Kaplıca sularında bulunan mangan'ın hızlı sinerjik bulutlanma noktası ekstraksiyonu sonrası spektrometrik tayini
Spectrometric determination of manganese in spring waters after rapidly synergistic cloud point extraction
Yazar: HASAN PINAR
Danışman: YRD. DOÇ. NUKET KARTAL TEMEL
Cumhuriyet Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Analitik kimya = Analytical chemistry ; Bulutlanma noktası = Cloud point ; Ekstraksiyon =   ; Kaplıcalar = Thermal springs ; Kimya = Chemistry ; Spektrometrik analiz = Spectrometric analysis

Özet:
Bu çalışmada, geleneksel bulutlanma noktası ekstraksiyonu (CPE) yerine CPE'nin gelişmiş modeli olan hızlı sinerjik bulutlanma noktası ekstraksiyonu (RS-CPE) yöntemi kullanılmıştır. Daha düşük sıcaklıklarda bulutlanma noktasına erişmek ve buna bağlı olarak ekstraksiyon hızını arttırmak için oktanol sinerjik reaktif olarak kullanılmıştır. Oktanol kullanılarak, misel oluşturucu iyonik olmayan yüzey aktif madde olan Triton X-114'ün su banyosunda ısıtılmasına gerek duyulmadan ve tuz eklenmeden hızlı bir şekilde oda sıcaklığında çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu yönteme dayanarak Sivas sıcak kaplıca suyunda (HSW) ve soğuk kaplıca suyunda (CSW) mangan (Mn) elementinin ekstraksiyon sonrası spektrometrik tayini yapılmıştır.
RS-CPE yönteminde kompleksleştirici olarak ditizon kullanılmıştır. pH, yüzey aktif madde miktarı, kompleksleştirici miktarı, sinerjik bulutlanma noktası düzenleyici miktarı ve organik fazın viskozitesini düşürmek için kullanılan çözücü türlerinin ekstraksiyon üzerine etkisi incelenmiştir. Elde edilen optimum koşullar ile RS-CPE yöntemi sonrası Sivas sıcak ve soğuk kaplıca sularındaki Mn'nın alevli atomik absorpsiyon spektrometresi (FAAS) ile tayini gerçekleştirmiştir.
Sivas sıcak kaplıca suyu için optimum koşullar; pH: 7.00, yüzey aktif madde: 0.15 % (v/v), kompleksleştirici: 7.07×10-5 mol L-1, sinerjik bulutlanma noktası düzenleyici: 0.8 mL, çözücü türü:(1.0 mol L-1 nitrik asitli) metanol çözeltisi olarak saptanmıştır. Optimum koşullarda, 0.56 µg L-1 lık seçme sınırı ile 2-120 µg L-1 aralığında matriks uyumlu kalibrasyon saptanmıştır. Zenginleştirme sonrası 109.1'lik bir duyarlık iyileştirmesi ile 40 mL örnek için 40'lık zenginleştirme faktörü elde edilmiştir. 50 
µg L-1'lik manganın matrikse eklenmesi sonrası beş tekrarlı ölçümün kesinliği ve geri kazanımı sırasıyla % 3.15 ve %97.2 olarak bulunmuştur. Optimum şartlarda yapılan örneğin analizinden çözünür serbest Mn derişimi 85.2 µg L-1 olarak bulunmuştur. 
Sivas soğuk kaplıca suyu için optimum koşullar; pH: 6.90, yüzey aktif madde: 0.18 % (v/v), kompleksleştirici:8.08×10-5mol L-1, sinerjik bulutlanma noktası düzenleyici: 0.6 mL, çözücü türü: (1.0 mol L-1nitrik asitli) metanol çözeltisi olarak saptanmıştır. Benzer biçimde, optimum koşullarda, 0.87 µg L-1'lık seçme sınırı ile 3-120 µg L-1 aralığında matriks uyumlu kalibrasyon saptanmıştır. Zenginleştirme sonrası 105.5'lik bir duyarlık iyileştirmesi ile 40 mL örneğin zenginleştirilmesinden 40'lık zenginleştirme faktörü elde edilmiştir. 50.0 µg L-1'lik manganın matrikse eklenmesi sonrası beş tekrarlı ölçümün kesinliği ve geri kazanımı sırasıyla %3.8 ve %96.5 olarak saptanmıştır. Optimum şartlarda yapılan örneğin analizinde çözünür serbest Mn 32.7 µg L-1 olarak bulunmuştur.
Çalışmamızda uygulanan RS-CPE yöntemi hızlılığı, basitliği, ucuzluğu ve düşük girişim olasılığı bakımından avantajlıdır.

Abstract:
In this study, the rapidly synergistic cloud point extraction (RS-CPE) method, which is an improved version of CPE, has been used instead of conventional cloud point extraction (CPE). Octanol has been used as synergistic reagent to reach the cloud point at lower temperatures, and thus increase the reaction rate. By using octanol, the study was carried out rapidly at room temperature or even at lower temperature without the need to heat the micelle-forming nonionic surfactant Triton X-114 in a water bath and without adding salt. Based on this method, spectrometric determination of the manganese (Mn) was carried out in Sivas hot spring water (HSW) and in cold spring water (CSW) after extraction.
Dithizone was used as a complexing agent in the RS-CPE method. The effect of pH, amount of surfactant, amount of complexing agent, amount of synergistic cloud point regulator and solvent species used to reduce the viscosity of the organic phase on extraction was investigated. After the RS-CPE method, the flame atomic absorption spectrometry (FAAS) of Mn in Sivas hot and cold spring waters was realized with the obtained optimum conditions.
Optimum conditions for Sivas hot spring water was found to be 7.00 for pH, 0.15 % (v/v) for surfactant, 7.07×10-5 mol L-1 for complexing agent, 0.8 mL for synergistic cloud point regulator, methanol solution for solvent type (1.0 mol L-1 with nitric acid). At optimal conditions, matrix-compatible calibration was determined at a range of 2-120 μg L-1 with a selection limit of 0.56 μg L-1. A sensitization improvement of 109.1 after enrichment resulted in a enrichment factor of 40 for the 40.0 mL sample. After the addition of 50.0 μg L-1 manganese to the matrix, the precision and recovery of the five replicate measurements were 3.15% and 97.2%, respectively. The soluble Mn concentration was 85.2 μg L-1 from the sample analysis performed under optimum conditions.
Optimum conditions for Sivas cold spring water was found to be 6.90 for pH, 0.18 % (v/v) for surfactant, 8.08×10-5 mol L-1 for complexing agent, 0.6 mL for synergistic cloud point regulator, methanol solution for solvent type (1.0 mol L-1 nitric acid). Similarly, under optimum conditions, matrix-matched calibration was found at a range of 3-120 μg L-1 with a selectivity limit of 0.87 μg L-1. After enrichment, a sensitivity improvement of 105.5 resulted in enrichment of 40 mL of sample, resulting in a enrichment factor of 40. After the addition of 50.0 μg L-1 manganese to the matrix, the precision and recovery of the five repetitive measurements were 3.8% and 96.5%, respectively. By analyzing the sample under optimal conditions, soluble free Mn was found to be 32.7 μg L-1.
The RS-CPE method applied in our study is advantageous in terms of speed, simplicity, low cost and low interference probability.