Selenyumun katalizlediği (indikatör-redoks) tepkimelere dayalı olarak eser derişimde selenyumun kinetik-spektrofotometrik yöntemle belirlenmesi

Abstract

ÖZET DOKTORA TEZİ SELENYUMUN KATALİZLEDİĞİ (İNDİKATÖR-REDOKS) TEPKİMELERE DAYALI OLARAK ESER DERİŞİMDE SELENYUMUN KİNETİK-SPEKTROFOTOMETRİK YÖNTEMLE BELİRLENMESİ Ramazan GÜRKAN Cumhuriyet Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı Danışman: Prof. Dr. Mehmet AKÇAY Eser miktarlarda selenyumun belirlenmesi için basit ve duyarlı bir katalitik spektrofotometrik yöntem geliştirilmiştir. Yöntem, Maxilon Blue-SG'nin sodyum sülfür ile indirgenmesine selenyumun (Se(TV) olarak) katalitik etkisine dayanır. İndikatör tepkime, 30±0.1°C'Iık sabit sıcaklık ve Xnax=654 nm'de sabitlenmiş-zaman yöntemiyle absorbans değişimini ölçmek suretiyle spektrofotometrik olarak izlenmiştir. Selenyum, 0.205 ng Se(IV)/mL'lik bir gözlenebilme sınırıyla (3Sb) 0.002-0.2 ug Se(TV)/mL derişim aralığında nicel olarak belirlenmiştir. Tepkime hızım etkileyen değişkenler araştırılmış ve maksimum duyarlık veren optimum koşullar belirlenmiştir. Optimum koşullar altında katalizlenmiş ve katalizlenmemiş tepkimeler için hız sabitleri ve aktiflerime enerjileri belirlenmiştir. Ayrıca hız-belirleyici basamakta indikatör tepkimeye katılan türlerin yükleri çarpımı ve tepkime mekanizmasının aydınlatılması için birincil kinetik tuz etkisi araştırılmıştır. Geliştirilen yöntem, küçük laboratuarlarda kullanım için uygun, kolay, kesin, duyarlı ve seçicidir. 0.004, 0.016, 0.040 ve 0.160 ug Se(TV)/mL'lik standart selenyum derişimleri için yöntemin bağıl standart sapmaları (N=12) sırasıyla %2.27; %1.55; %1.51 ve %0.32'dir. Farklı anyon ve katyonların katalitik tepkimeye girişim etkilen incelenmiştir. Bir çok metal katyonunun sülfür iyonuna ilgisinden dolayı, girişimci katyonik türlerin uzaklaştırılması için Amberlite IR-120 plus gibi kuvvetli katyon değiştirici reçine ve elüent olarak da su kullanılmıştır. Katalitik tepkimenin seçiciliği katyon değiştirici reçine kullanılarak büyük oranda arttırılmıştır. Geliştirilen kinetik-katalitik yöntem, zenginleştirme olmaksızın Antioksidant-S, Selsun (kepeklenmeyi önleyici şampuan) ve analitik saflıkta sodyum metabisülfit ve ^S^**** +&*n kaplıca suyu örnekleri gibi gerçek örneklerdeki selenyumun belirlenmesine uygulanmıştır. Bu yöntemle, uygun standart eklemeler için kabul edilebilir geri kazanımlar elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Selenyum, kinetik-katalitik yöntem, sabitlenmiş-zaman yöntemi, spektrofotometri, kaplıca suyu, sağlık-bakım ürünü.

in SUMMARY DOCTORATE THESIS KINETIC SPECTROPHOTOMETRIC DETERMINATION OF TRACE AMOUNTS OF SELENIUM BASED ON CATALYSED REACTIONS ( INDICATOR-REDOX REACTIONS ) Ramazan GÛRKAN Cumhuriyet Üniversitesi Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Chemistry Supervisor: Prof. Dr. Mehmet AKÇAY A simple and sensitive catalytic spectrophotometric method was developed for the determination of trace amounts of selenium (0.002-0.2 ug Se(IV)/mL). The method is based on the catalytic effect of selenium as Se(IV) on the reduction of Maxilon Blue-SG by sodium sulfide. Indicator reaction is followed spectrophotometrically by measuring the absorbance change at Xmax=654 nm and constant temprature (30±0.1°C) by the fixed- time method. Selenium can quantitatively be determined in the range of 0.002-0.2 ug Se(TV)/mL with a limit of detection of 0.205 ng Se(TV)/mL (3Sb). All of the variables that affected the reaction rate were investigated and chosen the optimum conditions for maximum sensitivity. The method is simple, convenient and applicable in small labrotories, precise, sensitive and selective. The RSD's of method (N=12) for the Se(TV) cocentrations of 0.004, 0.016, 0.040 and 0.160 ug Se(IV)/mL are 2.27%; 1.55%; 1.51% and 0.32% respectively. The interfering effect of various anion and cations on the determination was also fully studied. Because of the reactivity of sulfide ion towards many metal cations, it was used a strongly acidic cation exchange resin as Amberlite IR- 120plus and water as an eluent for the elimination of potantial interference cations. The rate constants and activation energies for catalysed- and uncatalysed- reactions were determined under the optimum conditions. In addition, the product Öf charges on the species involved in the rate-determining step and primary kinetic salt effect for elucidation of reaction mechanism were investigated. The selectivity of catalytic reaction was greatly improved with using of the resin. The developed kinetic-catalytic method was applied to the determination of selenium in real samples as Antioxidant-S, Selsun (which is health-care product for the treatment of^ dandruff) and analytical grade sodium metabisulphite and in spring warerv without any preconcentration. The acceptable recoveries were obtained by the method for appropriate standart Se(TV) additions. Keywords: Selenium; kinetic-catalytic method; fixed-time method; spectrophotometry; spring water and health-care product.