Arsenik ve selenyumum katı faz özütleme yöntemiyle zenginleştirilmesi, türlemesi ve atomik absorpsiyon spektroskopisi ile tayini
Preconcentration, speciation of arsenic and selenium by the solid phase extraction and their determination by atomic absorption spectrometry
Yazar: HAKAN ERDOĞAN
Danışman: PROF. DR. ALİ REHBER TÜRKER
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Kimya = Chemistry
Dizin: Arsenik = Arsenic ; Atomik soğurma spektrometri = Atomic absorption spectrometry ; Katı faz özütlemesi = Solid phase extraction ; Selenyum = Selenium ; Zenginleştirme = Enrichment

Özet:
Bu çalışmada, katı faz olarak nano zirkonyum oksit ? bor oksit (ZrO2/B2O3) kullanarak kolon katı faz özütleme yöntemi ile inorganik arsenik ve selenyumun zenginleştirilmesi ve türlemesi gerçekleştirilmiştir. Tayin yöntemi olarak arsenik için hidrür oluşturmalı atomik absorpsiyon spektrometri, selenyum için de elektrotermal atomik absorpsiyon spektrometri yöntemi kullanılmıştır. Önerilen zenginleştirme ve türleme yöntemi, belirlenen koşullar altında Se(IV) iyonunun amonyum prolidin ditiyokarbamat kompleksi hâlinde adsorbanda tutunurken Se(VI) iyonunun tutunmamasına dayanmaktadır. Benzer şekilde, As(V) adsorbanda tutunurken As(III) tutunmamaktadır. Örneklerdeki Se (VI) ve As(III) içeriği, toplam Se ve toplam As değerlerinden yararlanarak hesaplanmıştır. Arsenik ve selenyum için en uygun zenginleştirme ve türleme koşullarının belirlenmesi için pH, örnek çözeltisinin akış hızı ve hacmi, geri alma çözeltisinin tipi, derişimi ve hacmi gibi deneysel değişkenlerin etkisi araştırılmıştır. Selenyum ve arseniğin türlemesi ve zenginleştirilmesi için en uygun pH değeri (geri kazanma verimi > % 95) sırasıyla 2 ve 3 olarak belirlenmiştir. Analitlerin tayinine girişim yapabilecek diğer iyonların etkisi de araştırılmıştır. Nano sorbentin adsorpsiyon kapasitesi adsorpsiyon izotermi çalışmalarından (Langmuir izotermi) As(V) için 98,04 mg/g ve Se(IV) için ise 95,23 mg/g olarak bulunmuştur. Ayrıca, gözlenebilme sınırı, tayin sınırı, doğrusal çalışma aralığı, kesinlik ve doğruluk gibi analitik başarım ölçütleri de en uygun deneysel değişkenler altında belirlenmiştir. As(V) ve Se(IV) için analitik gözlenebilme sınırları sırasıyla 9,25 ve 121 ng/L olarak bulunmuştur. Yöntemin doğruluğu, belgeli referans madde (As için SPS - WW1 Waste Water and Se için NIST 1643e) ve katkılı su örnekleri analizi ile kontrol edilmiş ve yaklaşık %5'lik bağıl hata ile tayinin yapılabileceği gösterilmiştir. Yöntemin kesinliği de eser analizlerde analitik amaçlar için yeterli olarak kabul edilebilecek düzeydedir (bağıl standart sapma < %10). Son olarak, önerilen zenginleştirme ve türleme yöntemi, kaplıca suları dâhil çeşitli su örneklerindeki toplam As, toplam Se, As(III), As(VI), Se(IV) ve Se(VI) tayinine uygulanmıştır.

Abstract:
In this study, the preconcentration and speciation of inorganic arsenic and selenium by column solid phase extraction method using nano zirconium oxide ? boron oxide (ZrO2/B2O3) as solid phase have been carried out. As a detection method, hydride generation atomic absorption spectrometry (HGAAS) for arsenic and electrothermal atomic absorption spectrometry (ETAAS) for selenium have been used. The proposed preconcentration and speciation method for selenium depends on the retention of Se(IV) ions as its ammonium pyrrolidine dithiocarbamate (APDC) complex on the sorbent but not retention of Se(VI) under the optimum conditions. Similarly, while As(V) is retaining on the sorbent As(III) is not retaining. The contents of Se(VI) and As(III) have been calculated by using total Se and total As values, respectively. In order to determine the optimum preconcentration and speciation conditions, the effect of experimental parameters such as pH, flow rate of sample solution, volume of sample solution, type, concentration and volume of eluent have been investigated. For the preconcentration and speciation of selenium and arsenic, as the optimum pH values (recovery > 95%) 2 and 3 have been determined, respectively. The effects of other ions which may be interfere with the determination of analytes have also been investigated. Adsorption capacity of nano sorbent was found as 98.04 mg/g for As(V) and 95.23 mg/g for Se(IV) from studies of adsorption isotherm (Langmuir isotherm). Moreover, analytical performance criteria such as limit of detection, limit of quantitation, linear working range, precision and accuracy have also determined under optimum experimental parameters. Analytical limits of detection for As(V) and Se(IV) have been found 9.25 ng/L and 121 ng/L, respectively. The accuracy of the method has been checked by analyzing certified reference materials (SPS - WW1 Waste Water for As and NIST 1643e for Se) and spiked water samples, and it was shown that the determination could be performed with a relative error of about 5%. The precision of the method is also acceptable level for analytical purposes for trace analysis (relative standard deviation < 10%). Finally, the proposed preconcentration and speciation method has been applied for the determination of total As, total Se, As(III), As(V), Se(IV) and Se(VI) in various water samples including hot spring water.