Bütünüyle katı-hal kompozit bakır(II)–seçici potansiyometrik sensör
All-solid-state composite copper(II)-selective potentiometric sensor
Yazar: GÜLHAN OĞUL
Danışman: PROF. DR. OSMAN ÇUBUK
Erzincan Binali Yıldırım Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Bakır (II) iyonu = Copper (II) ion ; Bakır = Copper ; Potansiyometri = Potentiometry ; İyon seçici elektrotlar = Ion selective electrodes

Özet:
Bu çalışmada, grafit, çok duvarlı karbon nanotüp ve parafin yağı karışımının içerisine iyonofor olarak kurşun(II) sülfür (PbS) mikropartikülleri katkılanarak hazırlanan bütünüyle katı-hal kompozit bakır(II)-seçici bir potansiyometrik sensör geliştirildi. Geliştirilen bütünüyle katı-hal kompozit bakır(II)-seçici potansiyometrik sensörün optimum kompozit bileşimi kütlece (a/a) % 10 PbS, % 10 çok duvarlı karbon nanotüp, % 60 grafit ve % 20 parafin yağı olarak belirlendi. Geliştirilen bütünüyle katı-hal kompozit bakır(II)-seçici potansiyometrik sensörün potansiyometrik performans özellikleri detaylı olarak belirlendi. Geliştirilen bütünüyle katı-hal kompozit bakır(II)-seçici potansiyometrik sensör 1,0×10-6-1,0×10-2 M konsantrasyon aralığında her on kat'lık konsantrasyon değişiminde ortalama 30,2 mV'luk bir potansiyel farkı ile Cu(II) iyonlarına karşı doğrusal bir cevap (R2= 0,9992) sergiledi. Sensörün tayin limiti 5,0×10-7 M Cu(II) iyon konsantasyonu olarak belirlendi. Önerilen sensörün Cu(II) iyonlarına karşı hızlı cevap zamanı (15 s), yüksek duyarlılık ve seçicilik, uzun kullanım ömrü ve yüksek sinyal stabilitesi göstermesiyle potansiyometrik performans özelliklerinin oldukça memnuniyet verici olduğu görüldü. Geliştirilen bütünüyle katı-hal kompozit bakır(II)-seçici potansiyometrik sensor, titrasyon uygulamalarında eşdeğerlik noktasının tahmininde ve su numunelerinde (içerisine Cu(II) iyonları katılmış musluk suları) Cu(II) iyonlarının doğrudan tayininde başarıyla kullanıldı.

Abstract:
In this study, an all solid-state composite copper(II)-selective potentiometric sensor prepared by doping lead(II) sulfide (PbS) microparticles as ionophore into a mixture of graphite, multi-walled carbon nanotube, and paraffin oil was developed. The optimum composite composition of the developed sensor was determined as mass (w/w)10% PbS, 10% multi-walled carbon nanotube, 60% graphite, and 20% paraffin oil. The potentiometric performance characteristics of the developed electrode were determined in detail. The developed all solid-state composite copper(II)-selective potentiometric sensor exhibited a linear response (R2= 0.9992) to Cu(II) ions in the concentration range of 1.0×10-6-1.0×10-2 M Cu(II) ions with an average potential change of 30.2 mV/decade. The detection limit of the sensor was determined as 5.0×10-7 M. The potentiometric performance characteristics of the proposed sensor were found to be quite satisfactory, with fast response time (15 s), high sensitivity and selectivity, long lifetime, and high signal stability against Cu(II) ions. The developed all-solid-state composite copper(II)-selective potentiometric sensor was successfully used for the estimation of the equivalence points in titration applications and for the direct determination of Cu(II) ions in spiked water samples (tap waters with added Cu(II) ions).