Ateşli silah atış artıklarında voltametrik sıyırma yöntemleri ile antimon, baryum ve kurşunun tayini
Determination of antimony, barium and lead in gunshot residues by voltammetric stripping methods
Yazar: SEVCAN ERDEN
Danışman: PROF. DR. ESMA KILIÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Antimon = Antimony ; Baryum = Barium ; Diferensiyel vurulu polarografi = Differential pulse polarography ; Kare dalga voltametrisi = Square wave voltammetry ; Kurşun = Lead ; Voltametri = Voltammetry

Özet:
Bu çalışmada, atış artıklarında antimon, baryum ve kurşunun tayini için diferansiyel puls adsorptif sıyırma (DPAdS) ve kare dalga adsorptif sıyırma (KDAdS) voltametri yöntemleri geliştirildi. Bu yöntemlerde kurşun(II) ve antimon(III)'ün rezorsinol ve katekol; baryumun diizooktilditiyofosfinik asit ile oluşturduğu kompleksin asılı cıva damla elektrot yüzeyinde adsorplanmasından yararlanıldı. Her bir metal iyonu için optimum deney koşulları (pH, biriktirme potansiyeli, ligand derişimi, karıştırma hızı ve biriktirme süresi); oluşturulan kalibrasyon eğrilerinden yararlanılarak analitik parametreler (kalibrasyon doğrusunun eğimi, doğrusal çalışma aralığı ve gözlenebilme sınırı) belirlendi. Atış artıklarında antimon ve kurşunun birarada tayini için en uygun ligandın katekol olduğu tespit edildi. Katekol ortamında, antimon ve kurşun tayininde her iki yöntem için belirlenen optimum pH 6,0, biriktirme potansiyeli ?0,70 V, katekol derişimi 5,0 × 10?3 M, karıştırma hızı 600 rpm ve biriktirme süresi 60 s'dir. DPAdSV ve KDAdSV yöntemleri ile elde edilen kalibrasyon eğrilerinden doğrusal çalışma aralığı antimon(III) için sırasıyla, 2,0 ´ 10?9 ? 5,0 ´ 10?7 ve 2,0 ´ 10?9 ? 7,0 ´ 10?7; kurşun(II) için her iki yöntemde 2,0 ´ 10?9 ? 3,0 ´ 10?7; gözlenebilme sınırı sırayla; antimon(III) için, 1,3 ´ 10?9 M ve 7,3 ´ 10?10 M; kurşun(II) için, 3,0 ´ 10?9 M ve 5,8 ´ 10?10 M olarak bulundu. Geliştirilen bu iki yöntem ile atış artıklarında antimon ve kurşun tayin edildi; elde edilen sonuçlar standart yöntem olarak kabul edilen grafit fırınlı atomik absorpsiyon spektrometri (GFAAS) yöntemi ile karşılaştırıldı ve % 95 güven seviyesinde sonuçların birbiriyle uyumlu olduğu belirlendi. Atış artıklarında kurşun ve antimon tayinine aluminyum, bizmut, bakır, demir ve kalayın etkisi incelendi ve söz konusu iyonların bu tayini etkilemediği gözlendi. Geliştirilen bu yöntemlerdeki optimum koşullarda alınan DPAdS ve KDAdS voltamogramlarından yararlanılarak bir numunenin atış artığı olup olmadığının belirlenebileceği gösterildi. Ancak, atış artıklarında bulunan kurşun, antimon ve baryumun ne nicel ne de nitel birlikte tayin edilebileceği bir yöntem geliştirilemedi.

Abstract:
In this study, differantial pulse adsorptive stripping (DPAdS) and square wave adsorptive stripping (SWAdS) voltammetric methods have been developed for the determination of antimony, lead and barium in gunshot residue. In this methods, the adsorption of the complexes of resorcinol and catechol with lead and antimony; and diisooctydithiophosphinic acid with barium, onto the hanging mercury drop electrode, was used. For each metal optimum experimental conditions (pH, deposition potential, ligand concentration, stirring rate and deposition time); analytical parameters from the calibration graphs (slope of the calibration plot, linear working range and detection limit) were determined. It was found that, catechol is the most suitable ligand for simultaneous determination of antimony and lead in gunshot residue. In the presence of catechol for the determination of antimony and lead, optimum pH, deposition potential, catechol concentration, stirring rate and deposition time was found as 6,0, ?0,70 V, 5,0 × 10?3 M, 600 rpm and 60 s, respectively for each methods. Linear working range obtained from the calibration graphs of antimony and lead by using DPAdSV and SWAdSV methods were, respectively, 2,0 ´ 10?9 ? 5,0 ´ 10?7 M and 2,0 ´ 10?9 ? 7,0 ´ 10?7 M for antimony; 2,0 ´ 10?9 ? 3,0 ´ 10?7 M for lead; the limit of detected was 1,3 ´ 10?9 M and 7,3 ´ 10?10 M for antimony, 3,0 ´ 10?9 M and 5,8 ´ 10?10 M for lead. Antimony and lead in gunshot residue have been determined by this two developed methods; results were compared with graphit furnace atomic absorpsion spectrometric method as a standard technique and in the % 95 confidence limit, it was found that, the results were in good agreement. In the determination of antimony and lead in gunshot residue, the interferences of aluminium, bismuth, copper, iron and tin were investigated and it has seen that, this ions did not effect the determination of antimony and lead ions in gunshot residues. It was shown that, under this optimized conditions for this two developed methods, DPAdS and SWAdS voltammograms are used to determine if a sample is gunshot residue or not. However, for simultaneous determination of antimony, lead and barium in gunshot residue, a qualitive or quantitative method could not be developed.