Borik asit ve poliol komplekslerinin kuramsal ve deneysel olarak incelenmesi
Theoretical and experimental investigation of boric acid and polyol complexes
Yazar: CİHAT HİLAL
Danışman: PROF. DR. MÜŞERREF ÖNAL
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Borik asit (H3BO3), monoetilen glikol (C2H6O2), gliserol (C3H8O3), mannitol (C6H14O6), glikoz (C6H12O6) ve laktoz (C12H22O11) moleküllerinin kovalent bağ yapılarının teorik olarak incelenmesi, elde edilen bazı sonuçların literatür verileriyle mukayese edilmesi, borik asit ve diğer moleküller arasında gerçekleşebilecek kompleksleşme reaksiyonlarının kuramsal olarak incelenmesi, teorik çalışmalardan yola çıkılarak bor komplekslerinin sentezlenmesi ve karakterizasyonu bu çalışmanın amaçlarındandır. Kuramsal çalışmalar Spartan 14 ve Gaussian 03W hesaplamalı kimya paket programlarında gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalarda borik asit ve diğer moleküllerin her biri ayrı ayrı 1/1, 1/2, 2/1 ve 2/2 mol oranında 80 °C ve 100 °C olmak üzere iki farklı sıcaklıkta tercih edilen yöntem kullanılarak karıştırılmıştır. Her bir ürünün zamana göre pH değişimleri izlenmiş ve kaydedilmiştir. Sentezlenen ürünlerin kimyasal özellikleri Fourier transform infrared (FTIR) spektroskopisi, morfolojik özellikleri ise taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Teorik bulguların yanı sıra pH, FTIR ve SEM verileri birlikte değerlendirildiğinde kompleks oluşumu için en ideal poliolün mannitol olduğu belirlenmiştir. Diğerlerinin uygunluğu glikoz, laktoz, gliserol ve monoetilen glikol sırasına göre azalmaktadır. Diğer taraftan, en kararlı ester oluşumu için borik asit/poliol stokiyometrik oranının 1/1 olduğu sonucuna varılmıştır.

Abstract:
The aims of this study are theoretical examination of covalent bond characteristics of boric acid (H3BO3), monoethylene glycol (C2H6O2), glycerol (C3H8O3), mannitol (C6H14O6), glucose (C6H12O6) and lactose (C12H22O11) molecules, and further comparison of the obtained results with literature, theoretical examination of complexation reactions between boric acid and other molecules, synthesis and characterization of boron complexes based on theoretical studies. Theoretical studies were carried out in Spartan 14 and Gaussian 03W computational chemistry softwares. In experimental studies, boric acid and other molecules were mixed separately at 1/1, 1/2, 2/1 and 2/2 molar ratios at two different temperatures, at 80 °C and 100 °C, using the preferred method. The pH variations of each product were measured and recorded throughout time. The chemical properties of the synthesized products were examined by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, and their morphological properties were examined by scanning electron microscopy (SEM). In addition to the theoretical findings, it was determined that mannitol was the most ideal polyol for complex formation by evaluating pH, FTIR and SEM data together. The suitability of the others decreases; glucose, lactose, glycerol, and monoethylene glycol respectively. On the other hand, it was concluded that the stoichiometric ratio of boric acid/polyol was 1/1 for the most stable ester formation.