Chemistry and Life 2

Cild / Volume : 1 Buraxılış / No : 2

Mart - 2016 / March - 2016

Chemistry and Life

&KimyaHəyat

Azerbaijan Chemical Society

OLED

Terminlər

İmpakt Faktoru

Water Treatment

Biokütlə EnerjisiAntuan Lavuazye

News

Bilirsinizmi?

Chemistry&Life

Azerbaijan Chemical Society March 2016

Azərbaycan Kimya Cəmiyyəti Azerbaijan Chemical Society

İl : 2016 Cild : 1 Buraxılış : 2

Kimya və Həyat Chemistry & Life

Onlayn Jurnal

Baş Redaktor Elvin Rüstəmli

RedaktorlarMərhəmət Əmirov

Elmir Babayev Azad Əkbərli

Jurnalda yazılan yazı və məqalələrin bütün məsuliyyəti müəllifə aiddir

Chemistry&Life


Əziz Oxucular,

Bilik paylaşımını hədəfləyən Jurnalımız Siz oxucularımıza kimya haqqında ümumi məlumatlar çatdırmaq, məşhur kimyaçı alimlər, dünyada və Azərbaycanda kimya elmində olan yeniliklər və kəşflər, Kimyanın tətbiq sahələri və həmçinin müasir texnologiyalar haqqında biliklər vermək, bildiklərinizin inkişaf etdirilməsi, bilmədiklərinizin öyrənilməsi məqsədi ilə hazırlanmışdır.

"Chemistry and Life" onlayn Jurnalı Siz kimyaçıların da göndərəcəyi yazılar, məqalələr və şəkillərdən redaktorların etdikləri seçimlərlə hazırlanacaqdır. Məqsədimiz Azərbaycan dilində kimya elminə dair qaynaq yaratmaq, bilik paylaşımını asanlaşdırmaq, potensiallı kimyaçıları üzə çıxarmaq, həmçinin onların elmi fəaliyyətlərini əks etdirən məqalələrini dərc etməkdir. Bundan başqa Jurnalımızın buraxılışlarında Kimya elmi ilə bağlı xoş xatirələri olan kimya müəllimləri və kimya sahəsində çalışanlar ilə müsahibələr, azərbaycanlı kimyaçıların əldə etdikləri uğurlar, kimya ilə bağlı maraqlı şəkillər yer alacaqdır.

Sizlərdən gələn yazılarla Jurnalımızın daha da maraqlı olacağına və geniş oxucu kütləsinə malik olacağına ümid edirik.

UNUTMAYIN BİLİK PAYLAŞDIQCA ARTAR!!!

Xoş arzularla,

Bizimlə əlaqə:

www.facebook.com/azecs

[email protected]

Ön Söz

AzeCS Team

Chemistry&Life


Jurnalın Qaydaları

1. "Chemistry and Life" (Kimya və Həyat)Jurnalında dərc olunması üçün kimyanın bütün sahələri, eləcə də kimyanın sənayedə tətbiqi mövzusunda aparılan elmi araşdırmalar və məqalələr, həmçinin publisistik yazılar Azərbaycan, İngilis və Rus dillərində qəbul ediləcəkdir.

2. Yazı və məqalələrin mətni Ms. Word faylındaTimes New Roman 12, mövzu başlıqları isə 16 şrifti ilə yazılmalıdır.

3. Göndərilən yazılarda müəllifin ad, soyad, ata adı,təhsil aldığı və çalışdığı müəssisə və ya təşkilat qeyd olunmalıdır.

4. Xarici və yerli jurnal, kitab və digər vasitələrdənistifadə etdiyiniz zaman istinad olunan mənbə dəqiqliklə göstərilməlidir.

5. Araşdırma, elmi tədqiqat xarakterli məqalə vəyazılarınızda istifadə olunan şəkil və cümlələr üçün də mütləq mənbə qeyd edilməlidir.

6. Yazı və məqalələriniz anlaşılan cümlələrləyazdığınız dilin qrammatikasına uyğun olaraq yazıl-malıdır.

7. Jurnalda sizin də yazı və məqalələriniz olsunistəyirsinizsə, yuxarıda göstərilən qaydalara uyğun olaraq hazırladığınız yazını [email protected] elektron poçt ünvanına göndərin.

8. Mövzu seçimi ilə bağlı olaraq hər hansı birçətinliyiniz olarsa, qeyd olunan əlaqə ünvanlarına yazaraq mövzu məsləhəti ala bilərsiniz.

9. Kimya ilə bağlı bildiyiniz maraqlı və əyləncəliməlumatları, kəşfləri, kimya müəllimi, kimyaçı alim və ya kimya sahəsində çalışan diqqətə layiq nailiyyətləri olan biri ilə hazırladığınız müsahibəni də Jurnalda yazılması üçün göndərə bilərsiniz.

10. Hansı yazılar qəbul olunmayacaq?! Hər hansı birmənbədən aldığınız yazını bütövlükdə kopyalayıb göndərdiyiniz təqdirdə, əldə etdiyiniz məlumatlara və şəkillərə qaynaq göstərmədiyiniz təqdirdə yazılar qəbul olunmayacaq.

11. Redaktorlarımızın göndərdiyiniz yazı və məqa-lələri oxuyub lazımi yerlərdə düzəlişlər etmək hüquqları vardır.

12. Bütün təklif və iradlarınızı qeyd olunan əlaqəünvanlarına yazıb göndərə bilərsiniz.

13. Jurnalda çıxacaq yazılara ilk olaraq müəllifcavabdehdir.

Jurnalı bəyənəcəyinizə və hər buraxılışını sevərək oxuyacağınıza ümid edirik. Hər birinizə

uğurlar!!!

Chemistry&Life


Biokütlə Enerjisi .........................................................6

Evaluation of Treatment Performance of Aluminium Based Coagulant Aids in Water Treatment................10

İmpakt Faktoru............................................................26

OLED............................................................................30

Ayın Terminləri.............................................................38

Laylı İkiqat Hidroksidlər Əsasında Alınmış Nanokompo-zitlərin Tullantı Sularından Ağır Metalların Sorbsiyasın-da Tətbiqi.......................................................................40

Quiz................................................................................44

Antuan Lavuazye............................................................45

Plastik Qablardakı Rəqəmlərin Mənası.........................49

Bilirsinizmi?................................................................24

Chemistry News..............................................................50MÜ

NDƏ

RİC

AT

Elvin

Typewritten Text

Biokütlə enerjisi alternativ enerji mənbələri içərisində günəş və külək enerjisi kimi böyük potensiala malik, günəş işığı var olduğu müddətdə davamlı karbon akkumulyasiyası edə bilən bir qaynaqdır

Dünyada neft adlandırılan üzvü yeraltı xammal, təbii qaz və kömür ehtiyyatları olduqca çoxdur, lakin tez və yaxud gec onlar tükənəcəkdir. Mövcud olan qiymətləndirməyə əsasən neft və qaz ehtiyatlarının yataqları çətin ki, gələn əsrin ortalarına qədər kifayət etsin. O ki, qaldı kömür yataqlarına onlar təxminən 200 ildən sonra tükənə bilər.

Dünyada qlobal səviyyədə baş verən demoqrafik partlayışlar, yaşanan sənayeləşmə, urbanizasiya və həyat səviyyəsinin yüksəlməsi kimi təsirlər də xüsusən fosil əsaslı enerji istismarını artır-mış və ətraf mühitin yüksək səviyyədə çirklənməsinə yol açmışdır. 1900-cü illərin əvvəllərindən dünyada enerji istismarı 2×1018 Coul olduğu halda 1998-ci ildə 17 dəfə artaraq 3.4 x 1020 Coul olmuşdur.

Bütün bunların nəticəsində getdikcə yeraltı yanacaq mənbələrinə alternativ olaraq yeni enerji mənbələri və təbii xammaldan istifadə etmək haqqında daha geniş fikir mübadiləsi aparılır, köhnələri təkrar istismara cəlb, yeniləri isə kəşf olunur. Bunların içərisində diqqəti çəkən və ən vacib hesab olunanı fotosintez prosesi zamanı yaranan bitki xammalıdır. Biokütlə enerji mənbələri böyük miqdar-da enerji verəbilmə qabiliyyəti, ətraf mühitə ziyan verməməsi və yüksək inkişafı hədəfləməsi ilə dünya-da geniş bir tətbiq sahəsini əhatə etmişdir.

6

Biokütlə Enerjisi

Biokütlə enerji mənbələrini bir çox sinfə bölmək olar. Lakin ümumi olaraq aşağıdakı növləri vardır:

1. Şəhər və sənaye mənşəli2. Meşə mənşəli.3. Təsərrüfat mənşəli.

Şəhər və sənaye mənşəli biokütlə enerji qaynaqları da xüsusi yerə sahibdir. Bu baxımdan zibilliklər, kanali-zasiya və sənaye tullantıları ön plana çıxırlar.Təsərrüfat mənşəli enerji mənbələri isə bitki mənşəli və heyvan mənşəli olmaqla 2 yerə ayrılır. Xüsusilə bitkilərdən əldə edilən tullantılardan enerji istehsal olunmaqdadır.

Ümumiyyətlə, bir ildə planetdə 200 milyard ton ağac biokütləsi sintezləşdirilir ki, bu da ümumi-likdə bir ildə dünyada çıxarılan neft, təbii qaz və kö-mürün ümumi həcmindən artıqdır.

Biokütlə Enerjisi Nədir? Biokütlə Enerji Mənbələri

7

Ağacın kimyəvi emalı üçün katalizatorlardan daha geniş istifadəyə ehtiyac var. Çünki katalizator kimyəvi çevrilməni tezləşdirir, məhsulun bütöv çıxmasını artırır və zərərli maddələrin tullantısını azaldır.

Katalitik təsir metodu ağacın kimyəvi emalının ənənəvi üsullarından biri olaraq onun bünövrəsində qoyulmuşdur. Bu metod hər şeydən öncə özünü ən kəskin şəkildə çoxtonnajlı kağız və sellülozanın həmçinin furfurolun, etanolun və qida mayasının alınmasında istifadə olunan hidroliz və deliqnifikasiya proseslərində özünü göstərmişdir. Üzvi və fermentativ katalizin həyata keçməsi üçün ağac biokütləsinin müxtəlif formalı üzvi birləşmələrinin və maddələrinin komponentlərindən istifadə edilir.

Ağac xammalını katalitik çevirmə yolu ilə həyata keçirərkən ən münasib metod və qaydalar, onun əsas komponentləri, strukturunun xüsusiyyət-ləri, düzülüşü və reaksiya imkanları nəzərə alınma-lıdır. Çağdaş dövrümüzdə ağacın kimyəvi emalı zamanı alınan məhsulların ümumi sayı 2500-ü keçir.

Chemistry&Life


Ağacın Katalitik Emalı

Ümumi olaraq biokütlə enerjisinin istehsal üsullarını sinifləndirsək Biokütlədən 2 üsulla yanacaq əldə edilməkdədir:

1.Fiziki üsul (Üyütmə, qurutma, filtrasiya,ekstraksiya və.s)

2.Çevrilmə üsulu (Biokimyəvi, termokimyəvi)

Biokütlə Enerjisinin İstehsal Üsulları

Biokütlədən bərk, maye və qaz yanacaqlar əldə etmək üçün müxtəlif texnologiya-lardan istifadə olunur. Bu yolla alınan bioetanol, bioqaz, biodizel kimi yana-caqlarla bərabər biokütlədən alınan gübrə, hidrogen, me-tan kimi bir çox yanacaq növlərini saymaq olar. Bu yanacaqların əldə olunma-sında Termokimyəvi və Biokimyəvi çevrilmələr üçün texnologiyalar inkişaf

etdirilmiş və illər keçdikcə məhsuldarlıq artırılmışdır. Yaxın gələcəkdə bu texnolo-giyaların inkişafı ilə bərabər yalnız biokütlə enerjisi ilə fəaliyyət göstərən terminalların inşası planlaşdırılır.

8

Chemistry&Life


Bioyanacaq: Biokütlənin nəqliyyat sahəsində istifadə olunması üçün maye yanacaq halına çevrilməsi.

Biogüc: Biokütlənin bir başa yandırılması və ya qaz halına çevrilərək elektrik əldə olunması əməliyyatı.

Bioməhsullar: Neftdən əldə olunan bəzi məhsulların biokütlədən alınan kimyəvi maddələr vasitəsilə istehsal olunması.

Biokütlə Enerjisinin Tətbiq Sahələri

Biokütlə Enerjisi və Ətraf MühitBiokütlənin yanma emissiyasının fosil yanacaqlara görə daha az olması səbəbindən fosil yanacaqlar

kimi güclü turşu yağışlarına səbəb olmur. CO2 emissiyasını azaltmaq isə hal hazırda qlobal prioritet məsələdir. Bir çox inkişaf etməkdə olan ölkələrdə biokütlə enerjisi gələcəyin əsas enerji qaynağı olaraq qəbul olunur. Dünyada biokütlədən əldə edilən illik enerji 11.2x105 MW samandan, 5x105 MW heyvan tullantilarından, 13.6 x105 MW meşə tullantılarından, 24 x105 MW zibildən, 177x105 MW şəkər qamışı və digər odunvari bitkilər kimi enerji tarlalarından olmaq üzrə təxminən 231x105 MW kimi böyük bir potensiala sahibdir. Bu nəhəng potensial, həmçinin Biokütlə enerjisinin təbiət dostu və iqtisadi cəhətdən əlverişli olması nəzərə alındıqda enerjinin bu növünə maraq sürətlə artmaqdadır.

9

Chemistry&Life


Azərbaycanda Biokütlə Enerjisi

Ölkəmizdə sənaye, kənd təsərrüfatı və sosial хidmət sahələrinin son illərdə sürətli inkişafı biokütlədən istifadə etməklə enerji istehsalı üçün yeni imkanlar açmışdır. Respublikamızda biomaddələrin aşağıdakı mənbələri möcuddur:

Sənaye sahələrinin tullantıları;Meşə təsərrüfatı və ağac emalı sahələrinin tullantıları;Kənd təsərrüfatı məhsulları və üzvi birləşmə tullantıları;Məişət və kommunal sahələrinin tullantıları;Neft və neft məhsulları ilə çirklənmiş sahələrindən alınan tullantıları;Çirkab su mənbələri.

Aparılmış tədqiqatlar göstərir ki, iqtisadiyyatın bütün sahələrində istehsal tullantılarının tərkibinin çoх hissəsini biokütlə maddələri təşkil edir. Həmin biokütlə maddələrindən elektrik enerjisinin istehsalında istifadə olunan bioqaz, biomaye və bərk biokütlənin alınması mümkündür. 130 ildən artıq müddətdə neftqaz hasilatı və emalı nəticəsində Abşeron yarmadasının və respublikanın digər quru ərazilərinin 10 minlərlə hektar torpaq sahələri neft və neft emalı məhsullarının tullantıları ilə çirklənmişdir. Son illərdə respublikamızın alimləri tərəfindən aparılmış təcrübələr nəticəsindən məlum olmuşdur ki, milyonlarla ton neftlə çirklənmiş torpaq və su sahələrindən ekoloji baхımdan təmiz yüksək istilik tutumlu biobriketlərin hazırlanması və onların məişətdə, kommunal хidmət sahələrində, kənd təsərrüfatı məhsulları yetişdirilən istiхanalarda, kiçik güclü istilik elektrik stansiyalarında istifadə etməklə, minlərlə hektar meşələrin qırılmasının qarşısını almaqla yanaşı atmosferə atılan CO2 və NOx zəhərli tullantıların qarşısını almağa imkan verər [5].

QAYNAQLAR

1) Darby, Thomas. "What Is Biomass Renewable Energy". Real World Energy, 2014.

2) Biomass: Can Renewable Power Grow on Trees? Scientificamerican.com, 2012

3) Kunkes, E. L.; Simonetti, D. A.; West, R. M.; Serrano-Ruiz, J. C.; Gartner, C. A.; Dumesic, J. A.(2008). "Catalytic Conversion of Biomass to Monofunctional Hydrocarbons and Targeted Liquid-Fuel Classes". Science 322 (5900): 417–421.

4) Eartha Jane Melzer (January 26, 2010). "Proposed biomass plant: Better than coal? The MichiganMessenger, 2010

5) Alternativ Enerji Mənbələrindən İstifadə Olunması üzrə Milli Proqram, Bakı 2004

10

EVALUATION OF TREATMENT PERFORMANCE OF ALUMINIUM BASED COAGULANT AIDS IN WATER

TREATMENT

Elchin JABRAYILZADA (PhD)Marmara University, Department of Environmental Engineering, Turkey

[email protected]

Aluminium based coagulants are used in drinking water treatment to enhance the removal of particulate matters and colloids through coagulation/flocculation processes. Especially, polymeric aluminium compounds are reported as effective over a wider pH range even at low doses. Reduction in the dosages has prime importance especially for the alum based coagulants. Because, it has been hypothesized that higher aluminium exposure is a risk factor for the onset of Alzheimer’s disease in humans. Therefore, principal aim of the thesis was to investigate the treatment performance of aluminium sulphate (alum), poly aluminium chloride (PAC), and poly aluminium chlorosulphate (PACS). In order to optimize the coagulant type and dosage, determination of optimal pH and other operational conditions (i.e. optimization of mixing time and intensity for rapid and slow mixings), jar test that is a simple and effective method that simulates the coagulation/flocculation processes was used in the experiments. In the framework of the thesis, required chemical dosage and optimal pH was also determined theoretically by using PHREEQC interactive program before the jar test procedure. The results verified with jar test experiments.

The data obtained from the experiments shown that increased chemical doses were resulted higher treatment performance in terms of turbidity. Optimal poly aluminium chloride dose was determined as 6 ppm (1.5 milligram per liter) yielding 4.3 NTU effluent turbidity. Optimal pH was 7 and in order to adjust pH, sodium hydroxide was used. For the poly aluminium chlorosulphate, lower residual turbidity (i.e. 3.85 NTU) was obtained at 6 ppm (1.5 milligram per liter). The optimal pH was 6 thus lower sodium hydroxide addition was required for pH adjustment than poly aluminium chloride. Finally, effluent turbidity was 3.85 NTU for 3 ppm (0.75 milligram per liter) aluminium sulphate. Optimal pH was 7 for alum and acid/base addition was not required for pH adjustment. Therefore, optimal reagent was selected as alum considering removal efficiency of turbidity, no additional acid or base addition, appearance, and sludge production, as well.

Abstract

Keywords: Water treatment, chemical substance, coagulants, Alzheimer, Phreeqc, Jar – Test.

11

Coagulation and flocculation are important unit processes in water treatment plants and mostly used to remove particulate matter, turbidity, and colour. Coagulation and flocculation processes involve the addition of chemicals to destabilize colloidal materials and then aggregation of destabilized particles into larger flocs. Since colloids in water are negatively charged, destabilization is achieved by adding positively charged ions that interact specifically with the negative colloids and reduce (or neutralize) their charge. Therefore, coagulation is usually accomplished by the addition of inorganic coagulants such as aluminium or iron based salts.

Aluminium based coagulants such as aluminium sulphate (known as alum) or complex forms of aluminium compounds are used in drinking water treatment to enhance the removal of particulate matters and colloids through coagulation/flocculation processes. Polymeric aluminium compounds are reported as more effective over a wider pH range and at lower temperatures than alum. Moreover, required dose of the coagulant is decreased due to the higher charge density of polymeric forms. Reduction in the dosages has prime importance especially for the alum based coagulants. Because, there is considerable concern throughout the world over the levels of aluminium found in drinking water sources (raw water) and treated water. Higher concentrations of aluminium in treated water results with the increase in turbidity and precipitation of aluminium hydroxide in the pipeline (Rahman, 1992). Residual aluminium concentration also reduces the disinfection efficiency. In addition, orally ingested aluminium is acutely toxic to humans despite the widespread occurrence of this element in foods, drinking water and many antacid preparations (Niquette et al, 2004). It has been hypothesized that aluminium exposure is a risk factor for the onset of Alzheimer’s disease in humans (World Health Organization - WHO, 1998).

Although, a health-based guideline for the presence of aluminium in drinking water has not been established, water treatment plants using aluminium-based coagulants should optimize their operations to reduce residual aluminium levels in treated water as a precautionary measure. Therefore, utilization of optimal doses is important issue and in this framework since the polymeric forms of aluminium compounds reduce the doses is an important tool, as well.

In order to reduce the required reagent dosage, recent studies are focused on the pre-hydrolyzed, preformed or polymeric Al salts, also known as inorganic polymeric coagulants (IPCs). Aluminium chlorohydrate, poly aluminium chloride, poly aluminium sulphate chloride, poly aluminium silicate chloride and forms of poly aluminium chloride with organic polymers are representative products of the IPCs.

Coagulation and Flocculation

Chemistry&Life


Coagulation is carried out by the addition of a chemical called as “coagulant” and results with the charge neutralization destabilization of colloids. Following surface charge neutralization, particles connect to each other and then flocs are formed. Since colloids in water are negatively charged, destabilization is achieved by adding positively charged ions that interact specifically with the negative colloids and reduce (or neutralize) their charge. Therefore, coagulation is usually accomplished by the addition of inorganic coagulants such as aluminium or iron based salts.

Chemistry&Life


Chemicals in Coagulation/Flocculation Processes

12

13

Chemistry&Life


Coagulants used in colloid destabilization are generally inorganic nature. Aluminium or iron salts, and lime are favored inorganic coagulants in water treatment. Ferric coagulants may have some advantages when coagulating certain types of water. The advantages of ferric coagulants are;1) Effective coagulation over a wider pH range, usuallyfrom pH 4 to 9;2) Production of the strong and heavy flocs which cansettle rapidly3) Effective in colour, taste, and odour-producingmatter removals.On the other hand, aluminium based coagulants such as aluminium sulphate (known as alum) or complex forms of aluminium compounds are used in drinking water treatment to enhance the removal of particulate matters and colloids through coagulation/flocculation processes. Polymeric aluminium compounds are more effective over a wider pH range and at lower temperatures than alum. Moreover, required dose of the coagulant is decreased due to the higher charge density of polymeric forms. Lime is also preferably used chemical because of its lower cost. However, higher doses of lime results with higher pH and sludge quantity, as well.

A new class of coagulants – pre-hydrolyzed, preformed or polymeric Al and Fe salts, also known as inorganic polymeric coagulants (IPCs) – has been launched on the market in the 80’s, and considerable developments have been realized for pre-hydrolyzed aluminium and iron based coagulants. Aluminium chlorohydrate, poly aluminium chloride, poly aluminium sulphate chloride, poly aluminium silicate chloride and forms of poly aluminium chloride with organic polymers are representative products of the IPCs. Iron forms comprise of poly ferric sulphate and ferric salts with polymers. In addition, polymerized aluminium – iron blends are also available. The principal advantages of pre – polymerized inorganic coagulants are higher efficiency over wide ranges of pH and raw water temperatures. They are less sensitive to low water temperatures; lower dosages are required to achieve water treatment goals;

Coagulantsless chemical residuals are produced; and lower chloride or sulphate residuals are produced, resulting in lower final water TDS (Bucişcanu, et al., 2008). They also produce lower metal residuals.

Iron Salts (Iron Based Coagulants) The iron salts used in treatment consist of ferric sulphate, ferrous sulphate, ferric chloride and ferric chloride sulphate. The ferric chloride and ferric sulphate are widespread iron salts used in water treatment plants. Ferric sulphate (Fe2(SO4)39H2O) is supplied as a red-brown powder or as granules. It is difficult to dissolve and the solution is corrosive to aluminium, concrete and most steels. In a manner corresponding to the reaction of aluminium sulphate, the formation of a ferric hydroxide floc is the result of the reaction between the acidic coagulant and the natural alkalinity of the water, which usually consists of calcium bicarbonate, as expressed by the equation below, with the insoluble products (precipitates).

Fe2(SO4)3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Fe(OH)3 ↓+ 3CaSO4 + 6CO2

Ferric chloride is supplied in the anhydrous form as a green-black powder, chemical formula FeCl3, and also as a dark-brown syrupy liquid or as crystal ferric chloride FeCl3 ∙ 6H2O. The solution is very corrosive and attacks almost all metals and concrete. In coagulation, the reaction is defined by the following equation, with the insoluble products (precipitates).

2FeCl3 + 3Ca(HCO3)2 → 2Fe(OH)3 ↓+ 3CaCl2 + 6CO2

The production of calcium chloride ions in the above reaction may increase the corrosives of the water and ferric sulphate, despite its higher price, is usually preferred to ferric chloride. Water treatment with iron coagulants requires intensive control due to excessive concentrations of residual iron. Higher iron concen-tration in water, with the discoloration on the clothes during the washing operation, and consumer objections, as well.

14

Chemistry&Life


The production of iron – based coagulants often depends on the availability of iron powders. Iron residues may be used as inexpensive sources. Liquid residues from metallurgical industries, containing ferrous iron in acid solution, may also be used to make iron salt solutions. Both of these iron sources are subject to contain more impurities than the use of purified iron powders. Iron salts are produced from the reaction of iron powders with acid or an oxidant. The complex iron – based coagulants are made using basic iron salts; therefore their prices are higher than those of iron salts (Niquette et al., 2004).

Although, complex forms of iron coagulant are available in the market (e.g. poly ferric chloride, etc.), their applications in water treatment practices are limited (Eagle, 2002 and Wang, 1987). Poly ferric sulphate (PFS) can be produced from Fe (II)-containing minerals (such as pyrite – FeS2, copperas – FeSO4 ∙ 7H2O or magnetite –Fe2O3). PFS synthesis can be performed in two ways: (1) A two-step procedure, in which oxidation of Fe2+ to Fe3+ and basification occur consecutively. Protected oxidizing reaction takes place in the presence of sulphuric acid in excess; basification agents are weak bases such as Na2CO3 and NaHCO3. During a subsequent ageing step, polymeric species arise. (2) A one-step procedure, in which PFS synthesis can take place by simultaneous oxidation and basification selecting appropriate oxidizer and reaction condition. Common oxidizing agents are nitric acid, peroxides, alkaline chlorates and per chlorates, ozone, per sulphates, with or without a catalyst.

Poly ferric sulphate (PFS) is a relatively new pre - polymerized Fe (III) coagulant. PFS consists of hydrolysis and polymeric iron species. PFS are promising alternative to the conventional coagulants, because it is more effective especially at lower temperatures and in broader pH range. In addition, lower coagulant dosages result with similar efficiency and reduced residual metal ions. Besides, PFS is less corrosive than other iron based coagulants (Shi et al., 2004).

Aluminium based coagulant such as alum or polymeric aluminium compounds are widely used conventional coagulants in water treatment. Typical aluminium based coagulants used in water treatment are presented in Table 1.

When aluminium coagulants (aluminium sulphate, aluminium chloride, aluminium sulphate + sodium carbonate, sodium aluminates) are added to the water, aluminium ions are hydrolyzed rapidly and hydroxides of the metal are produced entrapping the neutralized charged particles (colloids). These consecutive processes, i.e. dissolution and hydrolyses, may be represented with the following simplified equation. During the metal hydroxide precipitation for alum, sulphuric acid is also formed as a by-product. The sulphuric acid reacts with alkalinity in the raw water to produce carbon dioxide, thus depressing the pH.

Al2(SO4)3 + 6H2O →2Al(OH)3 ↓ + 3H2SO4

Aluminium Salts (Alum Based Coagulants)

Aluminium sulphate coagulant

15

Chemistry&Life


Table 1. Typical Aluminium based coagulants used in water treatment

Chemical

Aluminium Sulphate

Aluminium Clorohydrate

Poly Aluminium Chloride

Poly Aluminium Chlorosulphate

Poly Aluminium Sulphate

Sodium Aluminates

Symbol Composition

ALUM

ACH

PAC

PACS

PAS

-

Al2(SO4)3 x 18H2O

Al2(OH)3Cl3

Al2(OH)5Cl

Al3(OH)4.95Cl3 x 55(SO4)0.25

Al(OH)3SO4

NaAlO2

Recently, a number of alternative aluminium – based coagulants have been developed for water treatment applications. Aluminium polymers are used both for neutralization and connecting the colloids so that coagulation may take place more efficiently (Degremont, 1991). Moreover, polymers promote the agglomeration of crystallized forms of aluminium hydroxide which ultimately precipitates.

The overall formula for these compounds is (Aln(OH)p(Cl)q(SO4)r). The length of the polymerized chain, molecular weight and number of ionic charges is determined by the degree of polymerization.

The poly aluminium coagulants are effective over a broader pH range and in general consume considerably less alkalinity than alum. Other advantages of poly aluminium coagulants to the alum based ones include the followings:

1) Lower residual aluminium concentrations in thetreated water (typically 0.01-0.05 mg/L)2) Advanced settling properties at low raw watertemperatures3) Reduced sludge production at an equivalent dosesof alum

Aluminium Polymers4) Lower dosage requirement

The complex forms of aluminium coagulants usually cost twice as much as alum because they are derived from these salts. In order to reduce the costs and to obtain constantly good quality water, producers often use alum in cases when raw water is easily treatable and they use complex forms, like PASS, when raw water is difficult to treat. Complex forms are preferably utilized in winter when raw water is cold and the chemical reactions are slower. PASS is preferred to alum in cold conditions because it instantly forms hydroxide aluminium flocs that adsorb contaminants on their surfaces. The optimized use of PAC, PASS and other complex forms normally produce lower soluble alumina residuals in the treated water than alum does. The other complex forms, PAS, poly – aluminium chloride and pre – hydrolyzed alum, are also more effective than alum in cold water conditions and their selection is dependent on the raw water characteristics (pH, alkalinity, organic content, inorganic impurities) and the clarification process being used. Their use could also decrease or eliminate the need for polymer.

16

Chemistry&Life


Poly aluminium chloride (PAC) has been developed as an alternative coagulant to alum by an Indian manufacturer. PAC hydrolyses easily, emitting poly hydroxides with long molecular chains and greater electrical charge in the solution, thus contributing to maximise the physical action of the flocculation. Better coagulation is obtained with PAC at medium and high turbidity waters. Floc formation with PAC is quite rapid. The sludge produced by PAC is more compact than that produced by alum. It can cause rapid coagulation of water at different turbidity, produces less sludge and leaves less amount of residual aluminium.

Poly Aluminium Chloride (PAC)

In order to further improve the coagulating effect of polymerized Al (III) chemicals, larger size and higher cationic charge poly aluminium salts are developed. It has been found that poly aluminium chlorosulphate (PACS) has larger species than PAC therefore; PACS should be more effective than PAC in water and wastewater treatment. Experimental evidence that PACS gives better coagulation performance than PAC, however, has not previously been shown.

Poly Aluminium Chlorosulphate (PACS)

Coagulant aids are used to improve the settling characteristics of floc produced by aluminium or iron coagulants. Coagulant aids are added (i) to improve coagulation, (ii) to obtain stronger and settleable floc, (iii) to overcome the effect of temprature decreases, (iv) to reduce the coagulant dose, and (v) to decrease sludge production. In practice, there are three types of coagulant aids, these are activated silica, weighting agents (clay, bentonite, etc.), and polymers.

Coagulant Aids

Activated silica has been used as a coagulant aid with alum since the late 1930s and remains in use today. Activated silica increases the rate of coagulation, reduces the coagulant dosage. It gives good results especially when used together with alum in cold water. It is added after the coagulant and prepared immediately before use by partially neutralizing the alkalinity of a solution of sodium silicate, Na2SiO3.

The chief advantage of using activated silica is that strengthens the floc, making it less likely to break apart during sedimentation or filtration. In addition, the resulting floc is larger and denser and settles more quickly. Improved colour removal and better floc formation at flow temperatures can also result. Activated silica is usually added after the coagulant, but adding it before can also be successful, especially with low – turbidity water. It should never be added directly with the alum because they react with each other.

A major disadvantage of using activated silica is the precise control required during the activation step to produce a solution that will not get. Too much silica will actually slow the formation of floc and cause filter clogging.

Activated Silica

When some natural materials are added to water, they form additional particles that enhance floc formation. Weighting agents are principally used to treat water high in colour, low in turbidity, and low in mineral content. This type of water would otherwise produce small, slowly settling floc.

Clays can act much like activated silica in that they have a slight negative charge and can increase the density of the flocs, thus increasing the settling of flocs. Bentonite clay is a common weighting agent. Dosages in the range of 10 to 50 mg/L usually produce rapidly settling floc.

Weighting Agents

17

Chemistry&Life


In water with low turbidity, the clay increases turbidity, which speeds formation of floc by increasing the number of chance collisions between particles. Powdered limestone and powdered silica can also be used as weighting agents.

Polymers are long chain carbon compounds of high molecular weight that have many active sites. The most effective polymers used in water treatment as coagulant aids are the anionic and non - ionic polymers.

Natural organic poly electrolytes such as sodium alginates and some soluble starch products have long been used in water treatment. Newer synthetic poly electrolytes are now widely available. Proprietary coagulants consisting of solutions of synthetic poly electrolytes and metal salts are also on the market.

Polymers

Polymers (also called poly electrolytes) can be classified as cationic, anionic, and non - ionic (or neutral). Cationic poly electrolytes produce positively charged ions when dissolved in water. Since the colloids commonly found in raw water are usually negatively charged, they have been widely used in treatment plants. They can be used as a coagulant or as an aid together with alum or ferric sulphate. Utilization of cationic poly electrolytes is resulted with reduced coagulant doses, better floc formation and settles ability, less sensitivity to pH and the flocculation of living organisms, such as bacteria, and algae.

Anionic poly electrolytes produce negatively charged ions when dissolved in water and have been used to remove positively charged solids. Anionic poly electrolytes are also used primarily with aluminium and iron coagulants. Advantages are increased floc size, improved settling properties, and generally stronger floc.

Non - ionic polyelectrolyte’s has balanced, or neutral charge ion and released both positively and negatively charged ions when dissolving in water.

Treatment diagram

Chemistry&Life


Raw water samples were taken from inlet of the Petkim water treatment plant. Treatment plant comprises of coagulation/flocculation and sedimenta-tion units. Poly aluminium chloride and anionic polyelectrolyte are used for coagulation and floccula-tion purposes. Following to coagulation and floccula-tion, flocs are settled in the sedimentation tank. Follo-wing to sedimentation unit, in order to reduce the turbidity, water are filtered by using gravity filters. Filtration is performed by anthracite and biodagene.

Material and MethodsAfter filtration, demineralization unit is used to obtain drinking water (potable water). Drinking water is transferred to the central distribution tank for supplying the water for all complexes. Sludge which is produced from sedimentation tank is removed by dewatering system as sludge cake.

All collected samples were stored in a cool (◦C) and dark place. Their specific characteristics are presented in Table.

Characteristics of the raw water

In order to decrease the chemical dosage and improve the treatment performance, coagulant and coagulant aids were used. The commercially available coagulants examined in the study were aluminium sulphate (alum), poly aluminium chloride (PAC), poly aluminium chlorosulphate (PACS) and anionic poly electrolyte.

Alum (Al2(SO4)3) contains 16% (w/w) Al2O3 and having density of 1.15 g/cm3. The pH of the alum in 5% solution is reported as 3.

The poly aluminium chlorosulphate - PACS (Al3(OH)4.95Cl3∙55(SO4)0.25) contains 18% (w/w) Al2O3, and having a density of 1.275 g/cm3.

The pH of the PACS in 5% solution is reported as 4.5. The poly aluminium chloride - PAC (Al2(OH)5Cl) containing 10% (w/w) Al2O3, and having a density of 1.14 g/cm3. The pH of the PACS in 5% solution is reported as 5.

In the experiments pH, turbidity, conductivity, and temperature were measured for both raw water and treated water samples.

Jar testing process applied in the experiments is summarized below:1) Filling of the raw water samples to the beakers2)Addition of the chemicals to each beaker3)Rapid mixing (stirring) at 100 rpm for 2 minutes

18

Chemistry&Life


4)Slow mixing at 40 rpm for 20 minutes5)Settling through 30 minutes6)Sampling form the supernatant of each beaker

During the experimental studies, optimal dose and conditions of each chemical were investigated separately. Samples taken from the supernatant at the end of the coagulation/flocculation/sedimentation process were analyzed. The pH, conductivity, turbidity, and EH measurements were done for each sample.

Results and Conclusion In order to determine the optimal PAC dose

[Al2(OH)5Cl], experiments were carried out using solutions 1 ppm, 3 ppm, and 6 ppm PAC at 28.1 ◦C, 28 ◦C and 28.2 ◦C temperatures relatively.

The pH was adjusted in the range of 6.5-7.5. A coagulant aid, i.e. anionic polyelectrolyte was also introduced during the coagulation.

Beakers were stirred at 100 rpm for 2 minutes in coagulation, and then stirred at 40 rpm for 20 minutes in flocculation. Following to coagulation/flocculation processes, beakers settled down through 30 minutes. Samples taken from the supernatant were analysed. The effect of the coagulant dose on the removals of turbidity and conductivity are depicted in Figures 2 and 3, respectively. Varied pH values were applied in order to determine the optimal pH value. Sodium hydroxide (NaOH) was used to adjust the pH in range of 6 to 8 at 28 ◦C of temperature. Optimal PAC dose determined at previous step was used in the pH experiments and results are depicted in Figure.

The variation of the turbidity with respect to dosage.

19

Chemistry&Life


The variation of the turbidity efficiency with respect to dosage.

Determination of the optimal pH for examined chemicals

As it stated, optimal chemical dosage and pH was determined theoretically by using PHREEQC interactive program as first, and the results were verified with jar test.

The dosages of chemicals determined using PHREEQC were between 0 – 80 mg of AlCl3. The pH was adjusted in the range of 4.7 - 8.2. The optimal chemical dosages were in range of 8 – 16 mg.

Varied pH values were applied in order to determine the optimal pH value. The sodium hydroxide (NaOH) was used in 10 steps to adjust the pH in range of 5.59 to 7.82.

Optimal dose of chemical determined as theoretically was 0 – 80 g of AlCl3.

The optimal pH was in range of 6.43 – 7.21 and the 4 – 8 mg of sodium hydroxide (NaOH) was used toadjust the optimal pH.

According to the results, the highest efficient reagent was obtained as alum. Alum was yielded lower residual turbidity than PAC and PACS. Experimental results showed that the dosage of alum required for water treatment was half of the PAC and PACS, i.e. 3 ppm. In addition, no chemical requirement for pH adjustment was performed. However, for PAC or PACS addition, certain amounts of sodium hydroxide were introduced to the water to adjust the pH.

20

Chemistry&Life


The results of optimal dosages and ptimal pH of three chemicals.

As a result of the study, the following conclusions were achieved:

1) The type and dose of coagulant has a significant impact on coagulation and flocculation in water treatment.2) Alum performed sufficient performance in water treatment when compared to PAC and PACS, theapplications yielded lower residual turbidity in effluent.3) Optimal dosage of Alum is two times less than other chemicals optimal dosages.4) Operation treatment using Alum gave excellent results as measured by rapid formation of flocs.5) The use of anionic polyelectrolyte as a coagulant aid was more effective in order to increase coagulation timeand increased the floc formation.6) Alum was not required pH adjustment.

In the existing plant, PAC was used as a coagulant. The annual PAC consumption was 12 tons (1 tons/month) and the annual sodium hydroxide consumption was 10 tons. Experimental studies stated that the optimal chemical was alum and the dosage was 0.75 mg/L. Therefore, when the alum is used instead of PAC, annual chemical (alum) consumption would be decreased to 6 tons without using any extra chemicals for pH adjustment.

As conclusion, using alum instead of PAC resulted with less chemical dosage, improvement in the effluent turbidity, reduction in residual aluminium concentration in water (Al+3), reduction in conductivity of process water and reduction in chemical sludge at the 30% minimum rate, as well.

21

22

REFERENCES

1) Alhadidi, A, Kennedy, M, Diepeveen, A., & Prummel, H. (2009). Scaling potential calculationsusing different methods. Journal of Desalination and Water Treatment, 6, 138 – 143.

2) American Water Works Association – AWWA. (1987). Water quality and treatment: A handbookof community water supplies, Fourth Edition. W. Quincy Ave., Denver, CO 80235.

3) American Waste Water Association – AWWA. (1990). Water quality and treatment. HandbookCommunity Water Supplies. Fourth Edition. McGraw Hill Inc.

4) Anastasios,I & Georgios, T. (2005). Comparable evaluation of various commercially availablealuminium-based coagulants for the treatment of surface water and for the post-treatment ofurban wastewater. Chemical Technology Biotechnology 80. 1136–1147.

5) Anthony, S. G. (1997). The fundamentals of coagulation and flocculation. Cambridge: TheUniversity of Cambridge.

Chemistry&Life


6) Arcadio, P. S. (2000). Chemical – Physical treatment of water and wastewater. Washington: CRCPress.

7) Benefield, L. D., Judkins, J. F., & Weand, B. L. (1982). Process chemistry for water andwastewater treatment. Prentice – Hall Inc.

8) Boltoa, B., & Gregory, J. (2007). Organic polyelectrolyte in water treatment. Water Research, 41,2301 – 2324.

9) Buciscanu, I., Melinda, P., & Vasilica, M. (2008): Novel Ferric Sulphate Based Coagulants,Scientific Study & Research, 187-194.

10) Bratby, J. (2006). Coagulation and flocculation in water and wastewater treatment. London: IWAPublishing.

11) Broder, J. M., & Britta, P. F. (2008). Groundwater chemistry. A Journal of Practical Guide toModelling of Natural and Contaminated Aquatic System, 18, 20 – 28.

12) Chris, B., Marti, K., & George, S. (2002). Basic water treatment, (3rd edition). London: ThomasTelfor Ltd.

13) David, J. P., & James, K. E. (2003). Journal of Water Supply: Research & Technology – Aqua. 52,(6), 395 – 406.

Chemistry&Life


14) Dawery, A., & Jouburi, A. (2002). Preparation and usage of poly aluminium chloride as acoagulating agent. (3rd edition), Department of Chemical Engineering, University of Baghdad,Iraq.

15) Degremont, A. (1991). Water Treatment Handbook. Lavoisier Publication, France,ISBN.2.9503984.1.3

16) Drever, J. (1997). The geochemistry of natural waters. Third Edition. Prentice Hall, Upper SaddleRiver, New Jersey.

17) Edzwald, J. K. (1993). Coagulation in drinking water treatment: organics, particles andcoagulants.USA: Amherst, University of Massachusetts.

18) Environmental Protection Agency – EPA. (2002). Water treatment manuals. Ireland: JohnstownCastle Estate, CO.

19) Fair, G. M., & Geyer, J. C. (1959). Water supply and waste water disposal. New York: John Wiley& Sons Inc.

20) Gebbie, P. (2006). An operator’s guide to water treatment coagulants. 31st Annual Old WaterIndustry Workshop – Operations Skills University Central Queensland, Rockhampton.

21) George, S. (1988). Basic water treatment for application world-wide, (2nd edition), London:Thomas Telford.

22) Gyawali, G & Rajbhandari, A. (2012): Investigation on coagulation efficiency of poly aluminiumsilicate chloride (PASIC) coagulant. Scientific World, 10, 33-37.

23) Hogg, R., & Minner, J. (2000). Flocculation and dewatering process. International JournalMineral Processing, 58, 223 – 236.

24) Jia, Z., & Liu, Z. (2004). Synthesis of poly aluminium chloride with a membrane reactor: operatingparameter effects and reaction pathways. Industrial and Engineering Chemistry Research, 43,12-17.

25) Landau, L. D., & Lifshitz, E. M. (1997). Electrodynamics of continuous media, pergamon. Oxford,368 – 376.

26) Leu, R., & Ghosh, M. M. (1988). Polyelectrolyte characteristics and flocculation. Journal of theAmerican Waste Water Association, 80 (4), 159 – 167.

27) Lock, C. F., Jackson, P. J., & Warden, J. H. (1983). Polyelectrolyte users’ manual technical reportTR 184. Water Research Centre, Medmenham.

28) Zhen, L., Yanxin, W., Zhou,Y., Hui, L & Zhenbin, W. (2009). Hydrolysis and coagulationbehaviour of poly ferric sulphate and ferric sulphate, Water Science & Technology, 59, 1129-1135.

23

24

BİLİRSİNİZMİ

Sink oksid qızdırıldığı zaman yüksək temperaturlarda termoxromik olaraq rəngini ağ`dan sarı`ya doğru dəyişir. Bu rəng dəyişməsinə səbəb təxminən 800 °C-də çox kiçik miqdar Oksigenin itirilməsiylə qeyri-stexiometrik Zn1+xO formasının əmələ gəlməsidir (x = 0.00007).

Bəzi dodaq boyalarının tərkibində [Pb(C2H3O2)2•3H2O] formuluna sahib qur-ğuşun asetat və ya qurğuşun şəkəri kimi adlandırılan maddə vardır. Zəhərli olan bu maddə dodaq boyalarının şirin dada malik olmasına səbəb olur.

Evlərimizdə özümüz də bilmədən asetat, limon, süd, askorbin və sulfat turşuları ilə təmasda olur, onları bu və ya digər şəkildə istifadə edirik. Belə ki, məişətdə istifadə etdiyimiz sirkə asetat turşusunun suda 5%-li məluludur və ketçupun tərkibində də asetat turşusuna rast gəlinir.

Chemistry&Life


Limon turşusu sitrus meyvələrinin tərkibində çoxluq təşkil edir. Cem və jelelərə dadlandı-rıcı vasitə kimi əlavə olunur.

Süd turşusu südün və digər gündəlik qida vasitələrinin tərkibində mövcuddur.

Askorbin turşusu və ya C vitamini əsasən sitrus meyvələrinin, eləcə də meyvə şirə-lərinin tərkibini təşkil edir.

Sulfat turşusu (H2SO4) avtomobil akkumulya-torlarınında və quru təmizləyicilədə istifadə olunur.

25

26

Elmmetrik tədqiqatların məqsədi – elmi istiqamətin inkişafının obyektiv mənzərəsini əks etdirmək, onun aktuallığını, potensial imkanlarını, informasiya axınlarının formalaşması qanunauyğunluq-larını və elmi ideyaların yayılmasını qiymətləndirmək-dir.

Elmi Jurnalların Qiymətləndirilməsi

Elmi İnformasiya İnstitutunda (Institute for Scientific Information, ISI) jurnalın vacibliyinin kəmiyyət göstəricisi – impakt faktor (İF) hesablanır. Y. Qarfildin təklif etdiyi impakt faktorun hesablanması 3 illik dövrə əsaslanır. Jurnalın statusu cari ildə jurnala gələn istinadların sayının ötən 2 il ərzində həmin jurnalda çap edilmiş məqalələrin sayına nisbəti ilə təyin edilir. Aşağıdakı düstur vi jurnalının t ilindəki impakt faktorunu hesablamağa imkan verir:

İmpakt Faktor

burada, c (vj , vi , t) - t ilində vj jurnalından vi jurnalında əvvəlki iki ildə ( t-1 və t-2 illərində) çap olunmuş məqalələrə olan istinadların sayıdır; n (və , t) - t ilində vi jurnalında çap edilmiş məqalələrin ümumi sayıdır.

Thomson Reuters impakt faktordan başqa digər metrikalardan da istifadə edir. Immediacy Index (operativlik indeksi) jurnalın nailiyyət əldə etdiyi mövzuların tezliyini qiymətləndirir. Məsələn, J jurnalı-nın 2010-cu il üçün operativlik indeksi bu jurnala 2010-cu ildə olunan istinadların sayının (A), həmin il jurnalda nəşr edilmiş məqalələrinin sayına (B) nisbətinə bərabərdir:

Immediacy index

Operativlik İndeksi (Immediacy Index)

Əgər 2010-cu ildə J jurnalında çap edilmiş məqalələrin sayı 125, həmin ildə məqalələrə gələn istinadların sayı isə 14-dürsə, onda bu jurnalın operativlik indeksi 14/125=0.112-yə bərabər olacaqdır.

Operativlik indeksi impakt faktor kimi konkret elm sahəsindən asılı olaraq çox fərqli qiymətlər alır. Bu indeksin hesablanması daha çox istinadları həmin il maraq doğuran elm sahələri üçün daha aktualdır (məsələn, tibb və s.).

SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS`ə görə 2014-ci il üçün Kimya Jurnallarının impakt faktor, h-indeks və digər nəticələrinə əsasən ilk yüzlüyünü təqdim edirik.

27

Chemistry&Life


28

Chemistry&Life


QAYNAQLAR

1) R. M. Əliquliyev, R. Ş. Həsənova, Oxunmuş mühazirələr, İnformasiya Texnologiyaları İnstitutu.

2) E.Garfield, The history and meaning of the journal impact factor // JAMA, 2006, vol.295, no.1,pp.90-93.

3) C. Tomer, A statistical assessment of two measures of citation: The impact factor and theimmediacy index // Information Processing and Management, 1986, vol.22, no.3, pp.251-258.

4) E.Garfield, Would Mendel's work have been ignored if the Science Citation Index was available100 years ago? // Current Contents 2, 1970, pp.5-6.

5) A. F. J. Van Raan, “Sleeping Beauties in science” // Scientometrics, 2004, vol.59, no.3, pp.467–472.

6) www.scimagojr.com

CONFERENCE THEMES

Nanomaterials; Nanoparticles, nanocrystalsNanotubes, nanowires

Nanomembranes, catalytical nanostructures, electrochemical nanomaterials Nanobiotechnology, nanobiosensors and applications of nanotechnology in medicine

Nanoelectronics, spintronics, nano-magnetism, quantum calculations, cubitsMolecular and supramolecular materials, organic and hybrid electronics: OLED,

OTFT, PLED Nano-optics, nano-optoelectronics, nano-photonicsNano-architecture, nano-lithography, nano-manipulation

Nano-size characterization, nano-imaging, nanoscopy, nano-metrologyNano Electro Mechanic Systems (NEMS), Micro Electro Mechanic Systems (MEMS)Nano Electro Mechanic Systems (NEMS), Micro Electro Mechanic Systems (MEMS)

Nano-fluidsNano-actuators, nano-sensors

Nano-roboticsNano-mechanics, nano-tribology, nano-composites

Nanotechnology for energyNanotechnology in textile, agriculture, and food

Social, economic, and environmental effects about nanotechnology, ethical issuesNano-enterprise – transition from research to applications stories.

IMPORTANT DATES

ABSTRACT SUBMISSION DEADLINE (ORAL) : 15 APRIL 2016

ABSTRACT SUBMISSION DEADLINE (POSTER) : 29 APRIL 2016

ANNOUNCEMENT OF ACCEPTANCE : 2 MAY 2016

EARLY BIRD REGISTRATION DEADLINE : 6 MAY 2016

ANNOUNCEMENT OF PROGAMME: 15 MAY 2016 : 15 MAY 2016

CONFERENCE DATE : 3-5 JUNE, 2016

CONFERENCE LOCATION : Elite Hotel Darıca, Kocaeli/Turkey

www.nanotr12.org

30

OLED (Organic Light Emitting Diodes)

LED – Light Emitting Diode (İşıq Yayan Diod) yarımkeçirici əsaslı diodlardır və 1920-ci ildə Rusiyada Oleq Vladimiroviç Losev adlı radiotexnik tərəfindən kəşf edilmişdir. O, radioqəbuledicilərdə istifadə edilən diodların işıq yaydığını müşahidə etmiş və bu kəşfini 1927-ci ildə qəzetdə dərc etdirmişdir. LED`lərin praktik olaraq istifadə edilə bilən elektron komponent halına gətirilməsi 1962-ci ildə Amerikada baş tutmuşdur. Başlanğıcda LED`lərin sadəcə zəif qırmızı işıq verə bilməsinə baxmayaraq, müasir LED`lər görünə bilən, ultrabənövşəyi və infraqırmızı şüalar kimi müxtəlif dalğa uzunluqlarında, yüksək parlaqlıqda işıq verə bilirlər. Minimum enerji sərfi, uzun ömrü, kiçik ölçüsü, möhkəmliyi və sürətli şəkildə açılıb bağlana bilmə kimi xüsusiyyətləri ilə LED`lərin ənənəvi işıq qaynaqlarından daha faydalı olduğunu göstərir.

LED Nədir? Lakin ənənəvi işıq qaynaqlarına nisbətən bahalıdır.

LED`lərin ən önəmli xüsusiyyətləri:

1) Yarımkeçirici cihazlardır2) Əsas maddələri silisiumdur3) Cərəyan verildikdə foton ortaya çıxararaq işıq verir-lər4) Müxtəlif bucaqlarda işıq verə biləcək şəkildə hazır-lana bilirlər

LED`lərdə mavi işığın istifadə edilməsi ilə RGB (Red Green Blue) işəqlandırma mümkün olmuş və bir çox sahələrdə tətbiq edilməyə başlanılmışdır. Bu tip LED`lərin istifadə müddətləri 25.000-100.000 saat arasında dəyişir.

31

Chemistry&Life


OLED (Organic Light Emitting Diodes və ya Organic Light Emitting Devices) yayıcı elektro-lüminessent təbəqəsi üzvi birləşmədən ibarət LED`lərin ən müasir növləridir. Elektrik cərəyanı verildikdə həmin üzvi birləşmə işıq yayır. Üzvi yarımkeçiricinin bu təbəqəsi biri şəffaf olan iki elektrod arasında yerləşir. LCD texnologiyasına alternativ olaraq əsasən düz ekranlar üçün istifadə edilir. Lakin LCD ekranlarda olduğu kimi bunlar üçün arxadan işıqlandırmağa ehtiyac yoxdur. OLED-lər adətən şüşə üzərində hazır-lanmalarına baxmayaraq, plastik və qatlana bilən maddələr üzərinə də tətbiqləri mümkündür. Televizor ekranlarının, kompyuter monitorlarının, portativ sistemlər olan telefon və əl oyunları konsolu kimi rəqəmsal cihazların hazırlanmasında OLED`lərdən geniş istifadə olunur.

OLED 1990-cı ildə Kavendiş laboratoriyasında J. H.

Burroughes tərəfindən elektrolüminessent polimerlərin kəşfi ilə OLED`lər üzərinə araşdırmalar kuliminasiya nöqtəsinə çatdı. O, 100 nm qalınlıqda poli (p-fenilen vinilen) istifadə edərək yüksək effektivlikdə polimer əsaslı işıq yayan cihaz hazırlamışdır.

Sanyo Elektrik ve Eastman Kodak şirkətlərinin birgə layihəsi ilə 2003-cü ildə OLED istifadə edilən ilk rəqəmsal fotoaparat təqdim olundu (EasyShare LS633). 2004-cü ilin Oktyabr ayında isə AUO Texnologiya Mərkəzində ilk iki tərəfli aktiv matris- OLED hazırlanmışdır.

Tarixi İnkişafı Üzvi maddələrdə elektrolüminessent hadisəsi

ilk dəfə 1950-ci illərdə Fransada André Bernanose tərəfindən müşahidə edilmişdir. OLED cihazlarının əsaslandığı fikir isə ilk dəfə 1965-ci ildə tədqiqatçılar tərəfindən aromatik birləşmə olan Antrasenin iki elektrod arasına yerləşdirildiyi zaman mavi işıq yaymasıyla başlamışdır. Kimyaçıların tam olaraq açıqlaya bilmədikləri bu hadisə 1987-ci ildə Ching W. Tang və Steven Van Slyke tərəfindən Kodak laboratoriyalarında hazırlanan ilk OLED cihazının əsasını təşkil etmişdir.

OLEDìn Quruluşu OLEDìn sirri adından da görüldüyü kimi üzvi

molekullardan hazırlanmasından qaynaqlanır. Bu elastik molekulların kimyası karbon və hidrogen skeletinə əsaslanır. Yəni mineral, duz və metal kristallarına əsaslanan LED`lərdən fərqli quruluşa sahibdirlər. Nəticə olaraq OLED 1 mm qalınlığa malik təbəqələr şəklində hazırlana bilir. Bu da işıqlandırmada indiyə qədər bənzəri görülməmiş yeniliklərə yol açmışdır.

32

Chemistry&Life


OLED alt təbəqə, anod, keçirici təbəqə, yayıcı təbəqə və katoddan ibarətdir. Alt təbəqə olaraq şüşə və ya plastik, anod olaraq çox vaxt indium qalay oksid (Indium Tin Oxide-ITO), keçirici və yayıcı təbəqə olaraq kiçik üzvi molekul və ya polimer, katod olaraq isə çox hallarda barium və kalsium istifadə edilir. Keçirici və yayıcı təbəqələri təşkil edən üzvi molekulların digər molekullardan əsas fərqi bunların elektrik keçiriciliyinə malik olmasıdır. Bu molekullara üzvi yarımkeçiricilər də deyilir.

OLEDìn İş Prinsipi OLED`ə elektrik verildikdə anod katoda görə

müsbət yüklənir və cihaz boyunca cərəyan əmələ gəlir. Cərəyanın istiqaməti anoddan katoda tərəf olur. Buna görə də elektronlar katoddan anoda tərəf hərəkət edirlər. Beləliklə, katod yayıcı təbəqəyə elektron verir, anod keçirici təbəqədən elektron alır. Əslində bu, anodun keçirici təbəqəyə deşik (hol) verməsi ilə eyni mənaya gəlir. Qısa müddət sonra yayıcı təbəqədə mənfi yüklü elektronlar, keçirici təbəqədə isə müsbət yüklü deşiklər (hollar) çoxalacaqdır. Əks yüklü hissəciklər bir-birini cəzb etdiyi üçün elektronlar və deşiklər bir-birinə doğru hərəkət etməyə başlayacaqdır. Qeyri-üzvi yarımkeçirici-lərdən fərqli olaraq üzvi yarımkeçiricilərdə deşiklərin hərəkəti elektronların hərəkətindən çoxdur. Buna görə də iki yük bir-birinə tərəf hərəkət etdiyi zaman onların birləşməsi yayıcı təbəqədə olur.

Bu rekombinasiyaya bağlı olaraq elektronların enerji səviyyələrində boşalma əmələ gəlir və bu boşalma tezliyi görünən işıq bölgəsində olan radiasiya şəklində yayılır. Bu radiasiyanın tezliyi maddənin əlaqə boşluğuna, başqa sözlə HOMO və LUMO səviyyələri arasındakı enerji fərqindən asılıdır. Anod katoda görə mənfi potensiala qoyularsa, cihaz işləməyəcək. Çünki bu halda anod deşikləri, katod isə elektronları özünə tərəf çəkməyə başlayacaq. Beləliklə, elektron və deşiklər bir-birindən uzaqlaşacaq və rekombinasiya baş verməyəcəkdir.

33

Chemistry&Life


Passiv Matriks OLED (PMOLED) PMOLED katod zolaqları, üzvi təbəqələr və

anod zolaqlarına malikdir. Anod zolaqlar katod zolaqlarına perpendikulyar olaraq yerləşdirilir. Katod və anodun kəsişmə nöqtəsi işığın yayıldığı yer olan pikselləri meydana gətirir. Xaricdən gələn dövrə hansı piksellərin açıq və hansı ya qapalı qalacağını təyin edir.

PMOLED`lərin hazırlanması asandır. Ancaq OLED`lərin digər növlərinə görə daha çox enerji tələb edirlər. Bunun əsas səbəbi xarici dövrə üçün lazım olan gücdür. PMOLED`lər ən çox yazı və şəkillərdə əlverişlidir. Mp3 pleyer, PDA və mobil telefon kimi kiçik ekranlı cihazlarda istifadə edilir.

Aktiv Matriks OLED (AMOLED) AMOLED nazik təbəqəli yarımkeçirici

quruluşu sahibdir. Bu quruluş hansı piksellərin görüntü vermək üçün açıq qalacağını təyin edən dövrədir. AMOLED`lər PMOLED`lərdən daha az enerji tələb

edirlər. Çünki nazik təbəqəli yarımkeçirici quruluş xaricdən gələn dövrədən daha az güc tələb edir. Buna görə də AMOLED`lər böyük görüntülər üçün əlverişlidir.

AMOLED`lər eyni zamanda video üçün uyğun daha sürətli canlandırmaya malikdir. AMOLED`lərin ən əlverişli tətbiq sahələri kompyuter ekranları, böyük ekran televizorlar, elektron işarə və reklam lövhələridir.

PLED TexnologiyasıPLED (Polimer Light Emitting Diode) işıq yayan

polimer diod mənasını verir. Bunların quruluşunda cərəyan verildiyi zaman ətrafa işıq yayan elektro-lüminessent keçirici polimer vardır. Bu quruluş "Cambridge Display Technology" tərəfindən inkişaf etdirilmiş və LEP (Light Emitting Polimer) kimi tanınmaqdadır.

PLED nazik təbəqə olaraq istifadə edilir. Bunun sayəsində çox az enerji ilə tam spektrdə işıq yaya bilirlər. İşıq yayan maddə (polimer) substrata (alt təbəqə) "inkjet" printerlərdə istifadə olunan metoda oxşar bir şəkildə əlavə edilir.

34

Chemistry&Life


Substrat plastik kimi qatlana bilən ucuz materiallardan hazırlanır. Bu baxımdan PLED`lərin ha-zırlanması nisbətən ucuz başa gəlir.

PLED`lərin hazırlanmasında istifadə olunan birləşmələrə poli (p-fenilen vinilen) və poli (flüoren) törəmələrini misal göstərmək olar.

TOLED Texnologiyası TOLED (Transparent Organic Light Emitting

Diode) işıq yayan şəffaf üzvi diod mənasını verir. Bu cihazlar həm üst tərəfdən, həm alt tərəfdən və həm də hər iki; alt-üst tərəfdən olmaqla üç formada işıq yaya biləcək şəkildə dizayn edilmişdir. Buna görə də

TOLED`lər yüksək kontrasta sahib olurlar.

SOLED TexnologiyasıSOLED (Stacked Organic Light Emitting

Diode) dəstələnmiş işıq yayan üzvi diod mənasını verir. Bu texnologiya LCD və CRT`də rast gəlinən müxtəlif işıq spektrlərinin yan-yana gətirilməsi ilə yanaşı, əsas rənglər sayılan qırmızı, yaşıl və mavi (RGB) işıqları eyni vaxtda verə biləcək piksel quruluşların da bir araya gətirilməsi ilə hazırlanmışdır. Belə quruluş görüntü imkanlarını artırdığı üçün onun keyfiyyəti də olduqca yaxşı olur.

Chemistry&Life


OLED`də İstifadə Olunan Maddələr Anod olaraq əsasən İndium Qalay Oksid (ITO)

istifadə olunur. Bu maddə görünən işıq şüaları altında şəffaf olub, müsbət yüklü deşiklərin polimer təbəqəsinə keçidini artıran yüksək iş funksiyasına (high work func-tion) sahibdir.

Metallar, əsasən Alüminium (Al) və Kalsium (Ca) elektronların polimer təbəqəsinə keçidini artıran kiçik iş funksiyasına (low work function) sahib olduqları üçün OLED`lərdə katod olaraq geniş şəkildə istifadə edilir.

OLEDìn Tətbiq Sahələri OLED texnologiyası mobil telefonlarda, porta-

tiv rəqəmsal pleyrlərdə, maşın radiolarında, rəqəmsal kameralarda, televizor və kompyuter ekranlarında, işıq-landırmada və b. sahələrdə tətbiq edilməkdədir.

OLED`lər bizə qatlana bilən gələcək vəd edir. Bunlar gözü yormayan nazik ekranlardır. OLED texno-logiyası ilə hazırlanacaq müasir kompyuterlərin təkcə qalın ekranlara deyil, həmçinin kabellərə də ehtiyacı qal-mayacaq. Bu yeni işıqlandırma sayəsində qatlana bilən televizor ekranları, işıqlı divarlar və şüşələr, elektron qəzetlər hazırlana biləcəkdir.

Chemistry&Life


36

Chemistry&Life


QAYNAQLAR

1) Losev, O. V. (1927). "Telegrafiya i Telefoniya bez Provodov" 44: 485–494.

2) Schubert, E. Fred (2003). "1". Light-Emitting Diodes. Cambridge University Press.

3) Bernanose, A.; Comte, M.; Vouaux, P. (1953). "A new method of light emission by certain organiccompounds". J. Chim. Phys. 50: 64.

4) Bernanose, A. (1955). "The mechanism of organic electroluminescence". J. Chim. Phys. 52: 396.

5) Burroughes, J. H.; Bradley, D. D. C.; Brown, A. R.; Marks, R. N.; MacKay, K.; Friend, R. H.;Burns, P. L.; Holmes, A. B. (1990). "Light-emitting diodes based on conjugated polymers". Nature347 (6293): 539–541.

6) Friend, R. H.; Gymer, R. W.; Holmes, A. B.; Burroughes, J. H.; Marks, R. N.; Taliani, C.;Bradley, D. D. C.; Santos, D. A. Dos; Brdas, J. L.; Lgdlund, M.; Salaneck, W. R. (1999)."Electroluminescence in conjugated polymers". Nature 397 (6715): 121–128.

7) Lin Ke, Peng; Ramadas, K.; Burden, A.; Soo-Jin, C. (June 2006). "INdium-Tin-Oxide-FreeOrganic Light-Emitting Devices". Transactions on Electron Devices 53 (6): 1483–1486.

8) Pardo, Dino A.; Jabbour, G. E.; Peyghambarian, N. (2000). "Application of Screen Printing in theFabrication of Organic Light-Emitting Devices". Advanced Materials 12 (17): 1249–1252.

9) Gustafsson, G.; Cao, Y.; Treacy, G. M.; Klavetter, F.; Colaneri, N.; Heeger, A. J. (1992). "Flexiblelight-emitting diodes made from soluble conducting polymers". Nature 357 (6378): 477–479.

10) Jabbour, G. E.; Kawabe, Y.; Shaheen, S. E.; Wang, J. F.; Morrell, M. M.; Kippelen, B.;Peyghambarian, N. (1997). "Highly efficient and bright organic electroluminescent devices withan aluminum cathode". Applied Physics Letters 71 (13): 1762.

11) Kordt, Pascal; et al. (2015). "Modeling of Organic Light Emitting Diodes: From Molecular toDevice Properties". Advanced Functional Materials 25 (13): 1955–1971.

37

38

Aktivlik – Maddələrin kimyəvi reaksiyada iştirak edən qatılığına deyilir və "a" hərfi ilə işarə olunur.

Hibridləşmə – Atomda ayrı-ayrı valent yarımsəviyyələrin birləşməsi ilə ümumi energetik səviyyənin yaranması prosesidir..

Elektromənfilik – Birləşmə daxilində bir atomun digər atomlara nisbətən elektron buludunu özünə cəzb etmək xassəsinə deyilir.

Aqreqasiya – Müxtəlif qarşılıqlı təsir nəticəsində atom-molekulyar hissəciklərin yeni faza əmələ gəlməsi ilə birləşmə prosesidir.

Dissosasiya – Elekrolitlərin suda həll olması və əriməsi zamanı ionlara ayrılmasıdır.

Xüsusi reaktivlər – Belə reaktivlərin köməyilə verilmiş şəraitdə yalnız bir maddə təyin olunur və təyinata digər maddələr mane olmur. Bu reaktivlərin sayı olduqca azdır, onlara misal olaraq yodun təyini üçün nişastanın istifadəsini göstərmək olar.

Kogeziya – Eyni fazanı təşkil edən hissəciklərin bir-birinə yapışma hadisəsidir. Bu hadisə müxtəlif təbiətli molekullar və ya atomlar arası cazibə qüvvəsi ilə əlaqədardır.

Ekzotermik reaksiya - İstiliyin ayrılması ilə gedən reaksiyalara deyilir.

Krioskopiya – Birləşməyə başqa bir maddə qarışdıran zaman onun donma temperaturunun aşağı düşməsidir.

Chemistry&Life


Ayın Terminləri

40

LAYLI İKİQAT HİDROKSİDLƏR ƏSASINDA ALINMIŞ NANOKOMPOZİTLƏRİN TULLANTI SULARINDAN AĞIR

METALLARIN SORBSİYASINDA TƏTBİQİ

V. R. İsmayılov, N. V. Hüseynova, Ş. Z. SalayevNanomərkəz, Bakı Dövlət Universiteti

[email protected]

Canlı həyatın varlığı üçün təmiz və keyfiyyətli su mütləq şərtdir. Yer kürəsi səthinin ¾-ü su ilə örtülmüş olsa da planetdə şirin su çatışmamazlığı problemi mövcuddur. Yalnız yeraltı sular, bulaq suları və bəzi çayların suları şirin su mənbəyi hesab edilir. Lakin bunların heç də hamısı canlılar üçün, xüsusən insan üçün yararlı deyildir. Buna səbəb həmin suların müxtəlif kimyəvi maddələrlə çirklənməsidir. Son dövrlərdə dünya əhalisinin sayının artması, şirin su ehtiyatlarının çirklənməsi dünyada içməli su probleminin geniş şəkildə araşdırılmasını labüd etmişdir[1].

Tarixən insanın fəaliyyəti nəticəsində təbiətə müəyyən ziyan dəymişdir. Lakin son onilliklərdə elmdə qazanılan uğurların nəticəsi olaraq neft , kimya, neft-kimya və s. sahələrin sürətli inkişafı çirkləndirici maddələrin müxtəlifliyini xeyli artırmışdır. Bu çirkləndiricilər öz mənbəyinə, təsir mexanizminə və canlılar üçün təhlükəlilik dərəcəsinə görə bir-birindən kəskin fəqlənir[2].

Ağır metallar çirkləndirici faktorlar siyahısında ön sıralarda yerləşir. Bu maddələrin toksiki təsiri çox güclü oldugundan onların cüzi miqdarı belə ciddi morfoloji və fizioloji fəsadlar törədə bilir. Belə ki, ağır metalla-rın konsentrasiyasının ətraf mühitdə artması ağır xəstəliklərin və həmçinin genetik mutasiyaların yaranmasına gətirib çıxarır[3]. Buna görə ağır metallar üçün yol verilən qatılıq həddi çox aşağıdır. Bundan başqa, bu elementlər kumulyativ- yəni orqanizimdə toplanmaq qabiliyyətinə malikdir. Müntəzəm olaraq agır metallarla çirklənmiş sudan istifadə edilərsə, son nəticədə həmin metalların miqdarı toplanaraq orqanizm üçün təhlükəli həddə çatır. Mendeleyev cədvəlində olan 84 metaldan 43-ü ağır metallara aiddir. Bu metallara misal olaraq Cu, Ni, Со, Pb, Sn, Zn, Cd, Bi, Sb, Hg və s. göstərmək olar. İndi isə bu metallardan bəzilərinin yol verilən qatılıq həddindən kənara çıxmalarının canlı orqanizminə göstərdiyi təsirləri nəzərdən keçirək[3], [4]:

Chemistry&Life


1 - Kobaltın insan orqanizmində qatılığının normadan aşağı olması qan azlığına, endokrin zoba, B12 vitaminin çatışmamazlığına və ya az sintez olunmasına səbəb olur.

2 - Misin orqanizmdə çatışmamazlığı qan azlığına, sinir sisteminin xəstəliklərinə səbəb olur, yol verilən qatılıq həddindən çox olması isə böyrək patologiyasına və sarılıq xəstəliyinin yaranmasına səbəb olur.

3 - Sink elementi hüceyrələrin bölünməsini və zədələnmiş toxumaların bərpasını sürətləndirir və eyni zamanda xərçəng hüceyrələrinin əmələ gəlməsinə səbəb olur.

4 - Kadmiumun artıq miqdarı “itay-itay” xəstəliyinə səbəb olur. Bu xəstəlik zamanı sümüklər asanlıqla deformasi-yaya uğrayır.

5-Civə ən zəhərli ağır metallardan biridir. Orqanizmə daxil olan civə əsasən beyində toplanır. Bu da psixi-nevroloji anomaliyalara, baş gicəllənməsinə, daimi baş ağrılarına və yaddaş pozğunluqlarına səbəb olur. 1953-cü ildə Yaponiyada mənbəyi bilinməyən yeni bir xəstəlik qeydə alınmışdır. Bu xəstəlik insanlarda qıcolmalara, gözlərin tutulmasına gətirib çıxarır və sonda ölümlə nəticələnirdi. Araşdırmalar göstərdi ki, bunun səbəbi həmin insanların istifadə etdikləri dəniz məhsullarında civənin miqdarının normadan xeyli artıq olmasıdır.Yəni bu insanlar agır civə metalı ilə zəhərlənmişdirlər. Civə balıqların baş hissəsində toplanırdı. Civənin Yaponiyanın sahil sularında artıqlığına səbəb kimya müəssisələrinin tullantı sularında onun miqdarının çox olması idi. Bu suların Yaponiya sahillərinə axıdılması problemin daha qlobal olmasına səbəb olmuşdur[4].

Bütün yuxarıda göstərilənlər suyun ağır metallardan tamamilə təmizlənməsinin vacibliyini bir daha sübut edir. Bu problemin həlli yollarından biri də istifadə olunmuş suların təmizlənərək yenidən dövriyyəyə qaytarılmasıdır. Belə ki, insan məişətdə, sənayedə və kənd təsərrüfatında şirin sudan istifadə edir. İstifadə olunan su müxtəlif kimyəvi maddələrlə çirkləndiyindən onların təkrar istifadəsi mümkün olmur. Nəzərə alsaq ki, yer kürəsində şirin su ehtiyatı məhduddur, onda bu suların tərkibinin təmizlənərək təkrar istifadəsi qaçılmazdır. Bunun üçün müxtəlif təmizləmə texnologiyaları işlənib hazırlanmışdır. Bu üsullar içərisində laylı ikiqat hidroksidlər əsasında alınmış nanohissəciklərlə suyun təmizlənməsi daha çox diqqəti cəlb edir.

Laylı ikiqat hidroksidlər tərkibində II və III valentli metal ionları, anion və kristalhidrat şəklində su saxlayan birləşmələrdir. Bu birləşmələr aktiv kationlu gillərlə müqayisə olunur və bəzən alion gillər adlandırılır. Onların ümumi formulu aşağıdakı kimi olur:

və metal kationları, isə aniondur.

Laylı ikiqat hidroksidlər bir-biri ilə anion vasitəsi ilə əlaqədə olan iki laydan ibarətdir. Bu laylarda OH- anionu ilə əhatə olunmuş kationlar yerləşir. Kation kimi müxtəlif ikivalentli (məs: Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn) və üçvalentli (məs: Al, Mn, Fe, Co, Ni, Cr, Ga) metallardan, anion kimi isə müxtəlif üzvi və qeyri-üzvi turşu qalıqlarından istifadə edilir.

41

Chemistry&Life


Şəkildən də göründüyü kimi laylı ikiqat hidroksidlərin tərkibində müsbət və mənfi yüklü ionlar vardır. Müsbət yüklü ionlar, yəni kationlar laylarda yerləşir və OH anionları ilə əhatə olunurlar. Turşu qalıqları, yəni anionlar isə laylar arasında yerləşir və layları bir-birinə bağlayır. Bu ionlar sorbsiya mərkəzləri rolu oynayırlar. İonların sayı və yerləşməsi müxtəlif olduğundan sorbsiya prosesinin də müxtəlif formaları olur. Qeyri-spesifik sorbsiya anion dəyişmə mexanizmi üzrə gedir. Bu üsulla sudan müxtəlif tipli anion çirləndiriciləri ayırmaq olur. Spesifik sorbsiya isə 2 yolla baş verir[5]:

a) Liqand dəyişmə yolu ilə: məlumdur ki, laylı ikiqathidroksidlərin (LİH) tərkibində olan OH qrupları liqand olduğundan onlardan da iondəyişdirici kimi istifadə etmək olar.

b) Metal ionları vasitəsi ilə sorbsiya: metal ionları müsbətyüklü hissəciklərdir və ion rabitəsi hesabına sudan müxtəlif mənfi yüklü hissəcikləri ayıra bilirlər[7].

Şəkil 1. Mg-Al əsaslı LİH-lər OH qrupları ilə əhatə olunmuş prizma qruluşlu layların üst-üstə yığılmış təsviri[8].

Yuxarıda göstərilən sorbsiya mexanizmləri ion dəyişmə mexanizminə əsaslandığından laylı ikiqat hidroksidlər çox güclü sorbentlərdir. Bununla yanaşı sorbsiya sürəti və effektivliyi səthin sahəsindən asılıdır. Nanobirləşmələrin ən mühüm xassələrindən biri onlarda səth sahəsi effektinin üzə çıxmasıdır[8]. Belə ki,nano ölçüdə alınmış maddələrin səthinin sahəsinin onların həcminə nisbəti, həmin maddənin real ölçüdə səthinin sahəsinin onun həcminə olan nisbətindən xeyli böyük olur. Göstərilən üstünlüklər laylı ikiqat hidroksidlər əsasında alınmış nanomaterialların suyun təmizlənməsində nə qədər əhəmiyyətli olduğunu bir daha sübut edir.

42

Chemistry&Life


QAYNAQLAR

1) Добролюбский О.К. Микроэлементы и жизнь, М., 1956.

2) Дробков А.А. Микроэлементы и естественные радиоактивные элементы в жизнирастений и животных. М., 1958.

3) Стайлс В. Микроэлементы в жизни растений и животных. М., 1949

4) Пейве Я В Микроэлементы в сельском хозяйстве нечерноземной полосы СССР. М., 1954.

5) Nanotechnology for Hazardous Waste Site Remediation,Technical Workshop,October 20 - 21,2005,Washington DC

6) 119992, Москва, Ленинские горы, ФНМ МГУ fmg.inorg.chem.msu.ru

7) Lee M. Blaney, Suna Cinar, Arup K. SenGupta Department of Civil and EnvironmentalEngineering, Lehigh University, 13 East Packer Avenue, Bethlehem, PA 18015, USA

8) Cavani, F.; Trifiro, F.; Vaccari, A.; Catal. Today 1991, 11, 173.

43

44

1. Alkenlər haqqında aşağıdakılardan hansıdoğrudur?

A. Hamısının çoxsaylı izomerləri varB. Doymuş halda olurlarC. Tam doymuş halda deyillər D. Ancaq təkqat rabitəlidirlər

2. Spirtlərin qaynama temperaturu eyni ölçülüalkanların qaynama temperaturundan necə fərqlənir ?

A. EynidirB. Daha çox məlumata ehtiyac varC. YüksəkdirD. Aşağıdır

3. Hansı üzvi birləşmələr ailəsi RCOOH strukturunamalikdir?

A. Karbon turşuları B. AldehidlərC. KarbonatlarD. Efirlər

4. Alkenlərdə ikiqat rabitəli karbon atomları hansıhibridləşmə halındadır?

A. sp3

B. sp2

C. sp3dD. sp

5. Hidroksibenzolların ümumi adı necədir?

A. FenollarB. BenzolC. Benzoy turşusuD. Karbon turşuları

6. Üzvi birləşmələrin hamısında rast gəlinən elementhansıdır?

A. SB. CC. N2D. O2

7. Aşağıdakılardan hansında C-C rabitəsi dahagüclüdür?

A. Hamısında eynidirB. EtinenC. EtanD. Asetilen

8. n- karbon atomlu alkanlarda neçə Hidrogen atomuvar?

A. 2n+2B. 2nC. 2n-2D. n

9. Aşağıdakılardan hansı aren deyil?

A. ToluolB. BifenilC. TrifosgenD. Benzol

10. Pentilendə üç qat karbon rabitəsində neçə siqmavə pi rabitəsi var?

A. B. C. D.

2 siqma və 1 pi3 pi1 siqma və 2 pi3 siqma

Antuan Lavuazye

Antuan Lavuazye karbon, hidrogen, oksigen elementlərini adlandırmış; oksigenin yanma və tənəffüs sistemində rolunu, kükürdün element olmasını kəşf etmiş; suyun hidrogen və oksigendən ibarət olduğunu müəyyən-ləşdirmiş, və kimyanın keyfiyyət elmindən kəmiyyət elminə keçməsində böyük əməyi olan inqilabçı kimyaçıdır.

Erkən Yaşları Müasir kimyanın atası hesab olunan

fransız kimyaçı A. Lavuazye 26 avqust 1743-cü ildə Fransanın paytaxtı Parisdə imtiyazlı ailədə dünyaya göz açmışdır. Onun atası Jean Antuan Lavuazye Paris parlamentinin hüquqşunası idi. Anası, biznesmen ailənin qızı olan Émilie Punctis, Lavuazyenin 5 yaşı olarkən vəfat etmiş və ondan oğluna böyük miqdarda miras qalmışdır. O, 11-18 yaşlarında Paris Universitetinin nəzdində yerləşən kolleclərdən birində təhsil almış, ümumi fənn biliklərinə və təhsilinin son iki ilində isə təbiətşü-naslıq elminə yiyələnmişdir. Təbiət elmlərinə mara-ğının yüksək olmasına baxmayaraq, atasının təşəb-büsü ilə 18 yaşında onu karyerasını davam etdirməsi niyyəti ilə hüquq kollecinə qeydiyyat olundu. Atası təbiət elmlərini yalnız xobbi məqsədli bir sahə kimi xarakterizə etməklə oğlunu daha ciddi bir peşə he-sab etdiyi hüquqa həvəsləndirirdi. Iki il hüquq təh-sili aldıqdan sonra bakalavr dərəcəsi ilə təltif olundu və 1764-cü ildə hüquq fəaliyyəti üçün lisenziya aldı.

Elmi Fəaliyyəti

bərabər təbiət elmlərini də öyrənirdi. Bunun göstəri-cisi olaraq onun 1764-cü ildə ilk elmi məqaləsi dərc olundu. Eyni ildə O, ilk dəfə olaraq elit Fransa Elmlər Akademiyasında (FEA) məqalə məruzəsi ilə çıxış elədi. 1769-cu ildə 26 yaşında artıq FEA-ya üzv seçildi.

Karbonun Formaları

1772-ci ildə Lavuazye və bir neçə digər kimyaçı almaz aldılar və onu bağlı şüşə kasada saxladılar. Onlar diqqətçəkən dərəcədə nəhəng maqnitləşdirici şüşəni günəş şüalarını almaz üzərinə fokuslaşdırmaq üçün istifadə etdilər. Almaz alışaraq yox oldu. Lavuazye qeyd etdi ki, hətta almaz tamamilə yox olduqdan sonra belə kasanın orta çəkisi dəyişməz qaldı. Bu müşahidə daha sonralar onun kütlənin saxlanması qanunu təsdiq edən subutların bir hissəsi oldu. Almaz və ya kömürün nəhəng linzalar tərəfindən alışmasından asılı olmayaraq, eyni qaz ayrılır, hansi ki, biz bunu karbon dioksid adlandırırıq. Bununla da Lavuazye anladı kı, almaz və kömür eyni elementin müxtəlif formalarıdır. O bu elementi karbon adlandırdı.

Hələ hüquq təhsili aldığı dövrlərdən Lavuazye təbiət elmlərinə maraq göstərir, hüquqla

45

Chemistry&Life


Oksigen və Yanma 1772-ci ildək insanlar yanma prosesini

dərk etmirdilər. Bildiyimiz kimi yanma prosesi materialın yüksək temperaturda oksigenlə qarşılıqlı reaksiyası nəticəsində baş verir. 1772-ci ildə Lavuazye bu sahədə işlərə başlayarkən oksigenin Cozef Pristli tərəfindən kəşfinə hələ 2 il vaxt var idi.

1772-ci ildə həmçinin Lavuazye kəşf etdi ki, fosfor və kükürd havada yandıqda əmələ gələn birləşmələr turşudur. Əmələ gələn son məhsulların çəkisi başlanğıcdakı kükürd və fosforun çəkisindən çox olur. Deməli elementler havada olan hansısa birləşmə hesabına yanır və turşular əmələ gətirir. Bəs bu hansı maddədir?!

1774-cu ildə Cozef Pristli Parisə səyahət etdi. O, Lavuazye ilə civə oksidin parçalanmasından qaz ayrılması barədə söhbəti zamanı həmin qazın yanma prosesinə normal hava ilə muqayisədə daha güclü yardım etdiyini vurğuladı. Pristli inanırdı ki, bu qaz havanın xüsusi təmiz formasıdır. O bunu floqistonsuzlaşdırılmış hava adlandırdı. 1779-cu ildə Lavuazye civə oksidin ayrılmasından alınan birləşməni OKSİGEN adlandırdı. O öyrəndi ki oksigen havanın 20 faizini təşkil edir, yanma və tənəffus prosesləri üçün vacibdir. O, həmçinin kükürd və fosfor havada yandıqda bu elementlərin oksigenlə reaksiyası nəticəsində əmələ gələn son məhsullar barədə də məlumat vermişdir.

Kütlənin Saxlanması Qanunu

zının kütləsi Civə oksidinin itirdiyi kütlə ilə eyni-dir. Bir sıra müxtəlif maddələrlə aparılan

işlərdən və onun 1772-ci ildə karbonla apardığı təcrübələri yenidən nəzərdən keçirdikdən sonra Lavuazye yeni təbiət qanunu olan Kütlənin saxlanması qanununun əsasını qoydu:

Kimyəvi reaksiyalarda maddə tərkibi sabitdir.

və ya başqa cür desək

Reaksiya məhsullarının ümumi çəkisi reak-siyanın başlanğıc maddələrinin çəkisi ilə eynidir.

Adətən Kütlənin saxlanması qanununu Lavuazyenin adı ilə bağlayırlar. Bu tamamilə yanlış olmasa da 1630-cu ildə "Jean Ray" oxşar bir qanun tərtib etmişdir. 1775-ci ildə isə "Joseph Balck" özünün maqneziumun kəşfi işində qanunun doğruluğunu təsdiq etmişdir. 1760-cı ildə M. Lomonosov qanunun müddəalarını dərc etmişdir.

Kükürd Elementdir 1777-ci ildə Lavuazye Kükürdü bir element

kimi təyin etdi. O, bu maddəni ilə bağlı geniş təcrübələr aparmış və müşahidə etmişdir ki, kükürd daha kiçik hissəciklərə parçalana bilməz.

1778-ci ildə Lavuazye müşahidə etdi ki, civə oksidi qızdırıldıqda kütləsi azalır. Ayrılan oksigen qa-

Yanma və Tənəffüs Lavuazye şübhələnmişdi ki, yanma və

tənəffüs kimyəvi olaraq eyni proseslərdir. O, bunu "Pierre-Simon-Laplace"nin köməkliyi ilə təyin etmiş-dir. Onlar Qvineya donuzunun nəfəs alması zamanı karbon dioksidi və ayrılan istilik miqdarını ölçmüş və bunu karbon dioksid almaq üçün karbon yandırıldığı zaman ayrılan istiliyin miqdarı ilə müqayisə etmişdi-lər. Beləliklə, belə bir nəticəyə gəldilər ki, tənəffüs yanmanın bir növüdür. Məməlilərdə tənəffüs zamanı ayrılan istilik onların bədən temperaturlarını otaq temparturundan yuxarı saxlayır.

Su Element Deyil1783-cü ildə Lavuazye Henri Kavendişin

1766-cı kəşf etdiyi və yanmayan hava adlandırdğı elementə Hidrogen adını verdi (Hidrogen Yunan dilindən tərcümədə su əmələ gətirən deməkdir).

46

Chemistry&Life


Lavuazye və Laplas hidrogeni oksigenlə yandıraraq su alındığını müşahidə etdilər. Bununla onlar təyin etdilər ki, su element yox hidrogen və oksigendən ibarət olan birləşmədir. Həmin dövr üçün bu suyu element sayan bir çox insanlar üçün çox təəccüblü idi. Həmçinin Lavuazye havanın tərkibinin əsasən oksigen və azotdan ibarət olduğunu göstərmişdir. O vaxta qədər hesab olunurdu ki, yanğının təbiəti obyektlərin daxilində guya mövcud olmuş xüsusi maddədən asılıdır. Həmin maddəyə floqiston (phlogiston) deyirdilər. Maddə yanırdısa, deməli içində floqiston var, yanmırdısa, deməli floqiston yoxdur. 1774-cü ildə Lavuazye göstərdi ki, floqiston deyilən bir şey yoxdur, yanğın isə oksigendən asılıdır. Oksigen olmayan yerdə yanğın mümkün deyil.

Ailə Həyatı 28 yaşlı Lavuazye 1771-ci ildə ailə həyatı

qurduğu zaman xanımı “Marie-Anne Pierrette Paulze” hələ 13 yaşında idi. Baxmayaraq ki, Mari-Anna gənc yaşında idi, onların nigahı Lavuazyeni vergi idarəsinə işə götürən atasının istəyi ilə baş tutmuşdur. Belə ki, həmin zaman 40 yaşlı Qraf dÀmeral Mari-Annaya evlilik təklifi etmişdir. Qrafın təklifinə Mari-Annanın “yox” cavabı onun atasının vəzifəsini təhdid altında qoyurdu. Ona görə də Lavuazye bu məsələyə qarışdı və Mari-Anna ilə onun nigahı Qrafın təklifinə “yox” cavabı vermək üçün ən uyğun bəhanə oldu. Mari-Anna mükəmməl təhsil almışdı və onun çox yaxşı rəssamlıq qabiliyyəti var idi. O elmi məqalələri öz şəxsi qeydlərini və elmi tənqidlərini də əlavə etməklə ingiliscədən fransızcaya tərcümə etməklə, laboratoriya işlərində assistent olmaqla, Lavuazyenin elmi nəşrləri üçün laboratoriya qurğularının dəqiq təsvirlərini çəkməklə, Lavuazyenin təcrübi nəticələrinin qeydiyyatını dəqiq aparmaqla Lavuazyeyə onun işlərində əhəmiyətli dərəcədə kömək edirdi.

Lavuazye həm də vergilərin yığılması ilə məşğul olan təşkilatın üzvü olmuşdur. 1789-cu ildə başlayan Fransa İnqilabından sonra, zənginlər və hökümət üçün işləyən hər kəs təhlükə altında idi. 1793-cü ildə inqilabçılar FEA-nın və digər elmi cəmiyyət-lərin fəaliyyətinə son qoydular.

1794-cü ildə Lavuazyeni vergiqoyma ilə təqsirləndirərək ona vətən xaini damğası vurdular. Digər tərəfdən O inqilabçıların var-dövlətini talan etmək istədiyi əcnəbi alimləri dəstəklədiyinə görə də nüfuzdan düşmüşdü. Lavuazye Fransa xəzinəsindən pullar oğurlayıb onu Fransanın düşmənlərinə vermək kimi uydurma ittihamlarla mühakimə edilərək inqilabçılar tərəfindən ölüm cəzasına məhkum edilmişdi. Nəticədə, o, Mari-Annanın atası və təşkilatın digər 26 üzvü həbs edilmişdir. Bir gündə (8 May 1794-cü il) 28 nəfərin hamısı dindirilmiş, ölüm hökmü verilmiş və gilyotindən (başkəsən maşın) keçirilmişlər. Məhkəmə prosesi zamanı onun ölkə və elm qarşısında çoxsaylı xidmətləri sadalanan appelyasiya ərizəsi təqdim olunmuşdur. Hakim qısa cümlə ilə əfv haqqında müraciəti rədd etmişdir: "Respublikaya dahilər lazım deyil". Böyük riyaziyyatçı Laqranjın fikri həqiqətə daha yaxın idi: "Bircə an lazım idi ki, bu başı vurasan, lakin bu cür baş yaratmaq üçün 100 illər də kifayət etməz".

1795-ci ilin sonlarında “U-çevrilişində” Fransa höküməti Lavuazyeni bütün ittihamlardan təqsirsiz bilsə də bu artıq çox gec idi. Lavuazyenin dünyadan köşməsinə baxmayaraq onun kimya elminə töhvələri bu gün də yaşamaqdadır.

47

Chemistry&Life


QAYNAQLAR

1) "More recently, he has been dubbed the "father of modern nutrition", as being the first to discoverthe metabolism that occurs inside the human body. Lavoisier, Antoine." Encyclopædia Britannica.2007. Encyclopædia Britannica Online. 24 July 2007.

2) Matthew Daniel Eddy, William R. Newman, and Seymour Mauskopf (2014). "ChemicalKnowledge in the Early Modern World". Chicago: University of Chicago Press.

3) Herbermann, Charles, ed. (1913). "Antoine-Laurent Lavoisier". Catholic Encyclopedia. NewYork: Robert Appleton Company.

4) Petrucci R.H., Harwood W.S. and Herring F.G., General Chemistry (8th ed. Prentice-Hall 2002),p.34

5) Is a Calorie a Calorie? American Journal of Clinical Nutrition, Vol. 79, No. 5, 899S–906S, May2004

6) Robert D. Whitaker An Historical Note on the Conservation of Mass J. Chem. Educ., 1975, 52 (10),p 658

7) Arthur Donovan Antoine Lavoisier: Science, Administration and Revolution Cambridge UniversityPress, 1996

8) Antoine-Laurent Lavoisier Elements of Chemistry Dover Publications Inc, 1965

9) Commenting on this quotation, Denis Duveen, an English expert on Lavoiser and a collector of hisworks, wrote that "it is pretty certain that it was never uttered". For Duveen's evidence, see thefollowing: Duveen, Denis I. (February 1954). "Antoine Laurent Lavoisier and the FrenchRevolution". Journal of Chemical Education 31 (2): 60–65.

10) www.famousscientists.org

48

49

Plastik Qablardakı Rəqəmlərin Mənası

“1” PETE və ya PET (polyethylene terephtalate) - Bu maddə çox yumşaqdır və qidalarda bir dəfə istifadə olunması etibarlı sayılır. Tərkibində qidaya keçə bilən hər hansı zərərli maddə yoxdur, lakin təkrar emalı zamanı zərərli bakteriyalar daşıya bilirlər. Sağlamlığımız üçün bu qablar qətiyyən təkrar istifadə olunmamalıdır.

“2” HDPE (High-Density Polyethylene) - Qidalarda istifadəsi etibarlı sayılan bir maddədir.

“3” V və ya PVC (Polyvinyl Chloride) - Tərkibində olan zərərli maddələri keçirdiyi üçün qidalarda qətiyyən istifadə olunmamalıdır.

“4” LDPE (Low-Density Polyethylene) - HDPE kimi bunlar da qidalarda istifadə oluna bilər.

“5” PP və ya PE (Poliethylen) - İçərisində qidaya keçe biləcək hər hansı zərərli maddə olmadığından bunlar ən etibarlı qəbul edilən plastik növüdür.

“6” PS (Polystyrene) - Hazır satılan toyuqlarda, isti içkilərdə, yemək servislərində, hətta bəzi cihazları zərbədən qorumaq üçün istifadə olunan kiçik köpüklərdən ibarət bu maddənin plastik olduğunu təəssüf ki, çoxumuz bilmirik. Bu maddə insan üçün kanserogen maddə sayılan Benzoldan hazırlanır.

“7” Digər - Bu (7) nömrə bəlli bir növə aid deyil. 6 növ xaricində digər plastiklərə (7) nömrəsi verilir. Bu plastiklərin tərkibində zərərli maddə ola da bilər, olmaya da bilər. Əgər bir plastikin üstündə 7 nömrəsi varsa və şüşə kimi sərt və parlaqsa, bu maddənin tərkibində böyük ehtimalla zərərli maddə var və etibarlı bir plastik deyildir.

Qeyd: Uzun müddət günəş işığı altında saxlanılan plastik qablar əriyərək içərisindəki qidaya zərərli maddələr keçirir.

50

Elektrostatik sahə katalizator kimi

Avstraliya və İspaniyadan olan bir qrup alim elektrostatik sahənin oksidləşmə-reduksiya baş verməyən reaksiyalarda, xüsusilə Dils-Alder reaksiyalarında katalizator rolunu oynaya biləcəyini göstərmişdirlər. Belə ki, Michelle Coote və onun komandası sadə karbon-karbon rabitələri əmələ gələn reaksiyaların sürətinin elektrostatik sahənin təsiri ilə artırıla bildiyini sübut yetiriblər. Bu araşdırma üzvi kimyaçılar üçün potensial olaraq yeni bir tədqiqat sahəsinə yol açmışdır.

Pomidor tullantılarından elektrik enerjisi istehsalı

Amerikada "South Dakota School of Mines & Technology"nin tədqiqatçıları pomidor tullantılarının mikrobiyal elektrokimyəvi hüceyrə vasitəsilə elektrik enerjisinə çevrilməsinə nail olmuşlar. Onların istifadə etdiyi qurğuda bakteriya zədələnmiş pomidorlarda üzvi maddələrin parçalanması və oksidləşməsi üçün istifadə olunur. Oksidləşmə prosesi nəticəsində ayrı-lan elektronlar yanacaq hüceyrəsi tərəfindən tutulur və bu sonradan elektrik enerjisi kimi istifadə edilə bilər. Baş tədqiqatçı Venkata Gadhamshetty bu yolla 10 mq pomidor tullantısından yalnız 0.3 W elektrik enerjisi əldə edilə biləcəyini qeyd etmişdir.

2nd INTERNATIONAL CONFERENCE ONNEW TRENDS IN CHEMISTRY

(2nd ICNTC 2016)CONFERENCE TOPICS

• Polymer Chemistry and Applications• Pharmaceutical Chemistry• Computational Chemistry

• Bio Chemistry• Physical Chemistry

• Analytical Chemistry• Inorganic Chemistry• Organic Chemistry• Material Chemistry

DEADLINESAbstract Submission Deadline (For Authors)

April 4, 2016Full Paper Submission Deadline (For Authors)

May 15, 2016Full Paper Review Deadline (For Reviewers)

May 30, 2016Revised Full Paper Submission Deadline (For Authors)

June 15, 2016Early Bird Registration Deadline

05 April 2016Registration Payment Deadline

14 April 2016

www.2016.allinoneconferences.org

Documents

Chemistry and Life 2