Na2S2O3 üretim reaksiyon kinetiği üzerine ultrases enerjisinin etkisi

Abstract

ÖZET Y. Lisans Tezi Na2S203 ÜRETİM REAKSİYON KİNETİĞİ ÜZERİNE ULTRASES ENERJİSİNİN ETKİSİ Tuba İNGEÇ Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman: Yrd. Doç.Dr. Taner TEKİN Son zamanlarda ultrases enerjisinin kullanımı gittikçe artmaktadır. Ultrasonik prosesin anlamı sıvıların genellikle de suyun, yüksek frekansta, çok iyi bir karıştırma yapmak ve çok kuvvetli kimyasal reaksiyonlar üretmek ve fiziksel işlemleri gerçekleştirmek için çok şiddetli bir sesle tahrip edilmesidir. Bunu da sıvı içindeki milyarlarca mikroskobik kabarcığın çökmesi sonucu olarak kavitasyon olayı ile yapar. Ultrases, katı reaktan ya da katalizör yüzeyinin yenilenmesi, çözünmeyi hızlandırma ve reaktanlar arasındaki yüzey alanını artırmak gibi pek çok yararlı etkiye sahiptir. Bu çalışmada, Lüleburgaz'dan temin edilen kükürtün Na2SO3 çözeltil erindeki çözünürlüğü üzerine ultrases enerjisinin etkisi incelenmiştir. Böylece ultrases enerjisi kullanılarak kükürt dönüşümünün artırılması ve oldukça yavaş gerçekleşen Na2S203 üretim reaksiyonunun hızlandırılması amaçlanmıştır. Denemelerde tane boyutu, sıcaklık, Na2S03 konsantrasyonu ve ultrases enerjisi amplitüt hızı parametre olarak seçilmiştir. Çalışma sonuçlarına göre dönüşüm kesrinin; Na2S03 konsantrasyonunun, reaksiyon sıcaklığının ve ultrases enerjisi amplitüt hızının artması ile arttığı, fakat tene boyutunun artması ile azaldığı tesbit edilmiştir. Dönüşüm reaksiyonunun, Na2S03 + S »Na2S203 şeklinde olduğu, ve reaksiyon hızının kimyasal kontrollü ve 1. mertebeden olduğu tesbit edilmiştir. Reaksiyonun aktivasyon enerjisi 42 kJ/mol olarak hesaplanmış ve ultrases enerjisi reaksiyonun aktivasyon enerjisine etki etmediği fakat Arhenius eşitliğindeki `A` faktörünü artırdığı görülmüştür. Sonuçta, aşağıda verilen çözünme denklemi elde edilmiştir. t = - *`' b.cA 4785.(1 + 0-125.fr)1 V^.(ı-(ı-jr)K) 2002, 66 sayfa Anahtar Kelimeler: Na2S203, ultrases, ultrases etkisi, kavitasyon, çözünme, kinetik

ABSTRACT MS EFFECT OF ULTRASOUND ON THE PRODUCTION REACTION KINETICS OF Na2S203 TubaİNGEÇ Atatürk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemical Engineering Supervisor Asst Prof Dr. Taner TEKİN The usage of ultrasound has been commonly in the recent years. Ultrasonic processing means blasting liquids, usually water, with very intense sound at high frequency, producing very good mixing powerful chemical and physical reactions. This process is caused by cavitation which forms from the collapse of zillions of microscopic bubbles in the liquid. Ultrasound may have a number of beneficial effects on chemical reactivity, such as increasing the surface area between the reactants, accelerating dissolution, renewing the surface of a solid reactant or catalyst This paper deals with the investigation of the effect of ultrasonic energy on the kinetics of the dissolution of sulfur from Lüleburgaz in Na2S03 solution. So it is purposed to increase the conversion fraction of sulfur and to accelerate the production reaction of Na2S2Û3 which occurs in a slow rate. The particle size, reaction temperature, NaaSOs concentration and amplitude of ultrasound power was choosen as paremeters.According to the results of the study, it was observed that, increase of Na2S03 concentration, reaction temperature and amplitude of ultrasound power increased the conversion fraction, but the increase of particle size decreased the conversion fraction.lt has been considered that the conversion reaction as follows NaaSOs + S »Na2S203 The reaction is chemical-controlled and first order with respect to NazS03 concentration. The activation energy equal to 42 kJ/mol in bom cases. The effect of ultrasound is on the preexponential factor A, by enhancing primarly the collision of Na2SÛ3 with crystal lattice. Finally, the rate expression may be summarized as follows; RpB,(l-(l-X)K) * = b.CAUlS5.(l + 0./25Wf4.e'^A 2002, 66 pages Keywords: Na2S203, ultrasound, effect of ultrasound, cavitation, dissolution, kinetics ii