Chemical behaviour of clinoptilolite rich natural zeolite in aqueous medium

Abstract

Adı-Soyadı: lker POLATO LUOkul: zmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüAnabilim Dalı: Kimya Mühendisli iProgramı: Kimya Mühendisli i (Yüksek Lisans)Tez Ba lı ı: Klinoptilolitçe Zengin Do al Zeolitin Sulu Ortamdaki KimyasalDavranı ıÖZETBu çalı mada Türkiye Gördes yataklarından çıkan do al zeolitlerin vebunların Na2CO3 ile muamele edilmi formlarının asit (hidroklorik asit, laktik asit,asetik asit) ve baz (sodyum hidroksit) solüsyonlarındaki kimyasal davranı larıincelenmi tir. Ayrıca zeolitlerin midedeki yüksek asit konsantrasyonunu nötralizeetme kapasitesini ara tırmak amacı ile sentetik mide asidi ( pHi=2 de hidroklorik asitve % 0,4'lük pepsin,) hazırlanmı tır. Farklı miktarlardaki zeolitler, çe itlikonsantrasyonlardaki asit ve baz çözeltilerine atılarak zamanla sıvıdaki proton vehidroksit konsantrasyon de i imi incelenmi tir.Do al zeolitin çözeltideki proton veya hidroksit konsantrasyonuna ve zeolitmiktarına ba lı olarak asidik çözeltilerin pH'sını arttırma bazik çözeltilerin pH'sınıazaltma e iliminde oldu u bulunmu tur. Zeolite giren proton veya hidroksit miktarızeolitten çıkan katyon miktarına e it de ildir. Bu nedenle sadece iyon de i imi de iladsorpsiyon, yapıdan katyon uzakla ması, Al ve Si uzakla ması, kompleks olu umuve yapı çökelmesi olabilmektedir. Sodyum karbonatla modifiye edilen zeolitlerinnötralize etme kapasitesi i lem görmemi zeolitlere göre daha yüksektir. Sentetikmide asidi ile yapılan çalı mada 0.5 g modifiye edilmi zeolit ortam pepsin aktivitesiniönemli ölçüde etkilememi ve solüsyonun pH'sını mide asidinin normal de erleriarasında olan (2.9-3.1) 2.9'a yükseltmi tir. Zeolitlerle yapılan tüm sıvı çalı malarındazeolitin yüzey yükünün de i medi i gözlemlenmi tir. Yapılan karakterizasyonlaragöre asit ve bazla muamele edilen zeolitlerde önemli de i iklik olmadı ı, yapınınkararlı oldu u ve bu nedenle sıvı ortamlarda katı tampon olarak kullanılabilece ianla ılmı tır.

Name: lker POLATO LUSchool: zmir Institute of TechnologyDepartment: Chemical EngineeringMajor: Chemical Engineering (Master)Title of Thesis: Chemical Behaviour of Clinoptilolite Rich Natural Zeolite inAqueous MediumABSTRACTIn this study the chemical behavior of natural zeolite from Gördes Türkey andits Na2CO3 treated form was investigated in acid (hydrochloric acid, lactic acid, aceticacid) and basic (sodium hydroxide) solutions. Synthetic gastric juice (hydrochloricacid and 0.4 % pepsin at pHi=2) was also prepared in order to examine theneutralizing capacity of zeolite for high acid concentration of stomach. The change inproton and hydroxyl concentration with time was studied by putting the differentamount of zeolites into the various concentrations of acid and base solutions.It was found that natural zeolite tended to increase the pH of acidic solutionwhile decreased the pH of basic solution depending on the concentration of proton orhydroxyl ions in solution and zeolite amount. The proton or hydroxide ions entered tothe zeolite could not balance the cations released from zeolite structure. Therefore notonly ion exchange, but also adsorption, cation hydrolysis, dissolution of Al and Si,complex formation and precipitation can be occurred. The neutralizing capacity ofmodified zeolite with sodium carbonate was higher than untreated ones. In the studyconducted with synthetic gastric juice, 0.5 g modified zeolite did not significantlyaffect the pepsin activity of the medium and increased the pH to 2.9 which wasbetween the normal ranges of stomach acid (2.9-3.1). In all aqueous studies conductedby using natural zeolite there was no change observed at the surface charge of thezeolite. According to characterizations performed it is understood that there was nosignificant change and the structure was stable. For these reason zeolite can be usedas solid buffer in aqueous medium.