CTAB’IN PERLİT YÜZEYİNE ADSORPSİYONU

GENLEŞMENİN ETKİSİ Şekil 3.10 30°C’de genleşmemiş ve genleşmiş perlit örnekleri yüzeyine sulu çözeltilerden CTAB’ın adsorpsiyon izoterm eğrilerini göstermektedir. Perlit-su arayüzeyinde CTAB’ın adsorpsiyonu esas olarak iyon değişim,iyon çifti ve hidrofobik etkileşim mekanizmaları vasıtasıyla meydana geldiği belirtilmektedir. Şekil 3.6’dan görüldüğü gibi yüksek CTAB konsantrasyonlarında perlit süspansiyonlarının zeta potasniyeli değerlerinde büyük değişikliler meydana gelmektedir. Artan CTAB konsantrasyonu ile hidrofobik perlit yüzeyi ve CTAB moleküllerinin hidrokarbon zincirleri arasındaki hidrofobik etkileşimler adsorpsiyon prosesinde etkin olmaya başlar.Bu durumda perlit yüzeyinde CTAB adsorpsiyonunun oldukça yoğun ve yüzeye dik bir şekilde geçkleştiği söylenebilir. Şekil 3.10’dan görüldüğü gibi genleşmemiş perlitin adsorpsiyon kapasitesi genleşmiş perlitin adsorpsiyon kapasitesinden daha büyüktür.

İYON ŞİDDETİNİN ETKİSİ Şekil 3.11 farklı NaCl iyon şiddetlerinde 30°C’de genleşmemiş ve genleşmiş perlit örnekleri yüzeylerinde CTAB’ın adsorpsiyon izoterm eğrilerini göstermektedir. Artan iyon şiddeti ile yüzey aktif maddenin adsorplanmış miktarının ve izoterm eğri yüksekliklerinin arttığı görülmektedir. Tuz konsantrasyonunun artması ile genleşmemiş ve genleşmiş perlit örnekleri yüzeyinde CTAB’ın adsorpsiyonunun artmasının sebebi,alkil zincirleri ve silika yüzeyi arasındaki artan hidrofobik etkileşimler ve yüzey aktif madde baş grubu ile yüzey arasındaki elektrostatik etkileşimlerden dolayı olabilir. Çünkü oksit yüzeylerinde iyonik yüzey aktif maddelerin adsorpsiyonu için ara yürütücü kuvvetler baş grup ve yüzey arasındaki elektrostatik etkileşim ve alkil zincirleri arasındaki hidrofobik etkileşimlerdir.

pH’ NIN ETKİSİ 30°C’de farklı çözelti pH’larında genleşmemiş ve genleşmiş perlit örnekleri yüzeyine sulu çözeltilerden CTAB’ın adsorpsiyon izoterm eğrileri Şekil 3.12’de verilmektedir. Elektrokinetik çalışmalardan görüldüğü gibi genleşmemiş ve genleşmiş perlit örnekleri pH 3-11 aralığında negatif yüzey yükü değerlerine ve zeta potansiyellerine sahiptirler. CTAB,yüklü bir baş gruba tutturulmuş hidrofobik bir hidrokarbon zinciri içerir.Baş grubun yükü oksit yüzeylerinde adsorpsiyonun pH’ya bağlılığında öenmli rol oynar. Şekil 3.12’den de görüldüğü gibi artan pH ile katyonik bir yüzey aktif madde olan CTAB’ın genleşmemiş ve genleşmiş perlit örnekleri yüzeyindeki adsorpsiyonu artmaktadır. Adsorpsiyon yoğunluğu arttığında hidrojen iyonları yüzeyden çözeltiye geçer ve böylece çözeltinin pH’sı değişebilir.

Şekil 3.12 a ve b’ den görüldüğü gibi ,pH’daki değişimden adsorpsiyon eğrileri etkilenmekte ve böylece izotermin genel şekli değişmektedir. Düşük pH’larda adsorpsiyon izotermlerinin şekli S-şeklinde iken yüksek pH’larda izotermin şekli incelenen konsantrasyon aralığında konvekstir. Artan pH le izotermin şeklindeki değişim perlit yüzeyinin değişen ayrışma özelliklerinin bir sonucu olduğu düşünülmektedir. Yüksek yüzey yükünde yüzey türlerinin yüzey aktif madde baş grubu ile perlit yüzeylerine doğru yönlenebileceği söylenebilir. pH’daki artma yüzey aktif madde baş grubu ve yüzey arasındaki çekim kuvvetlerini önemli bir şekilde etkiler. Yüksek pH’da yüzey aktif madde zincirlerinin yüzeye daha dik şekilde yeniden yönlenmesi nedeni ile daha büyük yüzey kaplanmasının meydana geldiği görülmektedir.

SICAKLIĞIN ETKİSİ Adsorpsiyon reaksiyonlarının sıcaklığa bağlılığı entalpi ,entropi ve Gibbs enerjisi gibi bazı termodinamik veriler hakkında önemli bilgiler verir. Şekil 3.13’de görüldüğü gibi artan sıcaklıkta perlit örneklerinin adsorpsiyon kapasiteleri azalmaktadır. Artan sıcaklıkla perlit örnekleri yüzeyinde CTAB adsorpsiyonunun azalması,perlit ve CTAB arasındaki etkileşimin fiziksel bir etkileşim ve adsorpsiyon prosesinde ekzotermik bir proses olduğunu göstermektedir. Artan sıcaklıkla adsorpsiyonun azalma eğilimi esas olarak perlitin aktif noktaları ve CTAB molekülleri arasındaki etkileşimin zayıflamasından kaynaklanıyor olabilir. Bu tür adsorpsiyon olayları ,tersinir adsorpsiyon olarak sınıflandırılabilir.Bu durumda adsorpsiyon sıcaklığa bağlılığı desorpsiyondan daha zayıf olabilir.

ΔH 1 ln Ce = ──── x ──── + ln Kv R T VAN’T HOFF EŞİTLİĞİ ΔH 1 ln Ce = ──── x ──── + ln Kv R T

Burada ΔH,adsorpsiyon izosterik (kJ ısısı mol¯¹);Ce,dengede çözeltideki CTAB’ın konsantrasyonu (mol L¯¹);T ,sıcaklık (K);R,ideal gaz sabiti (J mol¯¹ K ¯¹);ve Kv,bir sabittir.

HAZIRLAYAN:Mesut ŞENTABURLAR