ENDÜSTRİDE VE CANLILARDA ENERJİ

FOSİL YAKITLAR

Fosil yakıtlar, canlı kalıntılarının milyonlarca yıldır toprak altında ayrışması sonucunda meydana gelen enerji kaynağıdır.  Petrol, kömür ve doğal gaz fosil yakıtlara  örnektir.

Kömür: Fosil yakıtların katılaşmış ve sıkıştırılmış halidir.

Petrol: Fosil yakıtların sıvılaşmış halidir. Petrolün işlenmesi sonucunda benzin, LPG, dizel, naftalin, boya, teflon, asfalt, plastik gibi çeşitli ürünler elde edilebilir.

Doğal gaz: Fosil yakıtların gaz haldeki türüdür.

KÖMÜR: Bitki ve hayvan fosillerinden oluşur. Bitki, havasız ortamda bakteriler tarafından parçalanır ve çürür. Böylece oksijen ve hidrojen ortamdan uzaklaşır ve maddenin karbon içeriği zamanla artar. Dönüşüm süresi ne kadar uzun olursa fosil bileşimi saf karbona o oranda yakın olur.

Turba: Henüz karbonlaşma sürecini tamamlamamış en genç kömürdür. Yüksek miktarda su ve safsızlık içerir.

Antrasit: Yüksek kalorili kömür türüdür. Oluşumu en uzun süren kömürdür. Doğada az bulunur ve pahalıdır.
Koku ve duman çıkarmaz, zor tutuşur, sert ve yoğundur, parmakta leke bırakmaz, kısa ve mavi renkli bir alevle yanar.
Antrasit, kimyasal reaksiyonlarda indirgeyici ve lokomotiflerde yakıt olarak kullanılır. Elektrik üretimi ve endüstride yaygın kullanılır.

Linyit: Oluşumunu henüz tamamlamamıştır. Yaklaşık 60 milyon yıl once oluşmaya başlamıştır.
Su ve bir çok yabancı madde içerir. CO2 ve CH4 salınımı ile taş kömürüne dönüşebilir.
Kahverengi kömür de denir. Isıl değeri düşük, nem ve kül miktarı fazladır. Türkiye’de en çok bulunan kömürdür.

Taş Kömürü: Yüksek kalorili bir kömürdür. Kömürleşme derecesi bakımından antrasit ve linyit arasında yer alır.
Maden kömürü olarak bilinir ve uçucu maddeler açısından zengindir. Kauçuk, madeni yağ, akaryakıt yağı, yapay reçine, naylon gibi maddelerin üretiminde hammadde olarak kullanılır. Zonguldak yöresinde çıkarılır.

Kömürün yanması sonucu atmosfere zararlı maddeler (toz, kükürt oksitler, azot oksitler, CO2, hidrokarbonlar ve aldehitler) salınır.

Petrol: Petrol sözcüğü Latince petra (taş) ve oleum (yağ) sözcüklerinden türetilmiştir. Çok koyu yeşil (siyaha yakın yeşil) renginde bir sıvıdır. Petrolün yoğunluğu 0,8–0,95 g/cm3 arasında değişir. Petrolü doğal mineral yağ olarak da kabul edebiliriz.

Petrolde hidrokarbon bileşiklerinin sonsuz sayıda karışımının yanı sıra çok daha düşük oranlarda ancak petrolün kimyasal yapısını etkileyecek düzeylerde azot, kükürt ve oksijen elementleride bulunur. Ham petrol çıkarıldığı coğrafyaya göre değişen bileşimlere sahiptir.

Petrolün Rafinasyonu

Tipik bir petrol bir karbonlu C₁ moleküllerden (CH4), kırk karbonlu C₄₀ moleküllere (C₄₀ H₈₂ ) kadar değişen yüzlerce farklı hidrokarbondan oluşur.

Ham Petrolden Elde Edilen Ürünler

• Benzin
• Motorin
• Gaz yağı (aydınlatma ve jet yakıtı)
• Petrol gazı (LPG)
• Fuel oil (gemi, santral, ısıtma)
• Makine yağları
• Asfalt
• Çeşitli kimyasallar
• Mum ve cilalar

Petrolün Bileşenleri

TEMİZ ENERJİ KAYNAKLARI

Genel formülleri C_n(H₂O)m şeklinde gösterilen karbon, hidrojen ve oksijen içeren organik bileşiklere karbonhidrat denir. Karbonhidratlar; monosakkarit, disakkarit ve polisakkarit olarak üçe ayrılır. Karbonhidratların en küçük birimi olan monosakkaritlere basit şeker adı verilir.

Birçok hücre oksijen yokluğunda veya oksijenin yetersizliğinde glikozu etil alkol ya da laktik aside kadar parçalayarak enerji elde eder. Bu olaya fermantasyon adı verilir.

etil alkol fermantasyonu
C₆H₁₂O₆ → 2C₂H₆OH + 2CO₂

etil alkolün oksijenle asetik asite dönüşümü
C₂H₆OH    →    CH₃OOH + H₂O
      Asetik asit   sirke
      bakterileri  (asetik asit)

Biyogaz, artık organik maddelerin, anaerobik fermantasyonu sonucu açığa çıkan renksiz, kokusuz, havadan hafif, havaya göre yoğunluk oranı 0,83 ve oktan sayısı 110 olan , parlak mavi bir alevle yanan gaz karışımıdır. Biyogaz üretiminin üç aşaması vardır:

1. Fermantasyon ve hidroliz.
2. Asedik asidin oluşumu.
3. Metan gazının oluşumu.

Biyogaz üretiminde üç temel sistem vardır:

1. Kesikli fermantasyon.
2. Beslemeli-kesikli fermantasyon.
3. Sürekli fermantasyon.

Diğer Enerji Kaynakları: Güneş, rüzgâr, dalga, jeotermal ve hidro elektrikenerji gibi temiz ve yenilenebilir enerji kaynaklarıdır.

HİDROKARBONLAR

• Yapısında sadece karbon (C) ve hidrojen (H) bulunduran organik bileşiklerdir.
• C elementi dört bağ yapabildiğinden sayısız organik bileşik vardır.

Hidrokarbonların Sınıflandırılması

ALKANLAR (C_nH_2n+2)

Parafinler

Karbon atomları arasında tekli bağ içeren doymuş hidrokarbonlardır.

SIKLOALKANLAR (C_nH_2n)

• Halkalı yapıya sahip doymuş hidrokarbonlardır.
• İlk üyesi 3 karbonlu siklopropandır.

ALKENLER (C_nH_2n)

Olefinler

• C atomları arasında çift bağ bulunan doymamış hidrokarbonlardır.
• İlk üyesi 2 karbonlu etendir.

ALKİNLER (C_nH_2n-2)

Asetilenler

• C atomları arasında üçlü bağ olan doymamış hidrokarbonlardır.
• İlk üyesi Etin (asetilen)dir.

Aromatik Hidrokarbonlar

Arenler

• Karbon atomları arasında sırası ile tekli ve ikili bağların art arda gelmesi ile oluşan halkalı yapılardır.
• En basit aromatik hidrokarbon benzendir.

• Benzen suda çözünmeyen organik bir sıvıdır.
• Aromatik bileşikler alken ve alkinlere göre daha kararlıdır.
• Alken ve alkinlerde hidrojen bağlanması arenlere göre daha kolaydır.