Eskişehir-Mihalıçcık kaolenlerinin elektrokinetik özellikleri

Abstract

Bu çalışmada, Eskişehir-Mihalıçcık ilçesi Ahırözü ve Üçbaşlı köylerindeki kil yataklarından temin edilen kaolen numuneleri karakterize edilerek, su içerisinde elektrokinetik özellikleri incelenmiştir. Bu kapsamda, her iki kaolen numunesinin de pH’ya, tek, çift ve üç değerlikli elektrolit türüne ve bu elektrolitlerin konsantrasyonuna bağlı olarak zeta potansiyel (ZP) ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ahırözü kaoleninin sıfır yük noktası ~pH 4,2 iken, Üçbaşlı kaoleninin sıfır yük noktası ~pH 3,2 olarak belirlenmiştir. Çalışılan 2-11 pH aralığında Üçbaşlı kaoleninin, Ahırözü kaolenine göre daha negatif yüke sahip olduğu belirlenmiştir. Bu farklılık kaolen numunelerinin mineralojik ve kimyasal bakımdan farklılığından kaynaklanmaktadır. Ancak her iki yörenin kaoleni de, farklı elektrolitler varlığında benzer yük davranışı sergilemiştir. NaCl ve KCl gibi tek değerlikli elektrolitler kaolenlerin zeta potansiyelini negatif yönde artırırken, bunun aksine iki (CaCl 2 ve MgCl 2 ) ve üç (Al(NO 3 ) ) değerlikli elektrolitler zeta potansiyeli (mutlak değer olarak) azaltmıştır. Kaolenlerin yüzey işaretinin negatiften pozitife dönüşebilmesi ise ancak Al(NO 3 ) 3 varlığında Al +3 3 gibi +3 değerlikli katyonların kaolen tabaka kenar yüzeylerine spesifik adsorplanmasıyla mümkün olabilmiştir.

In this study, two kaolin samples collected from clay deposits in the villages Ahırözü and Üçbaşlı of Mihalıçcık (Eskişehir) have been characterized and their electrokinetic properties in water were investigated. In this scope, zeta potential measurements have been performed to determine the effect of pH, mono-, di- and trivalent electrolyte type and concentrations of these electrolytes on the zeta potential of the two kaolin samples. Isoelectric point of Ahırözü kaolin was determined as ~pH 4.2, while that of Üçbaşlı kaolin was determined as ~pH 3.2. Üçbaşlı kaolin has a more negatively charged surface than Ahırözü kaolin in the pH range of 2-11. This difference probably results from the differences in their mineralogical and chemical contents. However, both of the two kaolin samples showed the similar surface charge behavior against mono-, di- and trivalent electrolytes. Monovalent electrolytes such as NaCl and KCl make the ZP of the kaolins more negative, whereas divalent (CaCl2 and MgCl2) and trivalent (Al(NO3)3 ) electrolytes decreases the ZP as its absolute value. Change in the surface sign of the kaolins from negative to the positive is only possible in the presence of trivalent electrolytes (Al-nitrate) due to specific adsorption of Al3+ cations on the edge surface of the kaolin layers.