Yağ ve Gres Analizi

Yağ ve gres analizi yapılırken, özel bir maddenin mutlak miktarı ölçülmez. Buna karşılık benzer fiziksel karakteristiklere sahip maddeler grubu, Triklorotrifloroetan (freon)’da çözünmeleri esasına dayanarak tayin edilir. Yağ ve gres, triklorotrifloroetan’da çözünerek geri kazanabilen materyal olarak tanımlanabilir. Yağ ve gres; asitlendirilmiş numuneden çözücü vasıtası ile ekstakte edilen sülfür bileşikleri, bazı organik boyalar ve klorofil gibi diğer bileşenleri de içermektedir. Burada sunulan metotlar, biyolojik lipidler, mineral hidrokarbonlar için uygundur. Yağ ve gres içeren çeşitli endüstriyel atıksulara ve arıtma tesisi çıkış sularına da burada tanımlanan metotlar uygulanabilmektedir. Bu metotlar 70°C sıcaklığın altında buharlaşabilen düşük kaynama noktalı fraksiyonların tayini için uygun değildir.

 

Yağlama yağları, kerosen, benzin gibi fraksiyonlar bu nedenle organik solvent ekstraksiyonu yolu ile güvenilir bir şekilde tayin edilemez.

 

Yağ ve Gres Analizi İçin Metot Seçimi

Sıvı numuneler için yağ ve gres tayininde 3 metot kullanılabilir:

• Kısmi gravimetrik metot
• Kısmi infrared metodu
• Soxhlet metodu

 

Kısmi infrared metodu, uçucu hidrokarbonlar içeren numuneler için özel olarak geliştirilmiştir. Numunede polar, ağır petrol fraksiyonları olduğunda Soxhlet metodu uygulanır. 10 mg/L’nin altındaki yağ ve gres konsantrasyonlarının tayini için kısmi gravimetrik metot yeterli hassasiyette değildir. Bu gibi durumlarda Kısmi infrared metodu tercih edilmelidir. Yağ ve gres analizi numunenin geldiği anda yapılamayacak ise, 1 ml derişik HCl/80 g numune şeklinde kimyasal madde ilavesi ile numune saklanır. Numunelerin kesinlikle kloroform veya sodyum benzoat ilavesi ile saklanmaması gerekir.

 

Kısmi Gravimetrik Metot ile Yağ ve Gres Tayini

Çözünmüş veya emülsifiye yağ ve gres, triklorotrifloroetan çözücüsü ile ilk temas halinde ekstrakte edilerek sudan ayrılır. Bazı ekstraktlar; örneğin doymamış yağlar ve yağ asitleri, kolayca okside olabildiğinden, bu etkiyi minimuma indirmek için sıcaklık ve solvent buharı ile yer değiştirme konusunda özel önlemlerin alınması gerekir. Triklorotrifioroetan sadece yağları değil, tüm organik maddeleri çözebilme kabiliyetindedir. Sadece yağ ve gresi seçimli olarak çözebilecek herhangi bir çözücü henüz bilinmemektedir. Solvent uzaklaştırma sırasında kısa zincirli hidrokarbonların ve basit aromatiklerin buharlaşma suretiyle kaybı söz konusudur.

 

Benzinden 2 nolu fuel-oil’e kadar petrol distilatların önemli bir kısmı bu işlem sırasında kaybolur. Petrol ürünlerinin ağır fraksiyonları ise, çözücü ile ekstrakte edilemediğinden, kalıntı olarak numunede kalırlar.

 

Yağ ve Gres Tayini İçin Gerekli Araç ve Gereçler

• 1 litrelik teflon tıpalı ayırma hunileri
• Destilasyon balonu, 125 ml’lik
• Su banyosu
• Filtre kağıdı, 11 cm çapulda

 

Yağ ve Gres Tayini İçin Gerekli Reaktifler

• – Hidroklorik asit, HCI, (1+1)
• – Triklorotrifloroetan ( 1,1,2 trikloro- 1,2,2-trifloroetan) K.N. 47 °C’dir. Çözücü, buharlaştırma sırasında herhangi bir ölçülebilir kalıntı bırakmamalıdır.
• – Sodyum sülfat, Na₂SO₄, anhidrit, kristal halinde olmalıdır.

 

Yağ ve Gres Deneyinin Yapılışı

Yaklaşık 1 litre numune alınır ve numune hacmi işaretlenir. Numune pH 2’ye veya daha düşük bir değere kadar HCI ile asitlendirilir. Genellikle bu iş için 5 ml HCI yeterlidir. Numune asitlendirildikten sonra ayırma hunisine aktarılır. Numune kabı 30 ml trikloro- trifloretan ilavesi ile dikkatli bir şekilde çalkalanır ve solvent yıkama çözeltisi ayırma hunisine eklenir. Ayırma hunisi tercihen 2 dakika süre ile şiddetli bir şekilde karıştırılır. Eğer stabil bir emülsiyon oluşacağı tahmin ediliyorsa, 5-10 dakika kadar yavaşça karıştırılır. Çözücü tabakası aşağıdan ayrılarak çözücü ile ıslatılmış filtre kağıdı içeren bir huniden, darası önceden belirlenmiş bir destilasyon balonuna alınır. Eğer berrak bir çözücü tabakası elde edilmemişse, filtre kağıdı hunisine 1 g Na₂SO₄ ilave edilir ve emülsifiye çözücü kristaller üzerine yavaşça drene edilir. Gerekirse daha fazla Na₂SO₄ ilave edilir. Ekstaksiyon işlemi her defasında 30 ml’lik çözücü hacmi ile olmak üzere iki kez tekrarlanır. Bütün ekstraktlar darası bilinen destilasyon balonuna toplanır, filtre kağıdı 10-20 ml çözücü ilavesi ile son bir kez daha yıkanır, bu yıkama da balona alınır. Su banyosunda 70 °C’de çözücü destile edilir. Numune kabı 15 dakika süre ile su banyosunda 70 °C’de tutulur ve son 1 dakika süre içinde vakum uygulanarak hava verilir. Daha sonra destilasyon balonu desikatörde 30 dakika kadar soğutulur ve tartılır.

 

Yağ ve Gres Sonucunun Hesabı

Eğer deneyde katı halde kalıntı bırakmayan bir çözücü kullanılmış ise, destilasyon balonunun ağırlığındaki artış esas olarak numunenin yağ ve gres içeriğini göstermektedir. Balonun yağ ve gres içerikli toplam ağırlığı A, balonunun çözücü şahidindeki kalıntılar hariç ağırlığı B ise, numunedeki yağ ve gres içeriği aşağıdaki şekilde bulunur:

 

mg Yağ ve Gres/L = (A-B) x 1000 / ml numune

 

Soxhlet Ekstraksiyon Metodu ile Yağ ve Gres Analizi

Bazı metalik sabunlar asidifikasyon ile hidrolize edilirler. Yağ ve katı madde veya viskoz gres eğer sıvı numunede mevcutsa, filtrasyon yolu ile numuneden uzaklaştırılır. Soxhlet aparatında trikloro-trifloroetan ile ekstraksiyondan sonra, çözücünün buharlaştırılmasını takiben kalan kalıntı yağ ve gres içeriğini belirlemek üzere tartılır. Buharlaştırmada kalan kalıntı 103°C’de tutulur ve sonra tartım yapılarak numunenin yağ ve gres konsantrasyonu belirlenir.

 

Bu analiz metodu oldukça amprik bir metot olup, birbirini tekrarlayan sonuçlar elde etmek için çok iyi bir şekilde uygulanması gerekir. Triklorotrifloroetanda çözünen maddelerden yağ ve gres olarak tanımlanan maddelerin haricinde örneğin kükürt ve bazı organik boyalar da “yağ ve gres” olarak ekstrakte edilir. Soxhlet aparatında ekstraksiyon zamanı ve hızı, farklı greslerin değişik çözünürlüklerine bağlı olarak ayarlanmalıdır. İlave olarak, ekstrakte edilen maddenin soğutulması ve kurutulması için gereken sürenin uzunluğu değiştirilmemelidir. Eğer soğutma ve kurutma süresi değiştirilirse, oksijen absorpsiyonu sebebiyle ağırlıkta dereceli olarak bir artış veya buharlaşma sebebi ile kademeli olarak bir ağırlık kaybı olabilir.

 

Yağ ve Gres Analizi İçin Gerekli Araç ve Gereçler

• Soxhlet ekstraksiyon aparatı
• Vakum pompası
• Buchner süzme hunisi, 12 cm’lik
• Elektrikli ısıtıcı
• Ekstaksiyon yüzüğü, kağıt
• Filtre kağıdı, 11 cm çapında
• Müslin kumaş diskler, 11 cm çapında

 

Yağ ve Gres Analizi İçin Gerekli Reaktifler

• Hidroklorik asit, HCI, (1+1 )’lik
• Triklorotrifloroetan
• Diatoma-silika filtre yardımcı süspansiyonu, 10 g/l

 

Yağ ve Gres Deneyinin Yapılışı

Geniş ağızlı cam kapta yaklaşık 1 litre numune toplanır ve numunenin daha sonraki hacmini belirlemek üzere numune seviyesi işaretlenir. pH 2 veya aşağısına kadar asitlendirilir. Muslin kumaş diskin üzerine filtre kağıdı yerleştirilerek filtre hazırlanır. Kağıt ve müsün ıslatılır ve aşağı doğru basılarak filtre süzme işlemi için hazırlanır. Vakum kullanılarak 100 ml filtre yardımcısı süspansiyonu geçirilir ve 1 litre destile su ile yıkanır. Filtreden hiç su geçmeyene kadar vakum uygulanmaya devam edilir (filtre kağıdı olarak Whatman No:40 kullanılmalıdır). Daha sonra filtre kağıdı saat camı üzerine alınır. Tüm materyal muslin kumaş disk üzerine yapışır. Buhner süzme hunisi üzerinde kalan filtre kağıdı parçası çözücüye batırılır, gres ve katı maddelerin sebep olduğu film tabakası uzaklaştırılır. Saat camı üzerindeki Filtre kağıdına filtre kağıdı parçaları ilave edilir. Yağ ve gres içeren tüm filtre kağıdı, rulo haline getirilir ve ekstraksiyon yüzüğü içine yerleştirilir. Saat camı üzerinde kalan herhangi bir madde parçası da ekstraksiyon yüzüğüne ilave edilir. Doldurulmuş ekstraksiyon yüzüğü 103°C’de 30 dakika süre ile etüvde kurutulur. Ekstraksiyon yüzüğü cam yünü ile sarılır ve kapatılır. Ekstraksiyon balonunun boş darası alınır. Ekstraksiyon yüzüğü Soxhlet aparatına yerleştirilir. Soxhlet aparatında trikloro-trifloroetan 20 devir/saat hızda 4 saat süre ile ekstrakte edilir. Daha sonra ekstraksiyon balonunda tüm çözücü uzaklaştırılıncaya kadar 70°C’de destile edilir. Ekstraksiyon balonu su banyosunda 70°C’de 15 dakika süre ile tutulur ve 1 dakika süre ile vakum uygulanarak hafif fraksiyonların giderilmesi sağlanır.