Tez özetleri Astronomi ve Uzay Bilimleri Anabilim Dalı

Mn(Iı)’Nin Atmosferik Oksijenle Oksidasyonuna Organik Ve İnorganik Maddelerin Etkisi

Mangan, yüzeysel ve özellikle yer altı sularında bulunan önemli kirleticilerden birisidir. Mangan, doğal sularda çözünmüş, kolloidal veya çözünmemiş katı bileşikleri halinde bulunabilir. Evsel ve endüstriyel açıdan sudaki mangan konsantrasyonu dikkate alınması gereken bir kriterdir. Evsel sularda bulunan mangan renk ve kötü tat gibi estetik sorunlara yol açtığı gibi su tesisatlarında tortu ve yük kayıplarına sebep olur. Endüstriyel alanda ise suda bulunabilecek mangan, kağıt, tekstil, gıda gibi sanayi kollarında ürünlerde renk bozuklukları, boru tesisatlarında tortu gibi problemlere yol açarak ekonomik kayıplara sebep olabilir. Mangan için kabul edilebilir değerler içme suyu için 0,05 mg/l, ve endüstride ise 0,1 mg/l değerinin altında olmalıdır. Günümüzde uygulanan başlıca mangan giderme yöntemi manganın atmosferik oksijenle oksidasyonudur. Manganın atmosferik oksijenle oksidasyonu nötr pH değerlerinde oldukça yavaş ilerleyen bir reaksiyon iken pH değeri 8 ve üzerine çıkarıldığında reaksiyon kinetiği kabul edilebilir değerlere ulaşmaktadır. Yeraltı ve yüzeysel sularda bulunan manganın bu suların evsel ve endüstriyel kullanımında yarattığı problemler, etkili mangan giderim yöntemlerinin kullanılmasını gerektirmektedir.

Bu çalışmanın amacı başta suya sertlik veren inorganik maddeler olmak üzere doğal sularda mangan ile birlikte bulunabilecek inorganik (Ca, Mg, Ni, Zn ) ve organik (Gallik asit, Tartarik asit) maddelerin Mn(II)’nin atmosferik oksijenle oksidasyonu üzerine etkilerini incelemektir.

Dört aşamada gerçekleştirilen bu çalışmada başlangıçta çeşitli konsantrasyonlardaki Mn(II)’nin pH değeri 9,5 olan ortamda atmosferik oksijenle oksidasyonu incelenmiştir. İkinci olarak inorganik maddelerin Mn(II)’nin atmosferik oksijenle oksidasyonuna etkisi incelenirken sonraki adımda organik maddelerin Mn(II)’nin oksijenle oksidasyonu üzerine etkisi incelenmiştir. Dördüncü aşamada ise deneysel sonuçların yapay sinir ağları kullanılarak elde edilen değerlerle karşılaştırılması yapılmıştır.

Elde edilen sonuçlara baktığımızda özellikle yüksek konsantrasyonlardaki Mg(II) varlığında oksidasyon hızı yavaşladığı gibi, Gallik asitin de ilerleyen reaksiyon sürelerinde Mn(II)’nin oksijenle oksidasyonunu engellediği görülmüştür. İlave olarak Yapay Sinir Ağları modellemesi yapılarak eğitilen verilerle deneysel veriler arasındaki tutarlılık yeterli veri seti kullanılması halinde bu tip çalışmalarda YSA modellemesi yapılarak doğru öngörülere ve tutarlı sonuçlara ulaşılabileceğini göstermektedir.

The Effect Of Organıc And Inorganıc Matters On Mn(Iı) Oxıdatıon Wıth Atmospherıc Oxygen

Manganese is one of the significant pollutants in surface and ground water. Manganese can be found as dissolved, colloidal or undissolved solid compounds in natural water. Manganese concentration is needed to consider for domestic and industrial areas. Manganese in domestic waters causes sediments and head loss rate, aesthetic problems such as colour and deleterious taste. In industrial area manganese may cause colour failure in paper, textile, food industries and economic losses due to sediments in plumbings. The acceptable values for manganese must be less than 0.05mg/l in drinking water and 0.1mg/l in industries. Today mainly method which is applied for removal manganese is oxidation of manganese with atmospheric oxidation. Although oxidation of manganese with atmospheric oxygen is a slow reaction at neutral pH values, reaction kinetic reaches acceptable values at pH 8 and over. In domestic and industrial uses problems of manganese involve utilization of effective manganese removal methods.

Aim of this study is to investigate the effects of inorganic (Ca, Mg, Ni, Zn) substances causing hardness in water and organic (Gallic acid, tartaric acid) substances which can be found with manganese in natural water on the oxidation of Mn(II) with atmospheric oxidation.

In this study which is performed in four stages, oxidation of Mn(II) with atmospheric oxygen is investigated at 9.5 pH value. Secondly, effects of organic matters on the oxidation of Mn(II) were studied following the investigation of inorganic matters effects on the oxidation of Mn(II). At the forth stage experimental results were compared with the values obtaining from artificial nerve network.

According to the results, oxidation rate decelerates at the presence of high Mn(II) concentration and it was seen that Gallic acid prevented the oxidation of Mn(II) at rising reaction times. Additionally, consistency between datas from Artificial Nerve Networks and experimental results shows that it is possible to reach accurate previsions and consistent results when enough data set is used in similar studies.