Altın ve gümüş elementlerinin dağıtıcı sıvı-sıvı mikroekstraksiyon sonrası yarıklı kuvars tüp alevli atomik absorpsiyon spektrometresi ile eser seviyelerde tayinleri
Determination of trace amount of gold and silver by slotted quartz tube-flame atomic absorption spectrometry after dispersive liquid-liquid microextraction
Yazar: DUYGU TERZİOĞLU
Danışman: PROF. DR. SEZGİN BAKIRDERE
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Altın = Gold ; Gümüş = Silver

Özet:
Endüstride sıklıkla kullanılmakta olan ağır metaller, çevreye yayılarak canlıların hayatına dahil olmaktadır. Bu metallerin bir kısmının eser seviyelerde dahi bulunmasının, sağlık açısından tehlikeli etkiler yarattığı bilinmektedir. Bu nedenle, birçok elemenin özellikle gıda ve çevre örneklerinde eser seviyelerde tayinleri hayati önem taşımaktadır. Ağır metallerin tayininde kullanılan sistemlerden biri olan Alevli Atomik Absorpsiyon Spektrofotometresi (AAAS) cihazının tayin limitleri kısıtlı olmasına karşın; ekonomik, basit ve sağlam bir yöntem olması sebebiyle bu cihaz, metal tayinlerinde en çok tercih edilen analitik yöntemdir. Bu cihazdaki sisleştirici veriminin düşük olması sistemin en zayıf noktası olup yüksek tayin limitlerinin de başlıca nedenidir. Bununla birlikte; gerçek örneklerin karmaşık bileşen yapısı da yöntemin duyarlılığını ve doğruluğunu olumsuz yönde etkileyen bir başka sebeptir.
Bu çalışma kapsamında, korozyon direnci, katalitik özellikleri ve düşük empedans özellikleri nedeniyle takı, elektronik ve elektrokaplama gibi çeşitli uygulamalarda kullanılan dünyadaki en nadir metallerden biri olan altının ve fiziksel/kimyasal özellikleri ile altınla benzerlik gösteren gümüşün geri kazanım banyolarında eser seviyelerde tayinleri için düşük maliyetli, hassas, yüksek doğruluk ve duyarlılığa sahip analitik yöntemler geliştirilmesi amaçlanmıştır.
Bu kapsamda, geri kazanım banyolarında bulunan altın ve gümüş, Dağıtıcı Sıvı-Sıvı Mikroekstraksiyon (DSSME) tekniği kullanılarak önderiştirilmiş ve Yarıklı Kuvars Tüp (YKT) entegre edilmiş AAAS sisteminde yüksek duyarlılıkta tayin edilmiştir. Analitik yöntem geliştirilirken DSSME tekniğinin ve YKT-AAAS sisteminin bütün değişken parametreleri optimize edilmiştir. Dağıtıcı ve ekstraksiyon çözücüleri, tuz etkisi ve karıştırma periyodunun türleri ve miktarları, altın dietilditiokarbamat ve gümüş ditizon komplekslerinin ekstraksiyon verimini arttırmak için optimize edilmiştir. Yöntemin analitik performansının belirlenmesinde, gözlenebilme limiti (GL), tayin limiti (TL), yüzde geri kazanım (%GK), doğrusal aralık ve doğruluk kriterleri değerlendirilmiştir.
Altın için DSSME-YKT-AAAS yöntemi ile GL ve TL değerleri sırasıyla 1.70 µg/L ve 5.67 µg/L olarak hesaplanmış ve geleneksel AAAS'ye göre tayin gücünde 209.2 kat iyileştirme sağlanmıştır. Elektrokaplama banyosundan elde edilen su numuneleri üzerine farklı derişimlerde standart katma yapılarak gerçekleştirilen geri kazanım çalışmaları, yöntemin doğruluğunu ve kaplama banyosu çözeltisine uygulanabilirliğini kanıtlamıştır.
DSSME yöntemi ile birleştirilmiş YKT-AAAS sisteminde yapılan gümüş tayininde ise GL ve TL değerleri sırasıyla 0.60 µg/L ve 2.00 µg/L olarak hesaplanmıştır. DSSME-YKT-AAAS yöntemi ile AAAS sisteminin analitik performansı karşılaştırıldığında DSSME-YKT-AAAS'nin tayin gücünün 98.7 kat iyileştirildiği görülmüştür. Ayrıca yöntem gerçek örnekler üzerinde uygulanmış ve elde edilen %100'e yakın geri kazanım sonuçları ile matriks etkisinin olmadığı ve yöntem yüksek doğruluk ve duyarlılıkta uygulanabilir olduğu görülmüştür.

Abstract:
Heavy metals, which are frequently used in many industries spread to the environment and end up in the lives of human beings. Even at trace levels, some of these metals are known to cause severe health hazards. Therefore, the determination of many elements at trace levels in food and environment samples is of vital importance. Although Flame Atomic Absorption Spectrophotometry (FAAS) is hindered by its detection limit, it is one of the most preferred analytical methods in the metal determination because it is an economical, simple and robust method. The low efficiency of the nebulizer unit is the weakest part of the system and so, the main reason for the high detection limits. In addition, the complexity of real samples is another cause that negatively affects the sensitivity and accuracy of the method.
Due to its corrosion resistance, catalytic properties and low impedance properties, gold, which is one of the rarest metals in the world, is used in various applications such as jewelry, electronics and electroplating. Silver is another precious metal and it is similar to gold in terms of physical and chemical properties. The aim of this study was to develop a simple and economical, yet highly accurate and sensitive analytical methods for the determination of gold and silver in recovery baths at trace levels.
In the scope of the study, Dispersive Liquid-Liquid Microextraction (DLLME) technique was used to preconcentrate gold and silver from recovery bath samples for high sensitivity determination using a Slotted Quartz Tube (SQT) integrated Flame Atomic Absorption Spectrophotometer (FAAS). In developing the analytical method, all the variant parameters of the DLLME technique and the SQT-FAAS system were optimized. The types and amounts of dispersive and extraction solvents, salt effect and mixing period were optimized to increase the extraction efficiency of the gold diethyldithiocarbamate complex and silver dithizone complex. The analytical performance of the methods were evaluated based on limit of detection (LOD), limit of quantification (LOQ), percent recovery, linearity and accuracy criteria.
The LOD and LOQ of the DLLME-SQT-FAAS system for gold were calculated as 1.70 µg/L and 5.67 µg/L, respectively, and the detection power increased by 209.2 folds according to the conventional FAAS system's LOD. Recovery studies on water samples obtained from an electroplating bath, spiked at different concentrations produced satisfactory results which verified the accuracy of the method and its applicability to the coating bath solution.
The LOD and LOQ values calculated for silver using the combination of DLLME and SQT-FAAS were 0.60 µg/L and 2.00 µg/L, respectively. In comparison to the FAAS system, the analytical performance of the DLLME-SQT-FAAS method recorded 98.7 folds enhancement in detection power. In addition, the method was applied to real samples and close to 100% recovery results established that there was no matrix effect and the method was applicable to real samples with high accuracy and precision.