Ek-3 BÖLÜm a: FİZİko-kimyasal özelliklerin belirlenmesinde kullanilan yöntemler




Yüklə 490.27 Kb.
səhifə1/5
tarix21.04.2016
ölçüsü490.27 Kb.
  1   2   3   4   5
Ek-3
BÖLÜM A: FİZİKO-KİMYASAL ÖZELLİKLERİN BELİRLENMESİNDE KULLANILAN YÖNTEMLER
A.1 ERİME/DONMA SICAKLIĞI
1. YÖNTEM
Burada bahsedilen yöntemlerin büyük çoğunluğu OECD Test Dokümanına dayanarak tanımlanmıştır (1). Temel ilkeler kaynak (2) ve (3)’te verilmiştir.


    1. Giriş

Tanımlanan yöntem ve cihazlar, saflık dereceleriyle ilgili herhangi bir sınırlama olmaksızın maddelerin erime sıcaklığını belirlemek için kullanılır.


Yöntemin seçimi, test edilecek maddenin içeriğine bağlıdır. Sonuç olarak sınırlayıcı faktör, maddenin kolayca, zor ya da hiç toz haline gelmiyor olmasına bağlı olacaktır.
Bazı maddeler için donma ve katılaşma sıcaklığını belirlemek çok daha uygundur ve bu tayinlere ilişkin standartlar, yöntemin içinde ayrıca bulunmaktadır.
Ancak maddenin kendine has özelliklerine bağlı olarak, yukarıdaki parametrelerin hiçbiri uygun şekilde ölçülemediği durumda akma noktası tayini uygun olabilir.



    1. Tanımlar ve birimler

Erime sıcaklığı, atmosferik basınç altında katı halden sıvı hale faz geçişinin olduğu sıcaklık olarak tanımlanır ve bu sıcaklık ideal olarak donma sıcaklığına karşılık gelir.


Pek çok maddenin faz geçişi, erime aralığı olarak tanımlanan sıcaklık aralığının üzerinde gerçekleşir.
Birimlerin çevrimi (K ‘den oC’ye)
t= T–273,15
t: Celsius sıcaklığı, derece Celcius (oC)
T: Termodinamik sıcaklık, Kelvin (K)


    1. Referans maddeler

Yeni bir maddenin incelendiği her durumda referans maddelerin kullanılmasına gerek yoktur. Yöntemin performansını zaman zaman kontrol etmek amacıyla kullanılırlar ve diğer yöntemlerin sonuçlarıyla karşılaştırma yapılmasına olanak sağlarlar.


Bazı kalibrasyon maddeleri kaynaklarda (4) listelenmiştir.



    1. Test yönteminin ilkesi

Katı halden sıvı hale ya da sıvı halden katı hale faz geçiş sıcaklığı (sıcaklık aralığı) belirlenir. Pratikte, test maddesi örneğini atmosfer basıncında ısıtırken veya soğuturken başlangıç ve sonuç durumundaki erime/donma sıcaklıkları belirlenir. Kılcal yöntem, sıcak hal yöntemi, donma sıcaklığı belirlemeleri, termal analiz yöntemleri ve petrol yağları için geliştirilen akma noktası yöntemi olarak adlandırılan beş farklı yöntem tanımlanmıştır.


Bazı durumlarda erime noktası yerine donma noktasının ölçülmesi daha sağlıklı olabilir.


      1. Kılcal yöntem




        1. Sıvı banyolu erime sıcaklığı cihazı

İnceltilerek toz haline getirilmiş az miktarda madde, kılcal cam tüpünün içine yerleştirilerek sıkıca kapatılır. Tüp, termometreyle birlikte ısıtılır ve gerçek erime esnasında sıcaklık artışı 1K/dak. ‘dan az olacak şekilde ayarlanır. Başlangıç ve sonuç durumundaki erime sıcaklıkları belirlenir.




        1. Metal bloklu erime sıcaklığı cihazı

Kapiler tüp ve termometrenin, ısıtılmış metal bloğun içinde olması haricinde 1.4.1.1.’de tarif edildiği gibi uygulanır ve bloktaki deliklerden gözlem yapılabilir.




        1. Fotoselle tayin

Kapiler tüp içindeki örnek, metal bir silindirin içinde otomatik olarak ısıtılır. Silindirdeki delikler sayesinde madde üzerinden geçen ışık demeti hassas kalibre edilmiş fotosele gönderilir. Erime esnasında çoğu maddenin optik özelliği opaktan saydama değişir. Fotosele ulaşan ışığın yoğunluğu artar ve ısıtma odacığındaki platin rezistanslı termometrenin sıcaklığını okuyan sayısal alıcıya ‘dur’ sinyali gönderir. Bu yöntem koyu renkli maddeler için uygun değildir.




      1. Sıcak evreler




        1. Kofler sıcak çubuğu

Kofler sıcak çubuğu, farklı ısı iletkenliği olan, elektrikle ısınan ve uzunluğu boyunca sıcaklık değişimi hemen hemen doğrusal olacak şekilde tasarlanan 2 metal parçadan oluşur. Sıcak çubuğun sıcaklığı 283-573 K arasında değişir. Göstergeli bir rayı (runner) ve herbir çubuk için tasarlanan şeridi bulunan özel bir sıcaklık okuma cihazında erime sıcaklığını belirlemek için, madde, ince bir tabaka halinde doğrudan sıcak çubuğun üzerine yayılır. Birkaç saniye içinde sıvı ve katı faz arasında keskin bir ayrım çizgisi oluşur. Ayrım çizgisindeki sıcaklık, göstergeyi çizgi üzerinde olacak durumda ayarlayarak okunur.



        1. Erime mikroskobu

Pek çok mikroskop sıcak evreleri, maddenin çok az bir miktarıyla, erime sıcaklığının belirlenmesinde kullanılır. Sıcak evrelerin çoğunda sıcaklık ölçümü hassas termokapıllarla yapılır, fakat bazen civalı termometreler de kullanılır. Tipik bir mikroskop sıcak evre erime sıcaklığı düzeneğinde, lam’ın üzerinde örneğin yerleştirildiği metal plaka içeren ısıtma odacığı yer almaktadır. Metal plakanın merkezinde mikroskobun aydınlatıcı aynasından ışığın geçişine izin veren bir delik bulunur. Kullanım esnasında ise numunenin hava almaması için, odacık cam bir plakayla kapatılır.


Numunenin ısıtılması, sürgülü direnç (reosta) ile ayarlanır. Optik olarak izotropik (eş yönlü) olmayan maddelerin çok hassas ölçümlerinde, polarize ışık kullanılabilir.


        1. Menisküs yöntemi

Bu yöntem özel olarak poliamidler için kullanılır.


Sıcak evre ve poliamid test örneği destekli cam-kapak arasına konan silikon yağı menisküsünün yer değiştirdiği sıcaklık, görsel araçlar kullanılarak belirlenir.


      1. Donma sıcaklığını tayin yöntemi

Örnek, özel bir test tüpüne daha sonra da bir düzeneğe donma noktasının belirlenmesi için yerleştirilir. Örnek soğurken sürekli ve yavaşça karıştırılır ve uygun aralıklarda sıcaklık ölçülür. Sıcaklık sabitleşir sabitleşmez (termometre hatasını düzeltmek için) birkaç okuma yapılır ve sabitleşen değer donma noktası olarak kaydedilir.




      1. Termal analiz




        1. Türevsel termal analiz (DTA)

Bu teknik, sıcaklığın bir fonksiyonu olarak, madde ve referans madde arasındaki sıcaklık farklarını kaydeder. Madde ve referans madde aynı kontrollü sıcaklık programına tabiidirler. Numunede entalpi değişikliğini içeren geçişler söz konusu olduğunda, bu değişiklik sıcaklık değerlerinin taban çizgisinden endotermik (erime) veya ekzotermik (donma) sapma olarak belirlenir.




        1. Türevsel tarama kalorimetresi (DSC)

Bu teknik, madde ve referans maddeye aynı kontrollü sıcaklık programı uygulandığında sıcaklığın bir fonksiyonu olarak, maddeye ve referans maddeye enerji girdilerinin farkını kaydeder. Bu enerji, madde ve referans madde arasındaki sıfır sıcaklık farkını oluşturmak için gerekli enerjidir. Numunede entalpi değişikliği gibi geçişler söz konusu olduğunda, bu değişiklik ısı akışı değerlerinin taban çizgisinden endotermik (erime) veya ekzotermik (donma) sapmalar olarak belirlenir.


1.4.5 Akma noktası
Bu yöntem petrol yağları için geliştirilmiştir ve düşük erime sıcaklığına sahip yağlı maddeler için uygundur.
Ön ısıtma işleminden sonra, örnek, belli bir hızda soğutulur ve akış özellikleri için 3K’lık aralıklara bakılır. Maddenin hareketinin gözlendiği en düşük sıcaklık akma noktası olarak kaydedilir.


    1. Kalite kriterleri

Erime sıcaklığı/erime aralığının belirlenmesinde kullanılan farklı yöntemlerin uygulanabilirliği ve doğruluğu aşağıdaki tabloda listelenmiştir.


Tablo: Yöntemlerin uygulanabilirliği



  1   2   3   4   5


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©azrefs.org 2016
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə