İçeriğe atla

ZSM-5

ZSM-5 kaplamasının elektron mikroskobu görüntüsü, İTÜ Kimya Mühendisliği Yüksek Lisans tezi, Kimya Yüksek Mühendisi Mesut DEMİR tarafından hazırlanmıştır.

Si/Al oranı 10-100 olan yüksek silika içeren zeolitler hidrofilik zeolitlerin termokimyasal modifikasyonu veya doğrudan sentez ile elde edilebilirler. Bu malzemeler hidrofobik ve organofilik yapıya sahip olup, gözenek büyüklükleri 0.4-0.8 nm civarıdır. Doğrudan sentezleme ile elde edilen yüksek silikalı zeolitlere örnek olarak Beta, ZSM-5, -11, -12, -21, -34, NU-1 zeolitleri verilebilir. Moleküler eleklere tipik örnekler olarak silikalit-1, silikalit-2 verilebilir. Silikalit ve Şekilde görülen ZSM-5 endüstriyel olarak sıkça kullanılmaktadırlar.

Düşük ve orta Si/Al oranına sahip zeolitler organik maddelerden suyu uzaklaştırmak amacıyla kullanılabilirken, hidrofobik yapıdaki yüksek Si/Al oranına sahip moleküler elekler organik maddeleri sudan uzaklaştırma amacıyla kullanılabilir.

Zeolitlerle kataliz endüstriyel olarak özellikle hidrokarbonların dönüşüm reaksiyonları ve aromatik hidrokarbonların alkillenmesi reaksiyonlarında sıkça kullanılmaktadır. Bu zeolitlerden endüstride en yaygın kullanılan ZSM-5’tir.

Bu zeolit ilk olarak Mobil Oil firması tarafından sentezi gerçekleştirilmiş olan yüksek alüminyum ve düşük silika içerikli bir türdür. Bu zeolitin yapısı düz ve sinüzoidal kanallardan oluşmaktadır. Zeolitin alüminyum içeren kısımları asidik özellik göstermektedir. Tetrahedral yapısını oluşturan Al3+ ve Si4+ iyonları çerçevede nötr yapı oluşabilmesi için net bir pozitif yüke ihtiyaç duyarlar. Bu pozitif yük H+ iyonu tarafından sağlandığında, bu durumda zeolitin asitliği son derece yüksek olmaktadır. ZSM-5’in reaksiyonlarında kataliz yeteneği bu asitlikten ileri gelmektedir. ZSM-5 katalizör olarak petrol endüstrisinde, hidrokarbon dönüşüm reaksiyonları için kullanılmaktadır. ZSM-5’in izomerizasyon reaksiyonlarında kullanımına örnek olarak, m-ksilen’in p-ksilene dönüşüm reaksiyonu verilebilir. Asidik özellikteki zeolit izomerizasyonu hızlandırmaktadır. Bunun için iki mekanizma söz konusudur. Birincisi, ürün molekül şekliyle ilgilidir. Normalde p-ksilen zeolit gözenekleri içine kolayca difüzlenebilecek şekle sahiptir ve m-ksilen ile kıyaslandığında bu özellik p-ksilen için bir farklılık teşkil eder. Dolayısıyla ksilenin ZSM-5 zeoliti ile katalitik reaksiyonu neticesinde p-ksilen’e dönüşüm daha fazla olmaktadır. İkinci mekanizma ise, p-ksilene dönüşüme sebep olan zeolit kanalları içindeki reaktif komponentlerin davranışlarıdır.

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Refrakter malzemeler</span>

Refrakter malzemeler, ateşe dayanıklı malzemeler olarak tanımlanır. Refrakter malzemeler 538 °C üzerindeki sıcaklıklarda uzun süre kullanılabilir. Başta endüstrinin temel izolasyon malzemesi olan ateş tuğlaları olmak üzere, camlar, mutfak eşyası gibi büyük bir malzeme grubunu oluşturur. Bunlar metalik malzemelerin pahalı olduğu veya kullanılmadığı yerlerde tercih edilir.

<span class="mw-page-title-main">Amino asit</span> Proteinlerin temel yapı taşı

Amino asitler, proteinleri oluşturan temel yapı taşlarıdır.

<span class="mw-page-title-main">Alken</span>

Alkenler yapılarında en az bir tane karbon-karbon (C=C) çift bağı içeren organik bileşiklerdir. Alkenlerin yapısında karbon-karbon çift bağı bulunduğundan ve bu karbonların yapabileceği en fazla hidrojenle bağ yapmamış olduğundan alkenler doymamış bileşikler kategorisine girerler. Alkenlerin yapısında sadece bir karbon-karbon çift bağının bulunması durumunda homolog seriler oluşturur. Bu homolog serilerin genel formülü CnH2n şeklindedir. Burada n-in en az 2 olma şartı vardır. Aşağıda en basit alken olan eten, yaygın ismiyle etilenin, çeşitli modellemelerle çizilmiş şekillerinin yanı sıra alkenlerin çeşitli şekillerdeki yazılış şekilleri de bulunmaktadır.

Hidroliz işlemi suyu oluşturan hidrojen ve oksijen elementlerinin birbirinden ayrılması ile sonuçlanan bir işlemdir. Bazı kaynaklarda hidroliz, moleküllerin su ilavesiyle daha fazla sayıda parçacık oluşturması olarak da geçer. Hidroliz, su ile bir kimyasal bağın parçalanmasıdır yani bir kimyasal reaksiyondur. Hidroliz genel olarak suyun nükleofil olduğu ikame(yer değiştirme reaksiyonu), eliminasyon(organik reaksiyon türü) ve solvasyon (çözme) reaksiyonları için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Organik kimya</span> karbon temelli bileşiklerin yapılarını, özelliklerini, tepkimelerini ve sentez yollarını inceleyen kimya dalı

Organik kimya, organik bileşiklerin ve organik maddelerin yani karbon atomlarını içeren çeşitli formlardaki maddelerin yapısını, özelliklerini ve reaksiyonların bilimsel çalışmasını içeren, kimyanın bir alt dalıdır. Yapının incelenmesi yapısal formüllerini belirler. Özelliklerin incelenmesi, fiziksel ve kimyasal özellikleri ve davranışlarını anlamak için kimyasal reaktivitenin değerlendirilmesidir. Organik reaksiyonların incelenmesi doğal ürünlerin, ilaçların ve polimerlerin kimyasal sentezini ve bireysel organik moleküllerin laboratuvarda ve teorik çalışma yoluyla incelenmesidir.

<span class="mw-page-title-main">Zeolit</span>

Zeolitler kristal yapıda hidrasyona uğramış aluminyum silikatlardır.

<span class="mw-page-title-main">Paul Sabatier</span> Fransız kimyager (1854 – 1941)

Paul Sabatier, Fransız kimyager.

Elektron taşıma sistemi veya elektron taşıma zinciri (İngilizce: Electron Transport System), NADH ve FADH2 gibi elektron taşıyıcılarının verdikleri elektronları ETS elemanlarında redoks tepkimelerine sokarak ATP üretimini sağlayan sistemin adıdır.Kristada bulunur.Kıvrımlı olan zar yüzeyinin genişlemesini saglar.Böylece enzimlerin etkinliklerinin artmasına olanak sağlar.Elektronlar, son elektron alıcısı oksijene varana kadar ETS elemanları boyunca taşınırlar ve enerji kaybederler. Elektronların verdiği enerji ETS elemanları tarafından protonların aktif taşınmasında kullanılır ve ETS elemanlarının üzerinde bulunduğu çift katlı fosfolipid zarının iki tarafında potansiyel fark oluşturulur. Bu potansiyel fark daha sonra ATP sentezi için kullanılır. Burada ATP sentezi H+ iyonlarının derişim farklılığına bağlı olarak dışarı pompalanır. Bu sırada ATP sentez enzimi aktifleşir ve ATP sentezlenir. ETS elemanları, ökaryotik hücrelerde mitokondri ve kloroplast organellerinde bulunur.

<span class="mw-page-title-main">Ayrışma (jeoloji)</span>

Ayrışma, çözünme veya günlenme, yerkabuğunu oluşturan kayaçların yüzey kısımlarında fiziksel ve kimyasal etkenlerle meydana gelen değişimlerdir. Bu etkenlerin yanında atmosferdeki gazlar, sıcaklık, su, organizmalar da ayrışmada etkilidir.

Organik asit asidik özellik gösteren organik bileşikler için kullanılan terim. En yaygın organik asitler asitliği karboksil grubu (–COOH) ile ilişkili olan karboksilik asitlerdir. Sülfonoik asitler ise karboksil asitlere oranla daha güçlü asitlerdir. Alkoller asit görevi görebilirler fakat genellikle çok zayıf bir asitlik mevcuttur. Asitin konjuge bazının bağıl kararlılığı onun asitliliğini belirler. Ayrıca başka gruplarda, tiyol, enol, fenol ve -SH grubu gibi,genelde az etkileri olsa da, asitliliği belirleyebilir. Biyolojik sistemlerde, bahsi geçen organik grupları içeren organik bileşikler genellikle organik asitlere tekabül eder.

<span class="mw-page-title-main">Fenoller</span> hidroksil grubun aromatik halkaya bağlı olduğu kimyasal bileşikler

Organik kimya'da, fenoller ya da fenolikler, hidroksil grubunun (- O H ) doğrudan bir aromatik hidrokarbon grubuna bağlı olduğu bir grup kimyasal bileşiklerdir. Sınıfın en basiti fenoldür, C6H5OH. Fenolik bileşikler, moleküldeki fenol ünitelerinin sayısına bağlı olarak basit fenoller veya polifenoller olarak sınıflandırılır.

Reaksiyon kinetiği olarak da bilinen kimyasal kinetik, kimyasal reaksiyonların hızlarını ve mekanizmalarını araştırmakla ilgilenen bir fiziksel kimya dalıdır. Bir sürecin gerçekleştiği yön ile ilgilenen ancak gerçekleşme hızları hakkında bir bilgi vermeyen termodinamik ile karıştırılmamalıdır. Kimyasal kinetik, deneysel koşulların kimyasal reaksiyonların hızı üzerine etkilerini, reaksiyon mekanizmaları ile geçiş hâllerinin verim bilgilerini ve kimyasal reaksiyonların karakteristiklerini tanımlayan matematiksel modellerin çıkarılmasını kapsayan bir bilim alanıdır.

<span class="mw-page-title-main">Yüksek performanslı sıvı kromatografisi</span>

Yüksek performanslı sıvı kromatografisi bir analitik kimya yöntemidir. Karışımlardaki bileşenlerin, ayrıştırılmasında, nitelik ve niceliklerinin belirlenmesinde kullanılan bir analiz tekniğidir. Bu teknikte pompalar ile pompalanan yüksek basincli sıvı faz aracılığıyla taşınan analitler, kromatografik kolona ulaşır. Kolona ulaşan analitler, kolon ile farklı şekillerde etkileşip, farklı zamanlarda detektöre ulaşırlar. Burada, kolon katı bir adsorbent maddeyle doludur ki bu maddenin özellikleri sayesinde kromatografik ayrışma gerçekleşir.

Katı hâl kimyası, bazen malzeme kimyası olarak da adlandırılır, katı faz malzemelerinin, özellikle, ancak sadece moleküler olmayan katıların sentezi, yapısı ve özelliklerinin incelenmesidir. Bu nedenle, katı hal fiziği, mineraloji, kristalografi, seramik, metalurji, termodinamik, malzeme bilimi ve elektronik ile yeni malzemelerin sentezine ve karakterizasyonuna odaklanan güçlü bir örtüşmeye sahiptir. Katılar, ana partiküllerinin düzenlenmesinde mevcut olan düzenin doğasına göre kristal veya amorf olarak sınıflandırmak mümkündür.

Adını Karl Ziegler ve Giulio Natta'dan alan bir Ziegler-Natta katalizi, 1-alkenlerin (alfa-olefinler) polimerlerinin sentezinde kullanılan bir katalizdür. Çözünürlükleriyle ayırt edilen iki geniş Ziegler-Natta katalizi sınıfı kullanılır:

<span class="mw-page-title-main">Enzim katalizi</span>

Enzim katalizi, biyolojik bir molekül olan "enzim" tarafından sağlanan, bir sürecin hızındaki artıştır. Enzimlerin çoğu proteindir ve bu tür işlemlerin çoğu kimyasal reaksiyonlardır. Enzim içinde, genellikle kataliz aktif bölge olarak adlandırılan lokalize bir bölgede gerçekleşir.

Biyosentez, substratların canlı organizmalarda daha karmaşık ürünlere dönüştürüldüğü çok aşamalı, enzim katalizli bir süreçtir. Biyosentezde basit bileşikler modifiye edilir, diğer bileşiklere dönüştürülür veya makromoleküller oluşturmak üzere birleştirilir. Bu süreç genellikle metabolik yollardan oluşur. Bu biyosentetik yollardan bazıları tek bir hücresel organel içinde yer alırken diğerleri birden fazla hücresel organel içinde yer alan enzimleri içerir. Bu biyosentetik yolların örnekleri arasında çift katlı lipit katmanının bileşenlerinin ve nükleotidlerin üretimi yer alır. Biyosentez genellikle anabolizma ile eş anlamlıdır ve bazı durumlarda birbirinin yerine kullanılır.

Nitrometan, bazen basitçe "nitro" olarak adlandırılan ve kimyasal formülü CH3NO2 olan bir organik bileşiktir. En basit organik nitro bileşiğidir. Ekstraksiyonlar, reaksiyon ortamı ve temizleme solventi gibi çeşitli endüstriyel uygulamalarda çözücü olarak yaygın bir şekilde kullanılan polar bir sıvıdır. Organik sentezde bir ara ürün olarak pestisit, patlayıcı, lif ve kaplama üretiminde yaygın olarak kullanılır. Nitrometan çeşitli Tap Fuel kalkış yarışı gibi motor sporlarında ve Radyo-kontrollü uçaklarda, tel kumanda kontrollü ve serbest uçuş model uçaklardaki minyatür içten yanmalı motorlarda yakıt katkı maddesi olarak kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">1,4-Dioksan</span>

1,4-Dioksan, eter olarak sınıflandırılan heterosiklik bir organik bileşiktir. Dietil etere benzer hafif tatlı bir kokuya sahip, erime noktası yüksek, renksiz bir sıvıdır. Diğer dioksan izomerlerine nadiren rastlandığı için bu bileşik genellikle sadece dioksan olarak adlandırılır.

Ulusal Bilimler Akademisi tarafından verilen Kimya Bilimleri Ödülü, bu alanda, en geniş anlamda doğa bilimlerinin daha iyi anlaşılmasına ve insanlığın yararına katkıda bulunan yenilikçi araştırmalara verilmektedir.