Krom Türlerinin Farklı Adsorbanlarda Tutunması

Abstract

KROM TÜRLERİNİN FARKLI ADSORBANLARDA TUTUNMASI ÖZET Doğal sularda krom, iki temel tür, Cr(III) ve Cr(VI) halinde bulunur. Bu türler biyolojik, jeokimyasal ve zehirlilik özellikleri açısından farklıdırlar. Metal oksitler ve çeşitli adsorbanlar kullanılarak katı faz özütlemesi ile krom türlerinin ayrımı ilgi çekmektedir. Organik krom komplekslerinin varlığının hatalı sonuçlara yol açtığı bildirilmiştir. Bu çalışmada, Cr(IH) ve Cr(VT)'mn farklı malzemelerde (alumina, pomza taşı, aktif karbon, kaolin) adsorpsiyonu incelendi. Cr(VI) için en yüksek adsorpsiyon alümina ile elde edilirken Cr(IQ) adsorpsiyonu için pomza taşı seçildi. Krom türlerinin adsorpsiyonu kesikli sistem deneyleriyle çalışıldı. Adsorpsiyona sıcaklık, pH, karıştırma süresi, derişim etkileri incelendi. Etilendiamintetraasetat, oksalat, sitrat, alanin, glisin, 8- hidroksikinolin kullanılarak Cr(IÜ) organik kompleksleri sentezlendi. Cr(in) komplekslerinin adsorpsiyonuna pH etkisi araştırıldı. Krom komplekslerinin pomza taşında adsorpsiyonunu artırmak amacıyla heksadesiltrimetilamonyum (HDTMA) yüzey aktif maddesi kullanılarak pomza taşı yüzeyi değiştirildi. Krom türlerinin adsorpsiyonu etkin şekilde gerçekleştirilmekle birlikte; geri kazanım sonuçlan yetersiz kaldı. Krom türlemesi yapabilmek amacıyla, Cr(III) ve Cr(III) komplekslerinin adsorpsiyonu, pomza taşı ve HDTMA kaplı pomza taşı karışımı ile doldurulmuş ilk kolon ve Cr(VI) adsorpsiyonu için alümina içeren ikinci kolondan oluşan bir katı faz özütlemesi yöntemi önerildi. Analitik ölçümler alevli atomik absorpsiyon spektrofotometresi (FAAS) ile yapıldı, verilerin değerlendirilmesi için standart ekleme yöntemi uygulandı. Önerilen katı faz özütlemesi yöntemi, pomza taşından Cr(IH) geri kazanımı daha etkili bir şekilde başarılabilirse, yaygın olarak kullanılan önderiştirme yöntemlerine bir seçenek olarak sunulabilir. Anahtar Kelimeler: Krom türlemesi, Cr(IH) kompleksleri, adsorpsiyon, katı faz özütlemesi, organokil, pomza taşı

11 ADSORPTION OF CHROMIUM SPECIES ONTO VARIOUS ADSORBENTS ABSTRACT Two primary oxidation states of chromium in natural waters Cr (HI) and Cr (VI) differ significantly in biological, geochemical and toxicological properties. Chromium speciation analysis by solid-phase extraction using metal oxides and natural adsorbent materials attracts attention. The presence of organic chromium complexes was found to lead erroneous results. The adsorption of Cr (VI) and Cr (HI) on different materials including alumina, pumice powder, activated carbon and kaolin was studied. Maximum sorption of Cr (VI) was obtained by alumina while Cr (HI) highly adsorbed onto pumice powder. Batch experiments were performed for adsorption of chromium species. The effects of temperature, pH, contact time and concentration were investigated. Cr (HI) organic complexes synthesized using ethylenediaminetetraacetate, oxalate, citrate, glycine, alanine and 8-hydroxyquinoline as ligands. The effect of pH on Cr (HI) complexes adsorption was investigated. The enhancement of adsorption of chromium complexes onto pumice was achieved by surface modification of pumice using a surfactant namely hexadecycltrimethylammonium (HDTMA). The adsorption efficiency of chromium species was satisfactory, however elution results were insufficient. A solid phase extraction method is proposed for chromium speciation using two columns; first filled with mixture of pumice powder and HDTMA coated pumice powder for the sorption of free Cr (HI) and Cr (HI) complexes and the second column with alumina for the sorption of Cr (VI). Analytical measurements were performed by FAAS, standard addition method was used for evaluating the data. The proposed solid phase extraction method can be employed as an alternate to the commonly used preconcentration techniques, if more effective desorption of Cr (HI) from pumice can be succeeded. Key Words: chromium speciation, chromium (HI) complexes, adsorption, solid phase extraction, organoclay, pumice