N,N`-bis-(2-hidroksi-5-brombenzil)-2-hidroksi-1,3-diiminopropan kullanarak ekstraksiyon kromatografisi ile demir spesiasyonu

Abstract

N, N'-bis-<2-HIDROKSI-5~BROMOBENZIL)-2-HİDROKSİ-13- DÜMİNOPROPAN KULLANARAK EKSTRAKSİYON KROMATOGRAFİSİ İLE DEMİR SPESİASYONU Emre PEHLİVAN Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi / Tez Danışmanı : Doç. Dr. Derya KARA Balıkesir, 2005 ÖZET Metal türlendirilmesi ve izlenilmesi çevresel kontrol ve koruma bakımından oldukça gereklidir. Çünkü sulu sistemlerdeki metal türlerinin hareketliliği ve bulunabilirliği, bu türlerin değişken fîzikokimyasal formlarına ve reaktifliklerine bağlıdır. Günümüzde kullanılan tayin yöntemlerinin çoğu doğal su ve sediment örneklerinde eser element tayini için gerekli tayin sının ve hassasiyete sahip değildir. Bu nedenle önderiştirme teknikleri oldukça önem kazanmıştır. Bu çalışmada çevresel su örneklerindeki demir ( III ) ve demir ( II )' nin yüksek hassasiyette analizi için kullanılmak üzere yem bir Schiff bazı ligandı olan N,N-bis-(2-hidroksi-5-bromobenzil)-2-hidroksi-1,3-diiminopropan sentezlendi ve yüksek seçicilikte ve hızlı olan bir demir tayin yöntemi geliştirildi. Metot sediment örneklerindeki toplam demir miktarının belirlenmesi içinde uygulandı. Önderiştirme sistemi Schiff bazının demirle yaptığı şelatların silikajel üzerine adsorpsiyonu ve daha sonra uygun eluent ile silikajel üzerine toplanan selatin daha küçük bir hacme alınması esasına dayanır. Demir türlerinin önderiştirilmesi, ayrılması ve türlendirilmesinin yapılabildiği bu yöntemde birçok parametre pH, çözelti ve eluentin akış hızı, yabancı iyon etkileri, ligand derişiminin etkisi incelendi. Ayrıca doğada metal iyonlarını kompleksleştirebilme özelliğine sahip humik asidin sentezlenen ligand ile Fe ( III ) ııiyonunun etkileşimi üzerine etkileri incelendi. Elde edilen sonuçlar göstermektedir ki 10 ppm humik asit varlığında dahi yöntem de herhangi bir girişim gözlenmemektedir ve bu miktar doğal sularda bulunan humik asit miktarının çok üstünde bir konsantrasyondur. Eluent olarak % 2,5 nitrik asit içeren aseton kullanılmaktadır ve demir şelatları eluent ile desorbe edildikten sonra hava - asetilen ile aleve püskürtüldü ve eluent içerisindeki demir miktarı atomik absorbsiyon spektrometresi ile tayin edildi. Geliştirilen katı faz ekstraksiyon metodu doğal su örneklerinde ve referans materyallerde başarıyla uygulanmıştır. Hiçbir önderiştirme yapılmadan tayin sınırı 0,17 mg / L olarak saptandı. Sentetik örneklerde geri kazanım değerleri % 100 ile % 104 arasında bulundu. Geliştirilen yöntemle elde edilen sonuçlar sulu sistemlerde metal türlendirmeleri için standart yöntem olan 1,10 fenantrolin yöntemiyle istatiksel olarak kıyaslandı, t- testi sonuçlan her iki yöntem arasında çok önemli bir farkın olmadığını gösterdi. Ayrıca bu yöntem referans sediment örneği, LGC 6156, analizinde başarıyla uygulandı. Genellikle su örneği analizlerinde 10 kat önderistirmeye gerek duyulmaktadır. Anahtar Kelimeler: Katı faz ekstraksiyonu, silikajel, N,N'-bis-(2- hidroksi-5-bromobenzil)-2-hidroksi-l,3-diiminopropan, Fe ( III ), toplam demir m

Iron Speciation by Extraction Chromatography using N'N-bis-(2- hydroxy-5-bromobenzyI)-2-hydroxy-13-düminopropane Emre PEHLİVAN Balıkesir University, Institute of Science, Department Of Chemistry ( Master Thesis / Supervisor : Doç. Dr. Derya KARA ) Balıkesir, 2005 Metal speciation and monitoring is very important for environmental protection and control. The presence and mobility of the metal species in water systems depend on the inter-changeable physicochemical forms and reactivity of these species. Many of the analytical methods in the literature have insufficient sensitivity and hence do not have the limit of detection necessary for trace element determination in natural water and sediment samples. Therefore preconcentration methods have become very important. In this work, the new Schiff base, N,N'-bis(2-hydroxy-5-bromobenzyl)-2- hydroxy-l,3-diiminopropane, has been synthesized for the very sensitive determination of iron(III) and iron(II) in natural water samples, enabling a very selective and rapid method for iron determination to be developed. The method has also been applied to total iron determination in sediment samples. In the preconcentration system, the Schiff base reagent is mixed with the samples and chelates with the iron. These complexes are men adsorbed on the silica gel within a column system. Elution of the adsorbed chelate from the silica gel was with a small volume of a suitable eluent. In this method that can be applied for preconcentration, separation and speciation of iron, the effects of parameters such as pH, sample flow rate, eluent flow rate, foreign ions and ligand concentration have been investigated. The effect of humic acid that can produce complexes with metal ions in natural systems has also been investigated on the complexation of the Schiff base and iron(III) ions. The results obtained indicate that the method is not affected in the IVpresence of up to 10 ppm humic acid, which would be a very high concentration to be present in natural systems. Acetone containing 2,5 % nitric acid has been used as an effective eluent and the eluted iron has been measured using FAAS. The solid phase extraction method developed has been applied successfully to the determination of iron in both natural water samples and sediment samples. The LOD was found to be 0.17 mg/L when no preconcentration was used. The recovery values for spiked samples were between 100 and 104 %. The results obtained from the method developed were compared statistically with those from the 1,10 phenanthroline method, used as a standard method for iron speciation in water systems. The results of the student t-test indicated no significant difference between the two methods. In addition, this method was applied successfully to the analysis of a certified sediment sample, LGC 6156. Generally, a 10-fold preconcentration factor was required for the analysis of water samples. Key words: Solid phase extraction, silicagel, N,N'-bis(2-hydroxy-5- bromobenzyI)-2-hydroxy-l,3-diiminopropane, iron(III), iron(II)