Değişik koşullarda katyon değiştirici reçinelerin iyon seçimliliğinin incelenmesi

Abstract

ÖZ DEĞİŞİK KOŞULLARDA KATYON DEĞİŞTİRİCİ REÇİNELERİN İYON SEÇİMLİLİĞİNİN İNCELENMESİ İmdat KADAN Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya Anabilim Dalı (Ph. D. Tezi / Tez Danışmanı : Prof. Dr. Mustafa ÖZCAN) Balıkesir, 1999 Çapraz bağ derecesi, tanecik boyutu, boyut homojenliği, fonksiyonel grup ve polimer yapısı farklı dokuz katyon değiştiricicinin Al+3, Fe+3, Cr+3, Mn+2, Fe+2, Co+2, Ni+2, Cu+2, Zn+2, Ca+2, Mg+2, K+, Na+ iyonlarına karşı seçimliliği doğal ve özel koşullarda kolon tekniği yardımıyla incelenmiştir. Çalışmanın birinci aşamasında, katyonların klorür tuzu çözeltileri kendi doğal pH koşullarında, hidrojen formlu kuvvetli asit tipi katyon değiştirici reçine [AG 50 W - X2 (200- 400 Mesh), AG 50 W - X2 (50-00 Mesh), AG 50 W - X4 (200-400 Mesh), AG 50 W - X4 (20-50 Mesh), AG 50 W - X8 (200-400 Mesh), AG 50 W - X8 (20-50 Mesh), BIO-REX MSZ 50 (25-30 Mesh), ve AG MP 50 (100-200 Mesh)] kolonlarından geçirilmiş ve molar seçimlilik katsayıları hesaplanarak katyonlar için seçimlilik sırası oluşturulmuştur. ikinci aşamada, seçimlilik üzerine akış hızının etkisi, hidrojen iyonu konsantrasyonunun etkisi, kompleks oluşumunun etkisi incelenmiştir. Deneysel veriler ile kuramsal beklentiler test edilmiş, seçimlilik verilerinden [ZnCl]+ kompleksinin kararlılık sabiti hesaplanmıştır. Zayıf asit tipi Na+ formlu BIO-REX 70 (20-50 Mesh) reçinesi ile hidrolizin Al+3 seçimliliği üzerine etkisi araştırılmıştır. Seçimlilik katsayılarının dağılımı ve katyonların seçimlilik sıralaması çeşitli etkileşmeler dikkate alınarak açıklanmışlar. ANAHTAR SÖZCÜKLER : katyon değiştirici / reçine / iyon değişimi / seçimlilik katsayısı / kolon tekniği / kompleks oluşumu / hidroliz / KAKE / adsordsıyon / sorpsiyon / Donnan dengesi.

ABSTRACT THE INVESTIGATION OF IONIC SELECTIVITY OF CATION EXCHANGE RESINS IN VARIOUS CONDITIONS İmdat KADAN Balıkesir University, Institute of Science, Department of Chemistry (Ph. D. Thesis /Supervisor: Prof. Dr. Mustafa ÖZCAN) Balıkesir, 1999 The ionic selectivities of nine cation exchange resins with different crosslinking degree, particle size, size homogenity, surface area, functional groups and polymer matrix for several cations such as Al+3, Fe+3, Cr+3, Mn+ 2,Fe4`2, Co+2, Ni+2, Cu+2, Zn+2, Ca+2, Mg+/ K+, Na+ were investigated in aqueous solutions and in special conditions by using column technique. In the first stage, the cloride salts of each cation were dissolved in distilled water and solutions were allowed to flow down through columns containing strong acid type resins with H+ form [AG 50 W - X2 (200-400 Mesh), AG 50 W - X2 (50-00 Mesh), AG 50 W - X4 (200-400 Mesh), AG 50 W - X4 (20-50 Mesh), AG 50 W - X8 (200-400 Mesh), AG 50 W - X8 (20-50 Mesh), BIO-REX MSZ 50 (25-30 Mesh), and AG MP 50 (100-200 Mesh)]. Molar selectivity coefficients of nine cation exchange resins were evaluated and selectivity order estabilished for the cations. In the second stage, effects of flow speed through column, hydrogen ion concentration, and complexation upon cationic selectivity were investigated. Theoretical expectations and predictions were tested with experimental selectivity distribution data, the stability constant of [ZnCl]+ complex cation were estimated from selectivity data. The effect of hydrolysis reaction upon selectivity of Al+3 cation were investigated by using weak acid type BIO-REX 70 (20-50 Mesh) cation exchange resin with Na+ form. The distribution pattern of the selectivity coefficients and cationic selectivity orders were explained by taking into account various interactions. KEY WORDS: cation exchanger / resin / ion exchange / selectivity coefficient / column technique / complexation / hydrolisis / CFSE / adsorption / sorption / Donnan equilibrium. n