Hg2+ ve Cu2+ İYONLARININ TAYİNİ İÇİN KEMOSENSÖR GELİŞTİRİLMESİ

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kimya A.B.D., Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ÖZLEM GÜMRAH ERCİL

Danışman: Nuray Şatıroğlu

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışmada, su numunelerinde metal iyonlarının tayini için yeni bir kemosensör sentezlenmesi hedeflenmiştir. Özellikle düşük derişimlerde bile toksik etki gösteren Hg2+ iyonlarının tayini için kükürt içeren ligandlar seçici davrandığından tiyoüre bazlı bir ligandın sentezlenmesi öngörülmüştür. Bu amaçla tiyokarbohidrazid ve sinnemaldehit reaksiyonu sonucunda metal iyonları ile renkli kompleks oluşturması beklenen 1,5-disinnamiliden-tiyo karbonohidrazit Schiff bazı (L) sentezlenmiştir. Ligandın karakterizasyonu için FT-IR, 1H-NMR, kütle spektrumları ve elementel analiz sonuçları değerlendirilmiştir. Sentezlenen ligandın Hg2+ iyonlarının yanı sıra Cu2+ iyonlarına karşıda seçici olduğu ve bu iyonlar varlığında renksizden sarıya doğru belirgin bir renk değişikliği verdiği gözlenmiştir. Civa ve bakır tayini için kemosensor olarak L'nin algılama özellikleri UV-GB absorpsiyon spektroskopisi ile araştırılmıştır. Kemosensör, incelenen tüm anyonlar ve katyonlar arasında civa ve bakır iyonlarına karşı iyi bir seçicilik sergilemiştir. Ligandın Hg2+ ve Cu2+ ile bağlanma stokiyometrisi Job's yöntemi ile 2:1 olarak tespit edilmiştir. Ayrıca bağlanma stokiyometrisi 1H-NMR titrasyonu ve kütle spektrumları değerlendirilerek destenlenmiştir. Bağlanma sabiti (Ka) değerleri, Benesi-Hildebrand eşitliğinden Hg2+ ve Cu2+ için sırasıyla 2,6x105 M-1 ve 2,6x104 M-1 olarak hesaplanmıştır, Hg2+ ve Cu2+ iyonları için gözlenebilme sınırları (LOD) sırasıyla 1,1x10-7 M (0,11 μM, 22,1 ppb) ve 1,8x10-7 M (0,18 μM, 11,4 ppb) olarak bulunmuştur. Bu iyonlar ile L'nin oluşturduğu L-Hg2+ ve L-Cu2+ kompleksleri farklı tonda sarı renk sergilemektedir. Bu nedenle renk farklılıkları CIE Lab standardı ile analiz edilmiştir. Renklerin karakterizasyonu için iki farklı renk uzayı (CIELab ve CIELuv) kullanılarak hesaplanmış, Hg2+ ve Cu2+ için renk tonlarının ayırt edilebilir olduğu doğrulanmıştır. Ayrıca Hg2+ ve Cu2+ derişimlerinin belirlenmesi gerçek zamanlı kemosensör uygulamaları için akıllı telefon uygulamasına entegre edilmiştir. Son olarak kemosensör, çeşitli su örneklerinde Hg2+ ve Cu2+ iyonlarının belirlenmesinde başarılı bir şekilde uygulanmıştır.