Doğal ve fiziksel olarak modifiye edilmiş zeolitin çinko (Zn) sorbsiyon kapasitesinin belirlenmesi
Determination of sorption characteristics of Zn (II) onto natural and physically modified zeolites
Yazar: NİHAN TAZEBAY
Danışman: PROF. DR. KADİR SALTALI
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Toprak Bilimi ve Bitki Besleme Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Kimya = Chemistry ; Ziraat = Agriculture

Özet:
Çinko (Zn) noksanlığı, bitkisel üretimde ve kalitede ciddi azalma ve kayıplara neden olmaktadır. Toprakların fiziko-kimyasal özellikleri bu mikro elementin bitkiler tarafından alımını etkilemektedir. Günümüzde çinko eksikliğini gidermek için Zn içeren gübreler (katı veya sıvı) topraklara veya yapraklara uygulanmaktadır. Bu uygulamalar yıl içerisinde Zn noksanlığı giderebilmek için etkili olsa dahi birkaç yıl tekrar aynı sorunlar meydana gelmektedir. Bu araştırmada,,toprak bileşenleri tarafından Zn? nun sorpsiyonunun azaltılması için Zn? nun zeolitlere adsorbe edilerek uygulamasının daha etkili olacağı düşünülmüştür. 
Bu çalışmada; doğal ve fiziksel olarak modifiye edilmiş olan zeolitin Zn sorpsiyon ve termodinamik özellikleri incelenmiştir. Araştırmada fiziksel olarak modifiye edilen zeolitin Zn adsorpsiyonunu artıp artmadığını kontrol edebilmek için elde edilen veriler doğal zeolitten elde edilen veriler ile karşılaştırılmıştır. Bu amaçla, zeolitin farklı sıcaklıklarda (200, 400, 600 °C) yüzey alan ve adsorpsiyon değişimleri incelenmiştir. Çalışmada optimum sorpsiyon koşulları (pH, sıcaklık, tanecik boyutu, adsorbent miktarı ve çalkalama süresi) belirlendikten sonra, doğal ve fiziksel modifiye zeolitin Langmuir izotermi ile bulunan maksimum sorpsiyon kapasitesi (qmax);  doğal zeolit için 20.87 mgg-1, fiziksel modifiye zeolit için 15.75 mgg-1 bulunmuştur. Adsorpsiyonun fiziksel yada kimyasal eğilimini saptayabilmek için Dubinin ? Redushkevich (D-R) izotermi kullanılmış ve elde edilen veriler kimyasal sorpsiyonun eğiliminin daha baskın olduğunu göstermiştir. Benzer şekilde zeolitlerin (doğal ve fiziksel modifiye)  termodinamik özelliklerini [(Gibbs serbest enerji; ?Go, entalpi ?Ho , ve entropi ?So]  belirlenmiştir. Doğal zeolitlerin fiziksel modifiye edilmiş zeolitlere göre Zn sorpsiyon kapasitesinin daha yüksek olduğu saptanmıştır.
Anahtar kelimeler: Çinko, zeolit, sorpsiyon, termodinamik parametreler

Abstract:
Zinc deficiencies are very common throughout the world especially in cereal production. Its deficiency results in impairments in crop quality and quantitiy. Pysico-chemical properties of soils affect plant availability of this nutrient.  The purpose of this study was to characterize the zinc (Zn) sorption properties of the natural and physically modified zeolites for agricultural and environmental treatments. Experiments were carried out using batch method as a function of solution pH, contact time, adsorbent dosage, and temperature. All these factors affected Zn2+ ion removal from aqueous solution. The sorption efficiencies in the optimised conditions for natural and physically modified zeolites were found to be 95.9 and 99.7 %  respectively for the Zn ion concentration of 100 mg L-1, respectively. Equilibrium modelling data were evaluated using linear Langmiur, Freundlich and Dubinin-Redushckevich (D-R) isotherms. Maximum Zn sorptions (qmax) for natural and physically modified zeolites were found to be 20.87 mgg-1 and 15.75 mgg-1, respectively. Thermodynamic parameters, gibbs free energy change ( ), enthalpy change ( ) and entropy change ( ), were calculated at different temperatures. From the obtained results, it could be concluded that the natural zeolite is more effective than physically modified zeolites in terms of maximum Zn ion sorption. Therefore, natural zeolite could be used for the adsorption of Zn ions in agriculture and environmental treatments.
Key words: Zinc, zeolite, sorption, thermodynamic parameters