Termodinamik parametrelerin yorumlanması

Çizelge 6.12’de metal iyonlarının farklı adsorplayıcılar üzerinde hesaplanmış Langmıir izotermine ait b sabitleri mol başına dönüştürüldü. Denge sabiti (K) yerine adsorpsiyon ve desorpsiyon hız oranına karşılık gelen (denklem 4.5) Langmuir sabiti b (birimindeki miligramı mola çevirerek) kullanıldı. Serbest entapi değişimi (∆G˚ ), entalpi değişimi (∆H˚), ve entropi değişimi (∆S˚) değerleri aşağıdaki denklemlerde hesaplandı(3).

∆G˚= -RT lnb (6.5) lnb = ∆S˚ /R - ∆H˚ /R 1/T (6.6) ∆G˚ = ∆H˚ - T∆S˚ (6.7)

Elde edilen termodinamik parametreler Çizelge 6.12’de görülmektedir. ∆G˚ değerlerinin negatif oluşu adsorpsiyon olayının kendiliğinden oluştuğunu, ∆H˚ değerlerinin pozitif oluşu ise adsorpsiyon sürecinin endotermikliğini gösterir. ∆S˚ nin pozitif olması adsorplayıcının adsorplanana karşı affinitesini gösterir. Adsorpsiyon işlemi sadece fizisorpsiyon olsaydı sistemin entalpi değişimi ekzotermik olurdu. Ancak gerçekte enerji:

1. Metal iyonlarının ve adsorbe edilen türlerin adsorplayıcının yüzeyindeki (oksijenlenmiş komplekslerin) dehidrasyonunda;

2. Adsorbe edilenlerin desorpsiyonunda; 3. Gözeneklerin ölçülerinin değişmesinde;

4. İçsel kütle difüzyon hızının artmasında kullanıldığı varsayıldığından ∆H˚ değeri pozitif çıkmaktadır. ∆S˚’in pozitif olması ise hem adsorplayıcının aktif merkezindeki hem de adsorplananı saran ve düzenli bir yapı teşkil eden çözücü moleküllerinin (negatif ∆S˚).iyon adsorpsiyonu sonucu ana çözücüye salınmasına (pozitif ∆S˚) bağlanabilir.Ya da sürecin endotermik ve kendiliğinden oluşumu, enerjinin entropiye baskın olmasını sağlıyor.

Çizelge 6.12. Cu (II)’nin farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyonun termodinamik parametreleri

Adsorplayıcı T (K) b(L mg-1) b(L mol-1) ∆G(kj mol-1) ∆H(kj mol-1) ∆S(j mol-1 k-1)

298 0.022 1384.237 -17.920 HF 308 0.020 1270.000 -18.301 12.3654 100.957 318 0.030 1905.000 -19.967 298 0.033 2095.500 -18.947 MF 308 0.035 2222.500 -19.734 28.7822 159.305 318 0.069 4381.500 -22.169 298 0.002 127.000 -12.001 HB 308 0.004 254.000 -14.179 10.0080 76.240 318 0.006 381.000 -15.711 298 0.026 1651.000 -18.357 MB 308 0.029 1841.500 -19.252 4.3467 76.547 318 0.039 2476.500 -20.660 7. SONUÇ

Elde edilen verilerin değerlendirilmesi sonucu :

1) Adsorpsiyonun sıcaklıkla arttığı dolayısıyla sürecin endotermik olduğu 2) Adsorpsiyon kinetiğinin pseudo-ikinci mertebeye uyduğu

3) Reactive orange 122 modifikasyonunun adsorpsiyonun lehinde olduğu 4) Çözeltinin pH sının artmasıyla adsorpsiyonun arttığı

5) Adsorpsiyonun ∆G˚ değerinin negatif olması nedeniyle kendiliğinden gerçekleşen, keza ∆H˚ değerinin pozitifliği adsorpsiyonun endotermikliğinin bir göstergesi olduğu 6) Aynı adsorplayıcıyla sulu çözeltiden hem boyarmadde hem de Cu(II) iyonlarının uzaklaştırılmasının mümkün olabileceği

7) Kullanılan adsorplayıcıların ticari dolayısıyla daha maliyetli adsorplayıcılara alternatif olabileceği sonucuna varıldı.

8. KAYNAKLAR

1. Gündüz, T. , 1998. Çevre Sorunları, Gazi Kitapevi, Ankara

2. Shukla S.R. and Pai Roshan S., Adsorption of Cu(II), Ni(II) and Zn(II) on modified jute fibres, Bioresource Technology 96 (2005) 1430-1438

3. Shukla S.R. Pai Roshan S. , Shendarkar Amit D., Adsorption of , Ni(II), Zn(II) and Fe(II) on modified coir fibres, Sepration and Prufication Technology 47 (2006) 141 -147 4. Bulut Y. , Çeşitli bitkisel atıklar üzerinde ağır metal adsorpsiyon kinetiği ve dengesinin incelenmesi, Doktora Tezi, Dicle Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Diyarbakır (2003) 19-30

5. Babel Sandhya and Kurniawan Tonni Agustiono, Low-cost adsorbents for heavy metals uptake from contaminated water: a review, Journal of Hazardous Materials B97 (2003) 219-243

6. Shukla S.R. and Pai Roshan S., Adsorption of Cu(II), Ni(II) and Zn(II) on dye loaded groundnut shells and sawdust, Separation and Prufication Technology-43 (2005) 1-8 7. Sciban Marina, Klasnja Mile, Skrbic Bilijana, Modified softwood sawdust as adsorbent of heavy metal ions from water, Journal of Hazardous Materials xxx-xxx

8. Yu Bin, Zhang Y. , Shukla Alka, Shukla Shyam S. , Dorris Kenneth L. , The removal of heavy metal from aqueous solutions by sawdust adsorption – removal of copper, Journal of Hazardous Materials B80 (2000) 33-42

9. Gong Renmin, Sun Yingzhi, Chen Jian , Liu Huijun, Yang Chao, Effect of chemical modification on dye adsorption capacity of peanut hull, Dyes and Pigments 67 (2005) 175- 181

10. Palma Graciela, Frer Juanita, Baeza Jaime, Removal of metal ions by modified Pinus radiata bark and tannins from wateer solutions, Water Research 37 (2003) 4974-4980 11. Shukla S.R. and Pai Roshan S. , Comparison of Pb(II) uptake by coir and dye loaded coir fibres in a fixed bed column, Journal of Hazardous Materials B125 (2005) 147-153 12, Bulut Y. and Baysal Z. , Removal of Pb(II) from wastewater using wheat bran, Journal of Environmental Management xx (xxxx) 1-7

13. Kocasoy, G. , 1991.Atık Su Arıtma Sistemleri, TMMOB, Kimya Mühendisler Odası İstanbul Şubesi, İstanbul

14. Çevre Notları, T.C. Çevre Bakanlığı, Mart 1998, Ankara

15 GAP Bölgesel Çevre Araştırması-Dicle Havzası Projesi-I. Aşama Nihai Raporu, Aralık 1993 Dicle Üniversitesi Diyarbakır

16. Allow, B. , j. , Ayres, D. , C. , Chemical Principles of Enviromental Pollution

17. Baysal Gülay., Doğal Selülozik Adsorplayıcılarla Boyarmadde Uzaklaştırılması,Yüksek Lisans Tezi, Dicle Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Diyarbakır (2005) .

18. Aydın H., Bitkisel kökenli aktif karbonların endüstriyel kullanımına ilişkin standart test reaksiyonlarının incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Dicle Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Diyarbakır (1990) 5-7

19. Berkem AR., Baykut S., Berkem ML., Fizikokimya Cilt II, İstanbul Üniversitesi, İletişim Fakültesi Basımevi Ve Film Merkezi, İstanbul(1994)

20. Ricordel S.,Taha S, Cisse I, Dorange G., Heavy metals removal by adsorption onto peanut husks carbon:Characterization,kinetic study and modeling.Sep.Purif.Technol., 24,(2001)389-401.

21. Al-Qoadah Z., Adsorption of dyes using shale oil ash, Water Res., 34(17), (2000)4295- 4303.

22. Alkan M.,Demirbaş Ö.,Çelikçapa S.and Doğan M., Sorption onto sepiolite, Journal of Hazardous Materials, B116,(2004)135-145.

23. A.Mohammed, K.H.Akhtar, A.Shamım and A.Anees, Role of Sawdust In The Removal of Copper(II)From Industrial Wastes,What.Res.,S0043-1345(98)0067-0.

24. Jain A.K., Gupta V.K.Bhatnager A. And Suhas, Utilization of industrial waste products as adsorbants for the removal of dyes, Journal of Hazardous Materials,B101,(2003)31-42.

ÇİZELGE LİSTESİ

Çizelge1 .1. Temizleme metodlarının bazı avantaj ve dezavantajları………...2 Çizelge 1.2.Çözeltiden kirlilikleri uzaklaştırmak için kullanılan bazı adsorplayıcıların avantaj ve dezavantajları……….……….3 Çizelge1.3.Daha önce yapılan çalışmalar………..………...4 Çizelge 2.1 İçme sularında inorganik bileşikler için önerilen limit değerler………….…..8 Çizelge 5.1. Çalışmada kullanılan adsorplayıcıların fiziksel ve kimyasal özellikleri..…27 Çizelge 6.1. Cu (II)'nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyon

kinetik verileri………..………...30 Çizelge 6.2. Cu (II)'nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyon kinetiği pseudo birinci mertebe verileri………..………32 Çizelge 6.3.Cu (II)’nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyon kinetiği psödo-birinci mertebe hız sabitleri………34 Çizelge 6.4. Cu (II)'nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyon kinetik pseudo ikinci mertebe verileri……….………...35 Çizelge 6.5.Cu (II)’nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyon kinetiği psödo- ikinci mertebe hız sabitleri………...37 Çizelge 6.6. Cu (II)'nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyon kinetik parçacık içi kütle difüzyon katsayısı verileri………..………37 Çizelge 6.7.Cu (II)’nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyon kinetiği parçacık içi kütle transfer katsayısı hesaplama verileri……….39 Çizelge 6.8.Cu (II)’nin farklı sıcaklıklarda HF ve MF üzerinde adsorpsiyon

verileri……….41

Çizelge 6.9. Cu (II)’nin farklı sıcaklıklarda HB ve MB üzerinde adsorpsiyon verileri…42 Çizelge 6.10 Cu (II)'nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyon izoterm sabitleri……….………46 Çizelge 6.11 Farklı pH değerlerinde farklı adsorplayıcılar üzerinde Cu (II) iyonlarını adsorpsiyon verileri……….………..48 Çizelge 6.12. Cu (II)’nin farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyonun termodinamik parametreleri……….50

ŞEKİL LİSTESİ

Şekil 4.1. Adsorpsiyon izotermlerinin karekteristik tipleri………...…...17

Şekil 4.2 Freundlich adsorpisyon izotermi………..18

Şekil 4.3. Freundlich adsorpisyon izoterminin çizgisel hali………...………18

Şekil 4 .4.Langmuir adsorpsiyon izotermi ………...…………20

Şekil 4 .6. BET adsorpisyon izoterminin çizgisel hali ………....……..21

Şekil 4.7.Sulu çözeltiden adsorpsiyon İzotermlerine ilişkin Gilles sınıflandırılması………..……23

Şekil 6.1.Cu (II)’nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyonuna temas süresinin etkisi………...31

Şekil 6.2. Cu (II)'nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyon kinetik psödo-birinci mertebe çizimleri……… ………33

Şekil.6.3. Cu (II)'nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyon kinetik psödo-birinci mertebe çizimleri……… ………36

Şekil 6.4. Cu (II)'nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyon parçacık içi kütle difüzyon katsayısı hesaplama çizimleri………..38

Şekil 6.5 Cu (II)’nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsopsiyon izotermler……… ……….43

Şekil 6.6. Cu (II)'nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyon izotermlerinin Langmiur tipi çizgisel halleri……….……….44

Şekil 6.7. Cu (II)'nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde adsorpsiyon izotermlerinin Freundlich tipi çizgisel halleri………..………...45

Şekil 6.8. Cu (II)'nin farklı sıcaklıklarda farklı adsorplayıcılar üzerinde modifikasyon etkisi ...……….………..47

Şekil 6.9’de Cu (II) iyonlarının farklı adsorplayıcılar üzerinde farklı pH değerlerine karşılık gelen adsorpsiyon çizimleri………..………..48

ÖZGEÇMİŞ

1980 Diyarbakır / Kulp doğumluyum. İlk ve orta öğrenimimi Diyarbakır’da tamamladım.1999-2003 yılları arasında Dicle Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümünde lisans eğitimimi tamamladım. 2004 yılında Dicle Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü Fizikokimya Anabilim Dalı Başkanı Sayın Yrd. Doç. Dr. Haluk AYDIN’nın danışmanlığında "Boyarmaddeyle modifiye edilmiş selülozik adsorplayıcılarla sulu çözeltiden metal uzaklaştırılması" adlı yüksek lisans çalışmama başladım. 12.06.2005 tarihinden itibaren de Özel Gelişim Tıp Merkezi’nin laboratuarında çalışmaktayım.