Monoaza 18-crown-6 eter (MACE) kullanılarak U(VI)'un ekstraksiyonu, önderiştirilmesi ve ICP-OES ile tayini
Monoaza 18-crown-6 ether (MACE) solvent extraction, preconcentration and determination with icp-oes of U(VI)
Yazar: SERDAR ÇOLAK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM DOLAK
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Bu çalışmada, 2-Etil-N-Benzil-4, 7, 10, 13, 16-Pentaoksa-1-Azasiklooktadekan (MACE) kullanılarak matrix ortamında bulunan U(VI)'un ekstraksiyonu ve önderiştirilmesi gerçekleştirilmiş ve İndüktif Eşleşmiş Plazma Emisyon Spketroskopisi (ICP-OES) ile tayin edilmiştir. Optimum koşulları belirlemek amacıyla yapılan deneysel çalışmalarda ise, U(VI)'un ekstraksiyon verimine, ekstraksiyon süresi,  pH, örnek çözelti hacmi, eluent türü ve derişimi, ve yabancı iyonların etkisi gibi parametreler incelenmiş ve optimum koşullar tespit edilmiştir. Belirlenen optimum koşullarda oluşan MACE-U(VI) kompleks bileşiğinde kompleks stokiyometrisini tespit etmek amacıyla Jop's plot metodu kullanılmış ve L/M oranı tespit edilmiştir. Bunun yanında belirlenen optimum koşullarda, matrix ortamında bulunan eser düzeydeki U(VI)'un önderiştirilme işlemi yapılmıştır.
optimum ekstraksiyon süresini tespit etmek amacıyla yapılan deneylerde, 5-65 dk arası sürelerde işlem yapılmış ve 25 dk'lık ekstraksiyon süresinde U(VI) tamamının organik faza geçtiği tespit edilmiştir.
U(VI)'un ekstraksiyon verimine pH'ın etkisini incelemek amacıyla yapılan deneylerde, pH 2-10 aralığında seri U(VI) çözeltileri hazırlanmıştır. Hazırlanan bu çözeltiler ile ekstraksiyon işlemi yapıldığında en uygun pH değerinin 7.0 olduğu tespit  
edilmiş ve bu aralıkta yapılan ekstraksiyon işleminde U(VI)'un tamamının organik faza geçtiği tespit edilmiştir.
U(VI)'un ekstraksiyon verimine örnek çözelti hacminin etkisini incelemek amacıyla belirlenen optimum süre ve pH'da yapılan deneylerde, 5-100 mL arası çözeltiler hazırlanmış 35 mL'den sonra ekstraksiyon veriminde azalma olduğu tespit edilmiştir.
Organik fazda MACE ligandı ile kompleks oluşturan U(VI)'un elusyon işlemi için HNO3 ve HCl gibi asitlerin (eluentlerin) farklı konsantrasyonları (0.1-1.0 mol/L) denenmiş, yapılan deneyler sonucunda en uygun eluentin 1.0 mol/L HNO3 olduğu tespit edilmiştir. Bu koşullarda yapılan elusyon işleminde organik fazdaki U(VI)'un tamamı elue edilmiştir.
U(VI)'un ekstraksiyonuna yabancı iyonların (interfer) etkisini incelemek amacıyla belirlenen optimum koşullarda matrix çözeltisine yüksek konsantrasyonlarda K+, Na+, Zn2+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Cd2+, Pb2+, Ni2+, Cu2+, Fe3+, Mn2+ gibi iyonlar ilave edilmiş ve ekstraksiyon verimindeki değişim incelenmiştir.
Belirlenen optimum koşullarda organik fazda oluşan MACE-U(VI) kompleksinin stokiyometrisini (L/M oranını) tespit etmek amacıyla Job's plot metodu kullanılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda kompleks stokiyometrisinin 1:1 oranında olduğu tespit edilmiştir. Organik fazdaki analizler 279 nm'de UV-VIS Spektrofotometresinde yapılmıştır.
Son olarak da geliştirilen metodun doğruluğunu ve kesinliğini tespit etmek amacıyla geliştirilen metod standart referans materyal (IAEA-Soil 7) numunesine uygulanmış ve elde edilen sonuçlar geliştirdiğimiz metodu desteklemiştir.

Abstract:
In the present study, extraction and preconcentration of U(VI) in matrix of 2-ethyl-N-benzyl-4,7,10,13,16-pentaoxa-1-azacyclooctadecane (MACE) and it was detected by Inductively Coupled Plasma Emission Spectroscopy (ICP-OES). In the experimental studies to determine optimum conditions, effect of several parameters such as extraction time, pH, volume of the sample solution, type and concentration of the eluent, and interfering ions were investigated and optimum conditions were determined. Jop's plot method was used to determine complex stoichiometry in MACE-U(VI) complex and L/M ratio was found. Furthermore, trace U(VI) in matrix was preconcentrated in the optimum conditions.
In the experiments for determining optimum extraction time, 5-65 min was studied and it was found that all U(VI) passed to the organic phase in a 25 min of extraction.   
In the experiments to find how pH affects extraction yield of U(VI), a series of U(VI) solutions were prepared in the range of pH 2-10 and it was found that pH 7.0 was the best pH range, at which entire U(VI) passed into the organic phase.
In the experiments to determine influence of the sample solution on extraction yield of U(VI), 5-100 mL solutions were prepared and it was found that the extraction yield reduced after 35 mL.
For elution of U(VI), which forms a complex with MACE ligand in the organic phase, various concentrations (0.1-1.0 mol/L) of several acids, such as HNO3 and HCl were tested and 1.0 mol/L HNO3 was determined as the optimum eluent, by which U(VI) passed into the organic phase completely.
Several ions such as K+, Na+, Zn2+, NH4+, Mg2+, Ca2+, Cd2+, Pb2+, Ni2+, Cu2+, Fe3+, Mn2+, - in high concentrations were added into the matrix solution in the optimum conditions found for effect of interfering ions on the extraction yield of U(VI), change in extraction yield was investigated and it was found that result in changes in extraction yield.
Job's plot method was used to establish stoichiometry of MACE-U(VI) complex (L/M ratio), which formed in the organic phase under optimum conditions. Stoichiometry of the complex was found to be 1:1 and analysis in the organic phase was carried out at 279 nm by an UV-VIS Spectrophotometer.
Finally, the developed method was applied to standard reference material (IAEA-Soil 7) sample in order to determine accuracy and precision of the method, and the results supported the developed method.