orsat lab rapor.pdf

18
1 1. GİRİŞ Gaz karışımlarının kantitatif analizleri bileşenlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlı olarak çok sayıda yöntem veya cihazla gerçekleştirilebilir. Absorpsiyon esasına dayanan bu yöntemler, bulunan analiz neticelerinin kontrol edilmesi amacıyla da kullanılır. Kantitatif analiz için kullanılan absorpsiyon cihazları: Buntebüreti ve bunun değiştirilmiş şekli Bone Wheeler cihazı Hempel cihazı Orsat ve Sheperd cihazı Bunlardan hangisinin kullanılacağı, analiz yapılacak gaz karışımının miktarına, karışımdaki gazların ayrı ayrı konsantrasyonuna bağlıdır. Bu absorpsiyon cihazları, elde edilecek sonuçların hassasiyetine göre iki sınıfa ayrılır. %0,01-0,05 olanlara ‘hassas’, %0,1-0,2 olanlara da teknik cihaz adı verilir. Bu cihazlarda ölçme esasının dayandığı iki kaide vardır; a)Lusac Kaidesi: Sabit sıcaklıkta gaz karışımının hacmi, bu karışımı meydana getiren ayrı ayrı gazların hacminin toplamına eşittir. b)Dalton Kaidesi: Sabit sıcaklıkta bir gaz karışımının basıncı, bu karışımı meydana getiren ayrı ayrı gazların kısmi basınçlarının toplamına eşittir. Orsat yöntemi ile gaz analizi deneyin amaçları: Sistemin çalışma prensibinin öğrenilmesi, hava gazı, egsoz gazı, doğal gaz ya da sentetik bir gaz karışımının orsat analizinin yapılmasıdır. Orsat analizi ve yanma deneyi sonuçları verilen bir gaz karışımının bileşiminin bulunmasıdır.

Upload: sema-guezel

Post on 18-Jan-2016

633 views

Category:

Documents


52 download

TRANSCRIPT

1

1. GİRİŞ

Gaz karışımlarının kantitatif analizleri bileşenlerin fiziksel ve kimyasal özelliklerine

bağlı olarak çok sayıda yöntem veya cihazla gerçekleştirilebilir. Absorpsiyon esasına

dayanan bu yöntemler, bulunan analiz neticelerinin kontrol edilmesi amacıyla da

kullanılır. Kantitatif analiz için kullanılan absorpsiyon cihazları:

Buntebüreti ve bunun değiştirilmiş şekli

Bone Wheeler cihazı

Hempel cihazı

Orsat ve Sheperd cihazı

Bunlardan hangisinin kullanılacağı, analiz yapılacak gaz karışımının miktarına,

karışımdaki gazların ayrı ayrı konsantrasyonuna bağlıdır. Bu absorpsiyon cihazları, elde

edilecek sonuçların hassasiyetine göre iki sınıfa ayrılır. %0,01-0,05 olanlara ‘hassas’,

%0,1-0,2 olanlara da teknik cihaz adı verilir.

Bu cihazlarda ölçme esasının dayandığı iki kaide vardır;

a)Lusac Kaidesi: Sabit sıcaklıkta gaz karışımının hacmi, bu karışımı meydana getiren

ayrı ayrı gazların hacminin toplamına eşittir.

b)Dalton Kaidesi: Sabit sıcaklıkta bir gaz karışımının basıncı, bu karışımı meydana

getiren ayrı ayrı gazların kısmi basınçlarının toplamına eşittir.

Orsat yöntemi ile gaz analizi deneyin amaçları:

Sistemin çalışma prensibinin öğrenilmesi, hava gazı, egsoz gazı, doğal gaz ya da

sentetik bir gaz karışımının orsat analizinin yapılmasıdır. Orsat analizi ve yanma deneyi

sonuçları verilen bir gaz karışımının bileşiminin bulunmasıdır.

2

2. KURAMSAL TEMELLER

Orsatyöntemi gaz analizi için kullanılan en eski yöntemlerden biri olup absorpsiyon

esasına dayanır. Yöntemin esası, atmosfer basıncında bileşimi bulunacak belirli hacim

gazın, her bir bileşeni ayrı ayrı absorplayan reaktiflerden belirli bir sıraya göre

geçirerek, hacim azalması ölçümüne dayanır. Bu işlem sırasında, numune her bir

absorpsiyondan sonra başlangıçtaki basınca getirilir ve hacim değeri okunur. Bu analiz

sırasında sıcaklık ve basınç sabit tutulur. Bazı gazlar ve bunları absorblayan reaktifler

Tablo 1 ‘de verilmiştir [1].

Tablo 1: Bazı gazlar ve bunları absorblayan çözeltiler

Reaktifler Absorbladığı Gaz

%36 KOH , %32 NaOH CO2

Bazik pirogallol çözeltisi O2

Sülfat asidi çözeltisi Olefinler

Paladyum Çözeltisi H2

Amonyaklı Bakır Klorür CO

Uygun absorblayıcı maddesi bulunmayan bileşenleri içeren gaz karışımlarına ise yakma

işlemi uygulanır. Yakma işleminden sonra ortaya çıkan ürünler orsat yöntemi ile

analizlenir. Eğer gaz bileşeni yanıcı örneğin, N2, değil ise, tüm absorblama işlemleri

yapıldıktan sonra bileşen miktarı toplam miktardan fark olarak hesaplanır.

Orsat yöntemi ile gaz analizi sırasında dikkat edilmesi gereken bazı noktalar vardır:

Deneye başlamadan önce sistemin içinde kalmış olması muhtemel olan gaz

tamamen boşaltılmalıdır.

Reaktiflerden herhangi bir, gaz karışımındaki bileşenlerin birden fazlasını

absorblıyor olabilir. Bu durumda herhangi bir hata olmaması için kullanılacak

reaktiflerin belirli bir sıraya göre kullanılması gerekmektedir.

Analizler sabit sıcaklıklarda yapıldığı için suyun buhar basıncı sabit kalır.

Analizler sulu çözelti ortamında yapılır ve gazların su buharı ile doymuş olması

önemlidir. Analizler kesinlikle kuru gazla yapılmaz.

3

Orsat cihazı ile su buharı analizlenemez. Bu nedenle yapılan analize kuru baca gazı

analizi de denir.

Yakma işlemi uygulanan gaz için yapılan Orsat analizinde, gaz karışımda bulunan ve

yanma işlemine tabi tutulmuş bileşiklerin stokiyometrik denklemleri yazılarak hacim

azalmalarından miktarları bulunur.

Örneğin, gaz karışımında metan ve etan varsa,

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O……………………………………….(2.1)

x 2x x

C2H6 + (7/2)O2 2CO2 + 3H2O………………………………..(2.2)

y 7/2y 2y 3y

Yakılan gazda bilinmeyen metan ve etan hacimleri sırasıyla x ve y ml olsun. Buna göre

oluşan su yoğunlaşıp hacmi çok küçüleceğinden ihmal edilerek yazılan hacim azalması

denklemi:

2x + 2.5y = V1

Karbondioksit denklemi:

x + 2y = V2

Oksijen denklemi:

2x + (7/2)y = (yakma amacıyla bürete alınan oksijen hacmi)-V3

V1: Hazırlanan karışım yakma pipetinden geçirildikten sonra bürete geri alınarak yanma

sonucu oluşan hacim değişimi,

V2: Büretteki gaz karışımı bu kez oluşan karbondioksit hacmini belirlemek üzere ilgili

reaktif pipetinden geçirildiğinde oluşan hacim değişimi(CO2 hacmi),

V3: Kalan gaz karışımı oksijen absorplayan reaktiften geçirilerek hesaplanan fazla O2

hacmi

İki bilinmeyenli üç denklem içeren “aşırı” tanımlanmış denklem sisteminde iki denklem

yardımıyla bilinmeyenler bulunur; üçüncü denklem kontrol amaçlı kullanılabilir.

4

Bulunan x ve y yakılan gaz içindeki metan ve etan hacimleri olduğundan ilk

absorplanan işleminden sonra gazın tamamı yakılmadı ise gerekli düzeltme yapılır[1].

2.1. Gaz Analizlerinde Kullanılan Absorpsiyon Maddeleri

Gaz analizlerinde kullanılan absorban maddeler, analizi yapılacak olan gaz

karışımındaki gazları ya kimyasal yahut da absortif olarak bağlarlar. Absorban

maddelerin absorplamakuvvetleri bir çok hallerde gaz karışımındaki gazların

miktarlarına ve absorban maddenin konsantrasyonuna bağlıdır.

Oksijen Absorplayıcı Maddeler:

1)Alkali piragallol: %30 pirogallik asit ve %60’lık KOH çözeltisinin 2:7 oranında

karıştırılması ile hazırlanır. Karışım 100 ml havadaki O2nin bütününü, havayı 6-7 kere

geçirmekle tamamen absorplar. Absorban her ne kadar hacminin 27 katını O2

tutabilecek kabiliyette ise de 10 mislini absorladıktan bir hayli pasifleşir. Kuvvetli

kalevi olduğu için cam kapları kolaylıkla aşındırır ve cam muslukların kaynamasına yol

açar. Sıcaklık 15 ° C ‘nınaltına ve konsantrasyon %25 ‘in üstüne çıkarsa absorplama

kabiliyeti azalır. KOH yerine NaOH zorluğu azaltsa da çözünmeyen Na2CO3zorluklara

yol açar. Piragallol çözeltileri az olmakla beraber ölçülebilecek miktarda CO2çıkarır ve

bu gazın miktarı, analizi yapılacak gaz numunesindeki O2miktarı %20 yigeçmiyorsa ve

pirogallol alkali konsantrasyonları yüksekse bu mahzurun önüne geçilebilir.

2) Sodyum ditionit (Na2S2O4) Çözeltisi: 40 gr sodyum ditionit 250 ml 4,8 N KOH ‘da

çözülmesi ile hazırlanır. Piragallole nispeten tek üstün tarafı, absorplama esnasında

herhangi bir gaz çıkışına sebep olmamasıdır. Havadaki O2’nin absorplanması için 5 dk

gibi bir uzunca bir zaman ihtiyaç vardır. Her ne kadar bu süre demir-3-klorür ilavesi ile

katalik olarak arttırılabilse de bu maddelerin rengi koyulaştırmak ve seviye okunması

güçleştirmek gibi bazı sakıncaları vardır. Son zamanlarda ditionit çözeltilerine

indigokarmin ilave edilmesi ile son derece başarılı sonuçlar alınmıştır. Indigokarmin

hem absorpsiyonu hızlandıran iyi bir katalizör hem çözeltinin absorplama kabiliyetinin

azaldığını gösteren iyi bir belirteçdir.

5

3) Sarı fosfor: Uzun seneler kullanılabilecek olan absorban 100 mlhavadaki O2ni 20 °C

da 3 dakika içerisinde absorblar. Absorban ancak nemli iken iş görebilir. Bunun için

absorbsiyonkabinda daima biraz su bulunmalıdır. Işık tesiri ile kırmızı fosfora

dönüşerek bozulur. 0 °C da absorplama yeteneğini tamamen kaybeder. O2absorpladıkça

P2O3ten ibaret beyaz bir sis oluşur. Bu sisin basıncı 0.7atm e çıkınca artık absorblama

kabiliyetini kaybeder. Böyle hallerde gaz numunesi azot ile seyreltilerek kısmi baskı

azaltılmalıdır.

4) Krom-2-klorür: CrCl2 nin derişik HCl veya asetik asitteki çözeltisi yegane asidik

O2 absorbanıdır. Bu diğer absorbanlar gibi asidik gazları absorplamaz. Büyük

kusurundan biri asidik ortamda Cr2+

nın H2 vererek Cr3+

yükseltgenmektedir.

Karbondioksit Absorplayıcı Maddeler

En çok kullanılan %36’lık NaOH ve %32 likNaOH çözeltilerdir. Potasyum karbonatın

KOH’takiçözünürlüğü daha fazla olduğu için NaOH’a tercih edilir. Her iki çözeltide

hacimlerinin 30 katını absorplayabilir. Havadaki CO2 tayini için Ba(OH)2kullanılabilir.

Karbon Monoksit Absorplayacı Maddeler

1) Kan:İnsan veya hayvan kanı CO için en iyi absorbandır. Çok miktardaki CO’i en son

zerresine kadar absorblar. Absorplama ürünü karboksihemoglobindir.

2) Bakır-2-Klorür:En çok kullanılan CO absorbanıdır. Çözelti bakır çubuklar içeren

şişede saklanmalıdır. Çözeltinin rengi sarı oluncaya kadar kullanılabilir. Absorplama

sonunda CuCl.2H2O.CO gibi bileşik meydana gelir. Reaksiyon tersinir olup bir gaz

karışımında bulunan CO’u bu madde ile absorplamak mümkün değildir.

3) Bakır-1-Sülfat: Bu çözeltinin CuCl den üstün tarafı reaksiyonun tersinir olmaması

ve bir gaz karışımındaki CO tamamen absorplayabilir. Yalnız absorplama işlemi yavaş

gerçekleşir.

4) Katı Absorbanlar: Hoomalit ve hopkalit bilinen iki katı absorbandır.

6

Hidrojen İçin Absorpsiyon Maddeleri

1) Palladyum: Oda sıcaklığında absorplama yavaş yürüdügü halde sıcaklık arttıkça

absorplama artar. Gaz numunesi H2 ile beraber CO2, CO ve olefinleri içeriyorsa ilk önce

bunların uzaklaştırılması gerekir.

2) Gümüş Bileşiklerı: Ag3PO4 elverişlidir. H2ile Ag verir. Amonyak için en iyi

absorban, su ve seyreltik asittir. Bu absorbe olacak maddelerle, absorbanların verdiği

reaksiyonlar aşağıdaki gibidir: [2]

CO2 + KOH KHCO3

CO + Cu2Cl2Cu2Cl2 2.H2O.CO

H2 + Ag2B4O7H2B4O7 + 2Ag

C2H6 + 7/2O22CO2 + 3H2O

N2 + CaC2CaNCN + C

NH3 +H2O NH4+ OH

HCN+ AgNO3 HNO3 + AgCN

H2S + CdCl2CdS + 2HCl

7

3.DENEL YÖNTEM

3.1 Deney Sistemi

Şekil 1.Çift pipetliOrsat Sistemi

Orsat gaz analizi sistemi, absorbsiyon çözeltilerinin konulacağı pipetler; pipetlere

basınç uygulamak için arka haznelerine bağlı balonlar; paralel yerleştirilen bu pipetlerin

iki yollu musluklarla bağlandığı, su ceketi içine yerleştirilmiş dereceli bir büret; içinde

civa ya da asitlendirilmiş tuzlu su içeren, bürete hortum ile bağlı seviye şişesi; sisteme

gaz alınması/verilmesi için kullanılan üç yollu bir musluk bağlantısı içermektedir.

Seviye şişesini aşağı ve yukarı kaldırarak basınç/vakum yaparak, gaz karışımı pipetlere

gönderilip, geri alınır. Deneyde kullanılan pipetlerden biri çok borulu sisteme benzeyen

bir yapıya sahiptir. Bunun sebebi ise, absorpsiyon hızını arttırmak amacıyla temas

yüzey alanını arttırmaktır. Alanı arttırmanın diğer bir yolu ise kabarcık oluşturma

sistemidir. Diğer 2 pipet de bu yapıya sahiptir.

8

Analizlenecek gaz karışımı içerisinde bulunabilecek CO2, olefinler ve O2 için

kullanılacak reaktifler ise sırasıyla, %36 ‘lık KOH çözeltisi, derişik H2SO4 çözeltisi ve

bazik piragallol çözeltisi (%30 piragallik asit, %60 KOH çözeltileri hacimce 2:7

oranında karıştırılır.) şeklindedir[1].

3.2 Analiz Yöntemi

1. Pipetler yarı seviyelerine kadar reaktifle doldurulur.

2. Seviye şişesi aşağıya indirilerek (vakum uygulayarak) pipetlerdeki çözelti

miktarları arttırılır. Boruların yerlerinden çıkmaması, reaktiflerin taşmaması ve seviye

şisesinin borusunda kabarcık bulunmamasına dikkat edilir.

3. Vakum uygulayarak sistemdeki hava dışarı atılır. ,

4. Öncelikle elimizdeki gaz karışımı KOH çözeltisinden geçirilir. Bu işlem 3

defa tekrar edilir. Gaz karışımı tekrar bürete alınır. Hacim azalması sabit basınçta

okunur.

5. Daha sonra gaz karışımımız derişik H2SO4 çözeltisinden aynı şekilde

geçirilir. Tekrar bürete alındıktan sonra hacim azalması kontrol edilir.

6.Son olarak aynı işlemler prigallol çözeltisi için uygulanır.

7.Eğer gaz karışımı içerisinde yakılarak analizlenecek bileşenler varsa, kalan

gazın tamamı ya da bir kısmı uygun miktarda saf oksijen ve hava ile yakmak üzere

karıştırılır ve toplam hacim belirlenir.

8.Gaz yakma büretinden geçirilerek bürete alınır ve yanma sonrası toplam hacim

belirlenir.

9.Elde edilen yanma ürünlerinden oluşan gaz karışımı tekrar uygun reaktiflerden

geçirilerek analizlenir ve oluşan karbondioksit ve kullanılan oksijen miktarları

belirlenir.

10.Yanma stokiyometrik denklemi, hacim azalması, karbondioksit ve oksijen

dengeleri yardımıyla yakılan gaz içerisindeki yanan bileşenlerin miktarları bulunur[1].

9

4. DENEY VERİLERİ

1. Pipet KOH çözeltisi ile doldurulmuştur. Numune pipetten geçirilmiştir.

1. Absorpsiyon sonucu okuma: 2.48

2. Absorpsiyon sonucu okuma: 3

3. Absorpsiyon sonucu okuma: 4

4. Absorpsiyon sonucu okuma: 4.375

2. Pipet derişik H2SO4 çözeltisi ile doldurulmuştur. Numune pipetten

geçirilmiştir.

1. Absorpsiyon sonucu okuma: 15.8

2. Absorpsiyon sonucu okuma: 16.06

3. Absorpsiyon sonucu okuma: 16.15

3. Pipet bazik pirogallol çözeltisi ile doldurulmuştur. Numune pipetten

geçirilmiştir.

1. Absorpsiyon sonucu okuma: 29.255

2. Absorpsiyon sonucu okuma: 32.57

3. Absorpsiyon sonucu okuma: 33.11

10

5. HESAPLAMALAR

Toplam gaz miktarı: 100cc

KOH ile absorplanan CO2 miktarı: 4.375cc

H2SO4 çözeltisi ile absorplanan propilen(olefin) miktarı: 16.15 - 4.375 = 11.775cc

Bazik pirogallol ile absorplanan O2 miktarı: 33.11 – 16.15 = 16.96cc

N2 (inert) miktarı: 100 – 33.11 = 66.89cc

Bileşiklerine göre hesaplanan karışım değerleri % olarak tablo halinde aşağıda

verilmiştir:

Tablo 2. Bileşiklere göre % Bileşimleri BİLEŞİK %BİLEŞİM

CO2 4.375

C3H6 11.775

O2 16.960

N2 66.890

11

6. DENEY TASARIMI

Soru 1: Bileşiminde CO2, CO, O2, CH4, N2 ve olefinlerin bulunduğu tahmin edilen gaz

karışımını analizleyebilmek için Orsat deneyini tasarlayınız.

Cevap: Gaz karışımından uygun bir şekilde numune alındıktan sonra, gaz karışımı

içerisinde bulunan bileşikler için, eğer varsa, onları en iyi şekilde absorplayabilecek

reaktifler seçilir.

Orsat gaz analizi deneyi sisteminde dikkat edilecek husus; reaktiflerden biri, gaz

karışımındaki gazlardan birini veya birden fazlasını absorbe ediyor olabilir. Hata

olmaması için, reaktifler belli bir sıraya göre kullanılmalıdır. Bu yüzden kullanılacak

reaktiflerin sırası belirlenir.

Gazların absorplanma sırası şöyledir:

Karbondioksit ve asetik gazlar,

Asetilenik bileşikler,

Propilen ve diğer doymamış bileşikler,

Etilen,

Oksijen,

Karbonmonoksit,

Hidrojen,

Parafinik hidrokarbonlar

Deney tasarımı için seçilen reaktifler ve onların absorpladığı bileşikler tablo 3.’de

verilmiştir.

Tablo 3. Reaktifler ve Absorpladığı bileşikler

Çözelti (Reaktif) Absorpladığı Gaz

KOH CO2

Bazik Pirogallol O2

Amonyaklı CuCl çözeltisi CO

Derişik H2SO4 Olefinler

12

Elimizdeki gaz karışımının Orsat cihazındaki deney tasarımı sırasıyla şöyledir:

İlk olarak %36 lık KOH çözeltisinden CO2 geçirilir.

İkinci olarak derişik H2SO4 çözeltisinden olefinler geçirilir.

Daha sonra bazik pirogallol çözeltisinden O2 geçirilir.

Son reaktif olarak da, amonyaklı CuCl çözeltisinden CO geçirilir.

Böylece, reaktifleri olan bileşenleri, en uygun reaktifleriyle absorplamış oluruz. Geride,

inert gaz (N2) ile yakılarak analizlenecek bileşen (CH4) kalmış olur. Bu kalan gaz

karışımından da gerekiyorsa bir kısmı atılır. Daha sonra karışım, tam yanmayı

sağlayacak uygun miktarda hava ya da oksijen ile Orsat büretinde karıştırılır.

Hazırlanan karışım yakma pipetinden geçirilir ve bürete geri alınır. Orsat analizinde,

yanma işlemine tabi tutulmuş bileşiklerin sitokiyometrik denklemleri yazılarak hacim

azalmalarından miktarları bulunur. Büretteki gaz karışımı bu kez oluşan karbondioksit

hacmini belirlemek üzere ilgili reaktif olan % 36 lık KOH çözeltisinin bulunduğu

pipetten geçirilir, hacim değişimi oluşan CO2 miktarını verir. Kalan gaz karışımı,

oksijen absorplayan reaktif olan bazik pirogallol çözeltisinden geçirilerek fazla oksijen

hacmi bulunur. Oksijen hacminden de giren hava ve oluşan N2 hacimleri hesaplanır.

13

Soru 2: CO2, CO, SO2, O2, H2, metan, etilen ve inert gaz içeren gaz karışımı Orsat ile

analizlenmiş ve aşağıdaki veriler alınmıştır. Buna göre:

a) Eksik verileri doldurunuz.

b) Gazın % bileşimini bularak tablo halinde veriniz.

Kullanılan reaktif Okuma, ml

(başlangıç) 0.0

KOH çözeltisi 6.4

Bromlu su 13.1

Bazik pirogallol çözeltisi 21.3

Amonyaklı CuCl çözeltisi 30.8

Palladyum çözeltisi 48.0

HAVA İLE YAKMA

(yanmadan önce) 0.0

(yanmadan sonra) 5.2

KOH çözeltisi ?

Bazik pirogallol ?

Cevap: Rekatiflerde meydana gelen hacim azalmaları, reaktiflerin absorpladığı

bileşenlerin karışım içerisindeki miktarlarını göstermektedir.

Tablo 4. Reaktifler ve absorpladıkları gazlar

Çözelti (Reaktif) Absorpladığı Gaz

KOH CO2, SO2

Bromlu su Etilen

Bazik pirogallol O2

Amonyaklı CuCl çözeltisi CO

Palladyum çözeltisi H2

14

Karışım içerisindeki bileşenler, sırasıyla en uygun reaktifleriyle absorplandıktan sonra

geriye inert gaz ve yakılacak olan metan kalır. Metanın yanma reaksiyonu aşağıda

gösterildiği şekildedir:

CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O

x 2x x 2x

Analizi yapılacak gaz karışımı 100 ml olarak alınacaktır. Gaz karışımından absorplanan

miktar çıkarılarak, yakılacak gaz karışımı miktarı hesaplanır. Absorplanan gazların

hacimleri:

CO2 ve SO2 hacmi = 6.4 ml

Etilen hacmi = ( 13.1- 6.4 ) = 6.7 ml

O2 hacmi = ( 21.3 – 13.1 ) = 8.2 ml

CO hacmi = ( 30.8 - 21.3 ) = 9.5 ml

H2 hacmi = 17.2 ml

100 – ( 6.4 + 6.7 + 8.2 + 9.5 + 17.2 ) = 52 ml yakılacak gaz karışımı

Yakılacak gaz için 2*52 = 104 ml oksijen gereklidir.

Gerekli hava miktarı;

( )

Hava + yakılacak gaz miktarının 100 ml olması istenmektedir.

547.2 ml de 52 ml gaz karışımı varsa

100 ml de ? ml gaz karışımı vardır

Giren hava içerisindeki oksijen miktarı;

15

Tepkime için oksijen denkliği;

( ı ü ı )

Karbondioksit denkliği;

Hacim azalması;

( )

Aynı zamanda,

( )

Bulunan CO2 ve fazla oksijen miktarları 9.5 ml lik gaz karışımı için bulunmuştur. Fakat,

yakılacak gaz karışımımız 52 ml dir.

9.5 ml de 2.6 ml CH4 varsa,

52 ml de ? ml CH4 vardır

= 14.2 ml CH4 vardır.

O halde;

Yanmanda sonra KOH çözeltisinin okunan hacmi = 2.6 ml,

Bazik pirogallolün okunan hacmi ml = 13.8 + 2.6 = 16.4 ml olarak bulunur.

İnert gazın hacmi;

( )

16

Gaz karışımında bulunan bileşenlerin yüzdeleri aşağıda tablo halinde verilmiştir:

Tablo 5. Analizi Yapılan Gazın % Bileşimi

Gaz Karışımı Gaz Hacmi, ml % Bileşim

CO2 + SO2 6.4 6.4

O2 8.2 8.2

CO 9.5 9.5

CH4 14.2 14.2

Etilen 6.7 6.7

H2 17.2 17.2

İnert 37.8 37.8

17

7. TARTIŞMA VE YORUM

Orsat gaz analizi deneyinde CO2, propilen (olefin), O2 ve N2 (inert gaz) bileşenlerini

içeren bir gaz karışımını bileşim yüzdelerinin hesaplanması amaçlanmıştır. Bileşenler

için en uygun reaktifler seçilmiş, absorplanabilen CO2, propilen ve O2 bileşenleri KOH,

H2SO4 ve bazik pirogallol reaktiflerinden sırasıyla geçirilmiştir. Karışımımızın

içerisinde yanıcı bileşen olmadığından orsat analizinde yakma işlemi

gerçekleştirilmemiştir. Uygun reaktiflerin kullanılması yeterli olmuştur. CO2 % 4.375,

C3H6 % 11.775, O2 % 16.96 olarak hesaplanmıştır. Tüm bu değerler bulunduktan sonra

toplam gaz karışımından bu bileşenlerin miktarları çıkartılarak inert gazın bileşimi de

% 66.89 olarak bulunmuştur.

Deney esnasında orsat cihazıyla analizin nasıl gerçekleştirildiği ve çoğu gazların

analizlerinin yapılabileceği görülmüştür. Çok az sayıda da olsa analizi mümkün

olmayan gazlar da olabilir. Bu gazlar uygun reaktifi olmayan ve yakılamayan gazlardır.

Deneye hazırlık esnasında edindiğimiz bilgiler doğrultusunda endüstriyel kaynaklı baca

gazlarının analizinde orsat cihazının önemli bir yeri olduğu anlaşılmıştır. Bu gazların

emisyonları belli limitlerde tutulmalıdır. Emisyon kontrolü de orsat analizi gibi çeşitli

analizlerle mümkündür.

18

8. KAYNAKLAR

[1] KYM453 Kimya Mühendisliği Laboratuvarı Deney Bilgileri, 2011-12 Güz Yarıyılı

[2] Alpar, S.R.Hakdiyen, M.İ. ve Bigat, T., 1967 . Sınai Kimya Analiz Metodları,

İstanbul Üniversitesi Döner Sermaye Basımevi, İstanbul,185