Bazı metal iyonlarının mikro sıvı/sıvı arayüzden (µıtıes) kaliksaren türevleriyle yardımlı iyon transferlerinin incelenmesi

Abstract

Mikro sıvı/sıvı arayüzlerdeki iyon transfer reaksiyonlarıyla düşük konsantrasyonlara ve yüksek seçiciliğe sahip çalışmaların yapılabilmesinden dolayı, mikro arayüzler son yıllarda elektrokimya uygulamalarında oldukça ilgi çeken bir alan olmuştur. İyonoforlar, iyon seçici elektrotların duyarlılığını ve seçiciliğini geliştirmede önemli rol oynamaktadırlar. Bundan dolayı, mikro sıvı/sıvı arayüzlerle ilgili güncel çalışmalarda hedeflenen iyonlarla seçici kompleks yapabilen iyonofor türevlerinin gösterdiği yardımlı transfer reaksiyonlarına ait özellikler detaylı olarak incelenmektedir. Bu alanda ilk defa 2000 yılında kullanılan ve üçüncü kuşak supramoleküller olarak tanımlanan kaliksarenler, farklı büyüklük, derinlik ve konformasyon boşluğuna sahiptirler. Kolaylıkla türevlendiri-lebilmelerinden dolayı istenen özelliklere sahip seçici reseptörlerin elde edilmesine imkân sağlanabilmektedir. Bundan dolayı, bu çalışmamızda farklı kaliksaren türevlerinin mikro sıvı/sıvı arayüzlerde bazı metal iyonları için gösterdikleri yardımlı transfer özellikleri araştırılmıştır. Elde edilen transferlerin fiziksel parametrelerinin yanı sıra seçicilik özellikleri de incelenmiştir.Mikro arayüzü oluşturmak için kullanılan mikropipetler, temin edilen borosilikat camların özel bir cihazla 2-20 µm uç çapı sağlayacak şekilde çekilmesiyle elde edilmiş ve silanlandıktan sonra su/1,2-dikloroetan mikro arayüzü oluşturmak için kullanılmıştır. Mikro arayüz elektrokimyasal hücreye yerleştirilerek dönüşümlü voltametri ve diferansiyel puls voltametrisi ile incelemeler yapılmıştır. Elde edilen transferlerin karakterizasyonları, mekanizmaları, oluşan kompleksin stokiyometrisi ve oluşum sabitleri belirlenmiştir. Seçici özellik gösteren kaliksarenlerin elektrokimyasal sensörlerde kullanılabilirliği de irdelenmiştir.Yapılan elektrokimyasal çalışmalarda toplam 10 farklı kaliksaren türevi çalışılmış ve 1'i için yardımlı iyon transfer reaksiyonları elde edilmiştir. Alkali metallerden K+ iyonu için seçici transfer pikleri gözlenmiştir. Kaliksarenlerin mikro sıvı/sıvı arayüzlerde kullanıldığı çalışmaların çok az olmasının yanı sıra, desteklenen proje kapsamındaki bu çalışma sıvı/sıvı mikro arayüzler konusunda ülkemizde yapılan ilk çalışmalardan biri olma özelliğini taşımaktadır.Anahtar Kelimeler: Mikro-ITIES (µITIES), voltametri, kaliksaren, alkali ve toprak alkali metal iyonları, yardımlı iyon transferi

Micro interfaces have recently been a very interesting area in electrochemistry because the facilitated ion transfer reactions across micro liquid/liquid interfaces provide to make studies at lower concentrations and high selectivity. Ionophores act an important role to develop sensitivity and selectivity of ion selective electrodes. Therefore, the properties of facilitated transfer reactions by ionophores derivatives which can make complex with target ions have been investigated in detail in recent studies. Calixarenes described as the third generation supramolecules and used firstly in 2000 in this area have different size, depth or various conformation cavities, and can be modifiable by derivatisation at upper or lower rim. They provide to obtain the selective receptors having the desired properties. Thus, in this study, the facilitated transfer properties of some ions across micro liquid/liquid interfaces by different calixarene derivatives, them are firstly synthesized by our group were investigated. The selectivity properties of the obtained transfers were investigated besides their physical parameters.The used micropipettes to prepare micro interface were obtained from the purchased borosilicate glass capillary pulled with a special apparatus to give 2-20 µm inner diameter. The water/1,2-dichloroethane micro interface was prepared after pipettes were silanized. After the prepared micro interface was placed into the electrochemical cell, the measurements were made by cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry techniques. The stoichiometry and association constants of the occurred complex were determined besides the obtained transfer characterizations and mechanisms. The availability of selective calixarenes for electrochemical sensorics was investigated.In the study, total 10 different calixarene derivatives were studied, and facilitated transfers were obtained for 1 of them. The selective transfer peaks were observed for K+ among alkali metal ion. This study is the first study in our country about micro liquid/liquid interface electrochemistry besides its importance in literature because there are a few studies, almost no, about the facilitated transfer across liquid/liquid interface by calixarenes in literature.Keywords: Micro-ITIES, (µITIES), voltammetry, calixarene, alkali and alkaline-earth metal ions, facilitated ion transfer.