Potasyum tetraborat tetrahidratın kristalizasyon kinetiği / Crystallization kinetics of potassium tetraborate tetrahydrate

Abstract

POTASYUM TETRABORAT TETRAHİDRATIN KRİSTALİZASYON KİNETİĞİ Mehmet GÖÇMEN ÖZET Bu çalışmada potasyum tetraborat tetrahidratın nükleasyon oluşumu ve nuklei büyüme hızına etil alkol, kurşun (II) nitrat, potasyum siyanür ve demir (II) sülfat'ın etkisi video kameralı durgun ortam tek kristal hücresinde incelendi. Aynı zamanda, potasyum tetraborat tetrahidrat kristallerinin büyüme hızları aşırı doygunluk sıcaklığına bağlı olarak 30 0C ve 40 0C sıcaklıklarda image analyzer sistemli durgun ortam tek kristal hücresinde ölçüldü. Potasyum tetraborat tetrahidrat çözeltisinde etil alkol bulunduğunda potasyum tetraborat tetrahidratın nuklei oluşumu ve oluşan nükleilerin büyüme hızı artmaktadır. Buna ilaveten, kristalizasyon ortamında etil alkolun bulunması saf ortama göre büyüme hızlarındaki saçılımın derecesini düşürmektedir. Fakat, büyüme ve çözünme hızlarındaki saçılımı tamamen önleyememektedir. Kurşun (II) nitrat, potasyum siyanür ve demir (II) sülfat safsızlıkların potasyum tetraborat tetrahidat çözeltisinde bulunması potasyum tetraboratın nükleasyon hızını artırmaktadır. Fakat, bu safsızlıklar etil alkolün olduğu kadar etkili değildir. Nükleasyon formunda oluşan potasyum tetraborat tetrahidrat kristalerinin şekli etil alkol, kurşun (II) nitrat gibi safsızlıkların varlığı değiştirmektedir. Potasyum tetraborat tetrahidrat kristalleri, hem büyüme ve hem de çözünme bölgelerinde kendi saf çözeltilerinde saçılım gösterirler. Büyüme bölgesinde saçılım derecesi, sıcaklığın 30 0C den 40 0C' ye çıkarılmasıyla düşmektedir. Oysa çözünme bölgesinde bunun tersidir. 1 CRYSTALLIZATION KINETICS OF POTASSIUM TETRABORATE TETRAHYDRATE Mehmet GÖÇMEN SUMMARY In the present study, the effect of ethyl alcohol, lead (II) nitrate, potassium cyanide and iron (II) sulfate on the formation of nucleation and nucleai growth rate of potassium tetraborate tetrahydrate have been studied in a batch single crystal system with video-camera and computer. Also, growth rates of potassium tetraborate tetrahydrate crystals have been measured as a function of supersaturation temperature at temperature range of 30 0C and 40 0C in a batch single crystal system with image analyzer system. The presence of ethyl alcohol in the potassium tetraborate tetrahydrate solution increases the nucleation and growth rate of formed nuclei of potassium tetraborate tetrahydrate. In adition to this, the presence of ethyl alcohol decreases the degree of growth rate dispersion of potassium tetraborate tetrahydrate with respect to pure state. But, it can not be prevent the growth and dissolution rate dispersion completely. The presence of lead (II) nitrate, potassium cyanide and iron (II) sulfate impurities in potassium tetraborate tetrahydrate solution increase the nucleation rate of potassium tetraborate. However, these impurities are not effective as ethyl alcohol being. It was found that the shape of potassium tetraborate tetrahydrate crystals formed in nucleation form changes in presence impurities such as ethyl alcohol, lead (II) nitrate. In pure solution of potassium tetraborate tetrahydrate crystals, show both growth and dissolution rates dispersion. The degree of dispersion for growth rate region is decreased with increasing temperature from 30 0C to 40 0C, whereas for dissolution region, the degree of dissolution is increased with increasing temperature. i