FiZİko-kimyasal özelliklerin belirlenmesinde kullanilan yöntemler


Tablo: Yöntemlerin uygulanabilirliği



Yüklə 5,29 Mb.
səhifə2/81
tarix26.08.2018
ölçüsü5,29 Mb.
#74879
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   81

Tablo: Yöntemlerin uygulanabilirliği




Ölçüm yöntemi



Yoğunluk

Olası en fazla dinamik vizkosite

Mevcut Standardlar




Katı

Sıvı

1.4.1.1. Hidrometre

1.4.1.2. Hidrostatik denge

(a) katılar

(b) sıvılar

1.4.1.3. Batan gövde yöntemi
1.4.2. Piknometre

(a) katılar

(b) sıvılar
1.4.3.Hava karşılaştırmalı piknometre
1.4.4. Salınımlı yoğunluk ölçer


evet

evet

evet



evet

evet


evet

evet
evet




5 Pa s

5 Pa s


20 Pa s

500 Pa s
5 Pa s




TS 617,

TS 2460-2 ıso 649-2,

nF t 20-050


TS EN ISO 1183 -1,

TS 922 ve TS 781 ISO 758,
DIN 53217


TS Iso 3507

TS EN ISO 1183 -2, nF t 20-053

TS 781 ISO 758,
DIN 55990 Teil 3

DIN 53243



  1. KAYNAKLAR



  1. OECD, Paris, 1981, Test Guideline 109, Decision of the Council C(81) 30 final.

  2. R. Weissberger ed., Technique of Organic Chemistry, Physical Methods of Organic Chemistry, 3rd ed., Chapter IV, Interscience Publ. , New York, 1959, vol. I, Part 1.

  3. IUPAC, Recommended reference materials for realization of physico-chemical properties, Pure and applied chemistry, 1976, vol. 48, 508.

  4. Wagenbreth, H., Die Tauchkugel zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten, Technisches Messen tm, 1979, vol.ll, 427-430.

  5. Leopold, H., Die digitale Messung von Flüssigkeiten, Elektronik, 1970, vol. 19,297 -302.

  6. Baumgarten, D., Füllmengenkontrolle bei vorgepackten Erzeugnissen -Verfahren zur Dichtebestimmung bei flüssigen Produkten und ihre praktische Anwendung, Die Pharmazeutische Industrie, 1975, vol. 37,717 -726.

  7. Riemann, J., Der Einsatz der digital en Dichtemessung im Brauereilaboratorium, Brauwissenschaft, 1976, vol. 9,253-255.

Ek-I
İlave teknik detaylar için aşağıdaki standartlardan yararlanılabilir.
1. Yüzme (Buoyancy) yöntemleri


    1. Hidrometre




DIN 12790, ISO 387

Hydrometer; general instructions

DIN 12791

Part I: Density hydrometers; construction, adjustment and use

Part II: Density hydrometers; standardized sizes, designation

Part III: Use and test


TS 2460-2 ISO 649-2

Genel Amaçlı Yoğunluk Hidrometreleri Kısım

2 Deney Metotları ve Kullanım 




NF T 20-050

Chemical products for industrial use –

Determination of density of liquids –

Areometric method


DIN 12793

Laboratory glassware: range find hydrometers




    1. Hidrostatik denge

Katı maddeler için




TS EN ISO 1183-1

PlastiklerGözeneksiz plastikler-Yoğunluk tayin

metotları-Bölüm 1: Daldırma metodu, sıvı piknometre

metodu ve titrasyon metodu 

NF T 20-049



Chemical products for industrial use - Determination of

the density of solids other than powders and cellular

products - Hydrostatic balance method


ASTM-D-792

Specific gravity and density of plastics by displacement



DIN 53479

Testing of plastics and elastomers; determination of density

Sıvı maddeler için




TS 922
TS 781 ISO 758

Sanayide Kullanılan Sıvı Kimyasal Ürünler –

20°C'da Yoğunluk Tayini




DIN 51757

Testing of mineral oils and related materials;

determination of density




ASTM D 941-55, ASTM D 1296-67 and ASTM D 1481-62

ASTM D 1298



Density, specific gravity or API gravity of

crude petroleum and liquid petroleum

products by hydrometer method


BS 4714

Density, specific gravity or API gravity of

crude petroleum and liquid petroleum

products by hydrometer method


Batan gövde yöntemi




DIN 53217

Testing of paints, varnishes and similar

coating materials; determination of density;

immersed body method

2. Piknometre yöntemi


2.1 Sıvı maddeler için


TS ISO 3507

Piknometreler


TS 781 ISO 758

Sanayide Kullanılan Sıvı Kimyasal Ürünler -20°C'da Yoğunluk Tayini


DIN 12797

Gay-Lussac pycnometer (for non-volatile liquids which are not too viscous)

DIN 12798

Lipkin pycnometer (for liquids with a

kinematic viscosity of less than l00 . 10-6 m2

s-1 at 15 °C)


DIN 12800

Sprengel pycnometer (for liquids as DIN 12798)

DIN 12801



Reischauer pycnometer (for liquids with a

kinematic viscosity of less than l00 . 10-6 m2

s-1 at 20 °C, applicable in particular also to

hydrocarbons and aqueous solutions as well

as to liquids with higher vapour pressure,

approximately 1 bar at 90 °C)




DIN 12806

Hubbard pycnometer (for viscous liquids of

all types which do not have too high a

vapour pressure, in particular also for paints,

varnishes and bitumen)




DIN 12807

Bingham pycnometer (for liquids, as in DIN 12801)


DIN 12808

Jaulmes pycnometer (in particular for ethanol - water mixture)


DIN 12809

Pycnometer with ground-in thermometer and capillary side tube (for liquids which are not too viscous)

DIN 53217

Testing of paints, varnishes and similar

products; determination of density by

pycnometer


DIN 51757 Point 7

Testing of min eral oils and related materials; determination of density

ASTM D 297 Section 15

Rubber products - chemical analysis

ASTM D 2111 Method C

Halogenated organic compounds


BS 4699

Method for determination of specific gravity

and density of petroleum products

(graduated bicapillary pycnometer method)



BS 5903

Method for determination of relative density

and density of petroleum products by the

capillary- stoppered pycnometer method


NF T 20-053

Chemical products for industrial use –

Determination of density of solids in powder

and liquids - Pyknometric method

2.2 Katı maddeler için




TS EN ISO 1183-2

Plastikler-Gözeneksiz plastikler-

Yoğunluk tayin metotları-Bölüm 2:

Gradyen yoğunluk kolonu metodu


NF T 20-053

Chemical products for industrial

use -Determination of density of

solids in powder and liquids –

Pyknometric method




DIN 19683

Determination of the densit y of soils



3. Hava karıştırmalı piknometre




DIN 55990

Part 3: Prüfung von Anstrichstoffen und ähnlichen Beschichrungsstoffen; Pulverlack; Bestimmung der Dichte



DIN 53243


Anstrichstoffe; Chlorhaltige Polymere; Prüfung



A.4. BUHAR BASINCI


  1. YÖNTEM

Bu yöntem, OECD TG 104 (2004)’e eşdeğerdir.





    1. Giriş

Yöntem A.4’ün bu revize edilmiş bu versiyonu; Efüzyon (sızınım/delikten yayılma) yöntemi: düşük basınçlı (10-10Pa’a kadar) maddeler için tasarlanan, izotermal ısıl ağırlıklı ölçüm gibi ek bir yöntem içerir. Özellikle düşük buhar basınçlı maddeler için buhar basıncı elde etme ile ilgili olarak prosedürlere duyulan ihtiyaçlar ışığında, bu yöntemin diğer prosedürleri, diğer uygulanabilir aralıklara göre tekrar değerlendirilmiştir.


Termodinamik dengede saf maddenin buhar basıncı, sadece sıcaklık fonksiyonudur. Temel prensipler başka bir yerde (2) (3) tanımlanmaktadır.
Hiçbir basit ölçüm prosedürü, 10-10 -105Pa aralığından daha az buhar basıncının tam aralığına uygulanamaz. Buhar basıncı ölçmek için sekiz yöntem, değişik buhar basıncı aralıklarında uygulanabilen bu yöntemin kapsamındadır. Tablo 1‘de uygulama ve ölçme aralıkları ile ilgili olarak çeşitli yöntemler kıyaslanmaktadır. Yöntemler sadece test koşulları altında bozulmayan bileşikler için uygulanabilir. Teknik nedenlerden dolayı deneysel yöntemlerin uygulanamadığı durumlarda, buhar basıncı hesaplanabilir ve önerilen tahmin yöntemi Ek-I’de gösterilir.



    1. Tanımlar ve birimler

Bir maddenin buhar basıncı, katı veya sıvı bir madde üzerindeki doygunluk basıncı olarak tanımlanmıştır.


Basınç için SI birimi olan Pascal (Pa) kullanılmalıdır. Geçmişte kullanılmış olan diğer birimler çevrim katsayıları ile birlikte burada verilmektedir:



1Torr

=

1 mm Hg

=

1,333 × 102Pa

1atmosfer

=

1,013 × 105 Pa







1bar

=

105 Pa







Sıcaklığın SI birimi kelvin (K) dir. Santigrat derece aşağıdaki formüle göre Kelvin’e dönüştürülür:


T= t + 273,15
Burada T, kelvin ya da termodinamik sıcaklıktır ve t, Santigrat sıcaklıktır.

Tablo 1

Ölçme yöntemi



Maddeler

Hesaplanan

Tekrarlanabilirlik



Hesaplanan

Yeniden üretilebilirlik



Tavsiye edilen aralık

Katı

Sıvı

Dinamik yöntem

Kolay eriyen

Evet

%25’e kadar

%1 den 5’e kadar



%25’e kadar

%1 den 5’e kadar



103Pa’dan 2×103Pa’a

2 × 103Pa’dan

105Pa’a


Statik yöntem

Evet

Evet

%5 ten 10’a

%5 ten 10’a

10 Pa’dan105Pa’a

10–2Pa’dan 105Pa’a (1)




İzoteniskop yöntem

Evet

Evet

%5 ten 10’a

%5 ten 10’a

102Pa’dan 105Pa’a


Efüzyon yöntemi:

Buhar basıncı dengesi



Evet

Evet

%5 ten 20’ye

%50’ye kadar


10–3 ten 1 Pa’a

Efüzyon yöntemi:

Knudsenhücresi



Evet

Evet

%10 dan 30’a

-

10–10 dan 1 Pa’a

Efüzyon (sızınım/delikten yayılma) yöntemi:

İzotermal ısıl ağırlık ölçümü



Evet

Evet

%5 ten 30’a

%50’ye kadar


10–10 dan 1 Pa’a

Gaz doygunluk yöntemi

Evet

Evet

%10 dan 30’a

%50’ye kadar


10–10 dan 103Pa’a

Dönen pervane yöntemi

Evet

Evet

%10 dan 20’ye

-

10–4 dan 0,5 Pa’a

(1) Sığa(Kapasitans) manometresi kullanırken



    1. Test ilkesi

Genellikle buhar basıncı, çeşitli sıcaklıklarda belirlenir. Sınırlı bir sıcaklık aralığında, saf bir maddenin buhar basıncı logaritması, sadeleştirilmiş Clausius-Clapeyron denklemine göre termodinamik sıcaklığın ters çevrilmiş doğrusal bir fonksiyonudur:


+sabit
Burada:

p

= buhar basıncı (pascal)

ΔHv

= buharlaşma ısısı (J mol–1)

R

= evrensel gaz sabiti, 8,314 Jmol–1 K–1

T

= sıcaklık (K)




    1. Referans maddeler

Referans maddelerin kullanılmasına gerek yoktur. Bunlar, esas olarak bir yöntem performansını kontrol etmek ve farklı yöntemlerin sonuçları arasında karşılaştırma yapabilmek için imkan sağlarlar.




    1. Yöntemin Tanımı




      1. Dinamik yöntem (Cottrell yöntemi)




        1. İlke



Buhar basıncı, yaklaşık olarak 103 ve 105 Pa arasındaki belirlenmiş farklı basınçlarda maddenin kaynama sıcaklığını ölçerek hesaplanır. Bu yöntem kaynama sıcaklığının belirlenmesi için de tavsiye edilir. Bu amaçla 600 K’ e kadar kullanışlıdır. Sıvıların kaynama sıcaklıkları, sıvı dikecinin hidrostatik basıncından dolayı 3 ile 4 cm arasındaki derinlikte yüzeydekinden yaklaşık olarak 0,1 °C‘den daha yüksektir. Cottrell yönteminde (4) termometre, sıvı yüzeyinin üstündeki buhar içine yerleştirilir ve kaynayan sıvının devamlı olarak kendini termometre haznesinin üzerine pompalaması sağlanır. Atmosferik basınçta buhar ile denge durumda olan sıvının ince bir tabakası hazneyi kaplar. Bu sebeple termometre, aşırı ısınma ya da hidrostatik basınçtan kaynaklanan bir hata olmaksızın doğru kaynama noktasını gösterir. Orijinal olarak Cottrell‘in kullandığı pompa Şekil 1‘de gösterilmektedir. Tüp A kaynayan sıvı içerir. Platin bir tel, B, eşit kaynamaya olanak sağlayan tabana tutturulmuştur. C yan tüpü yoğunlaştırıcı ile sonlanır ve kılıf D, termometre E‘ye ulaşarak yoğunlaşan soğukluğu korur. A içerisindeki sıvı kaynadığında, huni ile tutulan kabarcıklar ve sıvı, termometre haznesi üzerinden F pompasının kolu aracılığıyla dökülür.




Şekil 1





Şekil 2

Cottrell pompası (4)

A: Termoçift

B. Vakum tampon hacmi

C: Basınç göstergesi

D: Vakum

E: Ölçüm noktası

F: Isıtma elemanı c.a. 150 W





        1. Düzenek

Cottrell prensibini kullanan çok hassas düzenekler Şekil 2‘de gösterilmektedir. Alt kısmında kaynama bölümü, orta kısmında bir soğutucu ve üst kısmında çıkış yeri ve bağlantı (flanj) bulunan bir tüpten oluşur. Cottrell pompası, elektrikli filtre elemanı vasıtasıyla ısıtılan kaynatma bölümüne yerleştirilir. Sıcaklık, kılıflı termoçift ile ya da üst kısımdaki flanj boyunca dirençli termometre yerleştirilerek ölçülür. Çıkış noktası basınç düzenleme sistemine bağlanır. Sonraki kısım ise vakum pompası, tampon hacmi, basıncı düzenlemek için azot gazı girişine izin veren manostat ve manometreden oluşur.




        1. Yöntem

Madde kaynama bölümüne yerleştirilir. Toz halinde olmayan katılar ile ilgili olarak problemler ile karşılaşılabilir fakat bunlar bazen soğutma ceketi ısıtılarak çözülebilir. Düzenek, flanj ve gazı giderilmiş maddeye tutturulmuştur. Köpük maddeler bu yöntem kullanılarak ölçülemez.


İstenen en düşük basınç ayarlandıktan sonra ısıtma başlatılır. Aynı anda sıcaklık sensörü bir kayıt cihazına bağlanır.
Sabit basınçta sabit bir kaynama sıcaklığı kaydedildiğinde dengeye ulaşılır. Kaynama esnasında darbeden kaçınmak için özel tedbirler alınmalıdır. Ayrıca, soğutucuda tam yoğunlaşma gerçekleşmelidir. Düşük sıcaklıkta eriyen katıların buhar basıncı belirlenirken yoğuşturucunun tıkanmasını engellemek için tedbir alınmalıdır.
Bu denge noktasının kayıt edilmesinden sonra daha yüksek bir basınç ayarlanır. Süreç 105Pa’a ulaşılana kadar (toplam yaklaşık olarak 5 ila 10 ölçme noktası) bu şekilde devam eder. Kontrol olarak denge noktaları, alçalan basınçta tekrarlanmalıdır.


      1. Statik Yöntem




        1. İlke

Statik yöntemde (5), termodinamik dengedeki buhar basıncı, belirli bir sıcaklıkta belirlenir. Bu yöntem, 10-1’den 105 Pa’a kadar olan aralığa ek olarak gereken tedbirlerin alınması halinde 1‘den 10 Pa’a kadar olan aralıkta da maddeler ve çok bileşenli sıvı ve katılar için uygundur.




        1. Düzenek

Ekipman, sabit bir sıcaklık banyosu (± 0,2 K hassaslıkta), vakum hattına bağlanmış numune için bir kap, bir manometre ve basıncı düzenlemek için bir sistemden oluşur. Örnek kısım (şekil 3a), valf ve sıfır indikatör olarak hizmet eden diferansiyel manometre (uygun manometre sıvısı içeren U-tüp) yoluyla vakum ağına bağlanır. Cıva, silikonlar ve fitalatlar, basınç aralığına ve test maddesinin kimyasal davranışına bağlı olarak diferansiyel manometrede kullanım için uygundur. Bununla birlikte, çevre sağlığı açısından mümkün olduğunca cıva kullanımından kaçınılmalıdır. Test maddesi U-tüp sıvısı içinde belirgin ölçüde çözülmemeli ya da reaksiyona girmemelidir. U-tüp yerine manometre kullanılabilir (şekil 3a). Manometrede, silikon sıvıları ve fitalatlar 10 Pa ila 102Pa aralığında kullanım için uygun iken 102Pa ila normal basınç aralığında cıva kullanılabilir. 102Pa’ın altında kullanılabilen diğer basınçölçerler bulunmaktadır ve ısıtılabilir membran kaplamalı manometreler 10-1Pa’ın altında kullanılabilir. Sıcaklık, numune içeren kap duvarının dışında ya da kabın kendisinin içinde ölçülür.




        1. Prosedür

Şekil 3a’da tanımlanan düzenekleri kullanarak, okumalar alınmadan önce yükseltilmiş sıcaklıkta gazı giderilmiş olması gereken seçilmiş sıvı ile U-tüp doldurulur. Test maddesi, düzeneğin içine yerleştirilmeli ve sıcaklık azaltılarak gazı giderilmelidir. Çok bileşenli numune olması durumunda, malzemenin bileşiminin değişmemesini garanti altına alabilmek için sıcaklık yeterince düşük olmalıdır. Denge, karıştırmayla daha çabuk kurulabilir. Numune, sıvı azot veya kuru buz ile soğutulabilir fakat hava ya da pompa sıvısının yoğunlaşmasından kaçınmak için tedbir alınmalıdır. Havayı çıkarmak için açık numune kabının üzerinden birkaç kez vana ile emme uygulanır. Gerekirse gazın giderilmesi işlemi birkaç kez tekrarlanır.









1: Test maddesi

2:Buhar fazı

3: Yüksek vakum vanası

4: Basınç ölçer

5: Basınç göstergesi

6: Sıcaklık banyosu

7: Sıcaklık ölçüm cihazı



1: Test maddesi

2:Buhar fazı

3: Yüksek vakum vanası

4: U-borusu (yardımcı manometre)

5: Basınç göstergesi

6: Sıcaklık banyosu

7: Sıcaklık ölçüm cihazı

8: Vakum pompası

9: Havalandırma/azot gazı


Yüklə 5,29 Mb.

Dostları ilə paylaş:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   81




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©muhaz.org 2024
rəhbərliyinə müraciət

gir | qeydiyyatdan keç
    Ana səhifə


yükləyin