KARIŞIM AYIRMA TEKNİKLERİ

Bu ünitede;

Mıknatıs ile ayırma bunun yanı sıra tanecik boyutu (eleme, süzme, diyaliz), yoğunluk (ayırma hunisi, yüzdürme), erime noktası, kaynama noktası (basit damıtma, ayrımsal damıtma) ve çözünürlük (özütleme, kristallendirme, ayrımsal kristallendirme) farkından yararlanılarak uygulanan ayırma teknikleri üzerinde duracağız.

MIKNATISLA AYIRMA

Demir, nikel, kobalt gibi metaller mıknatıs tarafından çekilirler. Altın-demir, kobalt-kükürt gibi heterojen karışımlar bu yöntemle ayrılırlar.Kâğıt endüstrisinde geri kazanım için toplanan kâğıtlar arasındaki demir, nikel, kobalt gibi metal parçaları ayırmak için de mıknatıs ile ayırma yöntemi kullanılır.

TANECİK BOYUTU FARKINDAN YARARLANARAK AYIRMA

Eleme

Eleme tanecik boyutları farklı katı-katı karışımlarını ayırmada kullanılan en basit yöntemlerden biridir. Kum-çakıl, un-kepek gibi karışımlar karışanların tanecik boyutuna uygun eleklerle bileşenlerine ayrılır.

Süzme

süzme işlemi
Süzme İşlemi

Süzme, karışımdaki bileşenlerden birinin geçmesine izin veren, diğer bileşenin geçişini engelleyen bir süzgeç ya da filtreden yararlanılarak yapılan ayırma işlemidir. Genellikle katı- sıvı heterojen (süspansiyon) karışımlarını ayırmada kullanılır. Süzme işleminde süzgeç ya da filtrede katı tanecikler toplanır. Bu katı taneciklere çökelti denir. Süzgeçten geçen madde ise genellikle sıvı fazdır. Bu sıvı faza süzüntü denir.

Makarna-su karışımını ayırmada süzme işlemi kullanılır. Ayrıca laboratuvarda çökme-çözünme tepkimelerinde çöken maddeyi sıvısından ayırmak için süzme işlemi uygulanır.

Katı-gaz karışımlarını ayırmak için de süzme yöntemi kullanılır. Örneğin havadaki toz, duman ve polen gibi katı maddeleri havadan ayırmak için ev ve arabalarda hava filtreleri kullanılır. Endüstride de fabrika bacalarından çıkan gazları katı taneciklerden ayırmak için filtreler kullanılır. Ayrıca endüstride tozlu ortamlarda çalışan insanlar havadaki tozu tutması için toz maskeleri takarlar.

Diyaliz

Kolloid karışımların ayrılmasında kullanılan yöntemdir. Kolloidal karışımlarda dağılan tanecik boyutu çok küçük olduğundan kullanılan filtre gözenekleri çok küçük olmalıdır. Diyaliz yöntemi kanın temizlenmesinde kullanılır. Filtreleme için yarı geçirgen zar tercih edilir. Ayrıca çözeltileri tuzdan ayırmada, kan tedavisinde, virüslerden arındırma işlemlerinde, hücre büyümesi be yenilenmesinde kullanıllır.

YOĞUNLUK FARKINDAN YARARLANARAK AYIRMA

 

Ayırma Hunisi

Ayırma hunisi
Ayırma hunisi

Birbiri içerisinde çözünmeyen ve yoğunlukları farklı olan sıvı-sıvı karışımlarının ayrılmasında ayırma hunisi kullanılır.Ayırma hunisine konulan karışımlardan yoğunluğu büyük olan sıvı altta, küçük olan sıvı üstte toplanır. Yoğunluğu büyük olan alttaki sıvı,
ayırma hunisinin musluğu açılarak başka bir kaba alınır. Yoğunluğu küçük olan sıvı ise ayırma hunisinde kalır.
Yağ-su, su-karbon tetraklorür, benzin-su gibi karışımlar bu yöntemle ayrılır.

Yüzdürme

flotasyon
Endüstride flotasyon işlemi

Katı-katı veya katı-sıvı heterojen karışımların ayrılmasında kullanılan yöntemlerden biridir. Kum ve talaş gibi yoğunlukları farklı katı-katı
karışımlar veya talaş-su gibi katı-sıvı heterojen karışımlar bu yöntemle bileşenlerine ayrılabilir.
Yüzdürme işleminde yoğunluğu sudan küçük olan bileşen suyun üstünde kalır. Suyun üstünde kalan bileşen başka kaba alınır, karıştırma
kabında ise su kalır. Katı-katı karışımlardan bir bileşenin uygun bir kimyasal madde ile karışımdan ayrılarak yüzdürülmesi veya batırılması ile ayrılmasına flotasyon (yüzdürme) denir.
Flotasyon; madencilik sektöründe zengileştirme işleminde, endüstride genellikle sülfür, bakır, kurşun ve çinko cevherlerinin ayrılmasında kullanılır.

ERİME NOKTASI FARKINDAN YARARLANARAK AYIRMA

Erime noktaları farklı katı-katı homojen karışımları ayırmada kullanılır. Erime noktası düşük olan bileşen önce erimeye başlar. Eriyen bileşen
başka kaba aktarılarak karışımdan ayrılır. Karışımları bu yöntemle ayırabilmek için bileşenlerin erime noktaları arasındaki farkın büyük olması gerekmektedir.
Erime noktaları farkından yararlanarak ayırma endüstride, metallerin saflaştırılmasında, kurşun-kalay karışımı (lehim) gibi alaşımları
oluşturan bileşenlerin ayrılmasında kullanılır.

KAYNAMA NOKTASI FARKINDAN YARARLANARAK AYIRMA

Basit Damıtma

Katı-sıvı homojen karışımlardan sadece katı bileşen elde edilmek isteniyorsa buharlaştırma işlemi yapılır. Örneğin tuzlu su karışımında
sadece tuz elde edilmek isteniyorsa su buharlaştırılır. Ancak katı-sıvı karışımındaki her iki bileşen de saf hâlde elde edilmek isteniyorsa basit
damıtma (destilasyon) yapılır.

Basit damıtma düzeneği
Basit damıtma düzeneği

Sıvıların önce buharlaştırılması sonra yoğunlaştırılarak saflaştırılmasına basit damıtma (basit destilasyon) denir. Bu yönteme elde edilen saf sıvıya da destilat denir. Yağmurun oluşumu basit damıtma olayına örnektir.

Ayrımsal Damıtma

Ayrımsal (fraksiyonel) damıtma
Ayrımsal (fraksiyonel) damıtma düzeneği

Kaynama noktaları birbirinden farklı sıvı–sıvı homojen karışımları ayırmak için kullanılan yöntemdir. Alkol-su karışımı gibi sıvı-sıvı homojen
karışımları basit damıtma ile bileşenlerine ayırmaya çalışıldığında saflık yüzdesi düşük olur. Çünkü buharlaşma her sıcaklıkta meydana
geldiği için verilen ısı etkisiyle bileşenlerin her ikisi de buharlaşır, bu nedenle istenilen saflıkta bileşen elde edilemez. Ayrımsal damıtma yönteminde ise alkol-su karışımı gibi uçucu homojen sıvı-sıvı karışımlar bileşenlerine daha büyük bir saflıkta ayrılabilir.

Ayrımsal damıtma işleminde damıtma kabına cam parçalar konulur. Damıtma kolonunda cam parçalar kullanılmasının nedeni kaynama
noktası yüksek olan fakat düşük sıcaklıkta da buharlaşan (enerjisi düşük) moleküllerin ortamı terk etmesini engelleyerek damıtma balonuna
geri gitmelerini sağlamaktır. Böylece kaynama noktası düşük olan moleküller damıtma kolonunu önce terk eder ve soğutucuda tekrar yoğunlaşarak destilat kabında toplanır.

Ayrımsal damıtma, ham petrolün rafinerizasyonunda kullanılır.

ÇÖZÜNÜRLÜK FARKINDAN YARARLANARAK AYIRMA

Özütleme

Karışımdaki bileşenlerden birinin karışıma ilave edilen çözücü yardımıyla ortamdan uzaklaştırılmasına ekstraksiyon (özütleme, çekme)
denir. Özütleme yöntemi endüstride zeytinden, ayçiçeğinden ve kabak çekirdeğinden yağ eldesinde, parfüm ve ilaç endüstrisinde, şeker pancarından şeker üretiminde, söğüt ağacından aspirinin ham maddesi olan salisilik asit eldesinde kullanılır.

Ekstraksiyon işlemi
Ekstraksiyon işlemi

Kristallendirme

Katı-sıvı homojen karışımlarından katının sıcaklıkla çözünürlüğünün değişiminden yararlanarak yapılan ayırma yöntemidir. Doygun yemek tuzu-su çözeltisi soğutulduğunda çözünürlüğü düşen yemek tuzu katı kristaller şeklinde çökmeye başlar. Bu şekilde kristallenme gerçekleşir ve yemek tuzu sudan ayrılır.

Ayrımsal Kristallendirme

Çözünürlükleri birbirinden çok farklı olan katı-katı karışımlarını veya içinde birden fazla katı çözünmüş olan çözeltilerin ayrılmasında
ayrımsal kristallendirme kullanılabilir. İki veya daha çok maddenin çözünürlük farkı ile ayrılmasına ayrımsal kristallenme denir.

Tuz+şeker – su karışımında bileşenlerin ayrılması için ayrımsal kristallendirme işlemi uygulanır.Endüstride deniz suyundan yemek tuzunun elde edilme sürecinde de ayrımsal kristallendirme kullanılır.

Süper Emici Polimerler

Süper Emici Polimerler

Süper emici polimerler.
Hidrojel olarak da bilinen bu polimerler kendi kütlesinin kat kat üzerinde suyu absorbe edebilirler. Suyu absorbe edebilen bu polimerler yapılarında hidrofilik grup taşırlar.
Polimer zincirleri kuruyken birbirlerine dolaşık haldedir, suyla temas ettiklerinde hidrojen bağları yardımıyla birbirlerinden uzaklaşırlar. Ancak zincirler birbirlerine çapraz bağlarla bağlandığı için çözünmezler. Bu sayede şişerek kendi ağırlıklarının birkaç yüz katı kadar sıvı tutabilirler.
Su emici özelliğinden dolayı bu polimerler en çok bebek bezlerinde kullanılırlar.

Fil Hortumu Deneyi

Fil Hortumu Deneyi

Hidrojen peroksit ve potasyum iyodürün redoks tepkimesi sonucu oksijen gazı açığa çıkarması.  Tepkime sonunda çıkan O2 gazı kapta bulunan deterjanı köpürtüyor ve sanatsal bir manzara ortaya çıkıyor.

Tepkime Denklemi:

H2O2 + KI → I2 + KOH + O2 + H2O

Kuru Buz Deneyi

Kuru buz, atmosferik basınçta -78.5 ºC sıcaklıkta katı halde karbondioksite (CO2) verilen addır. Genellikle yanma tesisleri veya fermentasyon reaksiyonları gibi diğer endüstriyel işlemlerde bir yan ürün olarak üretilen gazdan elde edilir. Adı, soğuktan arındığında katı CO2’nin herhangi bir sıvı, su veya nem oluşturmadan gaz hale geçmesi gerçeğinden geliyor.
Kuru buzu suya attığınızda süblimleşme hızının şiddetiyle suyun her tarafında CO2 baloncukları oluşturur. Bu sırada CO2 nin bir miktarı suda çözündüğünden ortam asidik olur pH düşer. Bir indikatör (turnusol) ilave ettiğinizde renk dönüşümünü gözlemleyebilirsiniz.

Doğa ve Kimya

DOĞA VE KİMYA

Su ve Hayat

Suyun Varlıklar İçin Önemi

Doğa ve Kimya denildiğinde ilk akla gelen başlık hayat kaynağımız olan su ve canlılar için önemi olmaktadır. Peki, suyun varlıklar için önemi nedir? Susuz bir hayat olur mu? Canlılar neden suya ihtiyaç duyar?

Su, insanlar başta olmak üzere bitki ve hayvanların en önemli yaşam kaynağıdır.
Dünyanın yaklaşık %75’i sudur. Su hem dünyanın hem de bütün canlıların büyük bir kısmını oluşturur. İnsan vücudundaki su oranı cinsiyet, yaş, günlük aktiviteler ve fiziksel özelliklere göre değişiklik gösterir. Çocukların vücutlarındaki su oranı %75 iken yetişkinlerde bu oran %50-60 aralığında değişmektedir.



İnsan besin almadan haftalarca yaşayabilirken susuz ancak birkaç gün yaşamını sürdürebilir. Canlılardaki hayat; hücreden başlayarak doku, organ ve sistemlerde devam eder. Canlılardaki biyokimyasal olayların tümü sulu ortamda gerçekleşir. Suyun; akıcılık, adezyon, kohezyon gibi özellikleri vardır. Su aynı zamanda çok iyi bir çözücüdür. Karıştırıldığı maddeleri az ya da çok çözer. Bu sayede sürekli minareller alınabilir. Suyun bu önemli özellikleri canlılığın devamlılığı için hayati öneme sahiptir.

İnsan ve diğer canlılar için suyun başlıca yararları

● Su, besinlerin sindiriminde rol alırken besinlerin parçalanması ile oluşan atık maddelerin akciğer ve böbreklere taşınıp dışarı atılmasını sağlar.
● Vücudun ısı dengesini sağlar.
● Kanın %83’ü, kemiklerin %22’si, beyin ve kasların %75’i sudur. Su vücudun enerji ihtiyacının karşılanmasında önemli rol oynar.
● Deri ve cildin nemlenmesini sağlar, vücuttaki gözenekleri açık tutar. Erken yaşlanmayı, saçlarda matlaşmayı ve kabızlığı önler.
● Beyin su içerisinde görevini sürdürür. Beyinde suyun azalması beyin fonksiyonlarının kaybolmasına yol açar. Susuz kalındığında sersemlik, algılama yeteneğinde düşme, karar verme mekanizmasında bozulmalar olur.
● Böbreklerin dengeli çalışmasını sağlar.
● Vücutta oluşan toksik maddelerin dışarı atılmasını sağlar.
● Kanın işlevini yerine getirmesini sağlar. Vücuda alınan besinler ve oksijen gazı kanla birlikte hücrelere taşınır.
● Hayati organlara yastık görevi yapar.
● Kayganlaştırıcı etkisi nedeniyle eklem ve organların rahat çalışmasını sağlar.
● Nefes alıp verme sırasında boğazda kurumaları önler. Yutkunmayı kolaylaştırır ve rahat nefes almayı sağlar.
● Vücuttaki su dengesi, dikkat yetersizliği sorununu gidermeye yardımcı olur. Gerginlik, stres ve hâlsizlik hâllerinin hafiflemesine yardımcı olarak uykuyu düzenler.
● Metabolizmayı hızlandırır, günlük harcanan kalori miktarını arttırarak kilo vermeyi kolaylaştırır.
● Bitkiler topraktaki suda çözünmüş maddeleri kökleriyle alır. Suyun çözücülük özelliği bitkiler için hayati öneme sahiptir. Bitkilerin besinlerini yapmada kullandıkları temel maddeler, yapraklara kadar su ile iletilir.
● Suda yaşayan canlılar solungaçlarıyla, suda çözünmüş oksijeni alarak yaşamlarını sürdürürler.

Dünyadaki Kullanılabilir Su Kaynakları ve Su Tasarrufu

Dünyanın oluşumu yaklaşık 5 milyar yıldır devam etmektedir. Oluşumundan bu yana dünyanın 3/4’ü sudur. Dünyadaki su miktarı sabittir. Dünyanın çoğu su olduğuna göre su kaynaklarının çoğu kullanılabilir su mudur? Yeryüzünde yaşayan insanların bir kısmı neden su sıkıntısı çekmektedir? Su tasarrufu yapmak sürdürülebilir bir hayat için neden önemlidir?



Dünyanın dörtte üçü suyla kaplı olmasına rağmen bu suyun sadece %3’ü kullanılabilmektedir. Dünyadaki su miktarı yaklaşık 1,4 milyar kilometreküptür. Bu suyun %97’sini tuzlu su %3’ünü de tatlı su kaynakları oluşturmaktadır. Dünyadaki tuzlu su kaynakları işlenmeden kullanılamamaktadır. Tuzlu su kaynaklarından kullanılabilir su elde etmek zor ve pahalı bir yöntemdir. Bir başka çarpıcı rakam ise dünyadaki su tüketiminin %75’inin tarımda sulamada kullanılmasıdır.

Evlerde kullanılan suyun yaklaşık %35’i banyoda, %30’u tuvalette, %20’si çamaşır ve bulaşık yıkamada, %10’u yemeklerde ve içme suyunda, %5’i de temizlik amacıyla kullanılmaktadır.

Su tasarrufu için alınabilecek önlemler

Sürdürülebilir bir hayat için su kaynaklarını korumak ve su tasarrufu yapmak her vatandaşın ülkesine ve dünyaya karşı sorumluluğudur.
● Bozuk musluklar tamir edilmelidir.
● Musluk ve duş başlıklarında su akışını azaltan, su basıncını arttıran sistemler kullanılmalıdır. Diş fırçalarken ve tıraş olurken musluklar sürekli açık tutulmamalıdır.
● Bulaşık ve çamaşır elde değil biriktirerek makinede yıkanmalıdır.
● Duş yaparken musluk sürekli açık tutulmamalı ve duş süresi mümkün olduğunca uzatılmamalıdır.
● Sebze ve meyvelerin yıkandığı sularla çiçek ve ağaçlar sulanmalıdır.
● Yağmur yağma ihtimalinde arabalar yıkanmamalı veya bahçeler sulanmamalıdır.
● Otomobilleri yıkarken sünger, kova kullanılmalı ve hortum uçlarına su püskürtmek için geliştirilmiş aparatlar takılmalıdır.
● Tarım arazilerini sulamada salma sulama yerine damlama sulama yapılmalıdır.
● Atık sular arıtılarak yeniden kullanılmalıdır.
● Suyu kirleten maddeler çevreye atılmamalıdır.

Su Tasarruf Modellerinin Geliştirilmesi

a) Kullanılmış suların arıtılarak yeniden kullanımı
  1. Gri su arıtımı ve yaygınlaştırılması
  2. Yağmur Sularının Toplanarak Değerlendirilmesi
b) Su Tüketim Oranlarının Düşürülmesi, Bilinçlendirme ve Eğitim Çalışmaları
  1. Su Kullanım Alışkanlıklarının Değiştirilmesi
  2. Su Tüketimini Azaltan Teknolojik Sistemlerin Kullanılması
  3. Su Kayıplarının Kontrolü
c) Tarımda Kullanılan Su Miktarının Azaltılması Ve Modern Sulama Tekniklerinin Uygulanması Projesi

Suyun Sertlik ve Yumuşaklık Özellikleri

İçerisinde Ca2+ ve Mg2+ katyonları bulundurmayan ya da çok az miktarda bulunduran sulara yumuşak su denir.
İçerisinde Ca2+ ve Mg2+ katyonlarını çok miktarda bulunduran sulara sert su denir.
Sulardaki sertlik iki türlüdür. Sulardaki bikarbonat iyonlarının HCO−3 oluşturduğu sertliğe geçici sertlik denir.
Geçici sertlik kaynatma gibi basit işlemlerle giderilebilir.

Ca(HCO3)2 + ısı → CaCO3(k) + CO2(g) + H2O(s)

Kaynatarak sertlik giderme küçük hacimli miktarlarda uygulanır. Sudaki HCO−3 iyonları kireç suyu [Ca(OH)2] eklenerek çöktürülebilir.

Mg(HCO3)2 + Ca(OH)2 → CaCO3(k) + Mg(OH)2 + CO2(g) + H2O(s)

Kalsiyum (Ca2+) ve Magnezyum (Mg2+) iyonlarının klorür ve sülfat tuzlarının oluşturduğu sertliğe kalıcı sertlik denir.
Yağmur suları yeryüzünde ve yer altında deniz ve göllere doğru ilerlerken kireçli topraklardan geçtiklerinde kireci çözerler. Bunun sonucunda Ca2+ iyonları suya karışır. Benzer şekilde toprak katmanlarındaki magnezyum bileşiklerinin suda çözülmesiyle bu sulara Mg2+ iyonları karışır. Kireçli su olarak adlandırılan sert suların tadı acıdır. Ancak sağlık açısından tehlikeli değildir. Hatta Ca2+ iyonu kemik gelişimi için önemli olduğundan bazı durumlarda sert sular daha faydalı olabilir. Ancak sert sular temizlik amacıyla kullanıldığında sabunun köpürmesini engeller. Sıcak sert sular çaydanlık, kazan ve boruların içerisinde taş oluşumuna neden olur. Bu nedenle sert sular kullanılmadan önce arıtılmalı ya da taş oluşumunu engelleyici önlemler alınmalıdır.

Sulardaki Mg2+ ve Ca2+ iyonlarından oluşan bu kalıcı sertlik Na2CO3 (soda) kullanılarak giderilir.

MgCl2(suda) + Na2CO3(suda) + H2O → Mg(OH)2(k) + CO2(g) + 2NaCl(suda)

CaCl2(suda) + Na2CO3(suda) CaCO3(k) + 2NaCl(suda)

Sert Suyun Özellikleri

● Temizlikte daha fazla sabun kullanılmasına sebep olur.
● Hoş olmayan acımsı bir tadı vardır.
● Çamaşırları yıpratır ve grileştirir.
● Sert sular kaynatıldıklarında kabın dibinde kireç tortusu bırakır.
● Sıcak su kullanılan boru, çamaşır makinesi, mutfak eşyaları gibi araçlarda kireçlenme oluşturur.
● Sert sularla yapılan çay bulanık olur.
● Su şebekelerinde kullanılan borularda sert sulardan kaynaklanan kalsiyum karbonat ve magnezyum karbonat birikerek su akışını zorlaştırır.
● Su ısıtma araçlarında biriken kireç daha fazla enerji tüketimine yol açar.

Yumuşak Suyun Özellikleri

● Yumuşak su ile daha az sabun ve temizlik malzemesi kullanılır.
● Su ısıtma araçlarının ömrü daha uzun olur.
● Yumuşak suyun içim lezzeti daha iyidir.
● Çamaşır ve bulaşık makinelerinin rezistans ömrü uzun olur, enerji tüketimi
azalır (Resim 5.6).
● Yumuşak sularla yapılan çay daha berrak olur.
● Yumuşak sularda daha az kireç tortusu oluştuğu için su tesisatlarına
zararı az olur.
● Yumuşak suyla banyo yapıldığında cilt yumuşak, saçlar parlak olur.

suyun sertlik derecesi
Suyun sertlik dereceleri

NOT:

1 Alman Sertliği: 1 L suda 10 mg CaO
1 Fransız Sertliği: 1 L suda 10 mg CaCO3
1 İngiliz Sertliği: 0,7 L suda 10 mg CaCO3 içerir.

ÇEVRE KİMYASI

Hava, Toprak ve Su Kirliliğinin Sebepleri

Hava, toprak ve suyun kirlenmesine hangi maddeler neden olur? Çevre kirliliği oluşturan maddelerin hava, toprak ve suya etkileri aynı mıdır? Kirleticilerin sağlık üzerine etkileri neler olabilir?



Dünyadaki sanayileşme ile endüstriyel ürünlerin üretimi artmıştır. Kaynakların hızlı kullanılması, üretimi arttırırken doğanın dengesini de bozmaktadır. Ayrıca sanayi atıklarının doğaya bilinçsizce bırakılması çevreyi olumsuz yönde etkilemektedir. Tarım ilaçları, boya, plastik, gübre, egzoz ve baca gazları, deterjan gibi maddeler havayı, toprağı ve suları kirletmektedir.

a) Hava Kirleticiler

İnsan sağlığına, canlı hayatına ve ekolojik dengeye zararlı olabilecek katı, sıvı ya da gaz hâlindeki yabancı maddelerin atmosferde bulunması hava kirliliği olarak tanımlanmaktadır. Tozlar, sera gazları, zehirli gazlar,
ozon tüketen gazlar hava kirliliği oluşturan maddelerdir.
Fabrika bacalarından çıkan duman, diğer baca ve araba egzozlarından çıkan gazlar ve asbest hava kirliliğine sebep olan temel maddelerdir.

Fosil yakıt olan kömür ve petrolün yanması ile oluşan azot oksitler (NOx), kükürt oksitler (SOx), CO ve CO2 gazları havayı kirleten gazlardır.
Bu ametal oksitlerinin oksijence zengin olanları SO2, SO3, CO2 ve NO2 havadaki su buharı ile birleşerek asit yağmurlarına neden olur. Ayrıca NO2, SO2, SO3 gibi gazlar solunum yolu hastalıklarına, astım ve zehirlenmeye neden olur.

Hava Kirliliği Kaynakları

Atmosfer kirliliğine, fabrika ve motorlu araçlarda kullanılan fosil yakıtların yanması ile oluşan partikül (küçük katı parçalar) ve zararlı gazlar sebep olur. Bu gazlar azot oksitler (NOx), hidrokarbonlar, karbon monoksit (CO), kükürt dioksit (SO2), kükürt trioksit (SO3) gibi gazlardır.

Volkanik patlamalar, doğal yangınlar gibi olaylarda da açığa çıkan gazlar kirliliğe sebep olmaktadır. Atmosfere yayılan SO2, SO3, CO2, azot oksit ( NOx ) gibi gazlar havadaki su buharı ile birleşerek asit yağmurlarına sebep olurlar.

3NO2 + H2O 2HNO3 + NO

SO3 + H2O → H2SO4 gibi tepkimelerle asit oluşur.

Asit yağmurları

● Yeryüzündeki bitki örtüsüne ciddi zararlar verir.
● Su kaynaklarında asit oranını arttırarak suyu kirletir ve sudaki canlı hayata zarar verir.
● Binalarda, tarihî eserlerde, diğer yapılarda, araçlarda aşınma ve korozyona sebep olur.
● Toprak yapısını olumsuz etkileyerek toprağı verimsizleştirir.

Fosil yakıtlardan oluşan CO gazı, güneş ışığının etkisi ile kimyasal tepkimelerle, yoğun duman içinde boğucu sis oluşturur. Oluşan sis astım gibi akciğer hastalığı olanlara ve bitkilere çok zararlıdır. CO gazı çok zehirleyici bir gazdır. Solunum ile alındığında hemoglobinin oksijen ile bağlanmasını engelleyerek zehirlenmelere neden olur.

Bir azot oksit olan NO gazı az da olsa CO gazı gibi aynı etkileri yapar. Fosil yakıtlarından açığa çıkan CO2 gazının asit yağmurlarına etkisi azdır. CO2 gazının en büyük zararı atmosferde birikerek atmosferin ısınmasına neden olmasıdır. Hava kirliliği yapan önemli maddelerden birisi de asbesttir. Asbest fiberli (lifli) yapıya sahip bir mineraldir. Asbest fiberleri çimento ve dokumayla karıştırılarak ısıya dayanıklı hâle getirilir. Isıya karşı dayanıklılığı nedeniyle lamba fitillerinde, fren balatalarında, conta yapımında, binalarda aleve dayanıklı izolasyon malzemesi olarak kullanılır. Asbest, kömürün yapısında doğal olarak bulunur. Kömürün yanması ile havaya karışır. Asbest, kanserojen bir maddedir. Asbest fiberleri havada solunur hâle geldiklerinde fiberler akciğer zarında birikerek,
akciğer zarının zedelenmesine ve kansere neden olur. Ayrıca karın zarı kanserlerine yol açar.

Sera Etkisi

Dünya atmosferi yaklaşık hacimce %78 N2, %21 O2, %1 soy gazlar, CO2 ve su buharından oluşur. Güneşten gelen kısa dalga boylu ışınlar atmosferi geçerek yeryüzünü ısıtır. Atmosferdeki gazlar yeryüzündeki ısının bir kısmını soğurarak tutar ve yeryüzünün soğumasına engel olur. Atmosferin ışığı hem tutma hem de geçirme özelliği vardır. Atmosferin ışığı tutması sayesinde yeryüzü sularının sıcaklığı dengede kalır. Böylece denizlerin, okyanusların donması engellenir. Bu şekilde oluşan atmosferin ısıtma ve yalıtma etkisine doğal sera etkisi denir. Yerküre atmosferindeki doğal sera gazları; su buharı, CO2, CH4, N2O ve O3(ozon) gazlarıdır. Sera etkisi doğal olduğu zaman atmosfere yararlıdır. Çünkü yerküredeki sıcaklığın dengede olmasını sağlar.

Sera Gazları ve Küresel Isınma

Yerleşim amacıyla ormanların kesilerek yok edilmesi, fosil yakıtların aşırı kullanımı, atmosferdeki CO2, su buharı ve metan gazının atmosferde aşırı artışına neden olmaktadır. Bu gazların atmosferdeki aşırı artışı, atmosferin gereğinden fazla ısınmasına neden olur. Sera etkisi ile atmosferin aşırı ısınması sonucu; buzullar erir, okyanuslar yükselir, kıyı kesimlerinde toprak kayıpları ve iklimlerde değişmeler olur. Mevsimlerin zamanı değişerek ilkbahar erken, sonbahar geç gelir. Dünyanın bazı yerlerinde aşırı yağışlar olurken bazı yerlerinde kuraklık olur. İklim değişiklerinden dolayı bitki örtüleri de değişir. Bazı canlı türleri yok olmaya başlar. Küresel ısınmaya en çok etkisi olan başlıca sera gazları: CO2, CH4 ve N2O’dur. Bunun yanında kloroflorokarbon bileşikleri (CFC) olarak bilinen CF2Cl2 ve CCl3F bileşikleri de sera etkisi yapar. Sera etkisine CO2’nin katkısının yaklaşık %77 olduğu tahmin edilmektedir Sera etkisi ile son yüz senede dünyamızın sıcaklığı 0,75 oC artmıştır.

Ozon Tabakasının İncelmesi

Ozon, atmosferin stratosfer katmanında 10 ve 15. km’ler arası bulunur. Normal basınç ve sıcaklıkta ozonun (O3) toplam miktarı, yeryüzünü 3 mm kalınlıkta kaplayacak bir tabakaya eşdeğerdir. Ozon tabakası, Güneş’ten gelen yüksek enerjili ve zararlı ultraviyole (UV) ışınlarını soğurarak insan ve diğer canlıları bu zararlı ışınlardan korur. Atmosferdeki ozon miktarını azaltarak ozon tabakasının incelmesine ve delinmesine neden olan başlıca kirleticiler



● Sprey, deodorant gibi aerosollerde kullanılan itici gazlar
● Şimşek çakması, uçak motorlarının yüksek ısısı nedeniyle oluşan azot oksitleri
● Soğutucularda (buzdolabı, klima) kullanılan kloroflorokarbon bileşikleridir. CFC bileşikleri ışık etkisiyle bozulunca oluşan klor radikalleri ozon ile tepkimeye girerek ozonun delinmesine neden olur.

Ozon tabakasının delinmesi sonucunda Güneş’ten gelen zararlı mor ötesi (UV) ışınlar fazla miktarda atmosfere ulaşır. Bu ışınlara maruz kalan insanlarda cilt kanserlerine yakalanma riski artar. Ozon tabakasını korumak için ozon tüketen maddelerin ve kloroflorokarbonların üretim ve tüketimi dünya genelinde yasaklandı. Bu amaçla “Montreal Protokolü” adı verilen antlaşma birçok ülke tarafından kabul edildi.

b) Su ve Toprak Kirleticiler

Başlıca su ve toprak kirleticiler; plastik, detarjan, organik sıvı, ağır metal, pil ve endüstriyel atıklardır. Suyu kirleten her şey toprağı da kirletir. Bazı kirleticiler, görüntü kirliliği ve ortama verdiği zararlar bakımından toprak ve suda farklı etkiler yaratabilir. Kirleticiler suyun ve toprağın kimyasal, fiziksel ve biyolojik yapısını değiştirerek zarar verir.

Su ve toprak kirliliği oluşturan maddeler ve zararları şunlardır:
Plastikler

Polimerlerden oluşan PET (Polietilen tereftalat) şişelerin, plastik torba ve poşetlerin toprak ve suya karışmasıyla kirlilik oluşur. Plastik malzemelerin biyolojik bozulma süreleri çok uzundur. Toprak ve suda uzun süre bozulmadan kalabilirler.

Deterjanlar

Deterjanların suya karışmasıyla kirlilik oluşur. Deterjanlar bozulmadan suda uzun süre kalabilir. Ayrıca deterjanlarda kullanılan fosfat bileşikleri göl, deniz ve okyanuslardaki su yosunlarının aşırı büyümesine neden olur. Bu nedenle diğer canlıların oksijen alması zorlaşır ve bu durum canlıların zamanla ölümüne neden olur.

Organik Sıvılar

İlaç, boya, kimya ve petrokimya sanayisinin atıklarıdır. Alkoller, klorlu hidrokarbonlar, hidrokarbonlar, etil asetat, aseton, yağlı boyalarda kullanılan toluen ve ksilen gibi organik çözücüler önemli su kirleticilerdir. Yemeklik yağ atıkları, petrol atıkları ve yağlı boya olarak kullanılan mineral yağlar sulara karışırsa kirlilik oluşturur.

Bu maddeler mikroorganizmalar tarafından parçalanırken sudaki oksijeni tüketirler, ayrıca sularda görüntü kirliliği meydana getirirler. Organik kirleticiler, sudaki mikroorganizmaların etkisiyle sudaki çözünmüş oksijen ile tepkimeye girerek su canlılarının solunum yapmasını engeller. Bu kirleticiler su yüzeylerini kapatarak canlıların oksijen almasını engeller ve onların ölümüne neden olur.

Boya, ilaç ve organik çözücüler başlıca su kirleticilerdir. Kimya ve petrokimya sanayisinde kullanılan alkoller, aseton, benzen, hidrokarbonlar gibi önemli çözücüler su kirleticilerdir. Tarımda kullanılan tarımsal ilaçların çoğu hidrokarbon ve fosforlu bileşiklerden oluşur. Bu ilaçlar yer altı ve yeryüzü sularına karışarak su canlılarını zehirler.

Tarımda verimi arttırmak için aşırı gübre kullanımı toprağın tuzluluk oranını fazlalaştırır. Aşırı tuzlanma toprakların kullanılamaz duruma gelmesine neden olur. Ayrıca bu tuzlar suda çözünerek yer altı ve yer üstü sularına karışarak canlılar için toksik etki yaparlar.

Ağır Metaller ve Piller

Özellikle pil ve akü yapımında kullanılan Mn, Zn, Co, Hg, Cd, Ni, Pb, Cr gibi ağır metaller çöplerle toprağa karışırsa kirlilik oluştururlar.

Endüstriyel Atıklar

Birkaç endüstriyel sektörün ham madde tüketimi kirliliğin çoğundan sorumludur. Bu sektörler; metal madenciliği, kağıt hamuru ve kağıt sektörü, petrol işleme endüstrisi, gıda üretimi ve tarımsal üretim, kimya sektörüdür.

Çözücü olarak kullanılan özellikle klorlanmış solventler, toprakta ve suda uzun süre bozulmadan kalabilirler. Bu solventler suda yaşayan kuşların, balıkların ve diğer hayvanların vücutlarında depolanırlar. Birçok solvent insan sağlığı için doğrudan toksik etkilidir. Endüstride kullanılan boya ve kaplamaların içerdiği benzen, toluen ve ksilen gibi solvent çözücüler toksik maddelerdir.

Haşere ilaçları sulara karışınca canlılar için toksik etki gösterir. Bu ilaçlar su canlılarında besin zinciri ile diğer canlılara geçerek canlı hayatını tehdit eder.

Gübre, kağıt endüstrisi, metal kaplama atıklarında H2SO4, H3PO4, H2SO3, HCl, HNO3 gibi asitler bulunur. Ayrıca deri tabaklama tesisleri atıklarında yüksek miktarda Ca(OH)2 bulunur. Bu maddelerin sulara karışmasıyla suyun pH değeri değişir. Altın işleme tesisleri hidrojen siyanür (HCN) atığı üretir. HCN sulara karışırsa asit ve zehirleyici etkisinden dolayı tehlikelidir.

Gübrelerdeki kimyasal maddeler suya karışarak su kaynakları ve denizlerde birikir. Bu kimyasal maddeler sulardaki küçük canlıların hızla çoğalarak büyümesine ve sudaki oksijenin tamamının kullanılmasına yol açar. Bu olaya ötrofikasyon denir. Ötrofikasyon olayı nedeniyle sudaki yaşam dengesi bozulur.

c) Evlerde Kullanılan Laminant Parkelerin Formaldehit Salınımından Kaynaklanan Tehlikeleri

Formaldehit (CH2O) oda sıcaklığında gaz hâline hızlı geçebilen, suda çözünen, yanıcı, rahatsız edici, renksiz, keskin kokulu ve zehirli bir gazdır. Formaldehit kimyasal ve fiziksel özelliklerinden dolayı çok yaygın olarak kullanılan organik bir maddedir.Formaldehit, proteinleri sertleştirip çürümeleri önlediğinden kadavraları saklamada, mumyacılıkta, ayrıca böcek ve zararlı mikroorganizmalara karşı dezenfektan olarak kullanılmaktadır.



Formaldehit, endüstriyel alanda; başta laminant parkelerde, kontrplak sunta, halı, mobilya, duvar kaplamalarında, boya, plastik malzemelerin yapımında ve ev temizlik ürünlerinin yapımında kullanılmaktadır. Ayrıca sigara dumanıyla havaya yayılır. Evlerde kullanılan laminant parke, mobilya ve diğer malzemelerde bulunan formaldehitin kapalı ortamlara salınımı; solunum, sindirim ve sinir sistemi gibi birçok sistem üzerinde zararlı etkiler oluşturur. Formaldehit vücut hücreleri ile etkileşerek toksik etki gösterir. Baş ağrısı, baş dönmesi, iştahsızlık, uykusuzluk, davranış bozuklukları, gözlerde kızarma-sulanma- kaşınma, deri döküntüsü ve astım krizi olabilir. Formaldehite aşırı maruz kalan insanların karaciğer, akciğer ve mide dokularında tahribatlar oluşur. Bunun sonucunda bu insanların karaciğer, akciğer ve mide kanserlerine yakalanma riski artar.

Atmosferin Canlılar İçin Önemi

Yeryüzünü saran gaz karışımına atmosfer (hava) denir. Havada başlıca azot gazı (N2) ve oksijen gazı (O2) olmak üzere birçok farklı gaz karışımı vardır. Yeryüzünden itibaren yaklaşık 12 km kalınlığındaki tabakada atmosfer olayları görülür. Atmosferin tabakalarından biri de stratosferdir. Stratosferin yaklaşık 30. kilometresinde ozon (O3) oranı yeryüzündeki orandan oldukça fazladır. Bu yüzden stratosfer tabakasına ozon tabakası da denir. Ozon tabakasının canlı hayat için yaşamsal önemi vardır. Ozon tabakası güneşten gelen zararlı mor ötesi (UV) ışınları soğurur. Güneşten gelen bu zararlı ışınlar engellenemezse cilt kanserine
sebep olur. Göz sağlığı ve diğer canlıların yaşamlarını tehlikeye atar. Dünya, Güneş sisteminde yaşam olan tek gezegendir. Bunun nedeni dünyanın yaşama uygun atmosferinin olmasıdır.

atmosfer
Atmosferin katmanları
Atmosferin Canlılar için Taşıdığı Hayati Önem

Atmosfer, içinde taşıdığı gazların özellikleri bakımından tüm canlılar için hayati bir öneme sahiptir. Atmosferin canlılar için önemi aşağıda belirtilmiştir:

● Canlı yaşam için gerekli gazları içerir.
● Dünyanın aşırı miktarda ısınma ve soğumasını engeller.
● Güneşten gelen zararlı ultraviyole (UV) ışınlarını tutar.
● Atmosfer güneş ışınlarının dağılmasını sağlayarak gölge alanların aydınlanması ve ısınmasını sağlar.
● Meteorolojik olayların (yağmur, kar, dolu, rüzgâr gibi) oluşmasını sağlar.
● Uzaydan dünyamıza gelen meteorların yeryüzüne ulaşmadan parçalanmasını sağlar.
● Hava akımları nedeniyle gece-gündüz sıcaklık farkını azaltır.

Atmosfer Kirliliği ve Koruma

Atmosfer kirliliği; insan sağlığına, canlı hayatına ve ekolojik dengeye zarar verebilecek katı, sıvı ya da gaz hâlindeki maddelerin atmosferde bulunması olarak tanımlanır. Günümüzde en önemli küresel sorunların
başında atmosfer kirliliği gelir. Sebepleri oldukça basittir ama kontrol edilmesi çok zordur. İnsan faaliyetleri, sanayileşme, teknoloji sonrası ortaya çıkan gazlar ve doğal faaliyetler sonucu atmosfere birtakım kimyasal maddeler karışır. Bu maddeler canlılar üzerinde olumsuz etkilere neden olur.

 

Kaynak: MEB 9. Sınıf Kimya Kitabı – 2018-2019