Batı Anadolu klinoptilolitinin sodyum ve amonyum formlarında kobalt ve nikel iyonları ile iyon değişimi ve termodinamik analizi
Ion exchange with cobalt and nickel ions of Western Anatolia clinoptilolite at sodium and ammonium forms and thermodynamic analysis
Yazar: FİLİZ AKTEL
Danışman: PROF. DR. MÜJGAN ÇULFAZ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2005
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Zeolitler katalizör, adsorbent ve iyon değiştirebilme özelliklerinden dolayıkimya endüstrilerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada ülkemizdeyaygın olarak bulunan bir tür doğal zeolit olan Batı Anadolu Klinoptilolitinin,sodyum ve amonyum formlarında kobalt ve nikel iyonlarının iyon değişimyöntemiyle giderimi için bir iyon değiştirici olarak kullanımı incelenmiştir.Bu amaçla çalışmada ilk olarak orijinal klinoptilolitin kimyasal ve XRFanalizleri yapılmış ve X-Işını Kırınım desenleri çıkarılmıştır. Daha sonraklinoptilolit, sodyum klorür çözeltisiyle muamele ettirilerek sodyum formunadönüştürülmüştür. Sodyum formundaki klinoptilolitin kimyasal ve XRFanalizleri yapılmış ve yapıya yüksek miktarda sodyum iyonunun yerleştiğibelirlenmiştir. İkinci olarak 250C' ta 0,1 N kobalt ve nikel çözeltileri ile iyondeğişim denge deneyleri yapılmıştır. Denge deneyleri sonucunda klinoptilolitinseçicilik sıralamasınınNa+>Co+2>Ni+2 olduğu belirlenmiştir.Çalışmada klinoptilolitin katyonik formunun seçiciliğe etkisini görmek içinklinoptilolit amonyum klorür çözeltisiyle muamele edilerek amonyum formunadönüştürülmüş ve kimyasal analizi yapılmıştır. Daha sonra iyon değişim dengeivdeneyleri yapılmıştır. Denge deneyleri sonucunda sodyum iyonunun, kobalt venikel iyonlarıyla amonyum iyonuna göre daha kolay yer değiştirdiğigörülmüştür. En son olarak 250C ` de Co+2/ Na+- klinoptilolit ve Ni+2/ Na+-klinoptilolit sistemleri için termodinamik denge sabiti Ka ve serbest enerjideğişimi âG0 hesaplanmıştır. Kobalt için Ka (2,92x10-3), âG0 (7,23kJ/ eşdeğer),nikel için Ka (9,93x10-4), âG0 (8,56 kJ/eşdeğer) bulunmuştur.Bilim Kodu:912Sayfa Adedi:100Anahtar Kelimeler:Klinoptilolit, İyon değişimi, Kobalt, Nikel, Ağır metalTez Yöneticisi: Prof. Dr. Müjgan Çulfazv

Abstract:
Zeolites are being used commonly in chemical industries because of theircatalyst, adsorbent and ion exchange properties. In this study, the use ofnatural zeolite, Western Anatolian Clinoptilolite, which is found mostly in ourcountry was examined as an ion exchanger in sodium and ammonium forms toremove cobalt and nickel ions with ion-exchange method.In this study, as a first step chemical and XRF analysis of original clinoptilolitewere made and X-Ray-Diffraction analysis were obtained. After this,clinoptilolite was transformed into sodium form by treatment with sodiumcholoride solution. The chemical and XRF analysis of clinoptilolite is in sodiumform were made and it was examined that large amount of sodium ion wastransfered to the structure. Secondly, ion exchange equilibrium experimentswere made at 250C with 0,1 N cobalt and nickel solutions. As a result ofequilibrium experiments, the selectivity of clinoptilolite was determined as Na+> Co+2 > Ni+2In this study; clinoptilolite was converted to ammonium form by treatment withammonium chloride solution in order to see the effect of cationic form ofclinoptilolite to selectivity and chemical analysis of clinoptilolite was made.Then, ion exchange equilibrium experiments were made. At the end ofviequilibrium experiments, it was seen that sodium ion was exchanged with cobaltand nickel ions easier than ammonium ion. Finally, thermodynamicequilibrium constant (Ka ) and free energy change (âGÂ°) were calculated at25ºC for Co+2/ Na+- clinoptilolite and Ni+2/ Na+- clinoptilolite systems Ka andâGÂ° were determined as (2,92x10-3), (7,23kJ/ eguilavent) respectively for cobaltand (9,93x10-4), (8,56 kJ/eşdeğer) respectively for nickel.Science Code:912Page Number:100Keywords:Clinoptilolite, Ion Exchange, Cobalt, Nickel, Heavy MetalAdviser: Prof. Dr. Müjgan Çulfazvii