Katran nedir? Katranın özellikleri nelerdir ve katran nasıl elde edilir? Katran çeşitleri nelerdir, katran kullanım alanları hakkında bilgi.
Katran
Çeşitli kömürlerin kuru damıtılması ile elde edilen bir üründür. Koyu siyah renkte, fena kokuludur. Kömürün kuru ısıtılmasında 250° den sonra katran ayrılmaya başlar. Bu işlem, biri yüksek, biri alçak sıcaklıkta olmak üzere, iki şekilde yapılır.
Yüksek sıcaklıkta yapılan damıtma 700° den yukarıda olur. Alçak sıcaklıktaki 500° de biter. Bu iki şekilde elde edilen katranların özellikleri aynı değildir. Yüksek sıcaklıkta elde edilen katranın içinde organik kimyada «aromatik bileşikler» denilen bileşikler bulunurken, alçak sıcaklıkta elde edilende organik kimyanın «alifatik» sınıfına ait bileşikler bulunur.
Yüksek sıcaklıkta elde edilen katran siyah renkli, özel kokulu, koyu bir sıvıdır. Özgül ağırlığı 1,1 – 1,2 arasındadır. İçindeki çeşitli bileşiklerin oranları tam ve kesin olarak gösterilemez. Bu oranlar kömürün cinsine, damıtma sıcaklığına, fırınların cinsine göre değişir. İçinde bulunan çeşitli bileşikler şunlardır: Su, hafif yağlar, anilin, çözücü benzeni, kreozot, ham naftalin, antrasen yağı, saf antrasen, zift, serbest karbon.
Bu katran eskiden tahtaların korunmasında, dam mukavvalarında, ısıtma yağı olarak kullanılırdı. Bugün katran çeşitli usullerle damıtılarak, içinde karışım halinde bulunan, ya da olay sırasında meydana gelen bileşikler elde edilir.
Katran bileşiklerinden elde edilen hafif yağların en önemlisi «benzen» dir. Bu maddeden «anilin» denilen boyalar, acıbadem yağı, «trotil» (TNT) denilen patlayıcı madde yapılır. Orta yağlardan en önemlisi naftalindir. Naftalin, böcek öldürücü olarak kullanıldığı gibi birçok boyalarda da işe yarar. Ağır yağların başında fenoller gelir. «Antrasen yağı» ndan da, boya yapımında kullanılan «antrasen antrakinos» çıkarılır.
Katranın damıtılmasında en son kalıntı zifttir. Ham katranda % 50-60 oranında bulunur. Siyah, ya kıvamlı, ya da cam gibi sert bir cisimdir. Zift yol yapımında asfalt yerine kullanılabilir. Bundan başka, çelik endüstrisinde bazı konverterler içine astar yapıştırmada, yalıtkan vernik, demir lâkaları, dam mukavvaları, kauçuk eşya yapımında kullanılır.
Taşkömür alçak sıcaklıkta damıtılırsa elde edilen katran yüksek sıcaklıkta damıtılandan başka bileşimdedir. İçindeki çeşitli bileşiklerin oranı kömürün cinsine göre değişir. İçinde koyu esmer renkte ince tabaka halinde kırmızı, parafin kristalleri bulunur. Özgül ağırlığı 0,95- 1,06 dır. Böyle bir katranın içinde bileşikler yaklaşık olarak şunlardır: Hafif yağlar, viskoz yağlar, parafin (katı), fenol ve asitler, reçine ve zift.
Bu katrandan hidrojenasyon ile suni benzin yapılır. Bir kısmı da dizel yakıtı olarak kullanılır. Parafin yağlarından makine yağı yapılır. Aşağıdaki cetvel 100 ton hafif yağ ve katrandan elde edilen ürünleri göstermektedir :
- Oto benzini – 8 ton
- Dizel yağı – 45 ton
- Makine Yağı – 8 ton
- Parafin – 13 ton
- Gaz yağı – 16 ton
- Zift – 10 ton
Katran Çeşitleri
Kömür Katranı:
Siyah, naftalin kokulu, keskin ve yakıcı tadı olan yan katı bir bileşiktir. Maden kömürğünün ayrıştırıcı distilasyonu (damıtma) ile elde edilirler. Patlayıcıdır. Eterde, benzende, karbondisülfürde ve kloroformda iyi; alkolde, asetonda yarı yarıya; suda ise yavaş yavaş çözünür. Kömür katranı; alkali, asit ve çözücülerle iyileştirilerek damıtılır ve yaklaşık 200 değişik maddeye ayrılır. Bunlardan bazıları şunlardır: 1) 200°C’nin üzerinde hafif yağlar; benzen, toluen, ksilen, kümen, kumaron, inden. 2) 200-250 °C’de orta yağlar. 3) 250-300 °C’de ağır yağlar; naftalin, esanaften, metilnaftalin, fluor, fenol, piridin, krezol, pikolin. 4) Antrasen, kabazol, kuinolim. 5) Zift. Bu maddelerin katran içerisindeki oranlan ise şu şekildedir: 1. % 5 hafif yağlar; 2. % 17 orta yağlar; 3. % 7 ağır yağlar, 4. % 9 antrasen yağı; 5. % 62 zift. Solunumda zehirleyici bir etkisi vardır. Gaz halde havadaki toleransı 0.2 mg/ m3’tür. Plastik eşyalarda, çözücülerde, ilaçlarda, boyalarda hammadde olarak kullanılır. Ayrıca; yol kaplamalarında, çatıcılıkta, boruların döşenmesinde yalıtım maddesi olarak uygulanır.
Ağaç (Çam) Katranı:
Yapışkan, viskoz, koyu kahve-silah renkte, kuvvetli kokulu ve keskin tatlı yarı sıvı madde. İnce tabakaları yarı saydamdır. Özgül ağırlığı 1.03-1.07; kaynama noktası 240-400°C; buharının yanma sıcaklığı 54.4°C’dir. Düşük bir zehirleyici etkisi vardır ve patlayıcıdır. Alkolde, asetonda ve sodyum hidroksitle iyi; suda yavaş yavaş çözünür. Yapısında kompleks fenoller, tiner, reçine, toluen, kesilen ve öteki hidrokarbonlar bulunur. Ortalama göre yamalığı olabilir, kendiliğinden ısınabilir. Boya ve cilalarda; maden cevherlerinin (çinko ve kurşun) yüzdürülerek ayrılmasında; plastik ve kauçuk işlemlerinde yumuşatıcı olarak, çatı malzemelerinde, öksürük şuruplarında ve asfalt karışımlarında kullanılır.
Pekştayn (Katran taşı)
Pekştayn, katrantaşı olarak da bilinir, reçine parlaklığında, benekli, çizgili ya da tek renkli (kahverengi, kırmızı, yeşil, gri ya da siyah), kavkımsı yarılmalı doğal camdır. Lav ya da magmaların hızla soğuması sonucunda oluşur.
Pekştaynların çoğu dayk ya da daykların son oluşum evresi olarak bulunur, bu nedenle de porfirik yapılılar içinde değerlendirilebilir. Pekştayn porfirleri (vitrofir), camsı bir gövdeye gömülü kuvars, alkali feldispat, plajiyoklaz, piroksen ya da hornblend fenokristallerinden (iri kristaller) oluşur. Pekştayndaki dalgalı çizgiler ve kristal zincirleri malzemenin oluşum sırasında akışkan halde bulunduğuna işaret eder. Pekştayn dayklarındaki akış çizgileri ve katmanları dayk duvarlarına paralel olarak uzanır.
Bir riyolit türü olan pekştaynın kimyasal bileşimi, kırılma indisi ve özgül ağırlığı, obsidiyeninkilere benzer, ama daha mat görünümlüdür. İnce kenarları obsidiyeninki gibi yarı saydamdır; daha mat olması ise bol miktarda kristalit içermesine bağlanır. Ağırlığının yüzde 4-10’u arasında su içermesinden ötürü tüm camsı kayaçlar arasında su bakımından en zengin olan kayaçtır; pekştayn bu suyun çoğunu denizden ya da içinde bulunduğu nemli tortullardan soğurur. Lav ve magmaların bir bölümü camsı malzeme, bir bölümü de kristaller halinde katılaşır; kristalleşmekte olan bölümlerden sızan sular malzemenin içinde sıkışabilir ya da camsı bölümlere geçerek pekştayn oluşumuna yol açabilir. Kararsız bir yapıda olan pekştaynın çok ince taneli kristalin agregalar haline dönüşmesi, obsidiyenin cam özelliğini kaybetme (devitrifikasyon) sürecine benzer.
