Doğal ve sentetik çözeltilerden krom (III) ve krom (VI) giderilmesi, önderiştirilmesi ve türlemesi
The removal, preconcentration and speciation of chromium (III) and chromium (VI) from natural and synthetic solutions
Yazar: SİBEL YALÇIN
Danışman: PROF.DR. REŞAT APAK
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı / Analitik Kimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2004
Konu: Kimya = Chemistry

Özet:
Krom sulu sistemler içerisinde toksisiteleri birbirinden farklı olan Cr(III) ve Cr(VI)olmak üzere farklı oksidasyon basamaklarında bulunur. Cr(III) canlı organizmalardagerekli eser element olmasına kar ın Cr(VI) toksik ve kanserojendir. Amberlit XAD-4kopolimerinin maleik anhidridle modifiye edilerek Freidel Crafts reaksiyonuna göresentezlenen XAD-maleik asit reçinesinden ve ellak maddesinin Amberlit XAD-16 ileimpregnasyonundan elde edilen XAD- ellak adsorbanından Cr(III)/Cr(VI) ayrılmasındaCr(III)' ün önderi tirilmesinde ve seçimli olarak tayininde yararlanıldı. Her ikisorbentte de Cr(III)'ün kantitatif tutuldu u pH aralı ında (4.0-5.5) Cr(VI)'nıntutulmadı ı belirlendi. XAD-maleik asit reçinesinin Cr(III) iyonu için kopma(breakthrough) kapasitesi 7.52 mg g-1-reçine ve önderi tirme faktörü 300 bulundu.XAD- ellak adsorbanının kopma(breakthrough) kapasitesi 0.3 mg g-1-reçine veönderi tirme faktörü 75 bulundu. Krom tayinleri AAS ile kar ıla tırmalı olarakkullanılmak üzere UV-Vis spektrometresi (DPC reaktifi kullanılarak) ile yapıldı. Difenilkarbazid ile krom tayininde giri im etkileri incelenen Cd(II), Zn(II), Pb(II), Co(II),Fe(III), Ni(II), Mn(II), V(V), W(VI), Hg(II), Cu(II) iyonlarından Fe(III),Cu(II), Hg(II),V(V), Mo(VI) ve W(VI) iyonlarının giri im etkileri giderildi. XAD- maleik asit reçinesikullanılarak elektrokaplama çalkalama banyo atık suları, uyarlama elektrokaplama atıksuları, standart referans maddeler (uyarlama liyofilize CRM-544, SAE No.1.3243çeli i, CRM-1632 kömürü) gibi çe itli kompleks örneklerde Cr(III) ve indirgemei lemi (1M H2SO4 + 1M Na2SO3) sonrası Cr(VI) miktarları ortalama olarak % 99'unüzerinde bir do rulukta bulundu. Ayrıca suni deniz suyu ve gerçek deniz suyu gibi çoktuzlu su ortamlarında referans metodlarla kar ıla tırılarak önderi tirme i lemi sonrasıCr(III) tayini gerçekle tirildi. XAD- ellak adsorbanı kullanılarak elektrokaplamaçalkalama banyo atık suları, uyarlama elektrokaplama atık suları ve standart referansmaddelerde (SO-2 Soil, San Joaquin Soil, BCR 145 R Sewage sludge) Cr(III)/Cr(VI)miktarları ortalama olarak % 98'in üzerinde bir do rulukta bulundu. çerdi i yüksekmiktarda organik madde ve kükürt gibi maddelerle di er atık su ve çe itli çözeltiortamlarına göre kimyasal kompozisyonu çok farklı olan deri atık sularından Cr(III)tayini de i ik türde sorbentler kullanılarak yapıldı ve atık suyun yapısı incelendi.

Abstract:
Chromium exist in aqueous systems in basically two oxidation states, namely Cr(III)and Cr(VI), whose toxicities are significantly different. Although Cr(III) is an essentialtrace element for living organisms, Cr(VI) is toxic and carcinogenic. This study hasutilized two different sorbents for the separation of Cr(III) from Cr(VI), andpreconcentration of Cr(III) from synthetic solutions and real samples: the first was themaleic acid-derivatized XAD resin(XAD-maleate) synthesized by a Friedel-Craftsreaction, and the second was a XAD-shellac sorbent synthesized by the impregnation ofthe natural polymer shellac on Amberlite XAD-16 copolymer backbone. For bothsorbents, Cr(VI) was not adsorbed at the optimal pH of retention of Cr(III), i.e., pH: 4.0-5.5 . The breakthrough capacity and preconcentration factor of XAD-maleate for Cr(III)were 7.52 mg g-1 and 300, respectively. The corresponding values were 0.3 mg g-1 and75, respectively for XAD-shellac resin. All chromium determinations were made usingthe diphenyl carbazide(DPC) spectrophotometric method after oxidizing Cr tochromate(VI) where necessary, and simultaneously with flame- AAS for confirmation.The interferences of Fe(III), Cu(II), Hg(II), V(V), Mo(VI) and W(VI) to DPCspectrophotometry were eliminated. XAD-maleate as a separation/preconcentrationmedium was used in synthetic and real matrix solutions such as synthetic and realelectroplating bath wastewater and certified reference materials(CRMs) of simulatedlyophilized CRM-544, SAE No.1.3243 steel, CRM-1632 coal samples for collectingboth original Cr(III) and reduced(with 1M H2SO4 + 1M Na2SO3) Cr(VI) contents; therecoveries of different oxidation states of chromium was â¥ 99%. XAD-maleate was alsocapable of preconcentrating Cr(III) from brackish and artificially salted solutions, andfrom seawater. On the other hand, XAD- shellac was not successful for seawater butwas efficiently used for synthetic and real electroplating wastewater and CRMs such asSO-2 soil, San Joaquin soil, BCR 145 R sewage sludge, with a recovery ratio forCr(III)/ Cr(VI) extending up to â¥ 98 %. Synthetic and real tanning wastewater with anextremely complex and totally different (from conventional matrices) chemicalcomposition were tested for Cr(III) uptake using different sorbents, and the structure ofwastewater containing high amounts of organic substances and sulfur was investigated.