir. Üç çeşit temel bağ vardır: Atomlar birleştiği zaman elektron dağılımındaki değişmelerin bir sonucu olarak kimyasal bağlar meydana gelir. Üç çeşit temel bağ vardır: İyonik bağlar, elektronlar bir atomdan diğerine aktarıldığı zaman

Detaylı

ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞİŞİM ÜNİTE 4 : MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ

ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞİŞİM ÜNİTE 4 : MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞİŞİM ÜNİTE 4 : MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ E BİLEŞİKLER VE FRMÜLLERİ (4 SAAT) 1 Bileşikler 2 Bileşiklerin luşması 3 Bileşiklerin Özellikleri 4 Bileşik Çeşitleri 5 Bileşik

Detaylı

CALLİSTER - SERAMİKLER

CALLİSTER - SERAMİKLER CALLİSTER - SERAMİKLER Atomik bağı ağırlıklı olarak iyonik olan seramik malzemeler için, kristal yapılarının atomların yerine elektrikle yüklü iyonlardan oluştuğu düşünülebilir. Metal iyonları veya katyonlar

Detaylı

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ Gelişen teknoloji ile beraber birçok endüstri alanında kullanılabilecek

Detaylı

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0 ATOMİK YAPI Atom, birkaç türü birleştiğinde çeşitli molekülleri, bir tek türü ise bir kimyasal öğeyi oluşturan parçacıktır. Atom, elementlerin özelliklerini taşıyan en küçük yapı birimi olup çekirdekteki

Detaylı

YAPI MALZEMESİ. Romalılar devrinde ise su kireci bulunmuş ve su içi inşaatlarında kullanılmıştır.

YAPI MALZEMESİ. Romalılar devrinde ise su kireci bulunmuş ve su içi inşaatlarında kullanılmıştır. Bilinen en eski bağlayıcılardan birisi olan kireç, eski Babil, Mısır, Finikeliler, Hitit ve Persler tarafından hava kireci olarak yapıda kullanılmıştır. Romalılar devrinde ise su kireci bulunmuş ve su

Detaylı

ATOMİK YAPI VE ATOMLAR ARASI BAĞLAR. Aytekin Hitit

ATOMİK YAPI VE ATOMLAR ARASI BAĞLAR. Aytekin Hitit ATOMİK YAPI VE ATOMLAR ARASI BAĞLAR Aytekin Hitit Malzemeler neden farklı özellikler gösterirler? Özellikler Fiziksel Kimyasal Bahsi geçen yapısal etkenlerden elektron düzeni değiştirilemez. Ancak diğer

Detaylı

Cr/Al-TABAKALI KİL KATALİZÖRLERİN YÜZEY ÖZELLİKLERİ

Cr/Al-TABAKALI KİL KATALİZÖRLERİN YÜZEY ÖZELLİKLERİ Cr/Al-TABAKALI KİL KATALİZÖRLERİN YÜZEY ÖZELLİKLERİ F. TOMUL *, S. BALCI ** * Süleyman Demirel Üniversitesi, Burdur Eğitim Fakültesi-Burdur Phone: +90 248 234 60 00/242; Fax: (90) 248 234 60 05; e-mail:

Detaylı

Yrd.Doç.Dr. Emre YALAMAÇ. Yrd.Doç.Dr. Emre YALAMAÇ İÇERİK

Yrd.Doç.Dr. Emre YALAMAÇ. Yrd.Doç.Dr. Emre YALAMAÇ İÇERİK İÇERİK Elementlere, Bileşiklere ve Karışımlara atomik boyutta bakış Dalton Atom Modeli Atom Fiziğinde Buluşlar - Elektronların Keşfi - Atom Çekirdeği Keşfi Günümüz Atom Modeli Kimyasal Elementler Periyodik

Detaylı

Eczacıbaşı Topluluğu

Eczacıbaşı Topluluğu Eczacıbaşı Topluluğu Eczacıbaşı Topluluğu toplam 41 kuruluşu, 12.115 çalışanı ve 2013 sonu itibariyle 6,7 milyar TL cirosu ile Türkiye nin önde gelen sanayi toplulukları arasında yer almaktadır. Eczacıbaşı

Detaylı

ANADOLU ÜNivERSiTESi BiliM VE TEKNOLOJi DERGiSi ANADOLU UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY CiltlVo!': 4 - Sayı/No: 2 : 223-228 (2003)

ANADOLU ÜNivERSiTESi BiliM VE TEKNOLOJi DERGiSi ANADOLU UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY CiltlVo!': 4 - Sayı/No: 2 : 223-228 (2003) ANADOLU ÜNivERSiTESi BiliM VE TEKNOLOJi DERGiSi ANADOLU UNIVERSITY JOURNAL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY CiltlVo!': 4 - Sayı/No: 2 : 223-228 (2003) ARAŞTIRMA MAKALESiiRESEARCH ARTICLE ESKişEHiR MiHALIÇÇıK

Detaylı

Soygazların bileşik oluşturamamasının sebebi bütün orbitallerinin dolu olmasındandır.

Soygazların bileşik oluşturamamasının sebebi bütün orbitallerinin dolu olmasındandır. KİMYASAL BAĞLAR Kimyasal bağ, moleküllerde atomları birarada tutan kuvvettir. Bir bağın oluşabilmesi için atomlar tek başına bulundukları zamankinden daha kararlı (az enerjiye sahip) olmalıdırlar. Genelleme

Detaylı

Örnek : 3- Bileşiklerin Özellikleri :

Örnek : 3- Bileşiklerin Özellikleri : Bileşikler : Günümüzde bilinen 117 element olmasına rağmen (92 tanesi doğada bulunur) bu elementler farklı sayıda ve şekilde birleşerek ve etkileşerek farklı kimyasal özelliklere sahip milyonlarca yani

Detaylı

KRİSTAL KUSURLARI BÖLÜM 3. Bağlar + Kristal yapısı + Kusurlar. Özellikler. Kusurlar malzeme özelliğini önemli ölçüde etkiler.

KRİSTAL KUSURLARI BÖLÜM 3. Bağlar + Kristal yapısı + Kusurlar. Özellikler. Kusurlar malzeme özelliğini önemli ölçüde etkiler. KRİSTAL KUSURLARI Bağlar + Kristal yapısı + Kusurlar Özellikler Kusurlar malzeme özelliğini önemli ölçüde etkiler. 2 1 Yarıiletken alttaş üretiminde kullanılan silikon kristalleri neden belli ölçüde fosfor

Detaylı

Bileşikteki atomların cinsini ve oranını belirten formüldür. Kaba formül ile bileşiğin molekül ağırlığı hesaplanamaz.

Bileşikteki atomların cinsini ve oranını belirten formüldür. Kaba formül ile bileşiğin molekül ağırlığı hesaplanamaz. BİLEŞİKLER Birden fazla elementin belirli oranlarda kimyasal yollarla bir araya gelerek, kendi özelligini kaybedip oluşturdukları yeni saf maddeye bileşik denir. Bileşikteki atomların cins ve sayısını

Detaylı

MİNERALLER. Tek mineralden oluşan kayaçlar. Kireçtaşı (Kalsit). Kaya tuzu (Halit). Buzul

MİNERALLER. Tek mineralden oluşan kayaçlar. Kireçtaşı (Kalsit). Kaya tuzu (Halit). Buzul Kayaçlar minerallerden oluşan Yer materyalidir. Çoğu kayaçlar birden fazla mineralden oluşmaktadır. Örnek: Granit Potasyum feldspat. Plajioklas (Feldspat). Kuvars. Hornblende. Biyotit MİNERALLER Tek mineralden

Detaylı

Kireçtaşlarından Çöktürülmüş Kalsiyum Karbonat Üretimi Doç. Dr. Özen KILIÇ

Kireçtaşlarından Çöktürülmüş Kalsiyum Karbonat Üretimi Doç. Dr. Özen KILIÇ Kireçtaşlarından Çöktürülmüş Kalsiyum Karbonat Üretimi Doç. Dr. Özen KILIÇ Ç.Ü. Müh. Mim. Fak. Maden Müh. Bölümü e-posta: zenkilic@cu.edu.tr PCC (ÇKK) NEDİR? PCC (Precipitated Calcium Carbonate), çöktürülmüş

Detaylı

YARASA VE ÇİFTLİK GÜBRESİNİN BAZI TOPRAK ÖZELLİKLERİ ve BUĞDAY BİTKİSİNİN VERİM PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİSİ

YARASA VE ÇİFTLİK GÜBRESİNİN BAZI TOPRAK ÖZELLİKLERİ ve BUĞDAY BİTKİSİNİN VERİM PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİSİ ATATÜRK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ YARASA VE ÇİFTLİK GÜBRESİNİN BAZI TOPRAK ÖZELLİKLERİ ve BUĞDAY BİTKİSİNİN VERİM PARAMETRELERİ ÜZERİNE ETKİSİ TARIMSAL YAPILAR VE SULAMA ANABİLİM

Detaylı

ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞĐŞĐM ÜNĐTE 3 : MADDENĐN YAPISI VE ÖZELLĐKLERĐ

ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞĐŞĐM ÜNĐTE 3 : MADDENĐN YAPISI VE ÖZELLĐKLERĐ ÖĞRENME ALANI : MADDE VE DEĞĐŞĐM ÜNĐTE 3 : MADDENĐN YAPISI VE ÖZELLĐKLERĐ C- BĐLEŞĐKLER VE BĐLEŞĐK FORMÜLLERĐ (4 SAAT) 1- Bileşikler 2- Đyonik Yapılı Bileşik Formüllerinin Yazılması 3- Đyonlar ve Değerlikleri

Detaylı

HAM KİL VE KALSİNE KİL KULLANILARAK ATIK SULARDAKİ ORGANİK MADDE VE İYONLARIN GİDERİMİ DANIŞMANLAR

HAM KİL VE KALSİNE KİL KULLANILARAK ATIK SULARDAKİ ORGANİK MADDE VE İYONLARIN GİDERİMİ DANIŞMANLAR GRUP KİL TÜBİTAK-BİDEB Kimya Lisans Öğrencileri Kimyagerlik,kimya öğretmenliği, kimya mühendisliği Araştırma Projesi Eğitimi Çalıştayı KİMYA-1 ÇALIŞTAY 2010 HAM KİL VE KALSİNE KİL KULLANILARAK ATIK SULARDAKİ

Detaylı

Kimya EğitimiE. Ders Sorumlusu Prof. Dr. Đnci MORGĐL

Kimya EğitimiE. Ders Sorumlusu Prof. Dr. Đnci MORGĐL Kimya EğitimiE Ders Sorumlusu Prof. Dr. Đnci MORGĐL Konu:Metallerin Reaksiyonları Süre: 4 ders saati Metallerin Su Đle Reaksiyonları Hedef : Metallerin su ile verdikleri reaksiyonları kavratabilmek. Davranışlar:

Detaylı

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0 ATOMİK YAPI Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0 Elektron Kütlesi 9,11x10-31 kg Proton Kütlesi Nötron Kütlesi 1,67x10-27 kg Bir kimyasal elementin atom numarası (Z) çekirdeğindeki

Detaylı

Katılar. MÜHENDİSLİK KİMYASI DERS NOTLARI Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN. Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2006

Katılar. MÜHENDİSLİK KİMYASI DERS NOTLARI Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN. Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Afyonkarahisar Kocatepe Üniversitesi 2006 Katılar Tüm maddeler, yeteri kadar soğutulduğunda katıları oluştururlar. MÜHENDİSLİK KİMYASI DERS NOTLARI Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Oluşan katıların doğası atom, iyon veya molekülleri birarada tutan kuvvetlere

Detaylı

Ders Sorumlusu: Prof. Dr. Đnci MORGĐL Hazırlayan: Ebru AYSAN 20338408

Ders Sorumlusu: Prof. Dr. Đnci MORGĐL Hazırlayan: Ebru AYSAN 20338408 PUDRAMDAKĐ MĐNERAL PUDRAMDAKĐ MĐNERAL Ders Sorumlusu: Prof. Dr. Đnci MORGĐL Hazırlayan: Ebru AYSAN 20338408 Günlük Yaşam Olayı: Günlük hayatta kullandığımız talk pudranın içerdiği mineralden yola çıkarak

Detaylı

7. Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi 4. Ünite: Madde ve Yapısı Konu: Elementler ve Sembolleri

7. Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi 4. Ünite: Madde ve Yapısı Konu: Elementler ve Sembolleri ÖĞRETĐM TEKNOLOJĐLERĐ VE MATERYAL GELĐŞĐMĐ 7. Sınıf Fen ve Teknoloji Dersi 4. Ünite: Madde ve Yapısı Konu: Elementler ve Sembolleri Çalışma Yaprağı Konu Anlatımı-Değerlendirme çalışma Yaprağı- Çözümlü

Detaylı

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ Çevre Mühendisliği Bölümü Fiziksel ve Kimyasal Temel İşlemler Laboratuvarı Dersi Güncelleme: Eylül 2016

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ Çevre Mühendisliği Bölümü Fiziksel ve Kimyasal Temel İşlemler Laboratuvarı Dersi Güncelleme: Eylül 2016 İYON DEĞİŞİMİ DENEYİN AMACI: Sert bir suyun katyon değiştirici reçine kullanılarak yumuşatılması ve reçinenin iyon değiştirme kapasitesinin incelenmesi TEORİK BİLGİLER İyon değiştirme benzer elektrik yüklü

Detaylı

Şekilde görüldüğü gibi Gerilim/akım yoğunluğu karakteristik eğrisi dört nedenden dolayi meydana gelir.

Şekilde görüldüğü gibi Gerilim/akım yoğunluğu karakteristik eğrisi dört nedenden dolayi meydana gelir. Bir fuel cell in teorik açık devre gerilimi: Formülüne göre 100 oc altinda yaklaşık 1.2 V dur. Fakat gerçekte bu değere hiçbir zaman ulaşılamaz. Şekil 3.1 de normal hava basıncında ve yaklaşık 70 oc da

Detaylı

ASİTLER, BAZLAR ve TUZLAR

ASİTLER, BAZLAR ve TUZLAR ASİTLER, BAZLAR ve TUZLAR 1. ASİTLER Sulu çözeltilerine Hidrojen İyonu veren maddelere asit denir. Ör 1 HCl : Hidroklorik asit HCl H + + Cl - Ör 2 H 2 SO 4 : Sülfürik asit H 2 SO 4 2H + + SO 4-2 Ör 3 Nitrik

Detaylı

Türk Tarımı nda verimi ve kaliteyi arttırmak için Yerli organik kaynaklardan üretilen Organomineral gübre Hexaferm in kullanımı

Türk Tarımı nda verimi ve kaliteyi arttırmak için Yerli organik kaynaklardan üretilen Organomineral gübre Hexaferm in kullanımı Türk Tarımı nda verimi ve kaliteyi arttırmak için Yerli organik kaynaklardan üretilen Organomineral gübre Hexaferm in kullanımı Hexaferm, organomineral gübre olarak adlandırılan yeni nesil bir gübre cinsidir.

Detaylı

Her madde atomlardan oluşur

Her madde atomlardan oluşur 2 Yaşamın kimyası Figure 2.1 Helyum Atomu Çekirdek Her madde atomlardan oluşur 2.1 Atom yapısı - madde özelliği Elektron göz ardı edilebilir kütle; eksi yük Çekirdek: Protonlar kütlesi var; artı yük Nötronlar

Detaylı

MBM 304. Doç.. Dr. Sedat ALKOY

MBM 304. Doç.. Dr. Sedat ALKOY MBM 304 KRİSTAL KİMYASIK Doç.. Dr. Sedat ALKOY MBM 304 Kristal Kimyası 1. Hafta Dr. Sedat ALKOY Dersin Amacı Mühdislik malzemelerinin elde edilmesinde kullanılan hammaddelerin mineral isimleri kimyasal

Detaylı

oksijen silisyum tetrahedron

oksijen silisyum tetrahedron SİLİKATLAR Silikat mineralleri doğada bulunan bütün minerallerin üçte birini, yer kabuğunun bileşiminin ise yüzde doksanını teşkil eder. Silikatlar yalnızca magmatik kayaçların değil aynı zamanda metamorfik

Detaylı

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010 METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010 WEBSİTE www2.aku.edu.tr/~hitit Dersler İÇERİK Metalik Malzemelerin Genel Karakteristiklerİ Denge diyagramları Ergitme ve döküm Dökme demir ve çelikler

Detaylı

ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ BAZI HALLOYSİT-POLİMER NANOKOMPOZİTLERİN HAZIRLANMASI VE KARAKTERİZASYONU NİHAL ESER KİMYA ANABİLİM DALI ANKARA 2010 Her hakkı saklıdır 1

Detaylı

ÖZET Yüksek Lisans Tezi MEZOGÖZENEKLİ KATILARIN ADSORPLAMA ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Nihal TOSUN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya An

ÖZET Yüksek Lisans Tezi MEZOGÖZENEKLİ KATILARIN ADSORPLAMA ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Nihal TOSUN Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya An ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ MEZOGÖZENEKLİ KATILARIN ADSORPLAMA ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ Nihal TOSUN KİMYA ANABİLİM DALI ANKARA 2005 Her hakkı saklıdır ÖZET Yüksek Lisans

Detaylı

Kimyasal Toprak Sorunları ve Toprak Bozunumu-I

Kimyasal Toprak Sorunları ve Toprak Bozunumu-I Kimyasal Toprak Sorunları ve Toprak Bozunumu-I asitleşme-alkalileşme (tuzluluk-alkalilik) ve düşük toprak verimliliği Doç. Dr. Oğuz Can TURGAY ZTO321 Toprak İyileştirme Yöntemleri Toprak Kimyasal Özellikleri

Detaylı

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1 BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK Atom yapısı Bağ tipleri 1 Atomların Yapıları Atomlar başlıca üç temel atom altı parçacıktan oluşur; Protonlar (+ yüklü) Nötronlar (yüksüz) Elektronlar (-yüklü) Basit bir atom

Detaylı

Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences 17 (1):6-12, 2012

Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences 17 (1):6-12, 2012 Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi/ Journal of The Institute of Natural & Applied Sciences 17 (1):6-12, 2012 Araştırma Makalesi/Research Article BaCl 2 -Ba(H 2 PO 2 ) 2 -H 2 O Üçlü

Detaylı