Trona Madeni ve Kullanım Alanları

Trona cevheri, tabiatta doğal olarak bulunan soda minerallerinden en yaygın olanıdır. Doğal Soda Külü üretiminde kullanılan temel hammaddedir.‘Sodyum karbonat’ veya ‘Tabii Soda’ olarak da adlandırılır. Suda çok kolay eridiği için yeryüzünün yüzey tabakalarında pek rastlanmaz ve genellikle başka madenler aranırken tesadüfen bulunan bir maden çeşididir. Rengi içerdiği diğer maddelere ve saflığına bağlı olarak şeffaftan başlayarak beyaza, koyu sarıya ve bazen kahverengiye kadar değişir.

Trona’ nın Başlıca Kullanım Alanları
Trona esas olarak ticari alanda bazı yöntemler ve proseslerden geçirildikten sonra farklı dökme yoğunluklarında ‘Doğal Soda Külü’ne dönüştürülür. Dökme yoğunluklarına göre de Doğal Soda Külü; ‘Ağır Soda Külü’ ve ‘Hafif Soda Külü’ olarak isimlendirilir. Soda Külü ise cam üretiminde, deterjan üretiminde, selüloz ve kağıt üretiminde, demir ve çelik endüstrisinde, alümine üretiminde, bazı kimyasal maddelerin üretiminde, fotoğrafçılıkta, galvaniz kaplama banyolarında, su arıtımında ve daha pek çok kimyasal işlemde kullanılmaktadır. Başlıca kağıt ve tekstil sektörü olmak üzere daha pek çok sektörde de yan mamul olarak kullanılır. Trona topraktan çıkarıldığı şekliyle, sadece baca gazı desülfürizasyonunda ve bazı hayvan yemlerinde katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Genel olarak kullanım alanlarına bakıldığında ise Doğal Soda Külünün yaklaşık %50’lik bir oranla cam sanayiinde, yaklaşık %27’lik bir oranla kimya sanayiinde ve yaklaşık %11’lik bir oranla sabun ve deterjan sanayiinde kullanıldığını görmekteyiz. Bir örnek verecek olursak, cam üretiminde her 1 Ton cam üretimi için yaklaşık 200 Kg. ağır soda külü tüketimi gerekmektedir.

Peki, bu kadar çok ve farklı alanda doğrudan ya da dolaylı olarak kullanılan, dünyada sadece birkaç ülkede bulunan Trona cevherinden üretilen Doğal Soda Külünün bir alternatifi var mı? Günümüzde soda külü üretiminin %70’i sentetik yoldan, %30’u da doğal yoldan yani Trona cevherinden üretilmektedir. Özetle Trona’dan elde edilen Doğal Soda Külü’nün alternatifi ‘Sentetik Soda Külü’dür. Sentetik soda külü üretimi için de; kaya tuzu, amonyak ve kireç kullanılmaktadır. Ancak sentetik soda külü üretimi için kullanılan yöntem ve proseslerde tesisten çıkan sıvı atıkların önemli miktarlarda klorür içermesi, deniz, göl, nehir gibi su yataklarını kirletmesi, ayrıca katı atıkların da zararlı maddeler içermesi nedeniyle önemli çevre kirliliği söz konusu olmaktadır. Bu nedenle de bir çok ülkede sentetik soda külü üretim tesisleri kapatılmaktadır. Ayrıca, sentetik soda külü üretimi, Trona’dan elde edilen doğal soda külü üretiminden çok daha fazla bir maliyete neden olmaktadır. Özetle Trona’dan elde edilen doğal soda külü, hem daha ucuza mal olması ve hem de çevreye hiçbir zararlı etkisi bulunmaması nedenleriyle çok daha fazla avantaj sağlamakta ve tüketiciler tarafından tercih edilmektedir. Bugün Amerika, Çin ve kısmen Meksika dışındaki 34 ülkede (ki bunlar arasında Dünyada ikinci büyük bir Trona rezervine sahip olan Türkiye de bulunmaktadır) Sentetik Soda Külü üretimi yapılmaktadır.

Dünyadaki en büyük işlenebilir Trona rezervi nerede bulunmakta, ne kadar Doğal Soda külü üretilmektedir? Bugün dünyadaki işlenebilir Trona rezervlerinin yaklaşık 45 milyar ton civarında olduğu tahmin edilmektedir. Bu rezervin yaklaşık 38 milyar tonluk kısmı Amerika Birleşik Devletleri’ndedir. ABD’deki Wyoming, Colorado ve California yataklarından her yıl yaklaşık olarak 16 milyon ton Trona cevheri çıkarılmakta, çıkarılan bu miktardan yaklaşık 10.5 milyon ton Doğal Soda Külü üretilmekte ve kendi iç ihtiyaçlarının yanı sıra başta sanayileşmiş Avrupa ülkeleri olmak üzere dünya pazarlarına satılm.

Trona Madeni ve Kullanım Alanları

Trona, tabiatta doğal olarak bulunan soda minerallerinden en yaygın bulunanıdır. Trona, monoklinal sistemde kristalleşen, doğal olarak oluşmuş hidrat sodyum seskikarbonatın (Na2CO3.NaCO3.2H2O) saf olmayan şeklidir. Cevherin içerdiği organik maddeye bağlı olarak rengi kahverengiden koyu sarıya kadar değişir. Saf numunelerinde ise renk beyazdan şeffafa kadar değişmektedir.

Tronanın sertliği; Mohs ölçeğine göre 2.5-3.0, yoğunluğu 2.17 g/cm3’tür. Suda çözünür, asitte ise köpürür. Isının etkisiyle Na2CO3‘e dönüşür. Saf trona ağırlıkça %70 saf Na2CO3 içerir. Bir ton soda külü üretmek için 1.8 ton trona gerekmektedir.

Dünyada trona minerallerinin bilinen en geniş yatakları ABD’de bulunan Güney Batı Wyoming’in Green River havzasında olup dünya rezervinin %95’ini temsil eder. Ülkemizde ise Ankara’ya 115 km uzaklıkta bulunan Beypazarı Trona Yatağı’nda %87 tenörlü 196 milyon ton rezerv mevcuttur fakat bunun 100 milyon tonu işlenebilir ve 60 milyon tonu da çıkartılabilir durumdadır. Bu hususta Türkiye Cumhuriyeti Devleti Eti Holding (%24) vasıtasıyla ilk kez özel bir şirketle (%76 Park Holding) bu madenin işletilmesi için 300 milyon dolarlık yatırıma girmiştir. Bunun yanında Ankara’nın Sincan ve Kazan ilçelerinde resmi olmayan rakamlarla 656 milyon tonluk yeni bir rezerv daha bulunmuştur. Bu iki rezerv dolayısıyla Türkiye, trona rezervi olarak dünyada ABD’den sonra ikinci sıradadır.

Şu an Türkiye gündeminde olan Bor madeni ile kıyaslandığında miktar olarak bor madenine göre çok fazla olması, Avrupa’da trona madeninin olmaması ve kimya sanayiinde temel ara maddelerden biri olması nedeniyle ekonomik yönden bor ile yarışacak kadar değere sahiptir.

Tronadan elde edilen soda külü, Na2CO3, beyaz, kristalin, kuvvetli alkalin reaksiyonlarla higroskopik bir tozdur. Soğuk suda ılımlı olarak çözülebilir. (14gr./100gr. çözücüde ve 15 oC) 33 oC’de suda çözelti ağırlığının yaklaşık (32gr./100gr.) %30′ u çözünebilir. Kendi arasında yoğunluğuna göre ağır, hafif, dökme, tabii, sentetik soda külü olarak sınıflandırılabilir.

Soda külünün pek çok kullanım alanı olmakla beraber en fazla cam sanayiinde hammadde olarak kullanılır. Diğer kullanım alanları ise şunlardır:

1) Kimya sanayiinde sodyum tripolyphosphate, sodyum silikat, sodyum kromit ve dikromat, sodyum bikarbonat, sodyum karbonat peroxyhydrate, sodyum seskikarbonat, sodyum hexacyanoferrate ve chlorine monoxide üretiminde hammadde olarak
2) Deterjan sanayiinde
3) Su tasfiyesinde
4) Baca gazı desülfürizasyonunda.
5) Selüloz ve kağıt sanayiinde
6) Fotoğrafçılıkta
7) Tekstil sanayiinde ve daha birçok yerde ara madde olarak kullanılmaktadır.

Laboratuvarda Bazı Kimyasalların, Asitlerin Kullanım Alanları

 

FORMİK ASİT (HCOOH):

Bakterilere küf ve mayalara etki eder…

Mikrobik bozunmayı önlemek için gıdalarda koruyucu olarak kulanılır… ( Karınca salgısında bol miktarda bulunur).

SORBİK ASİT (HC6H7O2):

Küf ve mayaların gelişmesine engel olur.Bu özelliğinden dolayı yiyeceklerde antimikrobik koruyucu olarak kullanılır. Kokusu lezzeti yoktur.

SÜLFÜRİK ASİT (H2SO4):

Endüstüride kullanılan en önemli asit ve dünyada en çok üretilen kimyasallardan biridir. SO2 gazı kullanılarak Kontakt metodu denilen bir metotla üretilir. Endüstride birçok alanda kullanılan bu asit,özellikle gübre üretiminde,amonyum sülfat üretiminde,patlayıcı yapımında,boya sanayinde,petrokimya sanayinde kullanılmaktadır.

BENZOİK ASİT (C6H5COOOH):

Beyaz renkli iğne ve yaprakçık görünümünde bir maddedir.Gıdalarda mikrobik bozunmayı önlemek için kullanılır. En çok kullanıldığı alanlar,meyva suyu,marmelat,reçel,gazlı ,içecekler,turşular ,ketçap ve benzeri ürünlerdir. Benzoik asit, bir çok bitkinin yaprak ,kabuk ve meyvelerinde bulunur.Benzoik asit genellikle sodyum tuzu olarak (Sodyum benzoat) kullanılır. İlave edildiği bitkinin tadını etkiler.

FOLİK ASİT :

Folik asit dokularında az da olsa bulunur.Folik asit en çok koyu yeşil yapraklı sebzeler ve gıda olarak kullanılan hayvanların böbrek ve karaciğerlerinde bulunur. Biftek, huhubat, sebzeler,domates,peynir ve sütte az miktarda bulunur.Folik asit eksikliğinde vücutta anemi (kansızlık )ortaya çıkar.

HİDROJEN SÜLFÜR (H2S):

Renksiz bir gazdır. Kokmuş yumurtayı andıran bir kokusu vardır. Çok zehirlidir. Uzun zaman solunduğunda insanı öldürebilir. Havada seyreltik olarak bulunduğunda yorgunluk ve baş ağrısı yapar.

NİTRİK ASIT(HNO3):

Nitrik asit,dinamit yapımında kullanılır. Nitrik asitin gliserin ile reaksiyonundan nitrogliserin meydana gelir. Ayrıca nitrik asit NH4NO3 içeren gübrelerin üretiminde kullanılır.

FOSFORİK ASİT (H3PO4):

Saf fosforik asit,renksiz kristaller halinde bir katıdır. Fosforik asit,en çok fosfatlı gübrelerin yapımında ve ilaç endüstrisinde kullanılır.

HİDROFLORİK ASİT (HF):

Hidroflorik asit yüksek oktanlı benzin yapımında ,sentetik kriyolit (Na3AlF6) imalatında kullanılır. Ayrıca hidroflorik asit camların üzerine şekiller yapmak için kullanılır. Bu iş için,önce cam eşya yüzeyi bir parafin tabakası ile kaplanır.

Sonra parafinin üzerine bir çelik kalem ile istenen şekil çizilir. Bu çizgilere hidrojen florür gazı veya çözeltisi tatbik edilir. Camdaki parafin temizlendikten sonra camda yalnız sabit şekiller kalır.

Hidroklorik Asit (HCl) ve Laboratuvardaki Kullanımı

Hidroklorik Asit ( HCI ) Mol ağırlığı 36.465 gr/mol değerindedir. Piyasada dumanlı derişik hidroklorik asit % 36-38 miktarlarında bulunur.

Hidroklorik Asit’in Tanınması

Karakteristik , genze kaçan dumanından hemen tanınabilir. Bunun yanında kuvvetli asit olduğundan indikatör kağıdı pH ı 0-1 değerleri arasında gösterir. Seyreltilmiş hidroklorik asit çözeltisine , seyreltilmiş gümüş nitrat çözeltisi damlatıldığında beyaz gümüşklorür çöker.

Hidroklorik Asit’in Kantitatif Analizi

Hidroklorik asidin dekantitatif analizi ayarlı sodyumhidroksit çözeltisi ile titre edilerek kolay bir şekilde yapılabilir

Hidroklorik Asit’in Kullanım Alanları

1. Nötrleştirme işlemlerinde

2. Asitleme işlemlerinde

3. Yünlü mamüllerin karbonizasyon işleminde

4. Sülfirik asidin kullanıldığı her alanda.

5. Hidroklorik Asit polyester- pamuk karışımı kumaşlarda kumaştaki pamuk oranının belirlenmesinde kullanılır. ( laboratuarda yapılan pratik uygulama)

Sodyum Hidroksit (NaOH) ve Laboratuvardaki Kullanımı

 

Sodyum Hidroksit ( sudkostik) NaOH formülündedir ve molekü ağırlığı 40 gr/mol’dür. Piyasada katı pul kostik ya da %32.5 lik çözelti şeklinde bulunur.

Sodyum Hidroksit’in Tanınması

Kuvvetli bir bazdır. İndikatör kağıdını koyu maviye boyar. Sodyum iyonları içerdiğinden sudkostik eriyiğine daldırılıp çıkartılan bir platin tel aleve tutulduğunda alevi sarıya boyar.

Sodyum Hidroksit’in Kantitatif Analizi

Sodyum Hidroksit Kuvvetli bir baz olduğundan dolayı , kolaylıkla kuvvetli bir asitle titre edilebilir. Asit olarak genellikle HCI kullanılır. İndikatör olarak metiloranj veya fenolftalein kullanılabilir. Sudkostiğin çözünmesinde veya derişik sudkostik çözeltisinin seyreltilmesinde kaynatılmış damıtık su kullanılması neticenin daha sağlıklı olmasını sağlar.

Sodyum Hidroksit’in Kullanım Alanları

1. pamuklu ön terbiye işlemlerinin hemen hemen hepsinde

2. pamuklu mamüllerin boyanmasında

3. Sodyum Hidroksit özellikle küp boyar maddeleri ile küpleme işleminde kullanılır.

Sodyum Karbonat (Na2CO3) ve Laboratuvardaki Kullanımı

Sodyum karbonat (soda) Na2CO3 formülündedir ve molekül ağırlığı 106.004 gr/mol değerindedir. Piyasada kalsine soda ( Na2CO3 ) ve nadiren de kristal soda
( Na2CO3.10H2O ) halinde bulunur. Fiziksel görünümü katı ve beyazdır.

Sodyum Karbonat’ınTanınması

Sodanın sudaki çözeltileri hidroliz sonucunda bazik özellik gösterir. İndikatör kağıdını maviye boyar. Sodyum karbonat ya da sodyum karbonat çözeltisine seyreltik hidro klorik asit döküldüğünde CO2 açığa çıkar. Bu gaz bir boru ile içerisinde doymuş Ba (OH)2 çözeltisi bulunan bir deney tüpüne gönderilirse , berrak çözelti bulanır ve beyaz baryumkarbonat çökmeye başlar.

Sodyum Karbonat’ın Kantitatif Analizi

Soda tuz olmasına rağmen hidroliz nedeni ile çözeltileri baz özelliği gösterir. Yani kuvvetli asit ile titre edilebilir. Yalnız indikatör olarak metiloranj veya metilrot kullanılmalıdır.

Sodyum Karbonat’ın Kullanım Alanları

1. pamuklu ve keten gibi selülozik elyafların pişirilmesinde
2. bazlardan zarar görmesi istenilmeyen tekstil mamüllerinin nötralizasyon işleminde
3. ve son olarak sodyum karbonat bazik ortam gerektiren boyama işlemlerinde kalevi ortamı sağlamak amacı ile kullanılır.