Kare dalga sıyırma voltametrisi ile binapakril fungusitinin elektrokimyasal davranışının incelenmesi
Investigation of the electrochemical behavior of binapacril fungusite by square wave stripping voltametry
Yazar: GÜLCAN ÜNER
Danışman: PROF. DR. RECAİ İNAM
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Binapakril, dinitrofenol grubundan bir fungusit olup tarımsal alanlarda yaygın olarak mantarları ve akarları kontrol etmek için kullanılır. İnsanlar ve çevre için eser miktardaki pestisit dahi oldukça toksik olabileceğinden, bunların belirlenmesi için güvenilir, seçici, doğru ve duyarlı analitik yöntemlere ihtiyaç vardır.  Bu tez çalışmasında duyarlılığı ve seçiciliği yüksek olan elektrokimyasal tekniklerden yararlanarak binapakril fungisitinin elektrokimyasal davranışı incelenmiştir. Bunun için adsorptif kare dalga sıyırma voltametrisi (Ads.SWSV) ve dönüşümlü voltametri (CV) teknikleri kullanılmış ve binapakrilin elektrokimyasal incelemesi camsı karbon elektrot (GCE) üzerinde yapılmıştır.  Çalışmaların başlangıcında bazı önemli parametrelerin optimizasyon işlemleri yapılarak en uygun pH, biriktirme potansiyeli, biriktirme süresi, puls genliği, frekans, basamak potansiyeli tespit edilmiştir. pH 2 ile pH 12 arasında Britton-Robinson(B-R) tampon çözeltisi ile yapılan çalışmada, optimum pH 10 olarak bulunmuştur. Binapakril molekül formülü iki nitro grubu içerdiği için, bunlardan kaynaklanan iki indirgenme piki (pik 1:-695 mV'da - pik 2:-815mV'da) saptanmıştır. Binapakril'in kare dalga sıyırma voltametrisi ile tayininde doğrusal çalışma aralığı 0.06 - 2.0 mg/L(1.86 x10-7 M- 6,20 x 10-6 M) olarak belirlenmiştir. Gözlenebilme sınırı (LOD) ve tayin sınırı (LOQ) değerleri sırasıyla 1. pik için 0,0194 mg/L (6.02x10-8M) ve 0,0648 mg/L (2.01x10-7M) ve 2. pik için 0,0202 mg/L (6.27x10-8M) ve 0,0673 mg/L (2.09x10-7M) bulunmuştur. Sonrasında, dinobuton, fenmedipham, cyprodinil, azinphos-methyl, cymoxanil, diafenthiuron ve cholorothanil gibi bazı pestisitlerin binapakril tayini üzerindeki girişim etkileri araştırılarak yöntemin seçiciliği gösterilmiştir. Önerilen yöntem, musluk suyu ve ticari meyve sularında binapakril fungisit tayini için uygulanmış ve sonuçlar % geri kazanım olarak hesaplanmıştır. 5.0 mg/L (1.55 x 10-5 M) katkılı musluk suyu, elma suyu ve üzüm suyu numuneleri için % geri kazanımlar, % 95 güven seviyesi ile sırasıyla 4.97 ± 0.07, 4.90 ± 0.04 ve 4.90 ± 0.06 mg/L bulunmuştur. Bağıl standart sapma (% RSD) ve bağıl hata değerleri (% RE) ise sırasıyla %1,41; %0,82; %1,22 ve % – 0,60; % –1,99; %–2,00 olarak bulundu. Sonuç olarak, %98 – %99,4 gibi nispeten yüksek geri kazanımlarla %1,41 ve %–1,99 gibi küçük göreceli standart sapmalar, geliştirilen yöntemin doğruluğunun ve kesinliğinin yüksek olduğunu kanıtlar. Son olarak binapakril için, molekülün nitro grubu aracılığıyla 2e–/2H+ katılımıyla bir elektro-indirgeme mekanizması da önerilmiştir.

Abstract:
Binapacryl, a fungicide from the dinitrophenol group, is widely used in agriculture to control fungi and mites. Due to the potential toxicity of pesticides to humans and the environment, it is crucial to have reliable, selective, accurate, and sensitive analytical methods for their detection. This study focused on investigating the electrochemical behavior of binapacryl fungicide using highly sensitive and selective electrochemical techniques, namely adsorptive square wave stripping voltammetry (Ads.SWSV) and cyclic voltammetry (CV) on a glassy carbon electrode (GCE). The study began by optimizing important parameters such as pH, accumulation potential, accumulation time, pulse amplitude, frequency, and step potential. The optimal pH was found to be 10 when using a Britton-Robinson (B-R) buffer solution ranging from pH 2 to pH 12. Binapacryl contains two nitro groups in its molecular formula, resulting in two reduction peaks (-695 mV for peak 1 and -815 mV for peak 2). The linear working range for the determination of binapacryl through square wave stripping voltammetry was determined to be 0.06 - 2.0 mg/L (1.86 x 10-7 M - 6.20 x 10-6 M). The limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) for peak 1 were 0.0194 mg/L (6.02 x 10-8 M) and 0.0648 mg/L (2.01 x 10-7 M), respectively. For peak 2, the LOD and LOQ were 0.0202 mg/L (6.27 x 10-8 M) and 0.0673 mg/L (2.09 x 10-7 M), respectively.  Furthermore, the study examined the interference effects of pesticides such as dinobuton, fenmedipham, cyprodinil, azinphos-methyl, cymoxanil, diafenthiuron, and chlorothalonil on the determination of binapacryl to assess the method's selectivity To validate the proposed method, it was applied to determine binapacryl fungicide in tap water and commercial fruit juices. The results were reported as percentage recoveries. Samples spiked with 5.0 mg/L (1.55 x 10-5 M) of binapacryl in tap water, apple juice, and grape juice showed percentage recoveries of 4.97 ± 0.07 mg/L, 4.90 ± 0.04 mg/L, and 4.90 ± 0.06 mg/L, respectively, at a 95% confidence level. The relative standard deviation (% RSD) and relative error (% RE) values were found to be 1.41%, 0.82%, 1.22% and -0.60%, -1.99%, -2.00%, respectively. These results indicate the accuracy and precision of the developed method with relatively high recoveries ranging from 98% to 99.4% and small % RSD values. Finally, the study proposed an electroreduction mechanism involving the participation of 2e-/2H+ through the nitro group of the binapacryl molecule.