Yöntemler

3.2.1. Katı Faz Ekstraksiyon Yöntemi Ġle Cu (II), Co (II), Ni (II) ve Pb (II) Ġyonlarının ZenginleĢtirilmesi

Tezin bu kısmında yer alan çalışmalarda, katı faz ekstraksiyon yöntemiyle kolon tekniği kullanılarak Cu (II), Co (II), Ni (II) ve Pb (II) iyonlarının çok duvarlı karbon nanotüp kullanılarak zenginleştirilmesi için bir yöntem geliştirilmişir. Çok duvarlı karbon nanotüp ve kompleksleştirici ajan olarak o-Cresolphthalein Complexone kullanılan çalışmada Cu (II), Co (II), Ni (II) ve Pb (II) iyonlarının optimum geri kazanımı için pH, ligant miktarı, eluent tipi, örnek hacmi, akış hızları ve matriks etkisi gibi değişkenler incelenmiştir.

Katı faz ekstraksiyonu çalışmalarında iç çapı 1 cm ve uzunluğu 15 cm olan mini bir cam kolon kullanılmıştır. Temizlenmiş kolonun en altına bir parça cam pamuğu konularak,

üzerine 200 mg kolon dolgu maddesi olarak kullanılan çok duvarlı karbon nanotüp yerleştirilmiştir. Çalışmalar süresince taşmayı önlemek üzere nanotüp üzerine tekrar cam pamuğu konmuştur. Kolondaki nanotüpün yatak yüksekliği yaklaşık 1,5 cm olarak tespit edilmiştir. Nanotüp yerleştirilmiş kolon her kullanımdan önce sırasıyla 10-15 ml 2 M HNO3 ve 20-25 ml saf su ile yıkanmıştır. Ardından kolondan geçirilecek olan model çözeltinin pH sına göre ilgili pH tamponu kolondan geçirilmiştir. Kolon kullanılmadığı zamanlarda ağzı kapatılarak nanotüpün kurumaması için, kolon içi sürekli su dolu bir şekilde muhafaza edilmiştir.

Çok duvarlı karbon nanotüp dolgulu kolon kullanılarak yapılan zenginleştirme yönteminin geliştirilmesinde model çözeltiler kullanılmıştır. Model çözelti, Cu (II), Co (II), Ni (II) ve Pb (II) iyonlarını içerecek şekilde daha önceden hazırlanmış olan 25 mL’ lik ara stok çözeltisinden 0,8 mL (20 µg Cu (II), 20 µg Co (II), 20 µg Ni (II) ve 40 µg Pb (II)) alınarak hazırlanmış, ardından ortama kompleksleştirici ajan olarak % 0,05’ lik o-Cresolphthalein Complexone çözeltisinden 2 mL ilave edilerek çözelti istenilen pH’ ya tamponlanmıştır. Yaklaşık 10-15 dk beklenmiş, metal iyonlarının komplekslerinin oluşması sağlanmıştır. Nanotüp ile doldurulmuş kolondan, model çözelti kolon musluğu ile kontrol edilebilen belirli bir akış hızında geçirilmiştir. Model çözeltinin geçişinden sonra, 10 mL 2 M HNO3, eluent olarak kullanılarak kolonda tutunan elementler elue edilmiştir. Çalşılan elementler 10 ml’ lik son hacimde doğrudan AAS ile tayin edilmiştir.

Geliştirilen yönteminin doğruluğunu test etmek amacıyla yöntem, standard referans maddeye (Humber Nehri Tortusu HR-1, NWRI) yaş yakma ile çözünürleştirme aşamasından sonra uygulanmıştır.

3.2.2. Altının Çok Duvarlı Karbon Nanotüp Üzerinde ZenginleĢtirilmesi

Altının zenginleştirilmesini hedef alan bu grup çalışmada yine bir katı faz ekstraksiyon sistemi geliştirilmiş olup, eser düzeydeki altının zenginleştirilmesi amacıyla, katı faz ekstraksiyon kolonunda adsorban olarak çok duvarlı karbon nanotüp kullanılmıştır. pH 2,5-4,0 aralığında kantitatif geri kazanma verimi elde edilmiştir. Optimum geri kazanım

için pH, eluent türü ve derişimi, örnek hacmi, akış hızları ve matriks etkisi gibi değişkenler incelenmiş, optimizasyonu yapılan sistem çeşitli su örneklerine ve yaş yakma ile çözünürleştirildikten sonra anot çamuru örneklerine uygulanmıştır.

İç çapı 1 cm ve uzunluğu 15 cm olan mini bir cam kolonun kullanıldığı çalışmalarda, temizlenmiş kolonun en altına bir parça cam pamuğu konularak, üzerine 200 mg kolon dolgu maddesi olarak kullanılan çok duvarlı karbon nanotüp yerleştirilmiştir. Kolondaki nanotüpün yatak yüksekliği yaklaşık 1,5 cm olarak tespit edilmiş, yerleştirilen nanotüpün üzerine, çalışmalar süresince taşmayı önlemek üzere tekrar cam pamuğu konmuştur. Nanotüp yerleştirilmiş kolon her kullanımdan önce sırasıyla 10-15 ml 2 M HNO3 ve 20-25 ml saf su ile yıkanmıştır. Ardından kolondan geçirilecek olan model çözeltinin pH sına göre ilgili pH değerindeki çözelti kolondan geçirilmiştir. Kolon kullanılmadığı zamanlarda nanotüpün kurumaması için, kolon içinde sürekli su dolu bırakılarak ağzı kapatılmıştır.

Çok duvarlı karbon nanotüp dolgulu kolon kullanılarak yapılan zenginleştirme yönteminin geliştirilmesinde model çözeltiler kullanılmıştır. 25 μg Altın (III) iyonu içerecek şekilde hazırlanan 25 mL’ lik model çözeltilerin pH’ ları 1 M NaOH ve 1 M HCl kullanılarak ayarlanmıştır. Nanotüp ile doldurulmuş kolondan, model çözelti kolon musluğu ile kontrol edilebilen belirli bir akış hızında geçirilmiştir. Model çözeltinin geçişinden sonra, 5 mL asetonda 1 M HNO3, eluent olarak kullanılarak kolonda tutunan analit iyonu doğrudan AAS ile tayin edilmiştir.

Optimizasyonu yapılan sistem, çeşitli su örneklerine ve çeşitli ortamlardan alınan maden ve toprak örnekleri ile üç farklı bakır kaplama tesisinden temin edilen anot çamuru örneklerine yaş yakma ile çözünürleştirme aşamasından sonra uygulanmıştır.

3.2.3. Ġterbiyum (III) Hidroksit Birlikte Çöktürme Sistemi Ġle Krom Türlemesi

İterbiyum (III) hidroksit birlikte çöktürme sistemi ile krom türlemesi çalışmasında, Cr (VI) varlığında Cr (III) iyonunun seçimli zenginleştirilebilmesi için, 25 μg Cr (III) ve 25 μg Cr (VI) içeren 2 ayrı beherde 25 mL’ lik model çözeltiler hazırlanmıştır. Hazırlanan

model çözeltilere % 0,1’ lik iterbiyum (III) çözeltisinden 1 mL eklendikten sonra, pH ayarlamaları yapılmıştır. Ortam pH’ sı pH metre ile kontrol edilmiştir. Çözeltiler, 10 dakika bekletildikten sonra, 20 dakika 3000 rpm’ de santrifüjlenmiştir. Santrifüj tüpleri

içerisindeki sıvı kısım dökülerek geride kalan çökelek 0,5 mL derişik HNO3çözeltisi ile

çözülmüştür. Son hacim saf su ile 10 mL’ ye tamamlanarak tayinler alevli AAS ile

gerçekleştirilmiştir. pH 10’ da, iterbiyum (III) hidroksit ile Cr (III) kantitatif olarak geri

kazanılırken, Cr (VI) % 10 ve altında geri kazanılmıştır.

Geliştirilen iterbiyum (III) hidroksit birlikte çöktürme sistemi ile krom türlemesi yönteminde, toplam krom miktarı, krom (VI) miktarı 25 μg olacak şekilde hazırlanmış model çözeltilerde, Cr (VI)’ nın asidik ortamda KI reaktifi ile Cr (III)’e indirgenmesiyle tayin edilmiştir (Yalçin ve Apak, 2004; Aydın ve Soylak, 2009; Karatepe ve ark., 2010). Bunun için, model çözeltilerin pH’ sı 1 olacak şekilde 2 M H2SO4 ile ayarlanmış ve % 0,5’lik KI çözeltisinden 10 mL ilave edilmiştir. Model çözeltiler ısıtıcı tabla üzerinde 30 dakika kadar kaynatıldıktan sonra oda sıcaklığına geldiğinde 1 M NaOH kullanılarak pH 10’ a ayarlanmıştır. Yukarıda bahsedilen birlikte çöktürme prosedürü aynen uygulanarak toplam krom ile Cr (III) derişimi arasındaki farktan Cr (VI) derişimi hesaplanmıştır.

Cr (III)’ ün kantitatif geri kazanımı için pH, iterbiyum miktarı, santrifüj hızı, matriks etkisi, KI miktarı, örnek hacmi gibi parametreler incelenmiştir. Yöntemin gözlenebilme sınırı tayin edilmiş, doğruluğu analit ilavesi ve standard referans maddelerin (TMDA- 54.4 Sertifikalı Referans Su, NIST 2710 Montana Toprağı) analizi ile kontrol edilmiştir. Deri fabrikası atık suları ile maden ve toprak örneklerinin krom türlemesinde başarıyla uygulama sağlanmıştır.