ÇANAKKALE Ağustos 2007 OFF OFF - - L L İ İ NE ve ON NE ve ON - - L L İ İ NE NE KATI FAZ KATI FAZ Ö Ö Z Z Ü Ü TLEME TLEME ZENG ZENG İ İ NLE NLE Ş Ş T T İ İ RME Y RME Y Ö Ö NTEMLER NTEMLER İ İ Mustafa SOYLAK Mustafa SOYLAK Erciyes Erciyes Ü Ü niversitesi, Fen niversitesi, Fen - - Edebiyat Fak Edebiyat Fak ü ü ltesi, ltesi, Kimya B Kimya B ö ö l l ü ü m m ü ü , 38039 Kayseri , 38039 Kayseri
39
Embed
OFF -LİNE ve ON -LİNE KATI FAZ ÖZÜTLEME ZENG İNLE …maycalistaylari.comu.edu.tr/calistay2007/sunumlar/danisman/mustafa_soylak1.pdfcihaz peristaltik pompalar-dır. Şekilden de
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
ÇANAKKALE Ağustos 2007
OFFOFF--LLİİNE ve ONNE ve ON--LLİİNE NE KATI FAZ KATI FAZ ÖÖZZÜÜTLEME TLEME
Bir katBir katıı faz faz üüzerinde uygun bir zerinde uygun bir forma dforma döönnüüşşttüürrüülen len analitlerinanalitlerinadsorpsiyonuadsorpsiyonu ve sonra uygun ve sonra uygun eluasyoneluasyon çöçözeltisi ile katzeltisi ile katıı faz faz üüzerinden zerinden desorpsiyonunudesorpsiyonunu esas esas alan zenginlealan zenginleşştirme ytirme yööntemleri ntemleri
ÇANAKKALE Ağustos 2007
Analitin içinde bulunduğu çözeltiye katı faz maddesi konarak belirli bir süre birlikte çalkalanır.
Çalkalama mekanik veya ultrasonik yapılabilir.
Tutunma dengesi kurulduktan sonra çözeltiden katı faz süzme veya dekantasyon ile ayrılır.
Katı fazdaki elementler uygun çözücü ile desorbe edilerek tayin gerçekleştirilir.
Katı fazdaki eser elementler desorbe edilmeden doğrudan katı faz
teknikleriyle de tayin edilebilir.
1. Çalkalama (Batch) Tekniği
ÇANAKKALE Ağustos 2007
2. Kolon Tekniği
Kolonda, katı faz maddesi olarak genelde adsorpsiyon ile tutma kuvvetlerine sahip çeşitli polimerik maddeler, inorganik ve organik katı maddeler kullanılır. Adsorbanların çoğu polimerik maddelerdir.
Adsorbanlar eser elementleri şelat veya inorganik kompleksleri şeklinde tutabilmektedir.
ÇANAKKALE Ağustos 2007
Kolon Teknikleriyle Katı Faz Ekstraksiyonu
KKüçüüçük Son Hacimk Son Hacim
BBüüyyüük k ÖÖrnek rnek Hacimleri ile Hacimleri ile ÇÇalalışışabilmeabilme
Sulu fazdaki metal komplekslerinin çeşitli adsorbanlar üzerinde adsorpsiyonuna dayalı çalışmalarda eser metal iyonları sulu çözeltide metal şelatları ya da inorganik komplekslerine dönüştürülürler. Sonra metal komplekslerinin adsorban üzerinde gravitasyonelveya vakum yardımıyla geçirilirken adsorplanması sağlanır.
Analitler 2-10 ml hacimdeki uygun bir eluasyon çözeltisi ile elue edilir. Analit derişimleri bir instrumentalyöntemle tayin edilir.
ÇANAKKALE Ağustos 2007
ÇANAKKALE Ağustos 2007
ÇANAKKALE Ağustos 2007
ImmobilizasyonImmobilizasyon
LigandLigandıınn rereççine ine üüzerine kimyasal zerine kimyasal reaksiyonlar sonucunda kimyasal reaksiyonlar sonucunda kimyasal babağğlar ile balar ile bağğlanmaslanmasıı iişşlemleri genel lemleri genel olarak olarak immobilizasyonimmobilizasyon olarak olarak adlandadlandıırrıılmaktadlmaktadıır. r. LigandLigand--immobilizeimmobilize rereççineler iineler iççin bir in bir ççok ok kombinasyonlar skombinasyonlar sööz konusudur. z konusudur. Ancak sentezlerinin zorluAncak sentezlerinin zorluğğu u öönemli nemli bir problemdir. bir problemdir. AmberliteAmberlite XAD XAD rereççinelerinden de inelerinden de immobilisazyonimmobilisazyon ile ile yeni yeni şşelatelat rereççineleri elde ineleri elde edilmektedir.edilmektedir.
Narin Et al., Submitted to Anal. Lett., 2002.
KİMYA 2002’de sunuldu.
CH CH2CH CH2
NO2
HNO3
H2SO4
CH CH2
SnCl 2
HCl
NH2
NaNO2
HCl
CH CH2
N2Cl
CH CH2
N
n
N OH
N N
N
PAN
PAN-16 Þelat Reçinesi
SEMIR
ElementalTG/DTA
ÇANAKKALE Ağustos 2007
Impregnation (Doyurma, Emdirme):
Ligand çözeltisinin emdirilmesi işlemleri çeşitli yollarla yapılmaktadır.
Reaktifin reçine dolgulu bir kolondan geçirilmesi, Adsorbanın reaktif çözeltisi ile uygun bir kapta belli süre çalkalanması
Ligandın bazı özellikleri taşıması istenir:
Ligand kimyasal olarak kararlı olmalıdır.
Sulu çözeltideki çözünürlükleri yeterince düşük ve reçine üzerindeki adsorpsiyonları kuvvetli olmalıdır.
Bir çok metal iyonu ile örnek çözeltisinin doğal pH'sında kararlıkompleks oluşturmalıdır.
ÇANAKKALE Ağustos 2007
-
metallerin katı faz ekstraksiyonunda 50 den fazla kullanım,
Tekrar doyurma ile tekrar tekrar kullanım imkanı
S. Saraçoğlu, M. Soylak, L. Elçi, CJASS, 46, 123-129 (2001).
AmberliteXAD-1180
Aşırı Miktarda Cromotrop 2R
ile doyurma
1180-2R reçinesi
ÇANAKKALE Ağustos 2007
Kantitatif geri kazanmalar için parametreler
pH
reaktif miktarları
örnek hacmi
eluent
örnek ve eluasyon çözeltisi akış hızları
matriks
seçimli ayırma
ÇANAKKALE Ağustos 2007
EluasyonAseton
Etil Alkol
Asetonda 1M HNO3 Asetonda 1M HCl
0.1-2M HNO3 0.1-2M HCl
30-50 0C’de ısıtılmış değişik eluentler
ÇANAKKALE Ağustos 2007
Matriks Etkileri
Eser metal iyonlarının ayrılması ve zenginleştirilmesi yöntemleri örneklerin matriks bileşenlerinden önemli bir ölçüde etkilenebilirler. Bundan dolayı yöntemlere matriks iyonlarının etkileri model çalışmalar ile kontrol edilir.
Alkali ve toprak alkali metallerinin şelat komplekslerinin genelde düşük kararlılık sabitlerinden dolayı, bu iyonlar genellikle katı faz ekstraksiyonu ile kolaylıkla uzaklaştırılırlar. Analit iyonlarının geri kazanmaları çok büyük miktardaki bu element ve anyon derişimlerinden genelde etkilenmez.
Bu, yoğun tuzlu örneklerden metal iyonlarının ayrılması ve geri kazanılması için önemli bir avantajdır.
ÇANAKKALE Ağustos 2007
Seçimli Ayırma
Eser metal iyonlarını birbirinden veya yüksek metal içeriği olan ortamlardan seçimli olarak ayırma ve zenginleştirme
uygun maskeleyici reaktiflerin kullanılması,
ortamın pH'sının değiştirilmesi,
eluentin değiştirilmesi veya
uygun diğer bir kompleksleştirici reaktifin seçilmesi
ile mümkün olabilmektedir.
ÇANAKKALE Ağustos 2007
Doğal Su(Cr3+, Cr6+)
H2O2
Cr3+ Cr 6+’yükseltgenmesi
pH 2,5Cr6+-APDC
Ambersorb 563 Kati Faz Ekstraksiyon
FAASToplam Cr Tayini
Doğal Su(Cr3+, Cr6+)
FAASCr6+ Tayini
Toplam Cr- Cr6+ = Cr3+
Narin et al., Anal. Lett., 35, 1432-1452 (2002).
Krom Türlemesi
Narin et al., Anal. Lett., 35, 1432-1452 (2002).
Krom Türlemesi
ÇANAKKALE Ağustos 2007
Zenginleştirme yöntemlerinin otomasyonuna yönelik Çalışmalar yaklaşık 25-30 yıllık bir geçmişe sahiptir. Ancak son 10 yıldır bu çalışmalar çok daha yoğunlaşmıştır. Bu zenginleştirme çalışmalarının çok önemli bir kısmı da ON-LINE KATI FAZ EKSTRAKSİYONU’na yöneliktir.
On-line Katı Faz Ekstraksiyonu
ÇANAKKALE Ağustos 2007
On-line Katı Faz Ekstraksiyonunda çalışmalar kapalı bir sistemde gerçekleştirildiğinden kontaminasyon riskleri önemli derecede azdır.
Düşük örnek çözelti hacimleri ile çalışılabildiğinden belli sürede çok sayıda analiz yapma imkanı
20-500 µl gibi küçük eluasyon hacimleri
Daha az çözücü ve kimyasal madde kullanımı
Gözlenebilme sınırlarında gelişmeler
ÇANAKKALE Ağustos 2007
Peristaltik Pompa
Tubingler
Mixing Coil
Vanalar
Kolon
ÇANAKKALE Ağustos 2007
On-line sistemlerde kararlı ve sürekli sıvı akışının sağlanması en basit ve gerekli şarttır. Kullanılacak sıvıyürütücü cihazların bazı özellikleri aşağı belirtilmiştir:
1. Kısa veya uzun süreli tekrarlanabilir akış hızısağlamalıdır.
2. Çok kanallı olmalıdır.
3. Her bir kanal için kolay ayarlanabilir akış hızına sahip olmalıdır.
4. Korozif reaktif ve çözücülerden etkilenmemelidir.
Peristaltik Pompalar
ÇANAKKALE Ağustos 2007
Bu özelliklerden çoğuna sahip en gelişmiş sıvı sürücücihaz peristaltik pompalar-dır. Şekilden de anlaşıldığıgibi diğer pompa sistemle-rinden peristaltik pompaların en ayırıcı özelliği çözelti ile pompa aksamının herhangi bir kısmı temas etmemek-tedir.
A, Basınç Ayarlama Vidası; T, Plastik Pompa Kapiler Boru (Tubing);
C, Kapiler Boru Tutucu
ÇANAKKALE Ağustos 2007
Taşıyıcı Kapiler Borular (Tubingler)Sıvı akışı, 0.35-1.5 mm iç çapa sahip
polimer tüp borularla içinde sıvının geçişiylegerçekleştirilir. Bu tüp borular inert ve saydamdır. Tüp boru duvarları 0.5 mm’dendaha ince olmamalıdır. Ayrıca iç çapları 0.35 mm’den küçük olmamalıdır. Aksi takdirde süspansiyon halindeki örneklerle çalışılırken tıkanabilirler.
Daha büyük çaplı tüp borular özellikle hidrür oluşturmalı AAS’de yüksek seyrelme işlemleri ve borularda gaz oluşumlarısebebiyle kullanılmaktadır.
Kapiler boruların birbirlerine eklenmesi veya boru çıkış ve girişlerinin ilgili alet kısımlarına bağlanmasında da özel bağlantılar kullanılır.
ÇANAKKALE Ağustos 2007
Mixing Coil: Sistemde kullanılan çözeltilerin gerekirse birbirleriyle homojen karışımı için kullanılır.
Vanalar: Çözelti akışını yönlendirmek için kullanılır, asit, baz ve organik çözücülerden etkilenmeyen malzemenden yapılmışlardır.
Kolon: Genelde el yapımı PVC kolonlar
ÇANAKKALE Ağustos 2007
A. Ayırma/Zenginleştirme Basamağı
Bu basamakta V1 vanasBu basamakta V1 vanasıı kolona kolona dodoğğru akru akışış yyöönnüüne ne ççevrilirken, V2 evrilirken, V2 vanasvanasıı atatıık k çöçözeltisi akzeltisi akışış yyöönnüüne ne ççevrilir. evrilir.
ÖÖrnek rnek çöçözeltisi uygun zeltisi uygun şşartlarda 4.0 artlarda 4.0 ml/ml/dakdak akakışış hhıızzıında pompalannda pompalanıır. Bu r. Bu basamakta basamakta analitanalit kolon kolon üüzerinde zerinde adsorplanadsorplanıırr..
P. Peristaltik Pompa, 4 kanallı, 8 rollerli, akış hızı kontrollü
Tubingler: 1.3 mm iç çap siyah-beyaz kodlu, Tygon
V1 ve V2 : Vanalar: 2 yollu
Kolon: 4.0 cm uzunluk, 0.4 cm iççap, 150-250 mg reçine doldurulabilir
Yatak uzunluğu : 3.5 cm
Akış Hızı: 4.0-5.0 ml/dk
Örnekler
ÇANAKKALE Ağustos 2007
B. Eluasyon Basamağı
Bu basamakta V1 vanasBu basamakta V1 vanasıınnıın n pozisyonu pozisyonu eluasyoneluasyon çöçözeltisinin zeltisinin akakışış yyöönnüüne, V2 vanasne, V2 vanasıınnıın ise n ise FAASFAAS’’ninnin nebulizerininnebulizerinin akakışışyyöönnüüne ne ççevrilir. evrilir. EluasyonEluasyonçöçözeltisi pompalanzeltisi pompalanıır ve r ve adsorplananadsorplanan analitanalit uygun akuygun akışışhhıızzıında nda FAASFAAS’’ninnin nebulizerinenebulizerineggöönderilir. nderilir. AbsorbansAbsorbans sinyalleri sinyalleri kaydedilir.kaydedilir.