Alkollü araç kullanımı, dünyada da Türkiye’de de trafik kazalarına yol açan nedenlerin başında gelmektedir. Yasal olarak sürücülere tanınan bir alkol tüketim limiti bulunmaktadır. Belirlenen limite uygunluğun anlaşılması için kan ya da idrar tahlili yoluyla ne kadar alkol alındığı saptanabilmektedir. Ancak durumun hızlı tespiti için kullanılan daha pratik cihaza alkolmetre denir. Bu cihaz, trafiğin güvenliğinin sağlanması ve uygunsuz durumların daha hızlı saptanabilmesi için çok önemlidir.
Bu nedenlerle, ilk kez 1940’larda Amerika’da bulunup trafik polislerince kullanılmaya başlanan alkol ölçer aletler 1954’lerde daha da geliştirilmiştir. Günümüzde ise tüm dünyada yaygın biçimde kullanılmaktadır.
Alkol Testinin İlkeleri
Alkolün ağız, gırtlak, mide ve bağırsaklar yoluyla emilerek kana karışıyor olması, kişinin tükettiği alkol miktarının nefesinden anlaşılmasını mümkün kılmaktadır. Alkol, emilimin hemen ardından hazmedilmez ve kanda kimyasal olarak değişmeden dolaşır. Bu nedenle de uçucu olan alkol kan dolaşımı yoluyla akciğerlere geldiğinde bir kısmı akciğerin hava torbacıklarının zarlarından (alveol) geçerek havaya karışır. Alveolün havası içindeki alkol yoğunluğu, kandaki alkol yoğunluğuyla orantılıdır. Alveol havası üflendiğinde de nefesteki alkol, alkolmetre ile ölçülebilir hale gelir. Nefes alkolünün kan alkolüne oranı 2.100:1 olarak saptanmış, yani 2100 mililitre alveol havası, 1 mililitre kan ile aynı alkol oranını taşıyor. Bir insanın nefesindeki alkol yoğunluğu (NAY) olarak adlandırılır. Türkiye’de sürücüler için yasal NAY limiti 0.5 promildir. Promil hesabı yapılırken kanın hacmi, alkolün ise ağırlığı dikkate alınarak bir orantı kurulur. Yani 0.5 promil; 100 mililitre kanda, 50 miligram alkol bulunduğunu belirtir.
Alkolmetre Tipleri
Nefesteki alkolü ölçen ve her biri farklı ilkelerle çalışan üç tip alkolmetre bulunmaktadır:
- Nefes ölçer – Bu aygıt alkol ile kimyasal reaksiyon oluşması ve bunun da renk değişimine yol açması ilkesi ile çalışır.
- Zehir ölçer – Bu aygıt kızılötesi spektroskopi ile alkol saptar.
- Alkosensör III veya IV – Alkolün bir yakıt pili (fuel cell) içinde yaptığı kimyasal tepkimeyi saptar.
Hangisi olursa olsun, bu aygıtların, içine hava üflenen bir ağız parçası, ve üflenen havanın gittiği bir örnek odası bulunur. Gerisi aygıtın tipine göre farklılık göstermektedir.
Nefes Ölçerin Çalışma Sistemi
Nefes ölçer aygıtının, şüphelinin nefesini örnekleyecek bir sistemi, kimyasal tepkime karışımını barındıracak iki cam şişesi, ve kimyasal tepkime ile ilgili renk değişimini ölçecek göstergesi olan bir fotosel sistemi bulunur.
Şüpheli aygıtın içine doğru üfler. Nefes örneği birinci şişe içindeki sülfürik asit, potasyum dikromat, gümüş nitrat ve sudan oluşan bir karışımın içine hava kabarcıkları oluşturarak girer. Ölçümün temel ilkesi aşağıdaki kimyasal tepkime üzerine kurulu:
Sülfürik asit alkolü havadan ayrıştırıp bir sıvı karışımın içine verir. Alkol potasyum dikromat ile reaksiyona girerek krom sülfat, potasyum sülfat, asetik asit ve su üretir. Gümüş nitrat, reaksiyona katılmadan reaksiyonun çabuklaşması için kullanılan bir katalizör. Sülfürik asitse alkolü havadan ayrıştırmasının yanı sıra, bu reaksiyon için gerekli asit koşulunu sağlar. Alkol ile reaksiyona giren kırmızıya çalan turuncu renkli dikromat iyonu, bu reaksiyon sırasında yeşil krom iyonu rengine dönüşür. Renk değişiminin derecesi, üflenen havanın içerdiği alkolün yoğunluğu ile orantılıdır. Üflenen havadaki alkol oranını ölçmek içinse, birinci şişedeki reaksiyona girmiş karışım, ikinci şişede bulunan reaksiyona girmemiş karışımla fotosel sistemi içinde karşılaştırılır. Elektrik akımı üreten fotosel sistemi metre üzerindeki bir ibrenin durağan konumundan oynamasına neden olur. Aygıtı işleten görevli, bir düğme yardımıyla ibrenin eski durağan konumuna gelmesini sağlayarak, alkol miktarını okur. Görevli düğmeyi durağan konuma döndürmek için ne kadar çok çeviriyorsa, alınmış olan alkol oranının da o derece yüksek olduğu anlaşılır.
Alkolün Kimyası
Alkollü içkilerde bulunan etil alkoldür ve kimyasal olarak göstermek gerekirse şöyle okunabilir:
C karbon, H hidrojen, O ise Oksijeni simgelerken her bir tire ise atomlar arasındaki kimyasal bağı göstermektedir. Karışıklık olmasın diye karbon atomunun soluna doğru olan üç hidrojen atomunun bağları gösterilmemiş.
Alkolü yapan, moleküldeki OH (O – H) grubudur. Bu molekülde dört tip bağ bulunur:
- Karbon-karbon (C-C)
- Karbon – Hidrojen (C – H)
- Karbon – Oksijen (C – O)
- Oksijen – Hidrojen (O – H)
Atomlar arasındaki kimyasal bağlar, paylaşılmış elektron çiftleridir. Kimyasal bağlar yaya benzer; eğilip, uzayabilirler. Bu özellikler, bir örnek içinde etanolün kızılötesi (KÖ) spektroskopi tarafından saptanabilmesi için önemlidir.
Zehir Ölçerin Çalışma Sistemi
Bu alet, kızılötesi (KÖ) spektroskopi kullanarak, kızıl ötesi ışığı emme biçimine göre molekülleri saptar. Moleküller sürekli titreşim halindeler ve bu titreşim, moleküller kızılötesi ışığı emince değişir. Titreşimdeki değişiklik, çeşitli bağların eğilmesi ve esnemesi şeklinde olmktadır. Bir molekül içindeki her bir bağ tipi, kızılötesi ışığı farklı dalga boylarında emer. Dolayısıyla bir örnek içinde etanolü saptamak için, etanoldeki bağların (C-O, O-H, C-H, C-C) dalga boylarına bakmak ve kızılötesi ışığın emilimini ölçmek gerekir. Emilmiş dalga- boyları etanolün saptanmasında rol oynar ve kızılötesi emilimin miktarı da bize ne kadar etanol olduğunu gösterir.
►Bir lamba geniş bant (çoklu dalga boyu) KÖ ışını üretir.
►Geniş bant KÖ ışını örnek odasından geçerek bir mercek tarafından dönmekte olan filtre tekerine odaklanır.
►Filtre teker, etanoldeki bağların dalga boylarına özel kısabant filtreler içerir.
►Her bir filtreden geçen ışık fotosel tarafından saptanıp elektrik atısına dönüştürülür.
►Elektrik atisi mikroişlemciye iletilir ve bu mikro işlemci atıları değerlendirip KÖ ışığın emilimine göre NAY’ hesap eder. (nefesteki alkol yoğunluğu)
Alkosensör ya da Yakıt Pilli Detektörlerin Çalışma Sistemi
Bir gün arabalarımızda hatta evlerimizde kullanmaya başlayacağımız yakıt pili teknolojisi nefesten alkol saptayan detektörlere uygulanmış. Alkosensör III ve IV yakıt pili kullanır.
Yakıt pilinde, iki platin elektrot ve bunların arasına sandviç gibi yerleştirilmiş delikli asit elektrolit malzemesi bulunur. Şüpheli kişinin üflediği hava yakıt pilinin bir yanından geçerken, eğer mevcutsa havadaki alkolü okside ederek asetik asit, protonlar ve elektronlar üretir.
Alkolün Okside Olması
Etanoldaki sağ karbonun içinden hidrojenleri oksijen varlığında çıkarıp atarsanız, sirkenin ana maddesi olan asetik asit elde edersiniz. Asetik asidin molekül yapısı ise şöyledir:
C karbon, H Hidrojen ve O de oksijeni simgelemektedir. Tireler atomlar arasındaki tekli kimyasal bağı, ll çizgisi ise atomlar arası çift bağı gösterir. Etanol okside olarak asetik aside dönüştüğünde, aynı zamanda iki proton ve iki elektron da üretilmiş olur.
Elektronlar, platin elektrottan bir tel boyunca akarlar. Tel bir ucundan bir elektrik akım saatine diğer ucundan ise platin elektrota bağlı. Protonlar yakıt pilinin alt bölümünde hareket ederek oksijen ve diğer yandaki elektronlarla birleşip su oluşturur. Ne kadar çok alkol okside olursa, elektrik akımı da o kadar çoğalır. Bir mikroişlemci bu elektrik akımını ölçerek NAY’ı hesaplar. Ne çeşit olursa olsun, nefesten alkol ölçen aletleri kullanacak personelin çok iyi eğitilmiş olması gerekiyor. Çünkü bu aletlerden elde edilen sonuçlar çoğu kez mahkemelerde kanıt olarak kullanılabilmektedir.
KAYNAK:
Bilim ve Teknik /Türkan Yöney
http://www.trafik.gov.tr/Sayfalar/AlkolluAracKul.aspx