Tiyonin bileşiğinin sıvı ortamlardaki moleküler agregasyonu
Molecular aggregation of thionine dye in aqueous solutions
Yazar: YAKUP ÖZDEMİR
Danışman: PROF. DR. YAVUZ ONGANER
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Amaç: Bu çalışmanın amacı,absorpsiyon ve floresans spektroskopi teknikleri kullanılarak sulu çözeltide sodyum polistiren sülfonat (PSS) ile tiyoninin agregat oluşumunu incelemektir. Deneysel parametreler boyar madde konsantrasyonu, sıcaklık ve farklı polielektrolit (PSS) konsantrasyonudur. Temel termodinamik parametrelerini belirlemek için boyar maddenin spektroskopik özellikleri kullanıldı. Ayrıca polielektrolit içeren sulu çözeltide probun H ve J tipi agregasyon oluşturup oluşturmadığı da incelendi. …
Yöntem: Boyar madde bileşiğinin etanol içerisinde stok çözeltisi (2x10-3 M tiyonin) hazırlandı. Sodyum polistiren sülfonat (PSS), deiyonize su ile 1,0 x 10 -2 M stok çözelti hazırlandı. PSS tüm deneyler için farklı konsantrasyonlarda (1,0x10-5- 1,0x10-3) kullanıldı. Agregasyonun gözlemlenmesi için 2,0x10-4 M tiyonin içeren sulu çözelti içerisinde çeşitli PSS konsantrasyonları hazırlandı ve absorpsiyon, floresans spektrumları alındı. Örneklerin absorpsiyon ve floresans spektrumları, dimerizasyon denge sabitleri, entalpi ve entropi değişikliklerinin belirlenmesi için Shimadzu UV-vis absorpsiyon ve RF 5301PC spektrofotometresinde farklı sıcaklıklarda (15 0C-55 0C) ölçüldü. 0,5 cm boyutundaki küvetler kullanıldı. …
Bulgular: Farklı konsantrasyonlarda tiyonin boyar maddesinin saf su içerisinde absorpsiyon ve floresans spektrumları alındı. Daha sonra 2,0x10-4 M tiyoninin farklı konsantrasyonlarda PSS ile etkileşimleri sağlanarak farklı sıcaklıklarda (15 0C ile 55 0C) absorpsiyon spektrumları alındı. Yapılan çalışmalar sonucunda H agregat, oblik yapılar gözlemlenirken J agregat gözlemlenememiştir. …
Sonuç: Tiyonin bileşiği sodyum polistiren sülfonat (PSS) ortamında H agregat oluşturmaktadır. Tiyonin için oluşan agregat, monomer yapıya göre absorpsiyon spektrumunda yaklaşık 42 nm mavi bölgeye kaydığı gözlendi. Tiyonin bileşiğinin PSS ortamında floresans kuantum verimlerinde önemli ölçüde düşme gözlendi. Bu sonuç, oluşan H agregatın floresans özellik göstermemesi ve dolayısıyla floresans kuantum verimlerinde azalma olması, moleküler eksiton teorisi ile açıklanabilir. …
Anahtar Kelimeler: H agregat, J agregat, tiyonin, absorpsiyon, floresans, spektroskopi

Abstract:
Purpose: The aim of this study was to examine the aggregate formation of thionine with sodium polystyrene sulfonate (PSS) in aqueous solution using absorption and fluorescence spectroscopy techniques. Experimental parameters are dye concentration,temperature and different polyelectrolyte (PSS) concentration. Spectroscopic properties of dye will be used to determine the basic thermodynamic parameters. It will also be examined whether the probe forms H-and J-type aggregation in the aqueous solution containing polyelectrolyte. …
Method: Dye samples will be prepared with stock solution (2,0x10-3 M thionine) in ethanol. sodium polystyrene sulfonate (PSS) was prepared 1,0 x 10 -2 M stock solution with deionized water.. PSS different concentration (1,0x10-5 - 1,0x10-3) will be used for all experiments. For the observation of dye aggregation,various concentrations of PSS will be prepared in aqueous solution containing 2, 0x10-4 M thionine, and absorption and fluorescence spectra will be taken. Absorption and fluorescence spectra of the samples, the dimerization equilibrium constant, enthalpy and entropy changes for the determination of sirasyla Shimadzu UV-Vis absorption and RF-5301PC spectrophotometer will be measured at different temperatures (15 °C - 55 °C). 0,5 cm long tubs will be used.
Finding: Absorption and fluorescence spectra of thionine dye in pure water were taken at different concentrations. Then, 2,0x10-4 M thionine interactions with PSS at different concentrations were achieved and absorption spectra were taken between different temperatures (15 0C to 55 0C). As a result of the studies, H aggregate oblique structures were observed, while J aggregate was not observed.
Results: Sodium polystyrene sulfonate (PSS) medium of the thionine compound consists of H aggregate. The aggregate formed for thionine was observed to have shifted to the blue region of about 42 nm in the absorption spectrum relative to the monomer structure. Significant reductions in fluorescence quantum yields have been observed in the PSS environment of the thionine compound. This result can be explained by the molecular exciton theory that the formed H aggregate does not exhibit fluorescence properties and therefore decreases in fluorescence quantum yields.
Keywords: H aggregate, J aggregate, thionine, absorption, fluorescence, spectroscopy