Çevre Kimyası 1, Örnek Çalışma Soruları

Transkript

1 Çevre Kimyası 1, Örnek Çalışma Soruları 1. Çözelti Hazırlama ve ph S.1.1. Bir atıksu arıtma tesisinde ph ayarlamak için çözeltinin her bir litresine 1 ml 0.05N lik H 2 SO ilavesi yapılması gerekmektedir. Bu tesise giren atıksu debisinin 25m /sa olduğu düşünülürse 1,8kg/L yoğunluğa sahip, %98 lik H 2 SO den günlük ne kadar kullanılmalıdır. (H:1, S:2, O:16) Ç.1.1. Bunun için önce derişik H 2 SO in normalitesini hesaplamamız gerekir; 1,8kg 0gr 1mol 11, 679mol 0,98 = = 18, M = 6,8N L 1kg 98gr L Daha sonra çözeltinin 1 litresi için gerekli derişik sülfirik asit miktarını bulalım; N1 V1 = N2 V2 6,8N X = 0, 05N 1 X 0, 0016ml 0, 0016 mlh2so atıksu Son olarak gerekli günlük H 2 SO miktarını hesaplayalım; 0,0016 mlh 2SO 0 Latıksu 25 m atıksu 2 sa = 816 mlh 2SO / gün 1 L 1 m 1 sa 1 gün atıksu atıksu

2 2. Volümetrik Analiz - Klorür Tayini S.2.1. Klorür konsantrasyonu yüksek bir atıksudan 6 ml numune alınıp ml ye tamamlandıktan sonra analize geçiliyor. 2 ml lik K 2 Cr 2 O 7 ilavesi sonrasında 8, ml lik bir sarfiyat ortaya çıkmaktadır. a) Bu analiz sonucunda %8 lik bir pozitif hata olduğu düşünülürse, analiz için fazla bir kimyasal sarfiyatı olmaması da (5-15 ml) göz önüne alınarak hatasız bir analiz için uygun seyreltme oranı veya numune hacmi ne olmalıdır. b) Đlk ölçümdeki hatanın renkten kaynaklandığını düşünürsek girişimi önlemek adına neler yapılabilir. Not: Şahit için uygun bir değer kabul edilebilir. Formül: Ç.2.1. ( A B) N 550 Cl ( mg ) = V ( ml) a) Öncelikle Klorür konsantrasyonunu hesaplayalım; (Şahiti 0,25ml kabul edelim) ( A B) N 550 (8, 0, 25) 0, Cl ( mg / l) = = 178 mgcl V ml 6 Bu sonucun %8 pozitif hatalı olduğu düşünülürse gerçek konsantrasyon; 178 mgcl 29 mgcl ml arasında bir sarfiyat isteniyorsa, sarfiyat 10ml kabul edilir. O halde seyreltme oranı; ( A B) N 550 (10 0, 25) 0, Cl ( mg / l) = = 29 mgcl V ml x x= 1,656ml O halde; 1,656 / ml= %1,656' lık bir seyreltme gereklidir. b) Renk girişimini önlemek için Al(OH) bileşiği ilave edilip, karıştırıldıktan sonra dinlendirilip filtreden geçirilebilir.

3 . Gravimetrik Analiz Sülfat Tayini S..1. Bir atıksuda sülfat analizi yapılmak isteniyor. Bu amaçla numuneden 8ml alınıp ml ye tamamlanır. Seyreltilmiş numuneden de 25 ml alınıp analize başlanmıştır. Analiz sonrasında tartım yapılmış ve 6,2865 gr olarak bulunmuştur. Bu analizde % lük bir negatif hata oluştuğu biliniyor ve gerçek konsantrasyonun 800mg/L olduğu göz önüne alınırsa; a) Analiz öncesinde yapılmış olan ilk tartım nedir? b) Gerçek sonucu bulabilmek için gravimetrik yolla yapılması planlanan sülfat analizi için BaCl 2 çözeltisinden suya en az ne kadar ilave edilmesi gerekir. mgbaso SO ( mg ) = V ( Litre) BaCl 2 çözeltisi; gr BaCl 2.2H 2 O, 1 L suda çözülür. (Ba:17 Cl:5.5, H:1, O:16) Ç..1. a) Öncelikle analiz sonucunda bulduğumuz konsantrasyonu hesaplayalım; mgso XmgSO 2 Analiz sonucunda bulunan değer X= 608 mgso mgbaso SO ( mg ) = V mgbaso ( mg ) = 0, mg BaSO = 22,mg = 0,022g Đlk Tartım= SonTartım mg BaSO Đlk Tartım= 6, , 022= 6, 261gr b) BaCl.2H 0 Ba+ 2Cl + 2HO SO + Ba BaSO 1 mol SO için 1 mol Ba gereklidir. 2 Gerçek konsantrasyon = 5000 mgso 608 mgso 12,5 kat seyreltildiğine göre 608 /12,5= 68, 6 mgso 25 ml ' de analiz yapıldığına göre; 68, 6mgSO 1L 25ml= 9,216 mg SO L 0ml 9, 216 mgso 9, 216 mgso 0,096 mmolso 96 mg / mmol 1 mol SO için 1 mol Ba gereklidir. O halde 0,096mmol BaCl 2.2H 2 O gereklidir. Xmg BaCl 2.2H2O 0,096 mmol Ba 0,096 mmol SO X 2, 1 mg BaCl 2.2H2O 2, 9 mg / mmol Çözelti hazırlanırken gram, 1 L de çözündüğüne göre; (mg, 1ml de çözünür) 2, 1 mg BaCl.2H O için bu çözeltiden, 0,21 ml bu çözeltiden alınması yeterlidir. 2 2

4 . Renk ve Bulanıklık Tayini S..1. Bir atıksu numunesinde ve arıtım sonrasında renk analizi yapılmak isteniyor. Arıtım sonrasında Zahiri ve Gerçek renk için sırasıyla elde edilen giderim verimleri %96 ve %88 seviyelerindedir. Arıtım sonrası gerçek renk değeri %10 pozitif hatalı olarak 87 Hazen bulunmuştur. Arıtım öncesi numunede gerçek renk miktarı, zahiri renk miktarının %72 sini oluşturduğu göz önüne alınırsa, arıtım sonrası zahiri renk miktarı nedir? Ç..1. Verilen bilgilere göre önce çıkış suyu gerçek renk değerini bulalım; %10 pozitif hatalı olarak 87 Hazen bulunduysa, Gerçek sonuç; 87 79,1Hazen 110 Arıtım öncesi Gerçek renk değerini hesaplayalım;(gerçek Renk Giderim Verimi, %88 ise) Gerçek Renk = 79,1 = 659, 2Hazen 12 Arıtım Öncesi Zahiri Renk ise;(gerçek Renk, Zahiri Rengin %72 si ise;) Zahiri Renk= 659, 2 = 915,6Hazen 72 Arıtım Sonrası Zahiri Renk ise; (Zahiri Renk Giderim Verimi %96 ise;) ,6 915,6 = 6,6Hazen

5 5. Optik Yöntemle Fosfat ve Nitrat Tayini S.5.1. Bir su kaynağında nitrat analizi yapılmak isteniyor. Analiz öncesinde kalibrasyon eğrisi için hazırlanan standartların absorbans değerleri aşağıda verilmiştir. Bu veriler göz önüne alınarak %5 lik bir seyreltme sonucu numunemiz için elde edilen absorbans değerleri de verilmiştir. Đçme suyunda bulunacak Nitrat Azotu limit değeri TS 266 ya göre, mg NO - N/L olarak belirlenmiştir. O halde bu su kaynağından alınacak suyun ne kadarlık bir verimle arıtılması gerektiğini bulunuz. Standart 220 nm (Abs) 275 nm (Abs) (mg NO /L) 1 0,088 0,011 0,206 0, ,0 0, ,52 0, ,68 0, ,92 0,029 Numune 0,56 0,020 Not 1: Numuneyi kalibrasyon eğrisinde yerine koyarak değil, kalibrasyon eğrisinden oluşturulacak denklem vasıtasıyla bulunmalıdır. Not 2 : Ultra saf su ile hazırlanmış numunelerde çözünmüş organik madde bulunmayacağından Standartlar ultra saf su ile hazırlandığında 275 nm de ölçüm yapılmasına gerek kalmamaktadır. Bu çalışmada ise standartla kısmen bir kirlilik olduğu düşünüldüğü için 275nm de ölçüm yapılmış ve söz konusu değerlere ulaşılmıştır. Ç.5.1. Önce kalibrasyon eğrisini oluşturup denklemi bulalım Standart 220 nm (Abs) 275 nm (Abs) 220 nm-2*275 nm (mg NO /L) 1 0,088 0,011 0,066 0,206 0,012 0, ,0 0, ,52 0, ,68 0, ,92 0, Numune 0,56 0,020 0,16

6 ,2 0, 0,6 0,8 1 y= ax. + b y= 17, 0, 16 0, 05= 7,16 mgno Seyreltme oranını da ilave edersek; 7,16 mgno = 1, 2 mgno 5 NO -N değerini NO e dönüştürelim; (M NO =62gr/mol, M N =1gr/mol) 1 1, 2 mgno = 2, mgno N 62 Gerekli Arıtım verimini hesaplayalım; 2, 10,16 = %69,6 2,

7 6. Atomik Absorpsiyon Spektrofotmetresi, Ağır Metal Analizleri S.6.1. Atomik Absorbsiyon Spektrofotmetresi ile bir atıksuda demir tayini yapılmak isteniyor. a) Bu atıksuyun organik bağlı metaller içerdiği düşünülürse analiz öncesinde yapılacak işlemi kısaca açıklayınız. b) Ön işlem sonrasında analiz yapılmış ve 0,17 lik bir Abs değeri elde edilmiştir. % pozitif hatalı olduğu düşünülürse, aşağıda verilen kalibrasyon eğrisi denklemini kullanarak demir konsantrasyonunu bulunuz. Söz konusu atıksu için limit değerin 0,mg/L olduğu düşünülürse uygulanacak arıtma prosesi için minimum Demir arıtma verimi ne olmalıdır. Denklem; y=, 689. x+ 0, 028 Ç.6.1. a) Analiz öncesi parçalama işlemi yapılmalıdır. ml numune alındıktan sonra, içerisine belli miktarlarda H 2 SO ve HNO ilavesi yapıldıktan sonra kaynatılır. 10ml kalıncaya kadar kaynatıldıktan sonra tekrar ml ye tamamlanarak parçalama işlemi yapılmış olur. b) 0,17 lik Abs değerini denklemde yerine koyarsak; y=, 689. x+ 0, 028=, 689.0,17+ 0, 028= 0, 717 mgfe Bu değerin % oranında pozitif hatalı olduğunu düşünürsek, gerçek sonuç; 0, 717 mgfe = 0, 689 mgfe 10 Uygulanacak prosesin Demir giderim verimi; 0, 689 mgfe 0, mgfe = %56, 5 0, 689 mgfe

8 7. Katı Madde Tayinleri S.7.1. Bir atıksu numunesinde katı madde deneyleri yapılmak isteniyor. Öncelikle numuneden 20 ml alınır ve ml ye tamamlanır. Daha sonra 1,1592gr lık filtre kağıdı kullanılarak süzülür. Süzülen kısım,286g lık bir krozede su banyosunda buharlaştırılmıştır.süzme işlemi sonrasında filtre kağıdı etüvde kurutulup, desikatörde bekletildikten sonra tartılmıştır. Tartım işlemi sonunda numune kül fırınına konulup, 550 o C de yakılmıştır. a) Toplam Katı maddenin %8 lik kısmı çözünmüş katı madde, %6 lük bir kısmı askıda katı madde ve kalanı da uçucu organik madde olduğu biliniyor. Krozenin son tartımı,26gr olduğunu göz önüne alarak etüv sonrası ve kül fırını sonrasında elde edilen son tartım değerlerini bulunuz. Ç.7.1. Đlk olarak çözünmüş katı madde miktarı belirlenir., 26g, 286g ml 0ml 0mg = 210 mg ml 20ml 1L 1gr %8 i ÇKM=210 mg/l olduğuna göre; 6 AKM ( mg ) = 210 = 1880 mg 8 28 UKM ( mg ) = 210 = 8085 mg 8 AKM için son tartım değeri; Xg 1,592g ml 0ml 0mg = 1880 mg X = 1,9616g ml 20ml 1L 1g UKM için son tartım, AKM son tartımı olduğu düşünülürse; 1,9616g Xg ml 0ml 0mg = 8085 mg X = 1, 7999g ml 20ml 1L 1g UKM deneyinde diğer katı madde deneylerinden farklı olarak, katı madde tutulmuyor, aksine ortamdan uzaklaştırılıyor. O halde, işlem öncesindeki numune ağırlığı son ağırlık, işlem sonrasındaki numune ağırlığı da ilk ağırlık olarak baz alındığında işlem doğru yapılmış olacaktır. Ya da önceki kısımlardaki aynı formülasyon mutlak değer içinde değerlendirilecektir.

9 8. Sertlik Tayini S.8.1. Bir su kaynağında sertlik tayini yapılmak isteniyor. Bu su numunesi için kalsiyum sertliğinin, toplam sertliğin %0 u olduğu bilinmektedir. Bu kaynaktan 25 ml numune alınıp, 50ml ye saf su ile tamamlanmıştır. 1ml EDTA tampon çözeltisi elde edildikten sonra, 2mg EBT ilave edilmiştir. Aynı su kaynağından 25ml numune alınıp ml ye tamamlanmıştır. Daha sonra mg mureksit ilave edilmiştir. Akabinde titrasyon yapılarak 8,6ml EDTA sarfedilmiştir. O halde toplam sertlik için analiz sonrasında %6 lık bir negatif hata olduğu göz önüne alınırsa EDTA ile titrasyon işlemi sonunda elde edilecek sarfiyat miktarı nedir. TSertlik. = Ç.8.1. A B 0 ml numune Ca Sertliği= A B 00.8 ml numune Önce kalsiyum sertliği hesaplanır; A B 00,8 8, ,8 ml Ca Sertliği= = = 17,875 mgcaco ml numune ml 25ml Kalsiyum sertliği, toplam sertliğin %0 u olduğu kabul edilirse, Ca Sertliği 17,875 mgcaco T. Sertlik = = = 59, 58 mgcaco 0,0 0, 0 %6 lık bir negatif hata var ise; 9 59,58 mgcaco = 2 mgcaco O halde sarfiyat; A B 0 A ml T. Sertlik = = = 2 mgcaco A= 10,8ml ml numune 50ml 25ml

10 9. Asidite ve Alakalinite Tayini S.9.1. Đçerisinde yalnızca karbonat ve bikarbonat alkalinitesi bulunduğu bilinen bir numunede alkalinite tayini yapılmak isteniyor. kat seyreltildikten sonra 50 ml alınan numune ile alkalinite deneyi gerçekleştiriliyor. Numuneye FF ilavesi sonrasında 0.02N H 2 SO ile titre edilmeye başlanıyor..6ml lik sarfiyat sonrasında renk dönüşümü gözleniyor. Daha sonra 6, ml M.O. ilave edildikten sonra dönüm noktasına ulaşılıyor Bu verilere göre, karbonat alkalinitesi ve bikarbonat alkalinitesi nedir? Ç.9.1. Numunede yalnızca karbonat ve bikarbonat alkalinitesi var ise; 0 Karbonat Alkalinitesi= 2 FF için sarfiyat ml numune Bikarbonat Alkalinitesi= Toplam Alkalinite Karbonat Alkalinitesi O Halde; S N FF Alkalinitesi= mlnumune, FF Alkalinitesi= = 68 mgcaco Karbonat Alkalinitesi= 2 FF için Sarfiyat = 2, 6 = 76 mgcaco ml numune 50 (,6+ 6,) 0.02 Toplam Alkalinite= = 872 mgcaco 50 Bikarbonat Alkalinitesi= Toplam Alkalinite Karbonat Alkalinitesi Bikarbonat Alkalinitesi= = 16 mgcaco

11 S.9.2. ph sı 7.6 olan bir numunede asidite ve alkalinite deneyleri yapılmak isteniyor. Bu deneyler 50 şer ml numune alınır ve deneyler gerçekleştirilir. Deneyler için 0,02N H 2 SO den 6.6 ml sarfedilirken, 0,01N lik NaOH den,9 ml sarfediliyor. Bu verilenlere göre aşağıdaki değerleri hesaplayınız? Fenol Ftaleyn Alkalinitesi, Metil Oranj Alkalinitesi, Karbonat Alkalinitesi, Bikarbonat Alkalinitesi, Hidroksil Alkalinitesi, Metil Oranj Asiditesi, Fenol Ftaleyn Asiditesi, Mineral Asidite, Karbondioksit Asiditesi, Alkalinite( mgcaco ) S N mlnumune = Asidite( mgcaco ) = A N mlnumune Ç.9.1. Alkalinite: ph 8. den düşük olduğu için Fenol Ftaleyn Alkalinitesi yoktur. ph 8. den düşük olduğu için Hidroksil Alkalinitesi yoktur. ph 8. den düşük olduğu için Karbnonat Alkalinitesi yoktur. ph 8. den düşük olduğu için Toplam Alkalinite, Metil Oranj Alkalinitesine eşittir. ph 8. den düşük olduğu için numunede yalnızca bikarbonat alkalinitesi vardır, o halde toplam Alkalinite, Bikarbonat Alkalinitesine eşittir. Metil Oranj Alkalinitesi ise; S N 6, 6 0, 02 Alkalinite( mgcaco ) = = = 12 mgcaco mlnumune 50 Asidite ph.5 den büyük olduğu için Metil Oranj Asiditesi yoktur. ph.5 den büyük olduğu için Mineral Asidite yoktur. ph.5 den büyük olduğu için Toplam Asidite, Fenol Ftaleyn Asiditesine Eşittir. ph.5 den büyük olduğu için numunedeki tüm asidite, Karbondioksit Asiditesidir. O halde Toplam Asidite, Karbondioksit Asiditesine Eşittir. Fenol Ftaleyn Asiditesi ise; A N,9 0, 01 Asidite( mgcaco ) = = = 9 mgcaco mlnumune 50