GRESS REAKTF LE AZOT DOKST TAYN EVRE KMYASI

GRİESS REAKTİFİ İLE AZOT DİOKSİT TAYİNİ ÇEVRE KİMYASI LABORATUVARI-II PROF. DR. GÜLFEM BAKAN SAMSUN/2016

TEORİ Azot oksitler, değişik yapılarda görülmektedir ve bunların tamamına NOx denmektedir. Bunlar; azot monoksit (NO), nitröz oksit (N 2 O), azot dioksit, (NO 2), azot sesquioksit (N 2 O 3), azot tetrosit (N 2 O 4) ve azot pentoksit (N 2 O 5)’ dir. Hava kirliliğinde azot monoksit ve azot dioksit büyük önem taşırlar ve sadece bu iki azot oksit türü atmosfere büyük miktarlarda verilir. Havadan daha ağır olan NO 2 suda hızla çözünür, nitrik asit oluşur. Ø 2 NO 2 + H 2 O HNO 3 + HNO 2 (Nitröz Asit) Ø 3 NO 2 + H 2 O 2 HNO 3 + NO (Azot monoksit)

TEORİ Nitrik ve nitröz asit, yağışlarla yeryüzüne düşer veya atmosferdeki amonyakla birleşerek amonyum nitrat oluştururlar (NH 4 NO 3). Bu durumda NO 2 bitkiler için gübre görevi görür. NO 2 aynı zamanda güneş ışıklarının ultraviyole bölümünün iyi bir absorplayıcısı olduğu için ozon (O 3) gibi ikincil hava kirleticilerinin oluşumunda önemli rol oynar. Azot monoksit (NO) atmosfere NO 2 den daha büyük miktarlarda deşarj edilir. NO, yanma proseslerinde atmosferik N 2 ile O 2’ nin reaksiyonundan meydana gelir. N 2 + O 2 2 NO

AZOT OKSİT Bütün fosil yakıtların yanmasında oluşur. Oluşması yanma sıcaklığına özellikle yüksek sıcaklığa bağlıdır. Aynı zamanda yanma işleminde oksijen yoğunluğu da etkendir. Büyük kirlilik yüksek sıcaklıkta NO' nın meydana geldiği motorlu araçlarda olur. Daha az kirletici olarak daha düşük sıcaklıkta kömür ve petrol ürünlerinin yakıldığı santrallerdir. Atmosferde NO süratle oksijenlenerek NO 2'ye dönüşür. İşlem fotokimyasal olarak özellikle gün ışığında süratlenir. Azot dioksit insan hayatında NO göre daha tehlikelidir. Canlılarda kanın temelini teşkil eden ve organizmaya oksijen taşıyan hemoglobinle birleşir, onu etkisiz hale getirir. Asit halinde, akciğerlerde aynı yoğunlukta CO göre daha toksiktir. Atmosferik görüntüleri azaltır. Yoğunluk, azot dioksitin 0. 4 ppm ve üstünde olmasıyla, kişiler, kokusuyla azot dioksiti algılayabilirler. Bununla beraber 0. 06 ile 0. 1 ppm'lik NO 2 gazı sürekli solunulursa solunum hastalıklarına yol açar. 150 ile 200 ppm birkaç dakika solunulursa kılcal akciğer bronşlarını tahrip eder. 500 ppm birkaç dakika temas akut tehlikeli ödemlere neden olur. Yeryüzünde atmosfere suni olarak çok büyük miktarlarda NOX kirleticilerinin atılmasının yanında doğal olarak da bakteri faaliyetleriyle daha az miktarda NOX ortaya çıkmaktadır.

AZOT OKSİT İç ortamdaki azot oksit kaynakları ise; tütün içimi, gaz (likit doğal-gaz yağı gibi) yakıtları kullanan soba ve evsel cihazlardır. Yukarıda belirtilen aktiviteler sonucunda dış ortama verilen azot monoksit, atmosferde azot dioksite oksitlenir. Bu oksidasyon, ozon gibi atmosferik oksitleyicilerin katalizörlüğü ile hızlanır. Gerek atmosferdeki konsantrasyonu, gerekse özelliği nedeni ile insan sağlığına en fazla olumsuz etki gösteren azot bileşiği azot dioksittir. Ülkelerin gelişmişlik statüleri; bu statünün sembolü olarak kullanılan azot oksitin konsantrasyonu ile tanımlanmaktadır. Azot monoksit gaz halinde renksiz, likit halde iken mavi renkli olan, havanın yapısında eser miktarda bulunan bir bileşiktir. Azot dioksit gaz halinde iken kahve renkli, likit halde sarı renkli olup; havada, azot monoksitin oksidasyonu ile oluşur. Ultra viyole ışınlarını fazla miktarda absorbe etme özelliğine sahiptir. Azot monoksitin, azot dioksite dönüşümü aşağıdaki reaksiyonla açıklanmaktadır: Ø 2 NO N 2 O 2 Ø N 2 O 2 + O 2 2 NO 2

AZOT OKSİT Azot monoksitin oksitlenmesi, ortamdaki azot monoksitin ve oksijenin konsantrasyonuna bağlıdır. Havadaki azot monoksitin azot dioksite dönüşümü güneş ışığı, hidrokarbon ve ozonun varlığına bağlı olarak artar. Gündüz saatlerinde atmosfere verilen azot monoksitin, güneş ışığı ve hidrokarbonların etkisi ile azot dioksite dönüşümü aşağıda şematik olarak gösterilmektedir.

AZOT OKSİT Yapılan çeşitli araştırmalar sonucunda, azot dioksit konsantrasyonuna ilişkin olarak belirlenen değerler; - Doğal (backround) seviyesinin 0. 4 -9. 4 µg/m 3 limitleri arasında olduğu - Yarım saatlik ortalama 850 µg/m 3 (0. 45 ppm) - 24 saatlik maksimum 400 µg/m 3 (0. 21 ppm) - Kentsel alanlarda yıllık ortalama konsantrasyon limitleri 20 -90 µg/m 3 (0. 01 -0. 05 ppm) olarak tesbit edilmiştir.

ÇEVREDE AZOT TAŞINIMI İnsan faaliyetleri sonucunda çevrede belirli konsantrasyonda meydana gelen azot oksitleri; azot çevrimi olarak adlandırılan azot taşınımı ve denge oluşum olaylarında yer almaktadır. Azot, hayat için temel bir madde olmasına rağmen, bitkiler tarafından doğruya asimile edilemez. Azotun, nitratlara veya amonyağa dönüşümünün tamamlanması amacıyla fazlası ile kullanılması olayına azot yerleşmesi (fixation) denilmektedir. Atmosferik azotun oksitlerine dönüşümü yanma işlemleri ile meydana gelmektedir. En önemli azot yerleşmesi olayı biyolojik olarak gerçekleşendir. Örneğin, bezelye, fasulye ve yoncanın köklerinde bulunan bir bakteri aracılığı ile serbest azot, azot bileşiklerine dönüşmektedir.

DENEYIN AMACI Hava kirliliğine neden olan azot dioksinlerin konsantrasyonlarının tespiti

DENEYİN YAPILIŞI 100 ml renksiz griess reaktifi yıkama şişesine konur. Net bir pembe renk oluşuncaya kadar 0, 5 L/dak’ yı aşmayan bir hızla 10 -20 dk hava çekilir. Hava geçişi durdurulduktan sonra renk olgunlaşması için 15 dakika beklenir ve 530 nm’ de absorbansı ölçülür.

KALİBARASYON EĞRİSİNİN HAZIRLANMASI 0, 15 g sodyum nitrit (Na. NO 2) 1 L distile suda çözülür. 1: 200 oranında seyreltilir. Son durumda çözeltinin 1 ml’ si 0, 75 g sodyumnitrite karşılık gelir. Bu çözeltiden 0 -20 ml aralığında farklı miktarlarda alınarak griess reaktifi ile (açık pembeden koyu pembeye doğru şekilde) 50 ml’ ye tamamlanarak 530 nm’de absorbansları ölçülür.

VERİLER Sonuç kalibrasyon grafiğinden hesaplanır. Kalibrasyon serisindeki 0, 72 mol sodyum nitrit, 1 mol azot dioksite karşılık gelir.

TARTIŞMA SORULARI Çevre mühendisliğinde azot çevriminin önemini açıklayınız.