PROF. DR. OSMAN YAVUZ ATAMAN

Determination of thallium by volatile compound generation atomic absorption spectrometry Uçucu bileşik oluşturmalı atomik absorpsiyon spectrometre ile talyum elementinin tayini

Çevreye ve insan sağlığı üzerindeki toksik etkileri nedeniyle talyum elementinin tayini çok önemlidir. Doğada eser derişimlerde bulunan talyum elementinin tayini çok hassas ve doğru yöntemlerin kullanılmasını gerektirmektedir. Uçucu bileşik oluşturmalı atomik absorpsiyon spektrometri kolay, duyarlı ve ekonomik bir yöntem olmasına rağmen talyum tayininde fazla kullanılmamaktadır; bunun nedeni ise talyum için uçucu türleri oluşturmanın zor bir işlem olmasıdır. Öncelikle sürekli akış uçucu bileşik oluşturmalı bir sistem geliştirilmiş ve analitik sinyali etkileyen parametreler optimize edilmiştir. Örnek çözeltiler 0.5 mol/L HNO3, 0.0005% (v/v) rodamin B ve 1.0 mg/L Pd içerisinde hazırlanmıştır; 0.5% (m/v) NaOH içerisinde stabilize edilmiş NaBH4 ise indirgeyici çözelti olarak kullanılmıştır. Kararsız ve hızlıca bozunan talyum uçucu türleri sistemin performansını olumsuz yönde etkilemiştir. Akışa enjeksiyonlu uçucu bileşik oluşturma çalışmaları özel tasarlanmış bir sistemde yürütülmüştür. Gerekli parametrelerin optimizasyonlarından sonra HNO3 ortamındaki gözlenebilme ve tayin sınırları sinyal yüksekliğine göre sırasıyla 12 ng/mL ve 40 ng/mL olarak hesaplanmıştır. Benzer şekilde HCl ortamındaki gözlenebilme ve tayin sınırları 14 ng/mL ve 45 ng/mL olarak hesaplanmıştır. Yardımcı reaktif olarak kullanılan rodamin B içeren örnek çözeltiye Te ve Pd elementlerinin eklenmesi uçucu bileşik oluşturma verimliliğini sırasıyla 3.6 ve 9.3 oranlarında arttırmıştır. Kullanılan asit türünün Tl+ ve Tl3+ uçucu türleri için sinyal şekli ve yüksekliğini etkilediği belirlenmiş ve HNO3 içinde hazırlanmış çözeltilerden daha iyi sonuçlar elde edilmiştir. Ar gazının sisteme giriş noktası değiştirilerek pik genişlemesi ve hafıza etkisinin sebepleri araştırılmıştır. Çalışmalar sonucunda T- tüp atomlaştırıcının da etkisi olmasına rağmen hafıza etkisinin büyük oranda gaz sıvı ayırıcı (GLS) ve öncesinden kaynaklandığı belirlenmiştir. Tl uçucu türleri ve onların davranışlarının araştırıldığı çalışmada Tl ve Pd elementlerinin nano tanecikler halinde oluştuğu belirlenmiştir. Geçirmeli electron mikroskobu (TEM) ölçümleri Ar gazının yardımıyla atomlaştırıcıya taşınan türlerin Tl nano tanecikleri olduğunu kanıtlamıştır.

Inorganic antimony speciation using tungsten coil atom trap and hydride generation atomic absorption spectrometry Hidrür oluşturmalı ve tungsten sarmal ile atom tuzaklı atomik absorpsiyon spektrometriyle antimon türlendirmesi

Çevre, biyolojik ve jeolojik örneklerde genel olarak iki yükseltgenme basamağı (III ve V) olan antimon toksik bir elementtir. Antimon farklı davranış, toksiklik ve taşınma özelliklerine sahip çeşitli organik ve inorganik bileşikler oluşturmaktadır. İnorganik antimon bileşikleri organik formlarından daha toksiktir ve Sb(III) türleri Sb(V) türlerinden 10 kat daha fazla toksiklik göstermektedir. Bu sebeple, çevre ve biyolojik örneklerinde antimon türlerinin değerlendirilmesi seçici olmalıdır. Hidrür oluşturmalı atomik absorpsiyon spektrometri kolay, duyarlı ve ekonomik bir yöntem olduğu için düşük düzeylerdeki antimon tayininde kullanılmaktadır. Kromatografik olmayan bir olası yöntem olarak hidrür oluşturmalı atomik absorpsiyon spektrometrisi ile antimon türlendirmesi Sb(V) türlerinin indirgen çözeltisiyle verdiği hidrür oluşma reaksiyonun yavaş olması temeline dayanarak gerçekleşmektedir. Bu çalışmada, antimon tayini için sürekli hidrür oluşturmalı bir yöntem geliştirilmiş ve hidrür oluşturma şartları optimize edilmiştir. Analit çözeltisi 0.050 mol/L HCl içerisinde hazırlanmıştır ve %0.30 (a/v) içerisinde stabilize edilmiş %1.2 (a/v) NaBH4 indirgen çözeltisi olarak kullanılmıştır. Inorganik antimon türlendirme şartları sürekli hidrür oluşturmalı sistem ile belirlenmiştir. Sb(V) türlerinin Sb(III) türlerine indirgenmesi için %8.0 (a/v) potasyum iyodür ve %0.10 (a/v) askorbik asit kullanılmıştır. Türlendirme çalışmaları iridyum kaplanmış tungsten sarmal atom tuzaklı hidrür oluşturmalı sistem ile uygulanmıştır. Tungsten sarmal atom tuzağı duyarlılığı artırmak için kullanılmıştır. Tungsten sarmal yüzeyi iridyum ile kaplanmıştır ve kaplama için toplam 250 µg iridyum kullanılmıştır. Gözlenebilme ve tayin sınırları 120 saniye toplama süresine göre sırasıyla 152 ve 508 pg/mL olarak hesaplanmıştır. 120 saniye toplama süresi ile, W-sarmal-ETAAS tekniğine göre 128 kat, ETAAS tekniğine göre 37 kat duyarlılık artışı elde edilmiştir.

Development of novel analytical methods for selenium, gold, silver and indium determination using volatile compound generation, atom trapping and atomic absorption spectrometry Uçucu bileşik oluşturma, atom tuzaklama ve atomik absorpsiyon spektrometri kullanımı ile selenyum, altın, gümüş ve indiyum tayinleri için yeni analitik metotların geliştirilmesi

Uçucu haldeki selenyum hidrür bileşiğini oluşturmak için ve ayrıca oluşan bu türün altın kaplanmış W-sarmal tuzak üzerinde toplanmasını sağlamak amacıyla selenyum tayini için yeni bir teknik geliştirilmiştir. Bu durumda önce tuzak sıcaklığı 165oC’da tutularak oluşan selenyum hidrür türlerinin tuzak üzerinde toplanması sağlanmış ve toplama aşamasından sonra tuzağın sıcaklığının 675oC’a çıkartılması durumunda, W-sarmal tuzak üzerinde toplanan türlerin yüzeyden kalkarak atomlaştırıcıya ulaşması sağlanmıştır. Altın tayininde, ng mL-1 düzeyinde gözlenebilme sınır değerlerine ulaşabilmek için yüksek hacimli gaz sıvı ayırıcı (YHGSA) tasarlanmıştır. Burada, analit ve indirgeyici çözeltiler belirli bir hacimde toplanır ve böylece uçucu analit türlerinin oluşması sağlanır. Uçucu analit türleri sıvı fazdan ayrıldıktan sonra atomlaştırıcıya taşınır. Ayrıca daha düşük gözlenebilme sınır değerlerine ulaşabilmek için tuzak olarak W-sarmal kullanılmış ve bu tuzak YHGSA’nın çıkışına bağlanmıştır. W-sarmalın tuzak olarak kullanılması durumunda pik yükseklikleri kullanılarak duyarlılıktaki artış 10.7 kat olarak bulunmuştur. Altın için başka bir çalışmada ise, kesikli akış sistemi kullanılmıştır. Bu durumda atomik absorpsiyon spektrometre (AAS) cihazı tayin için kullanılırken çoklu atomlaştırıcı (multiatomizer) adı verilen bir aygıt ise atomlaştırıcı olarak kullanılmıştır. Buhar oluşturma verimini hesaplamak için 198Au, 199Au radioaktif madde kullanılmıştır. Ayrıca bu deneyde AAS cihazına alternatif olarak grafit fırın kullanılmıştır. Geçirmeli elektron mikroskopu kullanılarak oluşan uçucu türlerin 10 nm boyutlarında Au nanopartiküller ihtiva ettiği gözlenmiştir. Gümüş tayini için, U şeklinde GSA, silindiriksel GSA ve YHGSA kullanılmış ve bu üç ayrı GSA’nın duyarlılıkları karşılaştırılmıştır. Gözlenebilme sınır değerleri U şeklindeki GSA, W-sarmal tuzaklı silindiriksel GSA ve W-sarmal tuzaklı YHGSA için sırasıyla 29 ng mL-1, 0.4 ng mL-1 ve 0.05 ng mL-1olarak bulunmuştur. İndiyum tayini için, silindiriksel GSA ve YHGSA ayrı ayrı kullanılmıştır. Silindiriksel GSA kullanıldığı zaman gözlenebilme sınır ve evrik duyarlılık değerleri sırasıyla 148 ve 317 ng mL-1 olacak şekilde bulunmuştur. Duyarlılığı artırabilmek için YHGSA W-sarmal tuzak ile beraber kullanılmıştır. Bu durumda elde edilen gözlenebilme sınır ve evrik duyarlılık değerleri sırasıyla 0.46 ve 0.98 ng mL-1’dir. Buna ek olarak indiyum ve indirgeyici çözeltilerin birbirleriyle olan reaksiyon hızını artırabilmek maksatıyla Ru(acac)3 katalizörü, W-sarmal tuzaklı YHGSA sisteminde kullanılmıştır. Bu durumda elde edilen gözlenebilme sınır ve evrik duyarlılık değerleri sırasıyla 0.13 and 0.23 ng mL-1 olarak bulunmuştur. Bu katalizörün kullanılması durumunda duyarlılığın silindiriksel GSA’ya göre yaklaşık 1378 kat arttığı görülmektedir.