Alevli atomik absorpsiyon spektrofotometri ile kurşun tayini ön zenginleştirilmesi ve ayrılmasında modifiye silikajelin kullanımı
The usage of modified silicagel for lead determination, preconcentration and separation by flame atomic absorption spectrometry
Yazar: CANAN EKİNCİ DOĞAN
Danışman: PROF. DR. GÖKSEL AKÇİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2007
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Kurşun zehirli olduğu bilinen bir ağır metaldir. Ancak çevre, biyolojik, yiyecek ve jeolojik örneklerinde bulunan kurşun miktarı, atomik absorpsiyon spektrofotometrisi (AAS) gibi tekniklerin tayin limitlerinin altında olmasından dolayı çok zordur. Bu tayinlerin yapılabilmesi için kurşunun çeşitli ön zenginleştirme metotları ile zenginleştirilmesi gerekir.Bu çalışmada kurşunun zenginleştirilmesi ve ayrılması için silikajel katı desteği, fonksiyonel grup içeren tiyobarbitürük asit (L1), 5-amino-1,3,4-tiyadazol-2-tiyol (L2), kromotropik asitin sodyum tuzu (L4), tiyosalisilik asit (L5) ve o,o'-dietilditiyofosfat (L6) gibi ligandlar ile homojen yolla modifiye edilmiştir. Modifiye edilen sorbentlerin (P1, P2S, P4, P5 ve P6) karakterizasyonu için FT-IR, 13C CPMAS NMR, 29Si NMR ve o,o'-dietilditiyofosfat bağlı silikajel için 31P NMR'ı, elementel analizleri, XPS ile yüzey analizleri ve TGA-DTA ile ısı geçişleri analizleri kullanılmıştır. Ayrıca sentezlenen sorbentlerin BET ile yüzey alanları belirlenmiştir. Tüm tekniklerle sentezlerin yapılabildiği görülmüştür. İnorganik kurşun tayinleri AAS ile organik kurşun türleri de GC-MS'de SIM metodu ile çalışılmıştır.İnorganik kurşunun, Pb(II), sorpsiyonu için Batch (kesikli) yöntemi ile en uygun koşullar; pH, temas süresi, sorbent miktarı, kurşun(II) konsantrasyonu, çözelti hacmi belirlenmiş ve ayrıca desorpsiyon işlemlerinde geri kazanım çözeltisinin cinsi, miktarı ve konsantrasyonu bulunmuştur. Tüm sorbentler için sorpsiyon kapasiteleri belirlenmiş ve önzenginleştirme faktörleri hesaplanmıştır. Tüm sorbentler için en uygun pH 5,8, temas süresi 30 dakika ve sorbent miktarı da 0,1 g olarak bulunmuştur. Geri kazanma çözeltileri olarak P1, P2 ve P4 için EDTA çözeltisi, P5 için HNO3 çözeltisi ve P6 için de HCl çözeltisi kullanılmıştır. Kurşunun zenginleştirilmesinde kullanılan sorbentlerin önzenginleştirme faktörleri 15 ile 150 arasında bulunmuştur. Ayrıca sorbentlerin kapasite sonuçları ortalama 46 ile 72 ?mol Pb(II)/g sorbent olarak bulunmuştur.Sentezlenen sorbentler vişne suyuna eklenen Pb(II)'nin tayininde kullanılmış ve sadece P5 sorbentinin eklenen Pb(II)'nin tamamını sorpladığı gözlenmiştir. Ayrıca sorbentler ile yabancı iyonların ortamında kurşun tayin edilmiştir. Sadece, P5 sorbenti kurşun(II)'ye seçicilik göstermiştir. Organik kurşun türleri için ise P4 numaralı sorbent performans göstermiştir. P5 sorbenti için tanınma sınırı 3,69 ?gL-1, tayin sınırı da 12,29 ?gL-1 olarak bulunmuştur.Anahtar Kelimeler: Modifiye silikajel, Kurşun, Tiyobarbitürük asit, 5-Amino-1,3,4-tiyadazol-2-tiyol, Kromotropik asit, Tiyosalisik asit, o,o'-Dietilditiyofosfat, A-AAS, GC-MS1

Abstract:
Lead is recognized worldwide as a poisonous metal. Thus the determination of this element is often required in environmental, biological, food and geological samples. However, these analyses are difficult because such samples contain relatively low concentrations of which fall below the detection limit of conventional analytical techniques such as atomic absorption spectrometry (AAS). Therefore, lead should be preconcentrated to with some preconcentration methods.In this study, silicagel was modified according to homogeneous route with ligand including functional groups such as thiobarbituric acid (L1), 5-amino-1, 3, 4-thiadiazole-2-thiol (L2), chromotropic acid (L4), thiosalicylic acid (L5) and o, o?-diethyldithiophosphate (L6). Modified silicagel sorbents (P1, P2s, P4, P5 and P6) was characterized by FT-IR, 13C CPMAS NMR, 29Si -NMR and 31P-NMR for O, O?-diethyldithiophosphate modified silicagel, elemental analysis, surface analysis by XPS and heat transfer analysis with TGA-DTA. Moreover, surface area was determined by BET analysis for modified silicagel sorbents. All techniques were shown that ligands were bound to silicagel. Inorganic lead determinations were made by AAS and organic lead species (tetreethyllead and tetramethyllead) was made by Gas chromatography- Mass Spectrometer (GC-MS) with SIM method.Optimum conditions for Pb (II) sorption parameters such as pH, contact time, amount of the sorbent, Pb (II) concentration and solution volume and for Pb (II) desorption parameters like eluent solution, its amount and concentration was determined by FAAS. For all sorbents, sorption capacities were obtained and enrichment factors were calculated. Optimum pH, contact time and sorbent amount was found as 5, 8, 30 minute and 0, 1 g, respectively, Eluent solution was chosen as a solution of EDTA for P1, P2S and P4, HNO3 for P5 and HCl for P6. Lead preconcentration factors of sorbents were found between 15 and 150. Also, sorbent capacities were obtained as an average 46 and 72 ?mol Pb (II)/g sorbent.Synthesized sorbents were used sour cherry juice spiked Pb (II) determination and it was observed that only P5 sorbent completely sorbed to Pb (II). Also, lead in foreign ions was sorbed by sorbents and only P5 sorbent showed selectivity to Pb (II) ions. P4 sorbents showed affinity to tetraethyllead and tetramethylead species. Limit of detection and limit of quantification were found as 3,69 ?gL-1 and 12,29 ?gL-1, respectively, for P5 sorbent.Key Words: Modified silicagel, Lead, Thiobarbituric acid, 5-Amino-1,3,4-Thiadiazole-2-thiol, Chromotropic acid, Thiosalicylic acid and o,o?-Diethyldithiophosphate, FAAS, GC-MS1