Organik ve konvansiyonel tarım ürünlerinde eser düzeydeki bakır, kadmiyum ve kurşun iyonlarının değiştirilebilir çözücü bazlı sıvı faz mikroekstraksiyonu ve alevli atomik absorpsiyon spektrometrisi ile tayini
Switchable solvent based liquid phase microextraction of trace level copper, cadmium and lead ions in organic and conventional agricultural products and determination by flame atomic absorption spectrometry
Yazar: HANİFE ELİF PELVAN
Danışman: DOÇ. DR. ÇİĞDEM ARPA ÇALIŞIR
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Kimya = Chemistry

Özet:
Sunulan bu tez kapsamında organik ve endüstriyel yöntemle üretilmiş olan çeşitli gıda numunelerindeki bakır, kadmiyum ve kurşun iyonlarının tayini için, hidrofilikliği değiştirilebilir çözücü temelli dispersif sıvı-sıvı mikroekstraksiyonu SHS-DLLME tekniği geliştirilmiş ve mikro-örneklemeli alevli atomik absorpsiyon spektrometresinde (FAAS) tayin yapılmıştır. Teknikte, akıllı çözücü olarak da adlandırılan, pH değişimi ile polaritesi değişebilen çevre dostu bir yağ asiti olan dekanoik asit ekstraksiyon çözücüsü olarak kullanılmıştır. Ağır metallerin hidrofobik özellikli komplekslerini oluşturmak amacıyla 8-Hidroksikinolin (8-HQ) kompleksleştirici olarak kullanılmıştır. Metotta efervesan ajanı olarak Na2CO3 ve proton donörü olarak da H2SO4 kullanılarak CO2 çıkışı sağlanmıştır. Ekstraksiyonun sonunda oda koşullarında katı halde bulunan dekanoik asit ekstraksiyon fazı, bir spatül yardımıyla sulu fazdan kolaylıkla ayrıldıktan sonra asidik etanol ile seyreltilerek mikro-örnekleme sistemine sahip FAAS' de okutulmuştur. Geliştirilen yöntemde, pH' nın, dekanoik asidin hacminin, Na2CO3 ve H2SO4 'ün hacim ve konsantrasyon oranının, kompleksleştici hacminin, ekstraksiyon sıcaklığının ve yabancı iyon varlığının ekstraksiyon verimi ve zenginleştirme faktörü üzerindeki etkisi incelenmiştir.  Optimize edilmiş şartlar altında, Cu(II), Cd(II) ve Pb(II) için, zenginleştirme faktörü (EF) sırasıyla 52, 47, 45; gözlenebilme sınırı (LOD) sırasıyla 0.75 µg L-1, 0.69 µg L-1, 2.88 µg L-1 ve tayin sınırı (LOQ) sırasıyla 2.52 µg L-1, 2.30 µg L-1, 9.59 µg L-1 olarak hesaplanmıştır. Geliştirilen yöntem sertifikalı referans malzemeler ve organik tarım ve endüstriyel tarım ile yetiştirlen gıda numuneleri üzerinde başarıyla uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar geliştirilmiş olan SHS-DLLME yönteminin organik ve endüstiriyel tarım yoluyla yetiştirilen gıdalardaki, Cu(II), Cd(II) ve Pb(II) iyonlarının zenginleştirilmesi ve FAAS ile tayini için hassas, tekrarlanabilir, hızlı ve kolay uygulanabilen literatürde yer bulabilecek bir çalışma olduğunu göstermiştir. Ayrıca kullanılan yeni nesil akıllı çözücüler ile ekonomik ve çevre dostu yeşil analitik kimya yaklaşımına uygun bir proses olduğu da görülmektedir. Bu çalışmayı benzer çalışmalardan farklı kılan iki önemli özellik bulunmaktadır. Bunlardan ilki, ekstraksiyon prosedürü sırasında oluşturulan efervesan sayesinde dispersiyonun dışardan hiçbir enerjiye ihtiyaç duyulmaksızın kısa sürede tamamlanabiliyor olmasıdır. Diğeri ise, kullanılan yeni nesil akıllı çözücülerden dekanoik asitin ortam koşullarında hızlı bir şekilde donuyor olması ve bu sayede faz ayrımının çok kolay ve yüksek verimle yapılabiliyor olmasıdır. Bu da ekstraksiyonun oldukça kısa zamanda tamamlanmasını sağlamaktadır.

Abstract:
In this thesis, in order to determine the amount of copper, cadmium and lead in organic and conventional growth food samples switchable solvent based dispersive liquid-liquid microextraction (SHS-DLLME) method is developed. The method uses flame atomic absorption spectrometry (FAAS) with micro-sampling system to determination of the amount of heavy metal ions. In the technique, decanoic acid used as extraction solvent, also called smart solvent, is an environmentally friendly fatty acid whose polarity can be adjusted by changing pH. In order to obtain hydrophobic complexes of heavy metals, 8-Hydroxyquinoline (8-HQ) is used as a complexing agent. Formation of CO2 is provided by using Na2CO3 as an effervescence agent and H2SO4 as a proton donor. At the end of the extraction, decanoic acid extraction phase, which is solid at room conditions, is easily removed from the aqueous phase with the help of a spatula and diluted with acidic ethanol then analyzed by FAAS with micro-sampling system. In the developed method, the effects of pH, volume of decanoic acid, volume and concentration ratio of Na2CO3 and H2SO4, volume of complexing agent, extraction temperature and potentially interfering ions on the extraction efficiency and the enhancement factor are investigated. 
Under the optimal conditions, for Cu(II), Cd(II) and Pb(II), the enhancement factor (EF) 52, 47, 45; limit of detection (LOD) 0.75 µg L-1, 0.69 µg L-1, 2.88 µg L-1 and limit of quantification (LOQ) 2.52 µg L-1, 2.30 µg L-1, 9.59 µg L-1 are obtained respectively. The proposed method has been applied to both certified reference material and organic and conventional growth food samples. Obtained results proved that the proposed SHS-DLLME method is a sensitive, repeatable, fast and easy-to-apply to enhancement and determination of Cu(II), Cd(II) and Pb(II) contents of organic and conventional growth food samples. In addition, it is also assumed to be suitable process for the economic and environmentally friendly green analytical chemistry approach with the using of new generation smart solvents. There are two important features that make proposed study different from similar studies. The first is that the dispersion is completed in a short time without the need for any external energy owing to the effervescence formed during the extraction procedure. The other is that decanoic acid, one of the new generation smart solvents, solidifies easily at room conditions, making phase separation very easy and with high efficiency. This allows the extraction to be completed in a very short time.