GLİSERİN-SU ÇÖZELTİLERİ İÇİNDE FERRİSİYANÜRÜN DİFÜZYON KATSAYILARININ BELİRLENMESİ
Elif EROĞLU
Sinan YAPICI
Nuri ŞARA
K2CO3 destekli potasyum ferri-ferrosiyanür çözeltisinde, ferrisiyanürün difüzyon katsayısı, döner disk elektrot sistemi ve elektrokimyasal sınırlayıcı difüzyon akım tekniği kullanılarak belirlendiği bu çalışmanın amacı, kütle aktarım çalışmalarında kullanılmak üzere, farklı Schmidt sayılarına sahip çözeltiler için difüzyon katsayılarını belirlemekti. Bu amaçla ağırlıkça % 0-50 gliserin içeren çözeltilerin, 15-35oC aralığında farklı sıcaklıklarda, difüzyon katsayıları tespit edildi. Difüzyon katsayılarının, artan gliserin yüzdesi ve azalan sıcaklıkla azaldığı belirlendi. Ayrıca bu çözeltilerin viskozite ve yoğunluk ölçümleri de yapıldı.
Özellikle zorlanmış taşınım kütle aktarım çalışmalarında, elektrokimyasal sınırlayıcı difüzyon akım metoduna geniş ölçüde başvurulmuştur. Bu metotla yerel ve ortalama kütle transfer katsayıları ölçümlerinin yanı sıra hız, kayma gerilimi ve türbülens çalkantı gibi ölçümler hızlı ve kolay bir şekilde yapılır. Kütle aktarım ölçümlerinden elde edilen veriler analoji yaklaşımıyla ısı aktarım hesaplamalarında da kullanılabilir. Fiziksel ve kimyasal süreçlerde kullanılan maddelerin özellikleri büyük önem taşır. Proses tasarımlarında ve kimya mühendisliği uygulamalarında kullanılan akışkanların özelliklerinin bilinmesi gerekir. Akışkanlar için en önemli özelliklerden biri difüzyon katsayısıdır. Akışkanlar mekaniği ve kütle transferi işlemlerinde difüzyon katsayısı katsayılarının bilinmesi tasarımlarında kolaylık sağlar. Kütle transferinde bir maddenin difüzyonla olan transfer akısının o maddenin konsantrasyon gradyanı ile orantılı olduğu ve bu orantı katsayısı ise difüzyon katsayısı olarak ifade edilebilir. Sıcaklık, basınç, bileşim ve sistemde mevcut diğer maddelere bağlıdır. Literatürde yapılan ısı-kütle çalışmalarının büyük çoğunluğu, akışkan olarak hava veya su kullanılarak yapılmaktadır. Bu akışkanlarla farklı fiziksel özelliklere sahip akışkanları temsil eden, geniş bir aralıkta bir Schmidt sayısı değerleri elde etmek mümkün değildir. Dolayısıyla farklı Schmidt sayılarında ölçümler yapabilmek için farklı akışkanlar kullanmak gerekir. Gazlarda olduğu gibi sıvılarda da difüzyon katsayıları deneysel olarak ölçülebilir ve ampirik denklemlerden yaklaşık olarak hesaplanabilir. Fakat sıvıların kinetik teorisi gazlarınki gibi geliştirilememiş olduğundan, sıvılardaki difüzyon katsayılarını doğrudan fiziksel özellikler
cinsinden veren teorik denklemler geliştirilememiştir. Seyreltik ve derişik çözeltilere uygulanabilen çok sayıda ampirik bağıntı geliştirilmiştir. Yapılan bu deneysel çalışmanın amacı, geniş bir Schmidt sayısı aralığına karşılık gelen özelliklere sahip sıvılarda difüzyon katsayısının tespiti için, daha önceden çalışılmış pek çok akışkan sisteminden farklı olan K2CO3 destekli, % 0-50 aralığında gliserin içeren, sulu ferri-ferro-siyanür çözeltisi içerisindeki feri-siyanürün difüzyon katsayısının ölçülmesidir.
|
