Baryum ve kalsiyum tungstatlarda izotop ve iyon değişimi reaksiyonlarının incelenmesi

Abstract

Sodyum tungstat çözeltisi değişik pH lerde baryum klorür ve kalsium klorür çözeltileri ile kondüktimetrik titrasyon yöntemi ile çöktürülerek değişik bileşimlerde baryum tungstat ve kalsiyum tungstat çökeltileri elde edilmiştir. Bu çökeltilerle baryum ve kalsiyum iyonları arasındaki izotop ve ion değişimi reaksiyonları izleyici olarak Ba-133 ve Ca-45 izotopu kullanılarak incelenmiştir. Çöktürme ortamının pH sinin azalması ile çökeltilerin zincir yapısının uzadığı ve denge durumunda % yer değiştirme kesrinin arttığı görülmüştür. Baryum tungstat örnekleri ile değişik sıcaklıklarda izotop değişimi reaksiyonları incelenmiş ve reaksiyonların hız sabiti, aktifleşme enerjisi hesaplanmıştır. Bu veriler yardımı ile izotop değişimi reaksiyonlarının entalpi, serbest entalpi ve entropi değişmeleri bulunmuştur. Ayrıca, örneklerin özgül yüzeyleri, sıvı filmine difüzyon katsayıları hesaplanmış ve bu sonuçlara dayanılarak izotop değişimi reaksiyonlarının mekanizması saptanmıştır. İzotop değişimi reaksiyonunun hızının ve % yer değişimi kesrinin çökeltinin hazırlanma koşullarından etkilendiği gözlenmiştir. Baryum tungstat örneklerine kaynatma, karıştırma ve eskitme gibi işlemler uygulanarak çöktürme koşullarının değiştirilmesinin izotop değişimi reaksiyonunu ne yönde etkilediği incelenmiştir. Baryum tungstat örneklerine kalsiyum iyonu, kalsiyum tungstat örneklerine baryum iyonu ilave edilerek iyon değişimi reaksiyonları incelenmiş ve elde edilen sonuçlar izotop değişimi reaksiyonları ile karşılaştırılmıştır.

Barium and calcium tungstate precipitates with different compositions were prepared by means of conductometric titration method by titrating of sodium tungstate solutions at varying pHs with barium and calcium chloride solutions. Isotope and ion exchange reactions between these precipitates and barium and calcium ions were investigated by using Ba-133 and Ca-45 isotopes, respectively. It was observed that the chain-length of the precipitates increases with decreasing pH of solutions and exchange fraction increases. Effects of temperature on isotope exchange reactions in barium tungstates were examined and the rate constants and activation energies were estimated. Enthalpy, free enthalpy and entropy changes in isotope Exchange reactions were evaluated by using these parameters. The specific surface area and film diffusion coefficients of these samples were also determined and the mechanisms of isotope exchange reactions were elucidated based on these results. It is observed that the rate and exchange fraction were affected by the preparation conditions of the specimens. Effects of boiling, stirring and aging on the progress of isotope exchange reactions were also studied. Ion Exchange reactions were also investigated by adding calcium ion to the barium tungstates as well as by addition of barium ion to the calcium tungstates and the results of ion exchange reactions were compared with that of isotope exchange.