ALKOLMETRE NASIL ÇALIŞIR

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