Deneysel Bölüm 68 

3.5.1. Kullanılan taşıyıcının dağılma katsayısının belirlenmesi

Çalışmamızda taşıyıcı olarak kullanılan FFAT’ın dağılma katsayısı bilgisayar destekli olarak belirlendi. Bunun için Tetko ve Tanchuk (2006) tarafından sağlanan ve 7 farklı program (ALOGP, IALOGp, ABLogP, COSMOFrag, miLogP, KOWWIN, XLOGP) ile hesaplanmış değerleri veren yazılım kullanıldı. Ancak burada elde edilen değerler oktanol/su sistemi için hesaplandığından elde edilen sonuçlar yaklaşık sonuçlardır. Yapılan hesaplamalar sonucunda FFAT için dağılma katsayısının logaritması için yaklaşık olarak 3,45 değeri elde edilmiştir.

3.5.2. PIM’in hazırlanması

0,0600 g CTA 5 mL diklormetan içerisinde 6 saat boyunca karıştırılarak oda sıcaklığında çözünmesi sağlandı. Ayrı bir kapta 2 mL diklormetan içerisine 0,100 mL NPOE ile 0,0198 g taşıyıcı olarak kullanılan FFAT bileşiğinden ilave edilerek 2 saat karıştırıldı. Daha sonra CTA içeren çözeltinin üzerine NPOE ve taşıyıcıyı içeren çözelti ilave edilerek hızlı bir şekilde yaklaşık olarak 3 saat daha karıştırıldı. Elde edilen çözelti 56 mm çapındaki petri kabına dökülerek üzeri saat camı ile kapatıldı. Diklormetanın tamamının uzaklaşması için 1 gece beklendi. Diklormetanın tamamının uzaklaşmasıyla katı, pürüzsüz ve esnek yapıda olan bir membran elde edildi (Şekil 3.3). Petri kabına soğuk su ilave edilerek membran Petri kabından çıkartıldı.

Yukarıda verilen membran bileşimi optimum membran bileşimi olarak belirlendi. Membranın değişkenlerden herhangi birisinin etkisini incelemek için diğer değişkenler sabit tutulup seçilen değişkenin miktarı veya türü değiştirilerek farklı membranlar hazırlandı.

Elde edilen membranın kalınlığı digital mikrometre ile 5 farklı noktadan ölçülerek ortalama membran kalınlığı hesaplandı. Yapılan ölçümler sonucunda elde edilen membran kalınlığının yaklaşık olarak 48 µm olduğu bulundu.

3.5.3. Transport çalışmaları

Şekil 3.2’de görülen deney düzeneği kullanılarak gerçekleştirilen deneyde, hücrenin birinci bölmesine donör faz olarak 0,5 M HCl’de hazırlanmış 7x10-4 M K2Cr2O7 çözeltisinden 40 mL konuldu. Hücrenin ikinci bölmesine akseptör faz olarak

0,5 M CH3COONH4 çözeltisinden 40 mL konuldu. Elde edilen membran transport

hücresinin iki bölmesi arasına yerleştirilerek donör ve akseptör fazlar ile temas etmesi sağlandı (temas yüzey alanı 7,07x10-4 _m2_{). Deney termostatlı su banyosu kullanılarak}

25°C’de gerçekleştirildi. Ayrıca donör ve akseptör fazlar manyetik karıştırıcı ile 600 rpm’de karıştırıldı. Bu şartlar optimum transport şartları olarak belirlendi. Bu şartlarda 600 dakikalık zaman periyodunda gerçekleştirilen deneyde 60’ar dakika arayla donör fazdan alınan numunenin absorbans değeri ölçüldü. Numune ölçümden sonra tekrar sisteme ilave edildi. Aynı çalışma taşıyıcı içermeyen membran ile de gerçekleştirildi.

Her bir değişkenin etkisini incelemek için diğer değişkenler sabit tutulup seçilen değişkende değişiklik yapılarak transport çalışmaları yapıldı.

Cu(II), Fe(III), Ni(II) ve Al(III) metalleri ile yapılan çalışmada diğer şartlar sabit tutularak 0,5 M HCl ve 0,125 M NaCl içeren 7x10-4 M metal çözeltileri donör faz olarak kullanıldı.

Elektrokaplamacılık atık çözeltisinden kromun ayrılması için yapılan transport çalışmasında ise donör faz olarak, elektrokaplamacılık atık çözeltisinin 0,5 M HCl ve 0,125 M NaCl içeren çözelti ile 800 kat seyreltilmesinden elde edilen çözelti kullanıldı.

Cu(II), Fe(III), Ni(II) ve Al(III) metalleri ve elektrokaplamacılık atık numunesi ile yapılan çalışmalarda 600 dakika sonunda her iki fazdan alınan numunelerin metal analizleri ICP-OES ile yapıldı. Her bir çalışma en az üç kez tekrarlanarak hesaplamalarda ortalama değerler kullanıldı.

3.5.4. Kalibrasyon grafiğinin eldesi ve parametrelerin hesaplanması

1x10-5 ile 7x10-4 M aralığındaki 0,5 M HCl’de hazırlanmış K2Cr2O7

çözeltilerinin 350 nm’de absorbans değerleri ölçüldü (Çizelge 3.5). Daha sonra konsantrasyon değerlerine karşılık ölçülen absorbans değerleri grafiğe geçirilerek A=2502,7C + 0,0019 (R2=0,999) olan doğru denklemi elde edildi (Şekil 3.4). Bu doğru denklemi 0,5 M HCl ortamında gerçekleştirilen deneylerdeki kromat konsantrasyonunun hesaplanmasında kullanıldı. Çalışmada kullanılan donör fazdaki farklı asit türleri ve farklı HCl konsantrasyonları içinde aynı şekilde kalibrasyon grafikleri çizilerek konsantrasyon ile absorbans arasındaki doğru denklemleri bulundu.

Çizelge 3.5. Farklı konsantrasyonlardaki K2Cr2O7 çözeltisinin (0,5 M HCl’de) absorbans değerleri (λ=350 nm)

Konsantrasyon (mol/L) Absorbans (nm)

1,0x10-5 _0,026

5,0x10-5 _0,125

1,0x10-4 _0,257

4,0x10-4 _1,000

7,0x10-4 _1,755

Deney anında donör fazdan her 60 dakikada bir numune alınarak yapılan ölçümler sonucunda absorbans değerleri ve kromat konsantrasyonu Çizelge 3.6’daki gibi hesaplandı. Diğer bütün çalışmalar için de benzer hesaplamalar yapıldı.

Çizelge 3.6. Donör fazdan alınan numunelerin ölçülen absorbans, hesaplanan

kromat konsantrasyonu ve ln(C/Ci) değerleri Zaman t (dk) Ad Cx104 (mol/L) ln(C/Ci) 0 1,763 7,00 0 60 1,432 5,71 -0,203 120 1,203 4,80 -0,378 180 0,997 3,98 -0,566 240 0,797 3,18 -0,790 300 0,657 2,62 -0,984 360 0,516 2,05 -1,226 420 0,401 1,59 -1,479 480 0,309 1,23 -1,741 540 0,232 0,92 -2,030 600 0,180 0,71 -2,286 Donör faz: 7x10-4 _{M K}

2Cr2O7 çözeltisi (0,5 M HCl’de), akseptör faz: 0,5 M CH3COONH4 çözeltisi,

membran bileşimi: 0,060 g CTA, 0,100 mL NPOE ve 0,0198 g FFAT, 600 rpm, 25o_C

Eşitlik 1.35’e göre t’ye karşı ln(C/Ci) grafiğinin eğiminden hız sabiti k değeri

hesaplanmıştır (Şekil 3.5). Bu eşitlikteki Ci donör faz başlangıç metal iyonu

konsantrasyonu ve C herhangi bir andaki metal iyonu konsantrasyonudur.

Hesaplanan k değerinin Eşitlik 1.36 kullanılmasıyla başlangıç geçirgenlik katsayısı Pi hesaplanmıştır. Bu eşitlikte V değeri transport hücresindeki donör faz hacmi

olup 4,0x10-5 m3’tür ve A değeri donör ve akseptör faz ile temas halinde olan membran alanı olup 7,07x10-4 m2’dir.

Pi değerinin eşitlik 1.31 kullanılmasıyla da başlangıç akı değeri Ji

hesaplanmıştır.

Ayrıca Cr(VI) iyonlarının donör fazdan akseptör faza taşınmasının yüzde olarak değeri 100 x ) ( i i C C C RF   (3.1)

eşitliği ile hesaplanmıştır. Bu değerler Çizelge 3.7’de verilmiştir.

Çizelge 3.7. Cr(VI) iyonunun transportuna ait sayısal değerler

kx105 (1/s) Jix10 6 (mol/sm2₎ Pix10 6 (m/s) RF 6,337 2,51 3,59 89,83