Ylmaz NURAY TEZ2 en Son Muhurlu en Son

8/3/2019 Ylmaz NURAY TEZ2 en Son Muhurlu en Son

1/137

T.C.RZE NVERSTES

FEN BLMLER ENSTTS

NYE BENTONTN NAPROKSEN ve PYRONN Y ileETKLEMELERNN XRD, FTIR, UV-GR, BET, TERMK

ANALZ ve FLORESANS TEKNKLER YARDIMIYLAAYDINLATILMASI

Nuray YILMAZ

Tez Danman

Do.Dr. Ahmet TABAK

YKSEK LSANS TEZ

KMYA ANABLMDALI

RZE- 2010

1


2/137

2


3/137

NSZ

Bu tez calmasnda beni ynlendiren, tm bilgi ve deneyimlerini ho grsyleharmanlayp nme sunan deerli hocam Sayn Do. Dr. Ahmet TABAK'a sonsuz

kranlarm sunuyorum.

almalarm esnasnda yardmlarn esirgemeyen, bilgi ve tecrbelerinden

faydalandm ok deerli hocam Sayn Yrd. Do. Dr. Kadem MERALe teekkr ederim.

Tez almalar ve tez yazm boyunca maddi ve manevi desteini esirgemeyen Sayn

Talat BARAN'a ok teekkr ederim.

Btn almalarm boyunca maddi ve manevi olarak desteini her zamanhissettiim bata Sayn Ar. Gr. Kaan KARAOLU olmak zere, Sayn Yrd. Do. Dr.

Cihan KANTAR'a, Sayn Adem DEMR'e, Sayn Mehtap BLC'ye ,Sayn Bayram

DURAL'a, Sayn Firdevs MERT'e ve RZE NVERSTES Kimya Blmnn deerli

retim yelerine teekkr ederim.

Ayrca beni bugnlere getirmek iin byk emek sarf eden, zverileriyle varlklaryla

en byk desteim olan ok deerli aileme ve kardeime sonsuz teekkr bir bor bilirim.

3


4/137

NDEKLER

NSZ

NDEKLER.......................................................................................................................I

ZET.....................................................................................................................................V

SUMMARY.........................................................................................................................VI

SEMBOLLER ve KISALTMALAR DZN.....................................................................VII

EKLLER DZN..............................................................................................................IX

TABLOLAR DZN..........................................................................................................XII

1. GENEL BLGLER .................................................................................................1

1.1. Killer........................................................................................................................11.2. Kil Minerallerinin Tanm .......................................................................................2

1.2.1. Montmorilonit..........................................................................................................5

1.3. Bentonit....................................................................................................................6

1.3.1. Bentonitin Tanm ve zellikleri..............................................................................6

1.3.1.1. Bentonitin Karakteristik zellikleri.........................................................................7

1.3.1.2. Tabii ekli................................................................................................................7

1.3.1.3. Tane Boyutu ve Rengi..............................................................................................71.3.1.4. zgl Arlk...........................................................................................................8

1.3.1.5. Bentonitin imesi...................................................................................................8

1.3.1.6. Bentonitin Katyon Deitirme Kapasitesi...............................................................8

1.3.2. Bentonitin Kullanm Alanlar...................................................................................9

1.3.2.1. Bentonitin Aartma Topranda Kullanm..............................................................9

1.3.2.2. Bentonitin la ve Kozmetik retiminde Kullanm..............................................10

1.3.2.3. Temizlik Maddelerinde Bentonit Kullanm ve Aranan zellikler........................111.3.2.4. Petrol Rafinasyonunda Bentonit Kullanm...........................................................11

1.3.2.5. Kat Sanayiinde Bentonit Kullanm....................................................................11

1.3.2.6. Boya Sanayiinde Bentonit Kullanm....................................................................12

1.3.2.7. Lastik Sanayiinde Bentonitin Kullanm................................................................12

1.3.2.8. Absorban (Kedi Kumu) Olarak Bentonitin Kullanm..........................................12

1.3.2.9. Nem Alc Kil retiminde Kullanm....................................................................12

1.3.2.10.Atk Sularn Temizlenmesinde, Atk Barajlarnda ve Yap Sanayiinde Kullanm

...............................................................................................................................13

1.3.2.11. Hayvan Yemi Sanayiinde......................................................................................13

I


5/137

1.3.2.12. Dkm Kumu ve Peletlemede Bentonitin Kullanm...........................................13

1.3.2.13. Sondaj Alannda Bentonitin Kullanm.................................................................14

1.3.2.14. imento Sanayiinde Bentonitin Kullanm...........................................................14

1.3.2.15. naat Mhendisliinde Bentonit Kullanm.........................................................14

1.3.2.16. Gda Sanayiinde Bentonit Kullanm....................................................................14

1.4. Kil ve Kil minerallerinin la Sanayinde Kullanm..............................................15

1.4.1. Etken madde olarak kullanm...............................................................................15

1.4.1.1. Az yoluyla alm ................................................................................................15

1.4.1.2. Lokal uygulamalar................................................................................................16

1.4.2. Katk Maddesi Olarak Kullanlmas......................................................................17

1.5. Naproksen..............................................................................................................20

1.6. Adsorpsiyon...........................................................................................................21

1.6.1. Adsorpsiyon trleri................................................................................................23

1.6.2. Fiziksel adsorpsiyon..............................................................................................24

1.6.3. Kimyasal adsorpsiyon............................................................................................25

1.6.4. yonik adsorpsiyon.................................................................................................26

1.6.5. Biyolojik adsorpsiyon (Biyosorpsiyon).................................................................26

1.7. Adsorpsiyon izotermlerinin snflandrlmas........................................................271.8. Adsorpsiyonu Etkileyen Etmenler.........................................................................29

1.9. Adsorpsiyon izotermleri........................................................................................30

1.9.1. Langmuir adsorpsiyon izotermi.............................................................................30

1.9.2. Freundlich adsorpsiyon izotermi...........................................................................31

1.9.3. Brunauer-Emmett-Teller (BET) E-Scaklk Erisi...............................................32

1.10. Adsorpsiyon Termodinamii.................................................................................33

1.11. Boya ve Boyarmadde.............................................................................................341.11.1. Bazik Boyarmaddeler............................................................................................35

1.12. Pyronin Y...............................................................................................................36

1.13. Fotofiziksel ve Fotokimyasal Prosesler.................................................................37

1.13.1. Agregasyon............................................................................................................42

1.13.2. Molekler Agregatlar.............................................................................................42

1.13.2.1.Paralel (Sandwich) yap: H-agregat.......................................................................43

1.13.2.2.Ba-kuyruk (Head to tail ) yap: J agregat.............................................................44

1.13.3. Eksiton (Exciton) Teorisi.......................................................................................47

1.14. Literatr zeti........................................................................................................50

II


6/137

2. YAPILAN ALIMALAR...................................................................................56

2.1. Kimyasallar............................................................................................................56

2.2. Cihazlar..................................................................................................................56

2.3. Deneyler.................................................................................................................57

2.3.1. Ham Bentonitin Hazrlanmas...............................................................................57

2.3.2. Katyon Deitirme Kapasitesinin Bulunmas........................................................57

2.3.3. Katyon Deitirilmi Bentonitin Hazrlanmas......................................................58

2.3.4. Naproksen-Bentonit Kompositin Sentezlenmesi...................................................58

2.3.5. Naproksen-Bentonit Kompositinden Naproksenin Desorpsiyonu zerine pH'n

Etkisi......................................................................................................................59

2.3.6. Pyronin Y (PyY)- Bentonitin Sentezlenmesi.........................................................59

2.3.7. eitli Konsantrasyonlardaki Pyronin Y zeltilerinin Bentonit Tarafndan

Adsorplanmas.......................................................................................................60

2.3.8. Ham Bentonitin Pyronin Y Adsorpsiyonu zerine Scakln Etkisi....................61

2.3.9. Ham Bentonitin Pyronin Y Adsorpsiyonu zerine yon iddetinin Etkisi............61

2.3.10. Ham Bentonitin Pyronin Y Adsorpsiyonu zerine Kil Miktarnn Etkisi.............62

2.3.11. Floresans ve Absorpsiyon lmleri in PyY-Bentonitin Hazrlanmas.............62

2.3.12. Naproksen-Bentonit (N-Bentonit) ve Pyronin Y-Bentonit (PyY-Bentonit)Kompositlerinin Karakterizasyonu........................................................................63

3. BULGULAR..........................................................................................................65

4. SONU VE TARTIMA.......................................................................................94

4.1. Ham Bentonitin Kimyasal Analiz Sonular .........................................................94

4.2. Bentonit Naproksen Etkilemesinin Deerlendirilmesi.........................................94

4.2.1. XRD Analizi Verileri..............................................................................................94

4.2.2. Termik Analiz Verileri ...........................................................................................974.2.3. IR Spektrumlar......................................................................................................98

4.2.4. Yzey Alan lm...........................................................................................100

4.2.5. N-Bentonit Kopmleksinde Naproksen Moleklnn Desorpsiyonu...................100

4.3. Bentonit Pyronin Y Etkilemesinin Deerlendirilmesi........................................101

4.3.1. XRD Analizi........................................................................................................101

4.3.2. Termal Analiz.......................................................................................................102

4.3.3. IR Spektrumlar....................................................................................................103

4.3.4. Adsorpsiyon zotermleri......................................................................................104

4.3.5. Bentonit Tarafndan PyY Trlerinin Adsorpsiyonu zerine Scakln Etkisi .. .106

III


7/137

4.3.6. Bentonit Tarafndan PyY Adsorpsiyonuna yon iddetinin Etkisi......................107

4.3.7. Bentonit Tarafndan PyY Adsorbsiyonuna Kil Miktarnn Etkisi.......................107

4.4. Farkl CEC oranlarnda Bentonit ile PyY Etkileiminin Ardndan Elde Edilen

Szntlerin Fotofiziksel Karakterizasyonu.......................................................108

KAYNAKLAR...................................................................................................................114

ZGEM

IV


8/137

ZET

Bu almada, nye Bentonit ile bir ila etken maddesi olan Naproksen ve lazer boyas

olarak kullanlan Pyronin Y molekllerinin etkiletirilmesiyle sentezlenen kompositlerin termal

kararllk ve yapsal zellikleri X-nlar toz krnm (XRD), termal analiz (TG/DTA/DSC), FourierTransform Infrared (FTIR), yzey alan lm teknikleri kullanlarak incelendi.

Ana bileeni Ca-montmorillonit olan ham nye bentonitinin d001 temel boluu 15,33

olarak belirlendi. Ham nye Bentonitin i tabaka boluuna Naproksen ve Pyronin molekllerinin

yerlemesiyle hazrlanan N-Bentonit ve PyY-Bentonitin temel boluklar ise srasyla 24,12 ve

18,13 deerlerine artt. Ham nye bentonitin TG erisinde 30-200 C scaklk aralnda toplam

%10,72lik ktle kayb adsorbe ve tabakalar aras katyona bal sularn uzaklamasna karlk

gelir. 200-750 C scaklk aralnda ise yapsal hidroksil gruplar ve kil d bileenler

uzaklamaktadr (%3,99luk ktle kayb). Ham nye Bentonitten farkl olarak, 200-750 C scaklk

aralnda N-bentonitte %10,24lk ve PyY-bentonit kompositinde ise % 5,6lik ktle kayb

gzlenmektedir. Ham nye Bentonitin IR spektrumunda, 3600-3200 cm-1 aralnda yapsal OH

gerilme titreimleri, 1200-900 cm-1 aralnda Si-O gerilme bandlar ve 750-400 cm-1 aralnda ise

eilme pikleri yer almaktadr. N-bentonit ve PyY-bentonitin IR spekturumlarnda ise 1650-1460

cm-1 aralnda aromatik halkann C=C iskelet gerilme pikleri, 1460-1360 cm-1 aralnda ise alkil

gruplarnn C-H eilme pikleri ak bir ekilde gzlenmektedir. Ayn zamanda N-bentonitin IR

spektrumunda antisimetrik ve simetrik COO- gerilme; PyY-bentonitin IR spekturumunda ise 1594

cm-1de C=N gerilme ve 1286 cm-1de C-O-C asimetrik gerilme pikleri tespit edildi. Naproksen

moleklnn N-Bentonit kompositinden farkl pH deerlerinde desorpsiyonu, ila salnmnn

yksek pH deerlerinde ok, dk pH deerlerinde ise daha az olduunu gsterdi. nye bentonit

kullanlarak sulu zeltiden PyYnin adsorpsiyonu, adsorpsiyon prosesi zerine scakln, pH,

iyonik kuvvet ve kil miktar etkisi dikkate alnarak incelendi. Adsorpsiyon verileri Freundlich

modeline iyi bir ekilde uydu ve ayn zamanda 25-45 C scaklk aralnda gzlemlenen negatif

G (serbest enerji deiimi) deerleri PyY adsorpsiyonun termodinamik olarak mmkn olan bir

proses olduuna iaret etti. Kil-boya sspansiyonlarndan elde edilen PyY sulu zeltilerinin UV-

grnr spektrumlarnda yeni bir H- agregat band gzlendi. lem grmemi PyY nin sulu

zeltilerine kyasla kil boya sistemlerinin floresans iddeti ve uyarlm seviyede kalma srelerinin

daha az olduu belirlendi.

Anahtar Kelimeler: Bentonit, Adsorpsiyon, Agregasyon, Naproksen, Pyronin Y, XRD,

FTIR, TG-DTG/DTA

V


9/137

SUMMARY

THE CHARACTERIZATION OF INTERACTIONS OF NYE BENTONITE WITHNAPROXEN AND PYRONINE Y USING XRD, FTIR, UV-VIS, BET, THERMAL

ANALYSIS AND FLUORESCENCE TECHNIQUES

In this study, the thermal stabilities and structural properties of the composites which were

synthesized by treating Naproxen and Pyronin Y molecules used as drug active agent and lazer dye,

respectively, with nye bentonite were investigated by using X-ray diffraction (XRD), thermal

analysis (TG/DTA/DSC), Fourier Transform Infrared (FTIR), and specific surface area

measurement (BET) techniques.

The d001 basal spacing value of nye Bentonite with major Ca-montmorillonite was

determined as 15.33 . The basal spacing values of the N- and the Py-Y-bentonite which was

prepared by penetrating of Naproxen and Py-Y molecules into interlayer space of bentonite wereincreased to 24.12 and 18.13 , respectively. The 10.72 % of the total mass loss on the TG curve

of untreated nye Bentonite between 30-200 C temperature range was attributed to removal of

adsorbed and cations-coordinated waters. In the range of 200-750 C, the structural OH groups and

the external clay components remove (mass loss =3.99 %). In the temperature range 200-750 C,

different from untreated nye bentonite, %10.24 and % 5.6 of mass losses for N- and Py-Y

bentonites, respectively, are observed. In the spectrum of untreated nye bentonite, the structural

OH stretching vibrations in the region 3600-3200 cm-1, the Si-O stertching bands in the range

1200-900 cm-1 and bending peaks within the range 750-450 cm-1 are located. In the case of N- and

PyY-bentonites, the C=C skeleton stretching peaks of aromatic ring in the range 1650-1460 cm -1

and the C-H bending peaks of alkyl groups in the region 1460-1360 cm -1 are clearly observed. The

asymmetric and symmetric OCO- stretching peaks at 1607 and 1390 cm-1 for N-bentonite ,

respectively and, the C=N and C-O-C asymmetric stretching peaks at 1594 and 1286 cm-1 in the IR

spectrum of PyY-bentonite were also determined. The desorption of Naproxen molecule from the

N-bentonite sample at different pH values showed that the amount of drug release at higher pH

values was higher than that at lower pH values .The adsorption of PyY from aqueous solutions

using nye Bentonite was investigated with particular reference to the effects of temperature, pH,

ionic strength and clay amount on adsorption process. The adsorption data fitted well the

Freundlich model and also the negative G (free energy change) values observed in the

temperature range 25-45 C pointed out that the adsorption of PyY is a thermodynamically feasible

process. A new H-aggregate band in the UV-Visible spectra of PyY aqueous solutions obtained

from clay-dye suspensions was observed. The lower fluorescence intensity and life time in the

excited state of clay-dye systems comparing to untreated PyY aqueous solutions were determined.

Keywords: Bentonite, Adsorption, Aggregation, Naproxen, Pyronin Y, XRD, FTIR, TG-

DTG/DTA

VI


10/137

SEMBOLLER ve KISALTMALAR DZN

DTA : Diferansiyel Termik Analiz

XRD : X- In toz krnm yntemi

IR : Infrared Spektroskopisi

DSC : Diferansiyel Taramal Kalorimetre

UV : Ultraviyole Grnr Spektroskopisi

TG : Termogravimetri

DTG : Diferansiyel Termogravimetri

qe : Dengede 1 g adsorban tarafndan adsorplanan madde miktar ( mg g1)

Ce : Dengede zeltide kalan znm maddenin denge deriimi ( mg L-1)

KL : Langmuir izoterm sabiti (dm3 mol1)

qm : Langmuir izoterminden hesaplanan adsorpsiyon kapasitesi (mol g1 )

KF : Freundlich izoterm sabiti (dm3 g1)

n : Freundlich izoterm sabiti

V : Adsorplanan gazn hacmi

Vm : 1 g adsorbann yzeyini tek tabaka halinde rtmeye yetecek miktardakigazn hacmi

Po : Deney koullarndaki gazn doygunluk buhar basnc

dk : Dakika

R : Gaz sabiti (J mol1 K1)

T : Mutlak scaklk (K)

KDK : Katyon Deiim Kapasitesi (meq/100 g)

G0

: Standart serbest enerji deiimiH0 : Standart serbest entalpi deiimi

S0 : Standart serbest entropi deiimi

r2 : zoterm iin elde edilen korelasyon sabiti deeri

CEC : Katyon deiim kapasitesi

: Kaplanan yzeyin kesri

: Agregattaki iki monomer moleklnn geis dipol momenti arasndaki

a

: Molar absorpsiyon katsays

, : Dimerin elektronik dalga fonksiyonu

VII


11/137

: Monomerin dalga fonksiyonu

: Floresans mr

: Dalga boyu

So : Singlet temel hal

S1 : Birinci singlet uyarlm hal

S2 : kinci singlet uyarlm hal

T1 : Birinci triplet uyarlm hal

VIII


12/137

EKLLER DZN

ekil 1. Tetrahedral tabakann yandan grnm................................................................3

ekil 2. Tetrahedral tabakann uzaysal grnm................................................................3

ekil 3. Oktahedral tabakann ematik gsterimi.................................................................4

ekil 4. Oktahedral tabakann uzaysal grnm................................................................4

ekil 5. Montmorillonitin Tabaka Yaps..............................................................................6

ekil 6. Bentonitin imesi..................................................................................................8

ekil 7. Montmorillonitin katyon deitirmesi ematik olarak gsterilmektedir.................9

ekil 8. Gaz molekllerinin kat yzeyi ile arpmasnn ardndan gerekleen balcaolaylar....................................................................................................................23

ekil 9. Fiziksel ve kimyasal tutunma olaylarnn potansiyel enerji erileri.....................26

ekil 10. Balca adsorpsiyon izoterm trlerinin gsterimi.................................................28

ekil 11. Sv-kat ara yzey adsorpsiyon izotermleri..........................................................29

ekil12. Temsili Langmuir izotermi....................................................................................31

ekil 13. Tipik bir Freundlich izoterm grafii......................................................................32

ekil 14. Pyronin Y' nin molekler yaps............................................................................37ekil 15. Elektronik yaplarn temsili gsterimi ..................................................................38

ekil 16. Jablonski diyagram .............................................................................................39

ekil 17. Monomer ve H-agregatn temsili gsterimi..........................................................43

ekil 18. Monomer ve H-agregatn temsili absorpsiyon spektrumu....................................44

ekil 19. J agregat yapnn temsili gsterimi.......................................................................45

ekil 20. Monomer ve J-agregatn temsili absorpsiyon spektrumu.....................................46

ekil 21. Molekler agregatlarn enerji diyagramlar [60]...................................................48

ekil 22. Ham nye Bentonit..............................................................................................58

ekil 23. Naproksen-Bentonitin (a) hazrlanmasnda ve (b) szme ileminde kullanlan

dzenekler.............................................................................................................59

ekil 24. Kalibrasyon erisi oluturmak iin farkl konsantrasyonda hazrlanan boya

zeltileri...............................................................................................................61

ekil 25. PyY-Bentonit kompositinin sentezi.......................................................................62

ekil 26. a) nye Bentonitin, b) Zn-bentonitin, c) N-bentonit kompleksinin x-nlar

spektrumlar..........................................................................................................67

ekil 27. a) nye Bentonitin, b) Zn-bentonitin c) N-bentonit kompleksinin termal analiz

IX


13/137

erileri...................................................................................................................70

ekil 28. a) nye Bentonitin, b) N-bentonit kompleksinin termal analiz erileri (DSC,

DDSC)...................................................................................................................71

ekil 29. a) nye Bentonitin ,b) Zn-bentonitin, c) N-bentonit kompleksinin, oda scakl-

ndaki IR Spektrumlar........................................................................................72

ekil 30. N-bentonit kompleksinin oda scaklnda (a) ve 100 ile 400 C arasnda 50 C

...............................................................................................................................74

ekil 31. N-bentonit kompleksinden oda scaklnda, farkl pH ve srelerde naproksen

moleklnn desorpsiyonunun ardndan alnan IR spektrumlar (a-p)................75

ekil 32. a) nye Bentonit b) Pyronin Y- Bentonitin X- nlar Spektrumlar...................78

ekil 33. a) nye Bentonitin b) Py Y- Bentonit kompleksinin termal analiz erileri..........79

ekil 34. a) nye Bentonitin, b) PyY-bentonit kompleksinin termal analiz erileri

(DSC,DDSC).........................................................................................................80

ekil 35. a) nye Bentonitin b) Pyronin Y-Bentonit kompleksinin oda scaklndaki IR

spektrumlar..........................................................................................................81

ekil 36. PyY-bentonit kompleksinin oda scaklnda (a) ve 100-500 C arasnda 50 C

arttrlarak alnan IR Spektrumlar (b-j)................................................................82

ekil 37. nye Bentonitin PyY adsorbsiyonuna elik eden denge adsorbsiyon izotermi .. .83ekil 38. 25oC'de nye Bentonitin PyY adsorpsiyonuna elik eden Freundlich izotermi.. 84

ekil 39. 30oC'de nye Bentonitin PyY adsorpsiyonuna elik eden Freundlich izotermi.. 85

ekil 40. 35oC'de nye Bentonitin PyY adsorpsiyonuna elik eden Freundlich izotermi..86



ekil 43. Farkl kil miktarlarnn Pyronin Y adsorpsiyonuna etkisi.....................................89

ekil 44. nte Bentonitin PyY adsorpsiyonuna yon iddetinin etkisi................................89ekil 45. nye Bentonitin PyY adsorpsiyonunda dalma katsaysnn scakla ball.90

ekil 46. 3,7x10-6 M PyY'nin saf su ierisinde absorpsiyon spektrumu..............................91

ekil 47. Farkl CEC oranlarnda nye Bentonit ile PyY etkileiminin ardndan elde edilen

szntlerin adsorpsiyon spekturumlar. .............................................................91

ekil 48. % CECe kar H-agregatn 490 nm deki absorbanslar.......................................92

ekil 49. %0,1 CEC orannda Bentonit ile PyY etkileiminin ardndan elde edilen

szntnn bileenlerine ayrlm adssorpsiyon spekturumu...............................92

ekil 50. 3,7x10-6 M PyY saf su ierisinde alnan floresans spektrumlar...........................93


X


14/137

szntlerin floresans spekturumlar. ..................................................................93


szntlerin floresans durulma spektrumlar........................................................94

ekil 53. Naproksenin benzen halkas silikat tabakasna dik ynlenmi boyutlu

gsterimi................................................................................................................97

ekil 54. Kilin i tabaka boluuna yerleen Napsoksen molekllerinin boyutlu ematik

gsterimi................................................................................................................97

ekil 55. Kilin i tabaka boluuna yerleen PyY molekllerinin boyutlu ematik

gsterimi..............................................................................................................104

ekil 56. Boya tutunmas zerine iyon iddeti etkisinin ematik gsterimi ......................110

XI


15/137

TABLOLAR DZN

Tablo 1. Simektit kil minerallerinin snflandrlmas.........................................................5

Tablo 2. Bentonitin Fiziksel ve Kimyasal zellikleri.......................................................10

Tablo 3. Naproksen moleklnn yapsal zellikleri........................................................21

Tablo 4. % CEC deerlerine karlk gelen konsantrasyonlarn gsterilmesi...................63

Tablo 5. nye Bentonitin kimyasal bileimi.....................................................................66

Tablo 6. nye Bentonitin x-nlar toz krnm verileri....................................................66

Tablo 7. nye Bentonitin, Zn-bentonitin, N-bentonit kompleksinin termal analiz verileri.

.............................................................................................................................68Tablo 8. nye Bentonitin ve N-bentonit kompositin DSC verileri...................................68

Tablo 9. nye Bentonitin IR spektrumuna ait titreim bantlar........................................69

Tablo 10. N-bentonitin IR spektrumuna ait titreim bantlar..............................................69

Tablo 11. Ham, Zn- ve N-bentonitlerin yzey alanlar.......................................................69

Tablo 12. nye Bentonitin x-nlar toz krnm verileri....................................................75

Tablo 13. nye Bentonitin, PyY-bentonit kompleksinin termal analiz verileri.................75

Tablo 14. Ham nye Bentonitin IR spektrumuna ait titreim bantlar...............................76Tablo 15. PyY-Bentonitin IR spektrumuna ait titreim bantlar..........................................76

Tablo 16. 25oC' de nye Bentonitin PyY adsorpsiyonuna elik eden Freundlich izoterm

verileri.................................................................................................................82

Tablo 17. 30oC'de nye Bentonitin PyY adsorpsiyonuna elik eden Freundlich izoterm

verileri.................................................................................................................83


verileri.................................................................................................................84


verileri.................................................................................................................85


verileri.................................................................................................................86

Tablo 21. nye Bentonitin farkl scaklklardaki PyY adsorpsiyonuna elik edeb

Freundlich izoterm sabitleri................................................................................87

Tablo 22. nye Bentonitin PyY adsorpsiyonuna ait termodinamik verileri......................89

Tablo 23. Farkl CEC oranlarnda nye Bentonit ile PyY etkileiminin ardndan elde

edilen szntlerin hesaplanan floresans mrleri ve baz spektral deerleri.. .93

XII


16/137

1. GENEL BLGLER

1.1. Killer

Kil, belirli bir kristal yapya sahip, doal, toprams, ince taneli, belirli miktarda su

katldnda plastisite zellii artan bir malzemedir. Kil mineralleri genel olarak

hidratlam alminyum silikatlardr. Bazlarnda ise alminyumun yerini ksmen veya

tamamen demir ya da magnezyum alr. Killer iinde kil minerallerinin yansra kil

olmayan malzeme olarak kuartz, kalsit, feldspat ve pirit gibi mineraller de bulunmaktadr.

Bir ok kil minerali ayrca organik maddeleri ve suda znebilen tuzlarda ierir. Killerin

endstiride kullanmnda, plastisite, su emme, bzlme, ime, balama kuvveti, kesilmedirenci, konsalidasyon ve geirgenlik gibi zellikleri aratrlmaktadr [1].

Killer jeoloji, tarm, inaat, mhendislik, ileme endstrisi ve evresel uygulamalar

gibi pek ok alanda kullanlan nemli endstriyel maddelerdir. Killerin ticari uygulamalar

iinde seramik, kat, boya, plastik, sondaj amuru, dkm, kimyasal tayclar, sv

engelleyicileri, renk gidericiler ve kataliz en nemli olanlardr. Son yllarda gelimi kil

ileme teknikleri kullanlarak yksek saflkta, belirli parack boyutuna ve dalmna

sahip, daha beyaz ve parlak renkli, yzey kimyas ve dier fiziksel-kimyasal zelliklerideitirilmi yeni kil rnlerinin retilmesi killerin ticari ve katalitik uygulama alanlarnda

arta yol amtr [2,3]. Bu yeni ve gelitirilmi kil rnleri daha ziyade ilenmi kat,

boya incelticileri, plastik nanobileenleri, stunlanm zel tutucu ve katalizrlerde, sv

gbre dalmlarnda, organik atklarn tutulmas ilemlerinde, ar-metal ve radyoaktif atk

merkezlerinde dolgu malzemeleri olarak kullanlmaktadr.

Killerin basit formlleri genel olarak H4Al2Si2O9 (kaolin) ve Al4(Si4O10)2(OH)4

(montmorillonit) eklinde yazlabilir. Ancak bunlar pratik olarak killerin davranhakknda bilgi vermez. Bu formller Si/Al oranndaki deiimi, su miktarnn deiimini

ve genellikle Mg , Fe, Ca ve alkali metallarin bal miktarlarn gstermektedir. Yalnzca

kimyasal analizler killerin tannmasnda yeterli olamamakta ve bu nedenle yapsal

inceleme gerekmektedir. Kil mineralleri ar derecede ince taneli olduu iin, adi

mikroskoplar kristal morfoloji almalar iin yetersiz kalmaktadr. Killer hakknda

modern bilgilerin ou, XRD kameralar ve elektron mikroskoplar yardmyla

edinilmektedir. Bu cihazlar ile kil yapsnn genel modelleri yorumlanmakta, kimyasal

bileimindeki anormallikler aklanmakta ve kil minerallerinin bir snflandrlmas yapla

1


17/137

bilmektedir.

1.2. Kil Minerallerinin Tanm

Kil mineralleri bir tetrahedral silika tabaka ile bir oktahedral almina tabakadan

oluan 1:1; iki tetrahedral tabaka arasna bir oktahedral tabakann yerletii 2:1; veya 2:1

tabakalar arasnda bir metal hidroksit tabakasnn bulunduu 2:1:1 yapsndadr.

Killer oktahedral tabakayla zirve oksijenlerini paylaarak balanan tetrahedral

tabakalardan olumu yaplardr. Tetrahedral merkezler balca Si(IV) atomlar, oktahedral

merkezler ise ounlukla Al(III), Fe(III) ya da Mg(II) atomlar tarafndan doldurulmutur.

Oktahedral tabakann bir tetrahedral tabaka ile balanmasyla 1:1, iki tane tetrahedral

tabakayla sandvilenmesiyle ise 2:1 tabakal silikat yaps oluur.

Killerdeki oktahedral tabakalar iki trdr: i- Dioktahedral tr, oktahedral merkezlerin

2/3 Al(III) ya da Fe(III) gibi 3+ deerlikli merkez atomlar tarafndan doldurulmutur, ii-

Trioktahedral tr, oktahedral merkezlerin ounluu Mg(II) ya da Fe(II) gibi 2+ deerlikli

merkez atomlar tarafndan doldurulmutur. Simektit grubu kil mineralleri 2:1 tabakal

silikat yapllar arasnda en iyi bilinen gruptur. Bu snfa ait kil mineralleri katyon deiim

kapasiteleri, ime kabiliyetleri ve yzey alanlarnn yksek olmas nedeniyle eitli

endstriyel alanlarda kullanlmaktadr. En genel simektit grubu olan montmorilonitin

oktahedral merkezinde ounlukla Al(III) ksmen de Fe(II) ve Mg(II) katyonlar

bulunurken, tetrahedral merkezinde Si(IV) ve ok az miktarda da Al(III) bulunur [4].

Tetrahedral tabaka: Merkezi silisyum atomuna eit uzaklkta keleri igal etmi

oksijenler bulunur. Birbirine komu olan tetrahedral birim hcrenin oksijen atomunu

birlikte paylamas ile meydana gelen SiO4 yapsnn tekrarlanmasyla ortaya kan

dzlemsel bir tabakadr. Silika tetrahedral gruplar [Si4O10]-4 bileiminde olup bu tabakann

bir altgen a eklinde sonsuz defa tekrarlanmas sonrasnda oluan yapda dzgn

drtyzllerin tabanlar ayn, tepeleri ise bu yapya paralel bir baka dzlemde yer alr.ekil 1-2 [5].

2


18/137

Oktahedral tabaka: Her bir oksijen atomu oktahedral birim hcre tarafndan

paylalr. Bir oktahedral tabakann merkezindeki alminyum atomunun, demir ve

magnezyum atomlaryla yer deitirerek meydana getirdii eksi yk fazlal

deitirilebilir alkali veya toprak alkali katyonlarla dengelenir (ekil 3) [5].

3

ekil 1. Tetrahedral tabakann yandan grnm.

Oksijen Silisyum

ekil 2. Tetrahedral tabakann uzaysal grnm.


19/137

Silikat tabakal kil mineralleri tetrahedral ve oktahedral tabakann birisinde veya her

ikisinde gerekleen dk ykseltgenme basamakl katyonlarn e-biimli yer deitirmesi

ile oluurlar. Oluan eksi yk fazlal kristal ierisindeki ve d yzeyindeki dier

katyonlarla dengelenir. E-biimli yer deitirmeden doan yk, zeltinin pHsndan

bamsz olduu iin daimi yk olarak isimlendirilir. Silikat tabakal kil mineralleri ayn

zamanda kil taneciklerinin krklarnda yer alan deiken yke sahiptir. Alminol olarak

4

ekil 4.Oktahedral tabakann uzaysal grnm.

ekil 3. Oktahedral tabakann ematik gsterimi.

Hidroksil Alminyum, Magnezyum


20/137

isimlendirilen oktahedral bir tabakann kelerindeki Al katyonlarna bal hidroksil

iyonlar oksit minerallerindeki hidroksil gruplarna benzer ekilde ift-zelliklidir.

Silanollar denilen tetrahedral tabakann kelerindeki Si katyonlarna bal hidroksil

gruplar protonlanmaya maruz kalmazlar, fakat ayrrlar ve yksek pHda eksi yklenirler.

Kil minerallerine tutunan katyonlar hem deiken hem de daimi yk dengelerler [6].

Tablo 1. Simektit kil minerallerinin snflandrlmas.

Grup TabakaTipi

Alt Grup Mineral Trleri

Simektit 2-1

Dioktahedral

simektit

Montmorillonit(Al1.77Fe0.03Mg0.2(Si3.74Al0.26)O10(OH)2+M

+0.46

Beidelit

Nantronit

Trioktahedralsimektit

Saponit

Hektorit

Saukonit

1.2.1. Montmorilonit

Genel olarak az yer deitirmeli hidrate almina-silikat olarak dnlebilir. Ana

bileeni montmorilonit olan killer bentonit olarak isimlendirilir. Montmorilonitler gl bir

ekilde hapsolmu katyonlara sahiptirler ve kafes iinde oktahedral konumda Al3+ n Mg2+

ile yer deitirmesi birim yk eksiklii dourur. Bazen demir iyonlar Al3+ ile ve tetrahedral

tabakadaki Al3+ Si4+ ile yer deitirebilir. Montmorilonit kil mineralinin yaps ekil 5 'de

verilmitir [7].

5


21/137

1.3. Bentonit

1.3.1. Bentonitin Tanm ve zellikleri

Bentonit, aluminyum ve magnezyumca zengin volkanik kl , tf ve lavlarn kimyasal

ayrmas ile olumu, en az %85 orannda montmorillonit (kimyasal forml

Al4SiO8O20(OH)4.NH2O) kil minerallerinden oluan ve arlkl olarak kolloidal silis

yapda, yumuak, gzenekli, ince taneli, kolayca ekil verilebilir, younluu 2,5 gr/cm3

olan yumuak bir ham maddedir. Rengi beyaz, hafif sar, sar, bej, pembemsi, yeilimsi sar

veya ak pembe olabilmektedir [8].Bentonit, volkanik orijinli kayalarn devitrifikasyonu, bazen de asit volkanik kayalarn

6

ekil 5. Montmorillonitin Tabaka Yaps.

Deiebilir Katyonlar ve nH2O


22/137

hidrotermal alterasyonu ile oluan ve iyon deitirme zelliine sahip, ok ince taneli bir

malzemedir. Bentonitler esas itibariyle suda hacimce ien Na-bentonit ve bu zellii daha

az olan Ca-bentoniti olmak zere iki ksma ayrlabildikleri gibi, ierdikleri deiebilen

katyonlara gre de gruplandrrlar. imeyen trler, deiebilen katyon olarak Ca iyonu

ierirler.

Ca-bentonitlerinin bazlar doal olarak aktiftirler, dierleri ise asitle

aktifletirilebilmektedirler, bunlara aktifletirilmi bentonit denildii gibi, Ca iyonu

nedeniyle Ca-bentoniti de denilmektedir. Ca-bentonitlerinin ierdii Ca-iyonu, Na-iyonu

ile deitirilerek, Na-bentoniti haline getirilmektedir. Oluturulan Na-bentoniti iin,

sentetik bentonit deyimi kullanlmaktadr. ien tip bentonitlerde deiebilen katyon, Na-

iyonudur. Bundan tr Na-bentoniti denilmektedir. Ayrca bentonitler ime yeteneklerine

ve iletildikleri yre isimlerine gre snflandrlmalar yannda, istenen niteliklerini

arttrmak iin asit, soda, polimerler vb. katk maddeleriyle tepkimeye sokularak katkl

bentonit veya aktif bentonit biiminde de snflandrlr.

1.3.1.1.Bentonitin Karakteristik zellikleri

Bentonitin fiziksel zellikleri ile tannmas, kimyasal bileimi ile tannmasndan daha

hzl ve pratik uygulama salamaktadr.

1.3.1.2. Tabii ekli

Tabii ve ham ekliyle bentonit, yumuak, kaolin kvamnda bir kayatr. Krlmaya

elverili, ele yumuak ve yal bir izlenim vermektedir [9].

1.3.1.3. Tane Boyutu ve Rengi

Taneleri son derece incedir. Partikllerin incelik ve hassasiyeti, kullanmnda ve

zellikle kolloidal sspansiyonlarn meydana geliinde byk rol oynamaktadr. Mineralieriklerine bal olarak doal bentonitlerin rengine demir iyonunun etkisi vardr. Demir

iyonunun valans durumu bu renk deiimine neden olur. Ayrca demirin hidroksitleri de bu

adan etkilidir. Bentonit yatanda bulunan dier organik maddeler de renk deiimine

neden olurlar. Piritten gelen iki valansl demir, mavi rengin sebebidir. Montmorillonit

valansl demir ieriyorsa sar ve kahverengi olmaktadr. Eer demir hem iki hem de

deerlikli olarak bulunuyorsa, renk daha deiik tonlara dnmektedir. Bentonitin rutubet

derecesi de rengi etkilemekte, fazla rutubet rengi koyulatrmaktadr. Kuru bentonitler daha

ak renge sahiptirler [9].

7


23/137

1.3.1.4. zgl Arlk

Kuru bentonitin zgl arl, belirli orantda kalite ve kkenine gre 2,5-2,8 gr/cm3

arasnda deiiklik gsterir. Toz haline getirilen benzeri rnlerdeyse, hissedilecek kadar

der ve 1,6-1,8 gr/cm3 seviyesini gsterir [9].

1.3.1.5. Bentonitin imesi

Smektitler ve simektit grubu montmorillonit kil minerali ieren bentonitlerin imesi

ve dalmas 2:1 tabakalar arasndaki katyonlarn tr ve miktar ile yakndan ilgilidir [10]

[1] . ekil 6de bentonitin imesi ematik olarak gsterilmektedir.

Smektitlerin 2:1 tabakalar arasnda doal olarak genellikle Na+ ve Ca+2 katyonlar

bulunmaktadr. Na+/Ca+2 e molar oran ykseldike smektitlerin imesi artmaktadr. Snr

hallerinde saf sodyum smektit (NaS) ve saf kalsiyum smektitten (CaS) sz edilmektedir.

NaSler sonsuz mrl sulu sspansiyonlar verdii halde CaSler sulu sspansiyonlarndan

hemen kmektedirler. norganik ya da organik her trden katyon ile yer

deitirebildiklerinden dolay tabakalar arasndaki katyonlara deiebilen katyonlardenir

[11].

Bentonit deiebilir katyon olarak ok deerlikli katyona sahip olduunda ok fazla

imez. Bunun nedeni ise, katyon ve silikat tabakalar arasndaki ekme kuvvetinin iyon

hidrasyonunun itici etkisinden daha baskn olmasndan kaynaklanmaktadr.

1.3.1.6. Bentonitin Katyon Deitirme Kapasitesi

Montmorillonitteki tetrahedral katmannda Si+4n yerini Al+3; oktahedral katmannda

8

ekil 6. Bentonitin imesi.


24/137

Al+3n yerini de Mg+2, Fe+2, Zn+2 ve Li+ alabilmektedir. Bu katyon deiimi tetrahedral

diziliminde ok az olmasna karn oktahedralde nemli ldedir.

Katyon deiimleri sonunda art yk eksiklii ortaya kar. Art yk eksiklii Na+,

K+, Li+ ve Ca+2 iyonlarnn birim aralarndaki su katmanndan kristal kafesine

balanmalaryla giderilirekil 7.

Katyon deitirme kapasitesi 100 gram kilin adsorbe ettii katyonlarn miliekivalent

(meq) says olarak tanmlanmaktadr. Katyon deitirme kapasitesi K.D.K sembolyle

gsterilir ve meq/ 100 gram birimi ile ifade edilmektedir. Bentonit iin katyon deitirme

kapasitesi genel olarak 80-150meq/ 100gr arasnda deimektedir [12].

Termal analiz ve X-n toz krnn ynetmi ile yaplan aratrmalar deiebilir

katyonlarn montmorillonit birimleri arasnda yerletiini gsterir. Tane iriliinin azalmas

(yzey art) ve tme (krlan balarn art) katyon deiim kapasitesini ykseltirken

scaklk art bu kapasiteyi ters ynde ve geliigzel etkiler. Bentonitte yksek deerli

iyonlarn bulunmas, iyon deimini gletirir. yonun yk deeri arttka yer deitirme

gc de artmaktadr, ancak H+ bu kuraln dnda kalmaktadr. H+ iyonu iyon deiim

olaylarnda +2 veya +3 deerlikli katyonlar gibi hareket etmektedir. Aratrmalar, iyon ap

bydke iyonlar arasnda yer deitirmenin kolaylatn gstermektedir [12].

1.3.2. Bentonitin Kullanm Alanlar

1.3.2.1. Bentonitin Aartma Topranda Kullanm

Az veya ok her kilin bir aartma gc vardr. Aartma gc yksek olan killeri fuller

topraklar ve bentonitler olarak iki ana grupta toplanabilmektedir. Aartmada kullanlan

bentonitler % 75 veya daha fazla imeyen montmorillonit minerali ieren killerdir.

lerinde az da olsa dier kil mineralleri yannda kil d mineralleri de safszlk olarak

9

ekil 7.Montmorillonitin katyon deitirmesi ematik olarak gsterilmektedir.


25/137

ieren bentonitler ancak asit ile aktifletirildikten sonra aartma topra olarak

kullanlabilirler. Bu tr bentonitlerin asit ile ilenmeden, biraz stlp tlerek aartma

topra olarak kullanlmas iyi sonu vermemektedir. lenen bentonitin mineralojik ve

kimyasal bileimi yannda uygulanan aktivasyon ilemi, yzey asitlii ya da pH,

aartmadaki kil yzdesi, zgl yzey alan, zglgzenek hacmi, gzenek boyut dalm,

partikl boyutu dalm, yan tr, yan ilk rengi ve renk veren maddelerin kimyasal

yaplar, optimum koullarn belirlenmesindeki aartma deikenleri olarak sralanabilir.

Bu deikenler kimyasal analiz, termal analiz, X n krnm, infrared teknikleri,

adsorpsiyon ve benzeri yntemler yardmyla belirlenir [13].

Bitkisel ya retiminde asit giderilmesinden sonra gerekletirilen aartma ilemi

u ekilde yaplmaktadr. Bu ilem Aartc toprak ile ya birlikte 20-30 dakika

kartrldktan sonra ilem 90-132 oCde kesikli veya kesiksiz sistemde oksijensiz ortamda

gerekletirilir. Katlacak toprak miktar byk lde aartlmak istenen yan rengi ile

ilikilidir. Aartma sresi sonunda karm filtreden geirilerek ya berraklatrlr [14] .

1.3.2.2. Bentonitin la ve Kozmetik retiminde Kullanm

Bentonit ila ve kozmetik retiminde sspanse edici ve viskozite artrc, adsorban,

emlsiyon stabilizatr vb. amalarla kullanlr. Bentonitin fiziksel ve kimyasal zellikleriTablo 2'e uygun olmaldr [15].

Tablo 2. Bentonitin Fiziksel ve Kimyasal zellikleri

zellik Deerler

pH 9,5-10,5

Kurutmada kayp, ktlece (%) 5,0-12,0Sedimentasyon ilemi sonunda stteki

berrak sv ksmnn hacmi, en ok (ml)2

ime hacmi, en az (ml) 22

Jel oluturma, stteki svnn hacmi,enok(ml)

2

Partikl bykl Parmakla ovulduunda herhangi bir partikl hissedilmemelidir

Ar metal miktar, en ok (ml) 50

Arsenik miktar, en ok (ml) 2

10


26/137

1.3.2.3. Temizlik Maddelerinde Bentonit Kullanm ve Aranan zellikler

Bentonit, yalar emme zelliinden dolay temizlik maddelerinin yapmnda

kullanlr. Kolloidal bentonit sspansiyon yzey gerilimini azalttndan sabunun daha iyi

dalp kprmesini salar. Bentonit emlsiyon yeteneiyle ya asidini ksmen

deitirdii, karbon taneciklerini ektii iin ve deterjan etkisi nedeniyle sabun yapmnda

kullanlr. Temizlik maddesi yapmnda kullanlacak bentonit, beyaz olmal, on kat

arlnda su ile kartrlnca viskoz bir eriyik oluturmal, 120 mesh elek alt en az %98,

240 mesh elek alt en az %90, 100 oCde kurutulunca arlk kayb en ok %15, pH (%24

sspansiyon) 8-9, sktrlm younluu en az 0.85 olmaldr [16].

1.3.2.4. Petrol Rafinasyonunda Bentonit Kullanm

Ar petrol fraksiyonlarnn katalitik paralanarak ince petrol rnlerinin elde

edilmesinde kullanlacak bentonit asitle aktifletirilip ykandktan sonra istenen incelikte

tlr. Isya dayanklln artrmak iin 500-600 oCde kalsine edilir. Katalizr olarak

kullanlacak bentonitin fazla demiri varsa oda scaklnda HCl ile ykanarak demir miktar

%0.15e kadar azaltlabilir [17]. Katalist olarak genellikle Ca-bentonit kullanlmaktadr.

Aktiflendirilmi Ca-bentonit zellikle fenollerin alkilletirilmesi (embersel olmayan, dzhidrokarbonlarla doygunlatrlmas) srasnda eitli Friedel Crafts tepkimelerini kataliz

etmede, dehidrasyon,evrimselleme, izomerleme ve polimerlemeyi artrmada kullanlr

[18]. Petrol rafinasyonunda kullanlacak bentonit ok az demir iermelidir. Ham petrol

buharlar 425-500 oC derecede saf Ca-montmorillonit ile 6-20 saniye sreyle tepkimeye

sokulur. Petrol rafinasyonu iin bentonit spesifikasyonlar tam olarak bilinmemekle

beraber, son derece dk demir ierikli safa yakn Ca montmorillonit olmas

gerekmektedir.

1.3.2.5. Kat Sanayiinde Bentonit Kullanm

Kat sanayiinde kullanlacak bentonit, sodyumlu, kuartzsz ve ince taneli olmaldr.

Kat hamuruna %1 orannda katlan bentonit; dolgu, pigment, reine ve balmumunun

hamur iinde homojen datlmas gibi ilevler grr. Ayrca eski gazete katlarnn

yeniden ilenmesinde mrekkep ekme zelliinden yararlanlr [19].

Trkiyede kat sanayiinde kullanlacak bentonitler iin Trk Standardlar

enstitsnn TS-11441 numaral standard baz alnmtr. Gelimi lkelerde, kat

11


27/137

retiminde uzun yllardan beri dolgu maddesi olarak kalsitin yerine, modifiye bentonitler

de kullanlmaktadr. Bu alanda kullanlacak bentonitleirn beyazlk derecesinin ISO 85in

zerinde olmas, yksek ime zelliine sahip olmas, serbest yn younluunun (bulk)

ise 0.2-0.3 kg/l deerlerinde olmas gerekmektedir.Ayrca bentonitin kademeli olarak

200oCde kalsine edilmi olmas da gerekmektedir [17, 20].

1.3.2.6. Boya Sanayiinde Bentonit Kullanm

Sodyum bentonitler srekli sspansiyon oluturabilme zelliine sahip olduklarndan

boya, emaye ve mrekkeplere katlmaktadr. Sulu boya ve badanalarda istenilen viskoziteyi

salamak iin tebeirle birlikte 20 ksm bentonit kartrlarak kullanlr. Yal boyalarda

sspansiyon zellii artrmak iin %5 bentonit katlr.

1.3.2.7. Lastik Sanayiinde Bentonitin Kullanm

Bu sanayiinde bentonit gibi ntr maddelere dolgu malzemesi olarak ihtiya

duyulmaktadr. Lastik sanayiinde kullanlacak bentonitin ince taneli olmas, su ile jel ve

kolloidal sspansiyon meydana getirmesi, koyulatrma ve dehidratasyon etkilerinden

yararlanlmaktadr. Kalnlatrc ve stabilize edici olarak latexe ilave edilir, viskoziteyi

arttrr. Bentonit tm bu zellikleri nedeni ile, lastik esasl eitli tozlardan yaplansspansiyonlarn hazrlanmasnda kullanlr [21].

1.3.2.8. Absorban (Kedi Kumu) Olarak Bentonitin Kullanm

Kedi kumu olarak kullanlan killer yksek arlkl killer (bentonit) ve dk arlkl

killer (sepiyolit, attapulgit) olmak zere ikiye ayrlmaktadr. Bu sektrde daha ok dk

arlkl killer kullanlmakla beraber bentonitin pay da %25 kadardr. Adsorban olarak

kullanlacak kilin adsorbsiyon kapasitesi yksek, ufalanma oran dk ve 1-6 mmarasnda granl boyutuna sahip olmas gerekmektedir [22].

1.3.2.9. Nem Alc Kil retiminde Kullanm

Killer, zellikle smektit ve sepiyolit grubunda yer alan killer nem alc (desikant) kil

retiminde kullanlmaktadr. Bu amala killer eitli yntemler ile modifiye edilmekte ve

nem adsorblama kapasiteleri arttrlmaktadr. Bu modifiye ileminde eitli nem alc

bileikler kile ilave edilmektedir. Nem alc bu bileikler, CaCl2, CaO, CaSO4, MgCl2,

Na2SO4, LiCl, aktif Al2O3 ve odun tala olabilmektedir.

12


28/137

Yksek nem alma zellii ve ucuz olmas nedeniyle Ca-bentonitler desikant kil

olarak kullanlan killer arasnda ilk srada gelmektedir. Desikant kil nakliye ve depolama

ilemleri srasnda zellikle elektronik ve neme hassas (elektrik devreleri, elektronik

eyalar, askeri destek ekipmanlar, makina paralar, motorlar, ila ve tbbi malzemeler,

deri rnler ve spor malzemeleri) malzemelerin paketlerinde nem kontrol iin kullanlr.

1.3.2.10. Atk Sularn Temizlenmesinde, Atk Barajlarnda ve Yap Sanayiinde

Kullanm

ime oran dk olan Ca-bentonitler eitli atk barajlarnda zemin astar (dolgu)

olarak kullanlmaktadr. Atk barajlarnda iyi bir szdrmazlk salamak amacyla kullanlan

jeomembranlarn (eitli jeotekstil rnlerinin) imalatnda da bentonit kullanlmaktadr.

Ayrca atk sularn temizlenmesinde de bentonit kullanm sz konusudur [22].

.

1.3.2.11. Hayvan Yemi Sanayiinde

Hayvan yemi sanayiinde bentonit zellikle tavuk ve benzeri kmes hayvanlarnn

yemlerine ilave edilerek byme hzlarnn ve yumurta verimlerinin arttrlmas amacyla

kullanlmaktadr. Byk ba hayvanlarn yemleri ierisine bentonit ilavesi, bymeyi

hzlandrmak ve hayvan dklarnn kt kokularn gidermek amacyla yaplmaktadr.Hayvan yemine bentonit ilavesi, yemlerin sindirimini kolaylatrmakta, sulu yemlerdeki

yksek konsantrasyonlu amonyumun toksik etkisini azaltmakta, yemin tketilme hzn

azaltarak besinlerin daha kolay zmlenmesini salamaktadr. Hayvan yemi katk maddesi

olarak sodyum bentonit kullanlmaktadr. Katk miktar ise %1-1.5 arasnda deierek bu

ilave sayesinde tavuk ve benzeri hayvanlarda, canl arlkta %35 art, yumurta veriminde

ise %15lik artlar oluturmaktadr [22].

1.3.2.12. Dkm Kumu ve Peletlemede Bentonitin KullanmBentonit kolloidal zellii ve plastisitesi nedeniyle dkmde kalp malzemesi olarak

kullanlan kumlara balayclk zellii kazandrr. Kalp kumlarna %2-50 arasnda

deiik oranlarnda bentonit katlr. Bu alanda kullanlan bentonitte aranan en nemli

zellik minimum kille yksek balama mukavemeti ve kum kalplarnda yksek gaz

geirgenlii salamasdr. Trkiyede dkm kumu nitelikte bentonitler iin Trk

Standardlar Ensittsnn TS-5360 standard kullanlmaktadr [12, 23].

13


29/137

1.3.2.13. Sondaj Alannda Bentonitin Kullanm

Belirli bir viskozite elde edilene kadar su ile kartrlan bentonit ile elde edilen sondaj

amurunun ak zellikleri, su kayb ve arl olduka nemli parametrelerdir. Bentonit

derin kuyu, petrol ve su sondajlar srasnda matkap ularn ve borularn soutma ve

yalama grevini yapar ve sondaj krntlarnn yeryzne kmasn salar. Sondajda

kullanlacak bentonit iin Trk Standardlar Enstitsnn TS 977 standard kullanlmaktadr

[22, 24].

1.3.2.14. imento Sanayiinde Bentonitin Kullanm

imentoya %1 orannda katlan bentonit, beton ve harlarn plastik zelliini ve

akl ile kumun homojen dalmn salayp dayanmn arttrr. Madeni yalarla

kartrlm bentonit imentoda dolgu maddesi olarak kullanlr ve su geirmez.

1.3.2.15. naat Mhendisliinde Bentonit Kullanm

naat dalnda kullanlan bentonitlerin fiziksel zelliklerinin iyi bilinmesi inaat

mhendislerince nem tar. Bu alanda kullanlan bentonitin ok ince taneli, plastikliinin

ve tiksotropisinin yksek olmas gerekmektedir. Bentonitin geirgenlii nleme

zelliklerinden yararlanlarak baraj ve glet inaatlarnda, heyelan nleme yaplarnninaatnda, szdrmazlk perdesi inaatnda, tnellerin yapmnda, kaz evleri ile bina

temellerinin desteklenmesinde ve kpr, st geit ayaklarnn inaatnda diyafram

duvarlar oluturmada kullanlmaktadr. Diyafram duvarlar, bentonit bulamal

duvarlardr. Bentonit bulamac 30-40 kg bentonit, 80- 350 kg imento ve 850-900 kg su

karm ile hazrlanr. Kil imento bulamalarnda sspansiyondaki toplam kelti miktar

haimsel olarak %4.5ten fazla olmamaldr. Plastik viskozitesi 10-20 cp, birim hacim

arlk 1,03-1,20 gr/cm3

olmaldr [25].

1.3.2.16. Gda Sanayiinde Bentonit Kullanm

Un ve undan yaplan gdalarda %0,025-1,25 oranlarnda kartrlan bentonit

bayatlamay geciktirici rol oynar. Bira, arap ve meyve sularnn berraklatrlmas dnda

baz stlere karm kanserojen Aflatoksin M1in stten uzaklatrlmasnda da bentonit

kullanlmaktadr.

14


30/137

1.4. Kil ve Kil minerallerinin la Sanayinde Kullanm

Minerallerin tp alannda kullanlmas neredeyse insanlk tarihi ile balar. Kil ve kil

mineralleri tarih ncesi devirlerden beri tedavi amal kullanlmtr. Rnesans dneminde

Farmakope ortaya kt. Bunlar ilalarn yansra minerallerin tpta kullanlmalar ile ilgili

dzenlemeleri ieren yazl metinlerdi. Bunlarn ortaya kmasyla birlikte ilk mineralojik

snflamalar yapld. On yedinci yzylda ilk bilimsel akademiler kuruldu ve bu

akademilerin bir amac da tp-farmakoloji konularndaki mineralojik ilerlemeleri kayt

altna almakt. 18. ve 19. yzyllarda kristallografi ve mineralojideki gelimeler, doal

minerallerin farmakoloji ve kozmetikte kullanlmalar iin ok byk nem tamtr.

Kil minerallerinin farmakolojide kullanlmas konusunda almalar yaplm ve

farmakope da kil mineralleri ile ilgili ila formlasyonlar tanmlanmtr [26, 27].

Farmakolojide kullanlan kil mineralleri unlardr: Simektit, Poligorskit, kaolinit, ve talk

mineralleridir. Bu mineraller ya etken madde yada katk maddesi olarak kullanlrlar. Bu

minerallerin ila sanayinde kullanlma nedenleri ise; yksek alan younluu, emme

kapasiteleri, reolojik zellikleri, kimyasal sre durumlar ve hasta iin hibir durumda

zehirli olmama gibi zelliklerdir.

1.4.1. Etken madde olarak kullanmTedavi yntemine bal olarak belirlenen kil mineralini hasta, az yoluyla veya lokal

olarak alr.

1.4.1.1. Az yoluyla alm

a) Gastrointestinal koruyucular : Gastrointestinal koruyucu olarak kullanlan kil

mineralleri poligorskit ve kaolinit mineralleridir. Bunlarn tedavide kulanm nedenleri,

yksek alan younluu ve emme kapasiteleridir. Bu mineraller, mide ve barsak

mukozasna yaparak onlar korur ve toksinleri, bakterileri ve hatta virsleri emerler.Ancak, ayn zamanda baz enzim ve yararl elementleri de saf d ederler. Bundan dolay

uzun sreli kullanmlar ters etki yapabilir. Bu mineraller hastaya tablet, sspansiyon ve toz

eklinde verilir, baz ortam asitleri tarafndan ksmen paralanabilmesine ramen,

barsakta ve sulu ortamlarda znmedikleri iin dk yoluyla vcuttan atlrlar.

Genellikle simektit minerali, yksek alan younluuna ve emme kapasitesine sahip

olmasna ramen, gastrointestinal koruyucu olarak kullanlmaz, nk mide hidroklorik

asiti (pH 2) ve/veya barsak hidroklorik asiti (pH 6) ile temasa getiinde etkisi yok olur

[28, 29].

15


31/137

b) Az Yoluyla Alnan Osmotik Laksatifler: Bunlar ozmoz yoluyla, ince barsak

veya kolon-rektum tarafndan tahrik edilerek etki ederler. Kullanlan kil minerali sodyum

simektittir. Mineral mideye alndktan sonra Na+ mide svsna karr ve ince barsaa

ulaarak buradaki ozmotik basnc arttrr. Bu koullar altnda kan plazmas ierisindeki su

barsak duvarndan akarak ozmotik dengeyi tekrar oluturur. Bu durumda barsak

ierisindeki madde hacmi artar ve barsak kaslarnn dzgn motor hareketi tahrik edilir.

Bu etki kolon-rektum da devam eder ve sv dk retimi gerekleir. Laksatifler genellikle

vcuda sspansiyon eklinde verilir. Na+un %15-20si emilerek barsak duvarndan geer

ve kan plazmasna karr. Daha sonra bbrekler ile veya terleme yoluyla elimine edilir [26,

27, 29,30].

c) Antidiaretikler: shal; dk akkanl ve boaltm hz tarafndan karakterize

edilen akut veya kronik patolojik durumdur. Bunun bir ok nedeni vardr; bakteriyal

enfeksiyon, gda zehirlenmesi, barsak ii bozulumlar, allerjik durumlar ishale yol

aabilir. Tedavi yntemi; buna sebep olan nedenin elimine edilmesidir .

Ancak akut ishalin tedavi ynteminde, neden aratrlmas yannda ishal bulgusuda

kontrol altna alnmaldr [31, 32]. shal iin kullanlan farmakolojik formlasyonlarn

ou, ince barsaktan kolon rektuma geen sv miktarn azaltmaya yneliktir. Bu amala

suyu emici minerallerin kullanlmas nerilir. Eer sindirim sisteminde ar gaz varsa yineemici mineraller tavsiye edilir. shale kar kullanlan kil mineralleri; yksek su emme

kapasitesine sahip olan kaolinit ve paligorskittir. Bu mineraller az yoluyla, tablet veya toz

halinde vcuda alnr. Boaltm tamamyla dk yolu ile olmaktadr [22].

1.4.1.2. Lokal uygulamalar

Farmakolojik formlasyonlar: Lokal olarak, vcudun d yzeyinde snrl blgeye

srlerek dermatolojik koruyucu ve kozmetik amal kullanlrlar .

Dermatolojik koruyucular: Dermatolojik koruyucular genellikle toz, krem vemerhem eklinde olup, deriyi d ajanlardan, deriden kan ajanlardan ve deriden akan

salglardan korurlar. Dermatolojik koruyucu olarak kullanlan kil mineralleri; kaolinit, talk

ve simektittir. Bu mineraller yksek emi gcne sahiptirler. Deriyi bir film eklinde

kaplayarak dardan gelecek olan fiziksel ve kimyasal ajanlara kar deriyi mekanik olarak

korurlar. Ayrca deri salglarn emerek temiz bir yzey meydana getirirler. Bylece deride

bakteri geliimini engellerler. Paligorskit minerali dermatolojide pratik olarak kullanlmaz.

Baz bilim adamlar bu mineralin toksik ve tehlikeli olmadn belirtmelerine ramen,

solunduunda kanserojenin etkisi olma ihtimali vardr [28, 29, 33].

16


32/137

Kozmetikler: Kil minerallerinin; yalar, toksinler gibi deriye yapan maddeleri

emme kapasiteleri ok yksek olduundan dolay kozmetiklerde ve sterilzasyon ile yz

maskelerinde etken madde olarak kullanlrlar. Bu yzden apse, akne ve lser gibi

inflamatuar durumlarda kullanlmas tavsiye edilir. Ayrca, krem, toz veya emlsiyon

formlarnda, terlemeyi nleme amacyla ve kozmetik amala kullanlrlar. Kil

minerallerinden kaolinit, simektit, talk ve poligorskit mineralleri kozmetikte kullanlr,

fakat son iki mineralin sadece sulu formulasyonlarda (kremler, emulsiyonlar vs.)

kullanlmas nerilir.

1.4.2. Katk Maddesi Olarak Kullanlmas

Baz farmakolojik formlasyonlar da kullanlan katk maddelerinin amac; ilacn, tat,

koku ve renk gibi oraganoleptik veya younluk gibi fiziksel-kimyasal karakteristiklerini

salamak, farmakolojik formlasyonlarn hazrlanmasna yardmc olmak, tablet, kapsl

vb. ekillerde az yolu ile alndnda znmesini salamaktr. Katk maddesi olarak

kullanlan kil mineralleri; poligorskit, simektit, kaolinit ve talk mineralleridir [34] bu

mineraller aada belirtilen durumlarda kullanlrlar.

a) Tabletlerin retiminde kolaylk salamak amacyla yalayc malzeme olarak

(talk),b) Sulu ortamda hacimsel olarak artma zelliklerinden dolay znme ajan olarak

(simektit),

c) la mideye ulatnda lifleri datmas kimliiyle (poligorskit),

d) Kozmetik maddeler iin uzun sreli korunum salamak amacyla (paligorskit,

kaolinit, simektit, talk),

e) Kolloidal zelliklerinden dolay emlsiyon olarak polar jel ve kalnlatrc olarak

(poligorskit, simektit),f) Dalm zor olan farmakolojik formulasyonlarda kelmenin engellenmesi

amacyla (poligorskit, simektit) kullanlrlar.

Katk maddesi olarak kullanlan kil mineralleri etken madde ile etkileime

girmektedir [31, 32]. Bu reaksiyon ya farmakolojik formlasyonun kendisinde veya

gastrointestinal srete meydana gelir. Katk maddesi olarak kullanlan kil mineralleri

ilacn znmesi ve sre durumu gibi iki nemli konuda ilaca etki ederler.

znme ilemine etkileri: Katk maddeleri ilacn znmesini geciktirerek, ilacn

emilme ve kana karma seviyesini azaltabilir. Bu durum; ila seviyesinin yava ekilde

17


33/137

artmas gereken durumlarda faydal olabilmektedir. Bu duruma rnek olarak klindamisinin

montmorillonit ile absorbsiyonunun ilacn etki sresini uzattnn tespit edilmesini

verebiliriz [35]. Kil mineralleri ile birlikte verilen ilalarn zlme ileminin gecikmesi;

az yoluyla alndnda barsak svsndaki ve lokal olarak uygulandnda derideki,

iyonik kuvvetlerin artmas ile salanr. Bundan dolay talk ve kaolinit gibi mineraller

dermatolojik koruyucular ve emiciler olarak kullanlr. Mineral ile ila arasndaki

znmenin dier bir avantaj da suya direnli, gneten koruyucu zellik gstermesidir.

Sepiyolit ve simektit karml organik bileikler ultraviyole radyasyonunu emerler [36,

37]. Emme/znme ile ilgili yaplan aratrmalarda, emme seviyesi yksek olduunda

ultraviyole radyasyon emme kapasitesinin ila seviyesinin az olduu durumlarda dahi

yksek olduu kantlanmtr [26].

la znmesine etkileri: Katk maddesi olarak kullanlan mineral, ilacn

znmesini hzlandrarak tedavi etkisini azaltabilir. Bir antinflamatuar ajan olarak

kullanlan deksametazonun, paligorskit ve sepiyolit ile bir arada bulunduunda znm

daha abuk olur. nk paligorskit ierisinde bulunan demir, degradasyon reaksiyonunda

bir katalizr olarak rol oynar. Kil mineralleri ayn farmakolojik formlasyon iinde deilde

sadece ortamda bulunduu takdirde de degradasyon ilemine katlabilirler. Mineral

yzeyleri negatif yk tarlar ve midede proton emerler. Proton kaybeden ila daha abukznr. Montmorillonit olan bir ortamda digoksin ilacnn hidrolizi daha hzldr.

Digoksin pH 2 de bir saate %20 zlrken montmorillonit ortamnda ayn srede

tamamen zlr[38].

Kil Minerallerinin kaplcalarda ve amur banyosunda kullanlmalar: Kil mineralleri

kaplcalarda yaygn ekilde kullanlrlar. Bunlar su (jeoterapi), deniz suyu, tuzlu gl suyu,

mineral suyu veya parafin ile kartrlarak hazrlanr (peloterapi) . En ok kullanlan kil

mineralleri simektit ve koalinit olup, illit ve paligorskit mineralleri de kullanlr. Bumineraller ya tek bana veya bir ok kil minerali bir arada kullanlarak amur oluturulur.

Bazen bu amurlara kalsit, kuvars, feldspat gibi eser elementler katlr. Bu minerallerin

kullanlmasnn yararlar; absorbsiyon adsorbsiyon kapasiteleri, yksek katyon deiim

kapasiteleri, plastik zellikleri, reolojik zellikleri, tane boyutlar ve soutma indeksleridir

[34, 39, 40].

Jeoterapi: Jeoterapi bir veya birden fazla kil mineralinin su ile kartrlp direkt

olarak deriye birsantimetre kalnlnda uygulanmasdr. Tedavi edilecek blgeye gre

uygulama yak veya amur banyosu eklindedir. Her iki yntem de dermatolojik

18


34/137

hastalklarn (apse, akne, lser, abse, sebore gibi), kronik romatolojik inflamasyonlarn ve

spor travmalarnn tedavisinde kullanlmaktadr [34].

Yak: Vcudun kk bir blmne amur srldnde kullanlr. Akut

patolojilerde (iltihapl veya tkanm/imi) amurun ss, vcut ssndan daha dk

olmaldr (souk amur). Bu durumda kil- su karm souk bir alan oluturur ve bu

blgedeki sy ok iyi bir ekilde ileterek inflamasyonu engelleyen maddeler gibi etki eder.

Karm sv birikmesi durumunda souk, kronik eklem hastalklarnn tedavisinde

soumaya braklmadan, scak ekilde uygulanr [34].

amur banyolar: tedavi alannn ok byk olmas durumunda kullanlr.

Uygulamada vcudun bir blm veya tm vcut amurla kaplanr. Uygulama scakl

tedavinin ekline baldr [26].

Peloterapi: Uluslararas Medikal Hidroloji Topluluu, peloid terimini, tedavi

amacyla kullanlan jeolojik etkisi (kil mineralleri vb.) ve biyolojik etkisi (humus vb.) olan

ve doal olarak deniz suyu, tuzlu su, gl suyu veya minero-medisinal su (likit faz) ile

organik ve inorganik madde (kat faz) ieren karm diye tanmlamaktadr. Bu karmn

yak veya banyo ekliyle tedavi yntemine de peloterapi denir [26, 27]. Peloid; bir terapi

ajan olarak inorganik (kil mineralleri) maddelerin maden tuzu suyu (slfrller, slfatlar,

kloritler, sodyum bromit, vs.) ile hazrlanmasyla elde edilir. Bu ilem sresince kilminerallerinin baz zellikleri deiime urarlar. rnein, plastisiteleri, emme kapasiteleri

ve souma indeksleri artarken, tane boyutlar azalr [28]. Peloterapide genellikle karm

scak (40-45 0C) ve 20-30 dakika sresince 1-2 cm kalnlnda uygulanr. Uygulamann

st, geirmezlik salayan bir malzeme ile kaplanr, bylelikle karmn scakl

korunmu olur. Uygulama baladktan 10 dakika sonra s iletim ve konveksiyon yoluyla

vcudun i ksmna ular. Peloidlerin uygulanmasyla tedavi olan blgede scaklk duyusu

gelierek, damar genilemesi, terleme, kardiyak ve solunum hznda uyarlma meydanagelir. Eer tedavi daha byk alana uygulanyorsa bu etkiler de daha fazla olur. Sonu

olarak peloidlerin genel olarak; stimulator, antifilojistik, analjezik etkileri vardr. Eklem ve

diz hastalklarnda, krlmalar, dislokasyonlar, vasklopatiler ve dermatolojik hastalklar

iin nerilmektedirler [27].

Paramudlar: Parafin ile kil minerallerinin karmdrlar. Plak veya blok eklinde

elde edilirler ve bir hastadan dierine kullanlrlar. Uygulama scak (40-45 oC) olarak

yaklak 1-5 cm kalnlnda ve 20-30 dakika eklindedir. Paramudlarn tedavide kullanm

amalar peloidler ile ayndr [34].

19


35/137

Estetik Tpta Kil Minerallerinin Kullanlmas: Kil mineralleri estetik tpta; kozmetik

rnlerde etken madde veya katk maddesi olarak, jeoterapide, peloterapide ve

paramudlarda kullanlrlar [34]. Jeoterapi balca yz tedavilerinde kullanlr. Kaolinit veya

simektit mineralleri su ile kartrlp souk olarak direkt deri zerine uygulanr. Siyah

noktalar, benekler, akne ve sebore gibi dermatolojik hastalklarn tedavisinde bu

karmlarn scak yz maskeleri eklinde uygulamalar nerilmektedir. Paramudlar deriyi

nemlendirmek iin kullanlr. Paramudlarn geirmezlik zelliklerinden dolay terlemenin

buharlamasn engellerler. Bu terleme epidermin st tabakasn slatarak nemlenmesini

salar. Paramud uygulamasndan sonra deri hiperporos duruma dnr, bu da kozmetik

rnlerin cilt tarafndan daha kolay emiliini salayarak epidermin daha derin tabakalarna

ulamn salar [28, 31, 35].

Sonu olarak; kil mineralleri tedavi amacyla farmakolojik formlasyonlarda,

kaplca-amur tedavisinde ve estetik tp alannda kullanlarak insan salna faydal

olmaktadrlar. Kil mineralleri farmakolojik formulasyonlarda; yksek alan younluu ve

emme kapasitelerine sahip olduklar, reolojik, kimyasal sre durumlar ve zehirli olmama

gibi zelliklerinden dolay, etken madde olarak az yoluyla (gastrointestinal koruyucular,

ozmotik oral laksativler, antidiaretikler) veya lokal olarak (dermatolojik koruyucular,

kozmetikler) ve katk maddesi olarak kullanlrlar. Kil mineralleri katk maddesi olarakkullanldklarnda ila ile mineral arasndaki etkileim hem znme esnasnda hemde

dalma esnasnda etken maddelerin biyolojisini etkilemektedirler. Kaplca-amur

tedavisinde ve estetik tpta; jeoterapi, peloterapi ve paramudlar olarak kil minerallerinin

kullanlmasnn nedeni, yksek absorbsiyon/adsorbsiyon kapasitelerine sahip olmalar,

plastik zellikleri, katyon deiim kapasiteleri, reolojik zellikleri ve hastalar iin toksik

olmaylardr.

1.5. Naproksen

Naproksen ( [(d)-2-(6-metoksi-2-naftil) propiyonik asit] ) Nsaii'larn arilasetik asit

ailesinin bir yesidir. Beyaz kristalize bir madde olan naproksenin molekler arl

230.2628 g/mol' dr. Kokusuzdur. Ayrca naproksen lipid znrdr; pratik anlamda

dkpH (pH 4'ten dk) seviyesindeki suda znmez. pH seviyesi 6 veya daha yksek

olan suda znebilir. Erime noktas 153 C'dr. Naproksen moleklnn yapsal

zellikleri Tablo 3' de verilmitir.

Naproksenbir non-steroidal anti-enflamatuvar ilatr (NSA). Genellikle sodyum

20
http://c/Users/wiki/Nsaiihttp://c/Users/w/index.php?title=Arilasetik_asit&action=edit&redlink=1http://c/Users/wiki/Molek%C3%BCler_a%C4%9F%C4%B1rl%C4%B1khttp://c/Users/wiki/Lipidhttp://c/Users/wiki/PHhttp://c/Users/wiki/PHhttp://c/Users/wiki/Erime_noktas%C4%B1http://c/Users/wiki/NSA%C4%B0%C4%B0http://c/Users/wiki/Nsaiihttp://c/Users/w/index.php?title=Arilasetik_asit&action=edit&redlink=1http://c/Users/wiki/Molek%C3%BCler_a%C4%9F%C4%B1rl%C4%B1khttp://c/Users/wiki/Lipidhttp://c/Users/wiki/PHhttp://c/Users/wiki/PHhttp://c/Users/wiki/Erime_noktas%C4%B1http://c/Users/wiki/NSA%C4%B0%C4%B0http://c/Users/wiki/Nsaii


36/137

tuzu naproksen sodyum, olarak da kullanlr. Naproksen sodyum, gastroinstestinal yoldan

daha hzlca emilir. Hafiften orta seviyeye kadarki ar, ate, enflamasyon ve osteoartrit,

romatoid artrit, psoriyatik artrit, gut, yaralanma, ayba kramplar ve tendinit gibi

durumlarn yol at sertliklerin tedavisinde kullanlr. Ayrca birincil dismenore

tedavisinde de kullanlmaktadr. Vcutta ar ve enflamasyona neden olan hormonlar

azaltarak alr.

Her ne kadar dier Nsaii'lara oranla daha byk bir dozaja ihtiya duysa da

naproksen albumine kuvvetlice balanr ve bylece dier ilalara oranla kanda daha uzun

bir yarlanma sresine sahiptir.

Tablo 3. Naproksen moleklnn yapsal zellikleri.

Ak Forml Kapal Forml E.N (oC)

C14H14O3 152-154

1.6. Adsorpsiyon

Sabit basnta gaz, sv veya znm maddelerin aktiflenmi bir kat ile etkileimi

sonucunda kat ile etkileen maddenin hacminin azald, sabit hacimde tutulduunda isebasncnn dt gzlenir. Bu durumda molekllerin bir ksm kat tarafndan tutulur. Bu

olay akkan fazda znm haldeki belirli bileenlerin bir kat adsorbent yzeyine

tutunmasna dayanan ve faz yzeyinde grlen yzeyde tutunma olaydr. Kat rgs

iinde bulunan iyonlar ekim kuvvetlerince dengelenmitir. Ancak kat yzeyindeki

atomlarn dengelenmemi kuvvetleri, zeltideki maddeleri kat yzeyine ekerler ve

yzey kuvvetleri dengelenmi olur. Bu ekilde zeltideki maddelerin kat yzeyine

adsorpsiyonu gerekleir. Gaz sv ya da znm madde molekllerinin kat iinegirmesi olayna absorpsiyon (sourma), kat yzey zerinde tutunmas olayna ise

21

O

CH3

CO2H

H

CH3
http://c/Users/wiki/A%C4%9Fr%C4%B1http://c/Users/wiki/Ate%C5%9Fhttp://c/Users/wiki/Enflamasyonhttp://c/Users/wiki/Osteoartrithttp://c/Users/wiki/Romatoid_artrithttp://c/Users/w/index.php?title=Psoriyatik_artrit&action=edit&redlink=1http://c/Users/wiki/Guthttp://c/Users/w/index.php?title=Tendinit&action=edit&redlink=1http://c/Users/w/index.php?title=Dismenore&action=edit&redlink=1http://c/Users/wiki/Enflamasyonhttp://c/Users/wiki/Nsaiihttp://c/Users/w/index.php?title=Dozaj&action=edit&redlink=1http://c/Users/wiki/Albuminhttp://c/Users/wiki/A%C4%9Fr%C4%B1http://c/Users/wiki/Ate%C5%9Fhttp://c/Users/wiki/Enflamasyonhttp://c/Users/wiki/Osteoartrithttp://c/Users/wiki/Romatoid_artrithttp://c/Users/w/index.php?title=Psoriyatik_artrit&action=edit&redlink=1http://c/Users/wiki/Guthttp://c/Users/w/index.php?title=Tendinit&action=edit&redlink=1http://c/Users/w/index.php?title=Dismenore&action=edit&redlink=1http://c/Users/wiki/Enflamasyonhttp://c/Users/wiki/Nsaiihttp://c/Users/w/index.php?title=Dozaj&action=edit&redlink=1http://c/Users/wiki/Albumin


37/137

adsorpsiyon (yze tutunma) denir. Absorpsiyon ve adsorpsiyon olaylar ayn anda

gerekleiyor ise bu kez sorpsiyon olayndan sz edilir. Moleklleri tutan yzeye

adsorplayc (adsorbent) ve yzeyde tutunan molekllere ise adsorplanan ad verilir.

Adsorplanan ve adsorbandan oluan heterojen karma ise adsorpsiyon sistemi

denilmektedir. Adsorplaycnn yzeyine tutunan gaz veya buhar moleklerinin,

adsorpsiyona yol aan etken ortadan kalknca, yzeyden ayrlmas olayna da

desorpsiyon denir [41]. Adsorpsiyon, sv ya da gaz faznda znm halde bulunan

maddelerin kat bir yzey zerinde yzey gerilimini drmek amacyla kimyasal ve

fiziksel kuvvetlerle tutulmalar ilemi olarak da tanmlanabilir.

Herhangi bir kat rgs iindeki atom veya molekller aralarndaki fiziksel ve

kimyasal etkileimlerden dolay kuvvetli iyonik balar ve zayf Van der Waals ekim

kuvvetleri arasnda deien balayc kuvvetlerin etkisi altnda birarada dururlar. Kat

rgnn i ksmlarnda bulunan bir molekl dierleri tarafndan tamamen evrilmi

olduundan ekim kuvvetleri her ynde dengelenmitir. Ancak yzeydeki kuvvetlerin bir

ksm serbest halde bulunmaktadr. Bu doymam kuvvetler yzey gerilimine yol aarlar.

Kat yzeyinden dar doru uzanm kuvvetler evrelerindeki sv veya gaz iindeki

molekllerin evreye yaydklar ekim kuvvetleri ile birleip, kombine ekim dalgalar ve

adsorpsiyon iddetini doururlar. Daha gl ekim kuvvetlerine sahip bir molekldierlerine kyasla tercihli olarak tutulur ve adsorpsiyon oluarak kat yzeyinde dengesiz

olan kuvvetlerin bir ksm doyurularak yzey gerilimi der [42].

Adsorpsiyon olaynn sebebi, adsorplayc katnn snr yzeyindeki molekller

arasndaki kuvvetlerin denklememi olmasdr. Kat yzeydeki iyonlarn dengelenmemi

kuvvetleri tarafndan zeltide znm maddeler kat yzeyine doru ekilecek ve yzey

kuvvetleri dengelenmi olacaktr. Bylece zeltide znm maddelerin kat yzeyine

adsorpsiyonu gerekleecektir. Ayn adsorplayc, baz gazlar adsorplad halde bazlarnhi adsorplamayacaktr. Bu durum adsorpsiyon olaynn seimli olduunu gsterir. Belli

miktardaki gazn kat tarafndan adsorpsiyonunda, gaz veya kat yzeyi yannda ortamn

scakl ve gaz basnc da etkilidir. Adsorpsiyon olay olduka hzl bir ekilde gerekleir.

Adsorplaycnn doygunlua yaklamas orannda adsorpsiyon hz da azalr [43, 44].

Gaz molekllerinin kat yzeyi ile arpmas sonucu gerekleen balca

olaylarekil 8' da grlmektedir.

22


38/137

(i) Yzeye arpan molekl enerjisini ksmen kaybeder ve yzeyi terkedebilir.

(ii) Molekl yzeye tutunabilir. Bu safhada, a) Fiziksel tutunma denilen tutunma eidi

gerekleebilir. Bu tutunma trnde moleklle kat atomlar arasnda van der Waals

etkileimleri sz konusudur ve bu olay sonucu 20 kjmol1 civarnda bir enerji aa kar.

b) Kimyasal tutunma denilen tutunma tarznda ise yzey atomlar ile gaz moleklleriarasnda elektron al-verii olmas neticesinde yaklak 200 kjmol -1'lk kimyasal ba

enerjisi mertebesinde bir enerji salnr ve bir kimyasal ba oluur.

(iii) Molekl yzeyde difzyona urayabilir.

(iv) Yzey reaksiyonu oluabilir. Reaksiyon yzeye gelen moleklle ya da

yzeye nceden tutunmu dier trlerle ilgili olabilir.

(v) Kimyasal olarak tutunmu trler eitli etkiler sonucu yzeyden koparak serbest hale

geebilir. Yzeye tutunan trler aynen uzaklaabilecei gibi, bir kimyasal reaksiyonneticesinde yzeyde oluan yeni trler de uzaklaabilir.

1.6.1. Adsorpsiyon trleri

Gzenekli yapya sahip olan baz katlarn i yzey alanlar, d yzey alanlarndan

daha byktr. Katnn i yzeyindeki adsorpsiyon, d yzeyindeki gibi kolay

gereklemez. Gaz moleklleri katnn i yzeyine yerleirken, ayn zamanda katnn atom,

molekl veya iyonlar ile etkileir. Bu etkilemeler sonucunda i yzeydeki kapilerkondenzasyon ad verilen younlama gereklesir. Atom, molekl veya iyon eklinde

23

ekil 8. Gaz molekllerinin kat yzeyi ile arpmasnn ardndan gerekleen balcaolaylar.

Kat Yzey

I

II

III

IV

V


39/137


40/137

1.6.3. Kimyasal adsorpsiyon

Kimyasal adsorpsiyon, adsorban ile adsorplanan arasndaki elektron aktarmyla

geekleen ve adsorban-adsorplanan arasnda kimyasal balarn olutuu adsorpsiyondur.

Bu srada aga kan aktivasyon enerjisi 40200 kJ mol1dir. Ayrca bu tip adsorpsiyon

genellikle olduka yksek scaklklarda gereklemektedir. Kimyasal adsorpsiyonun

gereklestii yaklask 200oCnin stndeki scaklklarda aktivasyon enerjisi, kimyasal

balar krabilecek veya yeni ba oluturabilecek byklktedir. Kimyasal adsorpsiyon

aktiflenmi adsorpsiyon olarak da adlandrlmaktadr.

Kimyasal adsorpsiyon ekzotermik (sveren) bir sre olarak bilinmektedir. Buna

karn, kimyasal desorpsiyonda bir molekl ayrtnda ve molekln ayrma enerjisi

yzeyde olan balarn oluum enerjisinden byk olduunda sre endotermik

olabilmektedir.

Kimyasal adsorpsiyonda aktivasyon enerjisi kimyasal reaksiyon ss dzeyindedir.

Adsorplanm tabaka monomolekler kalnlktadr. Kimyasal adsorpsiyon hz fiziksel

adsorpsiyona gre daha dktr. nk kimyasal adsorpsiyon sreleri belirli bir

aktivasyon enerjisi ile karakterize edilmekte ve bu yzden ancak belirli bir minimum

scaklk zerindeki scaklklarda reaksiyon hzla olmaktadr. Kimyasal adsorpsiyon

maddenin kaynama noktasnn hatta kritik scaklnn zerindeki scaklklarda dagerekleebilmektedir [41].

Kimyasal adsorpsiyon yalnzca bir tabakal yani monomolekler olabildii halde,

fiziksel adsorpsiyon tek tabakal ya da ok tabakal yani multimolekler olabilmektedir.

Dier taraftan ou fiziksel adsorpsiyonlar tersinir olarak yrtlebildii halde, kimyasal

adsorpsiyonlar ise genellikle tersinmez bir srete ilerlemektedir. Kimyasal adsorpsiyonda

adsorplanan molekller adsorbana byk kimyasal balarla ok sk bir ekilde

balanmakta ve adsorbann yzeyinde hareket edememektedirler. Buna lokalizeadsorpsiyon denilmektedir. Fiziksel adsorpsiyon hem lokalize hem de lokalize olmayan

adsorpsiyon eklinde gerekleebilmektedir. Ancak fiziksel adsorpsiyonda, adsorplanan

molekllerin adsorban yzeyinde hareket etmesi iin belirli bir potansiyel engelini amas

gerekmektedir.

Bir molekln potansiyel enerjisinin kat yzeyine olan uzaklk ile deiimi ekil

9'a ve ekil 9'b de verilmitir. Molekl yzeye doru yaklarken nce fiziksel

tutunmann gerekletii bir ara hal oluurken aa kan s Hf

fiziksel tutunma ssna

eittir. Fiziksel olarak tutunan molekller yzeye daha da yaklaarak kimyasal olarak

25


41/137

tutunan trlere dnrken potansiyel enerji de byk lde der. ekil 9'a daki

aktifleme enerjisinin gerekmedii bir kimyasal tutunma, ekil 9'b de ise Ea kadar bir eik

enerjisinin gerekli olduu kimyasal tutunma iin eriler verilmitir. Kimyasal tutunma ss

H kile temsil edilmitir. Kimyasal tutunma srasnda molekl paralanarak kat yzeyi ile

tepkimeye girmektedir. ekil 9'a ve ekil 9'b deki 1 yolu izlenerek gzlenen kimyasal

tutunma, 2 yolu izlenerek de gerekleebilir. Fakat 2 yolunun izlenmesi iin tutunan bir A2

molekl yzeye temas etmeden nce A2 2A reaksiyonuna gre ayrmaldr [103].

1.6.4.yonik adsorpsiyon

Seimli olarak bir iyonun kat yzeyine tutunmas, elektrostatik ekim kuvvetlerinin

etkin olmas ile aklanr. Belirli katlar ve elektrolit bir zelti arasndaki iyonlarn tersinir

deiimine iyon deiimi ad verilir. yon deiimi olay adsorpsiyondan daha kompleks

olsa da genel yntemler ve elde edilen sonular ok benzerdir [44].

1.6.5.Biyolojik adsorpsiyon (Biyosorpsiyon)

Atksudan metal iyonlar artm iin bakteri kullanm nceden beri uygulanan

yntemler arasndadr. Atksu ilemlerinde bakteri tarafndan ar metal artmnda,

fizikokimyasal adsorpsiyon, kompleks oluumu, kme ve biyolojik aktivasyon gibi drt

mekanizmann geerli olduu ileri srlmtr. Yaplan almalarda granl aktif karbonfiltrelerinde nemli miktarda bakterinin biriktii ve bunun sonucunda biyodegradasyon

26

ekil 9.Fiziksel ve kimyasal tutunma olaylarnn potansiyel enerji erileri.

a) Aktiflenmemi kimyasal tutunma b) Aktiflenmi kimyasal tutunma.

2

0

E

+

-

r

2

E

+

0

-

r

(a) (b)

1 1

H(A-A)H(A-A)

Hf

Ara hal

Hf

Ara halHk

Hk

EA


42/137

ileminin gerekletii belirtilmektedir. Bir tayc zerindeki mikroorganizmalar

tarafndan zeltideki anyon ve katyonlarn tutulmas ve biyolojik degradasyonun

gereklemesi biyolojik adsorpsiyon (biyosorpsiyon) olarak tanmlanmaktadr. Son

yllarda nem kazanan biyolojik adsorpsiyon ileminin mekanizmas tam olarak

aklanamamtr. Biyolojik adsorpsiyonda, bir inert madde zerinde mikroorganizmann

tanmasna bal olarak hem fiziksel adsorpsiyon hem de biyolojik degradasyon birlikte

gereklemektedir. nert madde zerinde mikroorganizmann tanmas adsorpsiyonu

hzlandrmakta ve ilemin srekliliini salamaktadr. nert maddeler, adsorplama srasnda

tanan mikroorganizmay toksik maddelerin etkisinden korurken, ayrca toksik maddenin

biyodegradasyonu iin gerekli ortam da salamaktadrlar [46].

1.7. Adsorpsiyon izotermlerinin snflandrlmas

Dk veya yksek doluluk kesrine, tek veya ok tabakal adsorpsiyona bal olarak

uygun adsorpsiyon izotermleri seilebilir. Adsorpsiyon izotermlerinin byk bir ounluu

be ana snfta incelenebilir (ekil 10).

I. tip izoterm Langmuir izotermidir. ok ince ve gzenekli yapda olan bir katdaki

fiziksel ve kimyasal adsorpsiyon izotermleri yaklask bu biimdedir. Tek tabaka

adsorpsiyonunu gsterir. Kimyasal adsorpsiyon da bu tr izoterme uymaktadr. Dierizotermler ok tabaka adsorpsiyonunu gsterir.

II. tip izoterm ok tabakal BET adsorpsiyonunu gsterir. S biiminde (sigmoid)

izotermdir. lk tabakadaki adsorpsiyon ss E1dir. Dier tabakalardaki adsorpsiyon slar

EL, younlama ssna eittirler (E1=E2==EL). B noktasna kadar olan adsorpsiyon tek

tabakaldr. BET kuramna gre ilk tabaka dndaki btn tabakalarda adsorplanan

miktarlar ayndr. lk tabaka dolmadan ikinci tabaka biraz dolmaktadr. Ancak tek tabaka

kapasitesi bu izotermden hesaplanabilir.

27


43/137

III. tip izoterm adsorpsiyon ssnn younlama ssna eit veya daha dk olduu

hallerde grlen ve az karlalan bir adsorpsiyon izotermidir. Diferansiyel adsorpsiyon

ssnn negatif veya pozitif olmasna bal olarak ok tabakal adsorpsiyon Tip II ve Tip III

izotermini verir.

IV. tr izoterm birinci tabakann adsorpsiyon ss younlama ssndan daha byk

olan ve klcal younlamann ok olduu adsorpsiyon izotermidir. Genellikle mikro ve

mezogzenek ieren katlardaki adsorpsiyon iztermleri bu tipe uymaktadr.Adsorplanan

molekller arasnda nispeten zayf etkileimler olduunda bu tr izotermlere rastlanr.

V. tr izoterm birinci tabakann adsorpsiyon ss younlama ssndan daha kk

olan ve klcal younlamann ok olduu adsorpsirpsiyonlar yanstmaktadr. Byle bir

sistemde gaz moleklleri balangta yava adsorplanrken adsorplanm ve serbest gaz

moleklleri arasndaki etkileme ile birlikte adsorpsiyon hznda art gzlenir.

Bunlara ilaveten sv-kat ara-yzeyinde adsorplanan madde miktar konsantrasyon

deiiminin lm ile belirlenebilir. Bu ilem yaplrken a) a

Documents

Ylmaz NURAY TEZ2 en Son Muhurlu en Son