Tuzluluk bazı endüstriyel atıklar ve deniz suyu analizlerinde önemli bir yer tutar. Tuzluluk; tüm karbonatlar oksitlerine çevrildiğinde, tüm bromür ve iyodürler klorürlerle yer değiştirdiğinde ve tüm organik madde oksitlendiğinde sudaki toplam katı madde miktarı olarak tanımlanmaktadır. Tuzluluk, gram/kilogram ya da binde (%o) olarak ifade edilir.
Tuzlulukla ilişkili olarak kullanılan terimler klorinite ve klorositedir. Klorinite, klorür; bromür ve iyodürlerin klorür olarak ifade edilmesi olup, klorisite ise klorinite x yoğunluk (20 oC’de) olarak tanımlanmaktadır. Tuzluluk ve klorinite arasında aşağıdaki ampirik bağıntı yaygın olarak kullanılmaktadır:
Tuzluluk (%o)= 0.03 + 1.805 (klorinite, %o)
Tuzluluk Tayini için 3 değişik metot uygulanmaktadır.
1. Elektriksel iletkenlik metodu
2. Hidrometrik metot
3. Arjantometrik metot
Laboratuvar ve arazi ortamlarında tuzluluk tayini için en uygun metot arjantometrik metot olduğundan bu bölümde detaylı olarak verilmiştir.
Elektriksel İletkenlik Metodu
Elektriksel iletkenlik, su numunesinin elektrik akımını iletme yeteneğinin bir ölçüsüdür. Bu sayı iyonize olmuş maddenin toplam konsantrasyonuna ve sıcaklığa bağlıdır. Çözünmüş iyonların mobilitesi, yükü ve konsantrasyonu iletkenliğe etkiyen faktörlerdendir.
Yeni destile edilmiş suyun iletkenliği 0.5-2 µmho/cm olup zamanla artar. İçilebilir nitelikli suların elektriksel iletkenlik değerleri geniş bir aralık içinde değişmektedir. Bazı endüstriyel atıkların elektriksel iletkenlik değerleri 10000 µmho/cm olabilmektedir.
İletkenlik ölçümlerinin pratikte uygulamaları şunlardır:
- İletkenlik mineralizasyonun bir ölçüsü olup dengedeki iyonların toplamını, dolayısıyla suyun bitki ve hayvanlar üzerindeki etkilerini ve korozyon hızı ile ilgili bilgileri verir.
- Deiyonize ve destile suyun saflığı bu parametre ile kontrol edilir.
- Kimyasal analizlerden önce bu ölçümün yapılması, gerekli numune miktarı hakkında bilgi verir.
- Elektriksel iletkenlik ölçümü bazı çöktürme ve nötralizasyon reaksiyonlarında gerekli reaktif miktarı hakkında bilgi verir.
- Bir numunedeki toplam çözünmüş tuz miktarı, Elektriksel iletkenlik değerinin mmho/cm cinsinden) ampirik bir değerle çarpılması sonucu bulunabilir. Bu faktör suyun çözünen bileşenlerine bağlı olarak 0.55’ten 0.9’a kadar değişebilir.
Elektriksel direncin birimi ohm olduğundan iletkenlik birimi bunun tersi olan mho ya da siemens olmaktadır. Su analizlerinde siemens birimi çok büyük olduğu için sonuçlar mikrosimens cinsinden ifade edilmektedir. Elektrolitik iletkenlik, metalik iletkenliğin tersine sıcaklık artınca artar. 1 °C için, % 1.9 artış gösterir. Bu nedenle iletkenlik ölçümlerinin 25 °C’de verilmesi uygundur.
Araç ve Gereçler
- Kondüktimetre: Kondüktimetre cihazı ve elektrottan oluşan sistem sıcaklık ayarı içermelidir.
- Termometre: 0.1 derecelik bölmeleri bulunmalıdır.
Reaktifler
- Destile-deiyonize su: Destile su deiyonizasyon kolonundan geçirilir ve ilk 1000 ml alınmaz. Bu suyun iletkenliği 1 µmho/cm’den az olmalıdır.
- Standart potasyum klorür çözeltisi (0.01 M): 745.6 mg susuz KCl destile-deiyonize suda çözülerek 25 °C’de 100 ml’ye tamamlanır. Bu çözelti standart olup özgül iletkenliği 1413 mikromho/cm’dir. Hücre sabitinin 1 ile 2 arasında olduğu durumlarda bu konsantrasyon değeri uygun olmaktadır.
İletkenlik değeri, hücre sabiti daha önceden bilinen bir aletle sıcaklık ayarı yapılarak okunur. Hücre sabitinin belirlenmesi gerekiyorsa, iletkenlik hücresi 0.01 M KCl ile 3 kez çalkalanır. Sıcaklık 25±0.1 °C olacak şekilde ayarlanır. Resistans değeri ve sıcaklık okumaları alınır. Hücre sabiti C, aşağıdaki bağıntı ile bulunur.
C= (0.001413)(RKCl)(1+0.0191(t-25))
Burada;
RKCL: Ohm cinsinden ölçülen direnci,
t: Gözlenen sıcaklığı ifade etmektedir.
Hidrometrik Metot
Bu metotta, hidrometre ile özgül ağırlık ölçülür, sıcaklık düzeltmesi yapılır ve tablolardan yoğunluğa karşı tuzluluk değeri okunur.
Arjantometrik Metot
Bu yöntem klorür tayinine benzer. Numuneler alındıktan kısa bir süre sonra analiz edilmelidir.
Gereçler
- Otomatik büret
- 200 ml’lik beherler
- 10 ml’lik pipetler
Reaktifler
- Standart deniz suyu: Bu çözelti açık okyanustan 50 m derinlikten alınan numunenin süzülmesiyle elde edilir, klorinitesi (%o) 18’dir. Numuneler birkaç timol kristali ile stabilize edilmelidir.
- Gümüş nitrat çözeltisi, 0.28 N: 48.5 g AgNO3, 500 ml destile suda çözülür ve 1000 ml’ye seyreltilir. Çözelti kahverengi şişede ve oda sıcaklığında saklanır.
- Potasyum kromat indikatör çözeltisi: 63 g K2CrO4, 100 ml destile suda çözülür. 0.28 N AgNO3 çözeltisinden birkaç damla damlatılarak kırmızı kalıcı bir çökeleğin oluşması beklenir, süzülür ve cam şişede saklanır.
- Standart sodyum klorür çözeltisi: 35 g NaCl sabit tartım alınıncaya kadar kurutulur; soğutulur. 29.674 g tartılır. Destile suda çözülür ve 1000 ml’ye seyreltilir. Standardizasyon işleminde 25 ml standart NaCl çözeltisi 150 ml’lik erlene alınır, 6 damla kromat indikatörü ilave edilir ve AgNO3 çözeltisi ile kahverengi renge kadar titre edilir.
Normalite = 12.69 / ml AgNO3
bağıntısı yardımıyla AgNO3 çözeltisinin normalitesi bulunur.
Tuzluluk ve Elektriksel İletkenlik Deneyinin Yapılışı
Numunenin ve AgNO3 çözeltisinin aynı sıcaklıkta olması gereklidir. Titrasyon işlemi 25 ml numune ile Reaktifler bölümünde açıklandığı şekilde yapılır.
Sonucun Hesabı
AgNO3 çözeltisinin klorosite eşdeğeri: CIE= N x 0.0355 bağıntısı yardımıyla bulunur. Bu bağıntıda,
CIE : Klorosite eşdeğeri
N: AgNO3 çözeltisinin normalitesidir.
Klorosite değeri: Clo = d x CIE x 40 bağıntısı yardımı ile bulunur. Bu bağıntıda;
d : Kullanılan titrant miktarını, ml
CIE : AgNO3 klorosite eşdeğerini ifade etmektedir.
Tablo 1’de verilen faktörün, bulunan klorosite değerinden çıkarılması ile klorosite kloriniteye dönüştürülür.
Klorinite değerleri Tablo 2’de verilen değer yardımıyla tuzluluğa dönüştürülür.
Tablo 1. 20°C’deki klorosite değerlerinin kloriniteye dönüşümü (%o Cl)
| Hesaplanan Klorosite | Kloriniteye çevirmek için çıkarılması gereken sayı |
| 9.95 – 10.35 | -0.12 |
| 10.36 – 10.75 | -0.13 |
| 10.76 – 11.15 | -0.14 |
| 11.16 – 11.46 | -0.15 |
| 11.47 – 11.76 | -0.16 |
| 11.77 – 12.06 | -0.17 |
| 12.07 – 12.46 | -0.18 |
| 12.47 – 12.86 | -0.19 |
| 12.87 – 13.07 | -0.20 |
| 13.08 – 13.37 | -0.21 |
| 10.38 – 13.67 | -0.22 |
| 13.68 – 14.02 | -0.23 |
| 14.03 – 14.27 | -0.24 |
| 14.28 – 14.52 | -0.25 |
| 14.53 – 14.82 | -0.26 |
| 14.83 – 15.09 | -0.27 |
| 15.10 – 15.37 | -0.28 |
| 15.38 – 15.68 | -0.29 |
| 15.69 – 15.87 | -0.30 |
| 15.88 – 16.17 | -0.31 |
| 16.18 – 16.32 | -0.32 |
| 16.33 – 16.62 | -0.33 |
| 16.63 – 16.82 | -0.34 |
| 16.83 – 17.11 | -0.35 |
| 17.12 – 17.32 | -0.36 |
| 17.33 – 17.57 | -0.37 |
| 17.58 – 17.82 | -0.38 |
| 17.83 – 18.02 | -0.39 |
| 18.03 – 18.27 | -0.40 |
| 18.28 – 18.47 | -0.41 |
| 18.48 -18.67 | -0.42 |
| 18.68 – 18.97 | -0.43 |
| 18.98 – 19.17 | -0.44 |
| 19.18 – 19.32 | -0.45 |
| 19.33 – 19.52 | -0.46 |
| 19.53 – 19.77 | -0.47 |
| 19.78 – 19.97 | -0.48 |
Tablo 2. Klorositenin tuzluluğa dönüşümü
| Cl/l20 | S‰ | Cl/l20 | S‰ | Cl/l20 | S‰ | Cl/l20 | S‰ |
| 3.60 | 6.50 | 4.05 | 7.31 | 4.50 | 8.11 | 4.95 | 8.92 |
| .61 | .52 | .06 | .33 | .51 | .13 | .96 | .94 |
| .62 | .54 | .07 | .35 | .52 | .15 | .97 | .95 |
| .63 | .56 | 08 | .36 | .53 | .17 | .98 | .97 |
| .64 | .58 | .09 | .38 | .54 | .18 | .99 | .99 |
| .65 | .59 | 4.10 | 7.40 | .55 | .20 | 5.00 | 9.01 |
| .66 | .61 | .11 | .42 | .56 | .22 | .01 | .02 |
| .67 | .63 | .12 | .43 | .57 | 24 | .02 | .04 |
| .68 | .65 | .13 | .45 | .58 | .26 | .03 | .06 |
| .69 | .67 | .14 | .47 | .59 | .27 | .04 | .08 |
| 3.70 | 6.68 | .15 | .49 | 4.60 | 8.29 | .05 | .10 |
| .71 | .70 | .16 | .51 | .61 | .31 | .06 | .11 |
| .72 | .72 | .17 | .52 | .62 | .33 | .07 | .13 |
| .73 | .74 | .18 | .54 | .63 | .35 | .08 | .15 |
| .74 | .76 | .19 | .56 | .64 | .36 | .09 | .17 |
| .75 | .77 | 4.20 | 7.58 | .65 | .38 | 5.10 | 9.18 |
| .76 | .79 | .21 | .60 | .66 | .40 | .11 | .20 |
| .77 | .81 | .22 | .61 | .67 | .42 | .12 | .22 |
| .78 | .83 | .23 | .63 | .68 | .44 | .13 | .24 |
| .79 | .84 | .24 | .65 | .69 | .45 | .14 | .26 |
| 3.80 | 6.86 | .25 | .67 | 4.70 | 8.47 | .15 | .27 |
| .81 | .88 | .26 | .68 | .71 | .49 | .16 | .29 |
| .82 | .90 | .27 | .70 | .72 | .51 | .17 | .31 |
| .83 | .92 | .28 | .72 | .73 | .52 | .18 | .33 |
| .84 | .93 | .29 | .74 | .74 | .54 | .19 | .34 |
| .85 | .95 | 4.30 | 7.76 | .75 | .56 | 5.20 | 9.36 |
| .86 | .97 | .31 | .77 | .76 | .58 | .21 | 38 |
| .87 | 6.98 | .32 | .79 | .77 | .60 | .22 | .40 |
| .88 | 7.01 | .33 | .81 | .78 | .61 | .23 | .42 |
| .89 | .02 | .34 | .83 | .79 | .63 | .24 | .43 |
| 3.90 | 7.04 | .35 | .85 | 4.80 | 8.65 | .25 | .45 |
| .91 | .06 | .36 | .86 | .81 | .67 | .26 | .47 |
| .92 | .08 | .37 | .88 | .82 | .69 | .27 | .49 |
| .93 | .10 | .38 | .90 | .83 | .70 | .28 | .50 |
| .94 | .11 | .39 | .92 | .84 | .72 | .29 | .52 |
| .95 | .13 | 4.40 | 7.93 | .85 | .74 | 5.30 | 9.54 |
| .96 | .15 | .41 | .95 | .86 | .76 | .31 | 56 |
| .97 | .17 | .42 | .97 | .87 | .77 | .32 | .58 |
| 98 | .18 | .43 | 7.99 | .88 | .79 | .33 | .59 |
| .99 | .20 | .44 | 8.01 | .89 | .81 | .34 | .61 |
| 4.00 | 7.22 | .45 | .02 | 4.90 | 8.83 | .35 | .63 |
| .01 | .24 | .46 | .04 | .91 | .85 | .36 | .65 |
| .02 | .26 | .47 | .06 | .92 | .86 | .37 | .67 |
| .03 | .27 | .48 | .08 | .93 | .88 | .38 | .68 |
| .04 | .29 | .49 | .10 | .94 | .90 | .39 | .70 |