çindekiler

T.C. ANADOLU ÜN‹VERS‹TES‹ YAYINI NO: 2092
AÇIKÖ⁄RET‹M FAKÜLTES‹ YAYINI NO: 1123
ALETL‹ ANAL‹Z LABORATUVARI
Yazarlar
Yrd.Doç.Dr. Sibel EM‹R D‹LTEM‹Z (Ünite 1, 6, 10)
Yrd.Doç.Dr. Yasemin SÜZEN (Ünite 2)
Yrd.Doç.Dr. Filiz YILMAZ (Ünite 3)
Arfl.Gör.Dr. Emel ERM‹fi (Ünite 4)
Yrd.Doç.Dr. Hüseyin BERBER (Ünite 5)
Yrd.Doç.Dr. Ayça ÖZCAN (Ünite 7, 12)
Yrd.Doç.Dr. Yasemin Ç‹MEN (Ünite 8)
Yrd.Doç.Dr. Mutlu fiAH‹N (Ünite 9)
Arfl.Gör.Dr. Ali ÖZCAN (Ünite 11)
Editör
Yrd.Doç.Dr. Sibel EM‹R D‹LTEM‹Z
ANADOLU ÜN‹VERS‹TES‹

Bu kitab›n bas›m, yay›m ve sat›fl haklar› Anadolu Üniversitesine aittir.
“Uzaktan Ö¤retim” tekni¤ine uygun olarak haz›rlanan bu kitab›n bütün haklar› sakl›d›r.
‹lgili kurulufltan izin almadan kitab›n tümü ya da bölümleri mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik kay›t
veya baflka flekillerde ço¤alt›lamaz, bas›lamaz ve da¤›t›lamaz.
Copyright © 2010 by Anadolu University
All rights reserved
No part of this book may be reproduced or stored in a retrieval system, or transmitted
in any form or by any means mechanical, electronic, photocopy, magnetic, tape or otherwise, without
permission in writing from the University.
UZAKTAN Ö⁄RET‹M TASARIM B‹R‹M‹
Genel Koordinatör
Prof.Dr. Levend K›l›ç
Genel Koordinatör Yard›mc›s›
Doç.Dr. Müjgan Bozkaya
Ö¤retim Tasar›mc›lar›
Yrd.Doç.Dr. Hasan Çal›flkan
Uzm. Orkun fien
Grafik Tasar›m Yönetmenleri
Prof. Tevfik Fikret Uçar
Ö¤r.Gör. Cemalettin Y›ld›z
Ö¤r.Gör. Nilgün Salur
Ölçme De¤erlendirme Sorumlusu
Ayhan Tufan
Grafiker
Engin Binbafl
Nihal Sürücü
Kitap Koordinasyon Birimi
Yrd.Doç.Dr. Feyyaz Bodur
Uzm. Nermin Özgür
Kapak Düzeni
Prof. Tevfik Fikret Uçar
Dizgi
Aç›kö¤retim Fakültesi Dizgi Ekibi
Aletli Analiz Laboratuvar›
ISBN
978-975-06-0774-5
. Bask›
Bu kitap ANADOLU ÜN‹VERS‹TES‹ Web-Ofset Tesislerinde ......... adet bas›lm›flt›r.
ESK‹fiEH‹R, ......... 2011

‹çindekiler
iii
‹çindekiler
Önsöz ............................................................................................................
xi
Ultraviyole-Görünür Bölge Spektroskopisinin Nitel
ve Nicel Uygulamalar›............................................................. 2
G‹R‹fi .............................................................................................................. 3
UV-GÖRÜNÜR BÖLGE SPEKTROSKOP‹S‹.................................................. 3
ABSORPLAYICI TÜRLER............................................................................... 5
ABSORPS‹YON SPEKTROSKOP‹S‹ ‹LE ‹LG‹L‹ TER‹MLER.......................... 7
Lambert-Beer Yasas› .................................................................................... 7
Geçirgenlik (T) .............................................................................................. 8
Absorbans (A)................................................................................................ 8
Absorptivite (a).............................................................................................. 8
UV-GÖRÜNÜR BÖLGE SPEKTROFOTOMETRELER‹.................................. 8
SPEKTROFOTOMETR‹K T‹TRASYON.......................................................... 10
TEK B‹LEfiENL‹ NUMUNE ANAL‹Z‹ (Cr TAY‹N‹) ....................................... 11
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler......................... 11
MOLAR SO⁄URUCULU⁄A ÇÖZÜCÜ ETK‹S‹.............................................. 12
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler......................... 12
BAKIR(II)’N‹N EDTA ‹LE SPEKTROFOTOMETR‹K T‹TRASYONU ............ 12
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler......................... 12
Özet................................................................................................................ 14
Kendimizi S›nayal›m...................................................................................... 15
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................ 16
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› .............................................................................. 17
Yararlan›lan Kaynaklar.................................................................................. 17
K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›.......................18
G‹R‹fi .............................................................................................................. 19
KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTROSKOP‹S‹ ‹LE ‹LG‹L‹ TEMEL B‹LG‹LER .............. 19
SEÇ‹M KURALLARI........................................................................................ 20
MOLEKÜLER T‹TREfi‹MLER .......................................................................... 21
KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTRUMLARINI ETK‹LEYEN ETKENLER...................... 22
Yap›sal Etkenler ............................................................................................ 22
‹ndüktif ve Mezomerik Etki.......................................................................... 23
Hidrojen Ba¤› ................................................................................................ 23
Titreflimlerin Eflleflmesi.................................................................................. 24
Halka Büyüklü¤ü .......................................................................................... 25
Alan Etkileri ................................................................................................... 25
KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTROMETRES‹ VE B‹LEfiENLER‹ ............................... 25
Dispersif Spektrometreler ............................................................................. 26
Fourier Dönüflümlü K›rm›z› Ötesi (FTIR) Spektrometreleri........................ 28
KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTRUMU ALMA TEKN‹⁄‹ VE NUMUNEN‹N
1. ÜN‹TE
2. ÜN‹TE

iv
‹çindekiler
ANAL‹ZE HAZIRLANMASI ........................................................................... 28
Kat› Numuneler ............................................................................................. 29
S›v› Numuneler.............................................................................................. 30
Çözeltiler........................................................................................................ 30
Gaz Numuneler ............................................................................................. 32
KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTRUMLARINDA ANAL‹Z ........................................... 33
Kalitatif Analiz ............................................................................................... 33
Kantitatif Analiz ............................................................................................. 38
KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTROSKOP‹S‹ UYGULAMALARI................................. 39
Özet ............................................................................................................... 40
Kendimizi S›nayal›m ..................................................................................... 42
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................ 44
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› .............................................................................. 44
Yararlan›lan Kaynaklar.................................................................................. 45
3. ÜN‹TE
4. ÜN‹TE
Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi ........................ 46
G‹R‹fi .............................................................................................................. 47
NÜKLEER MANYET‹K REZONANSA GENEL BAKIfi................................... 47
NÜKLEER MANYET‹K REZONANS SPEKTROMETRELER‹ ........................ 50
Spektrometrelerin Bölümleri......................................................................... 51
NMR SPEKTROSKOP‹S‹NDE NUMUNE HAZIRLAMA................................. 53
NMR Çözücüleri ............................................................................................ 54
Örnek Tüpü................................................................................................... 55
Örne¤in Cihaza Yerlefltirilmesi..................................................................... 56
SPEKTRUM B‹LG‹LER‹N‹N DE⁄ERLEND‹R‹LMES‹ ..................................... 57
DENEYSEL BÖLÜM....................................................................................... 59
Özet................................................................................................................ 65
Kendimizi S›nayal›m...................................................................................... 66
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................ 67
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› .............................................................................. 68
Yararlan›lan Kaynaklar.................................................................................. 69
Organik Bilefliklerde Element Analizi.................................. . 70
G‹R‹fi .............................................................................................................. 71
ORGAN‹K B‹LEfi‹KLERDE ELEMENT ANAL‹Z‹N‹N AMACI VE ÖNEM‹ ... 71
KARBON, H‹DROJEN, AZOT, OKS‹JEN VE KÜKÜRT ELEMENTLER‹N‹N
TAY‹N‹ ........................................................................................................... 74
Karbon ve Hidrojen Tayini........................................................................... 74
Azot Tayini..................................................................................................... 75
Dumas Yöntemi ile Azot Tayini............................................................. 75
Kjeldahl Yöntemi ile Azot Tayini........................................................... 76
Otomatik Kjeldahl Azot Tayin Cihaz› .................................................... 77
Kjeldahl Yönteminin Uygulamalar› ........................................................ 80
Oksijen Tayini ............................................................................................... 81
Kükürt Tayini................................................................................................. 82

‹çindekiler
v
OTOMAT‹K ELEMENT (CHNS/O) ANAL‹Z C‹HAZI .................................. 82
Ölçüm Prensibi ve Avantajlar›...................................................................... 82
CHNS/O Element Analiz Cihaz› Vario EL III Kullan›m Prensipleri............ 83
ORGAN‹K B‹LEfi‹KLERDE ELEMENT ANAL‹Z‹ UYGULAMALARI.............. 88
Elementar VARIO EL III Element Analiz Cihaz› Kullan›larak
Organik Bir Numunedeki C, H, N, ve S Elementlerinin Tayini ................. 88
Özet ............................................................................................................... 91
Kendimizi S›nayal›m ..................................................................................... 93
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................ 94
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› .............................................................................. 94
Yararlan›lan Kaynaklar.................................................................................. 94
Floresans Spektroskobisinin Nitel ve Nicel
Uygulamalar› ........................................................................... 96
G‹R‹fi .............................................................................................................. 97
Floresans ve Fosforesans .............................................................................. 98
Deriflimin Floresans fiiddetine Etkisi............................................................ 99
Floresans› Etkileyen Etmenler ...................................................................... 100
FLORESANS ÖLÇÜM C‹HAZLARI................................................................. 101
Ifl›n Kayna¤›................................................................................................... 102
Dedektörler.................................................................................................... 102
Örnek Hücreleri ............................................................................................ 102
Cihaz›n Ayarlanmas›...................................................................................... 102
FOTOLÜM‹NESANSIN ANAL‹T‹K UYGULAMALARI................................... 103
Gazlar›n Analizi ............................................................................................. 105
‹norganik Bilefliklerin Analizi ....................................................................... 105
Organik Bilefliklerin Analizi.......................................................................... 105
DENEYSEL KISIM.......................................................................................... 106
Aluminyum Tayini......................................................................................... 106
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler .................. 106
Özet ............................................................................................................... 108
Kendimizi S›nayal›m ..................................................................................... 109
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................ 111
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› .............................................................................. 111
Yararlan›lan Kaynaklar.................................................................................. 112
Atomik Absorbsiyon Spektroskopisi ve Nicel Analiz.......... 114
G‹R‹fi .............................................................................................................. 115
ATOM‹K ABSORPS‹YON SPEKTROSKOP‹S‹ ............................................. 116
ATOM‹K ABSORPS‹YON SPEKTROSKOP‹ TÜRLER‹.................................. 116
ATOM‹K ABSORPS‹YON SPEKTROMETRELER‹ ......................................... 117
Ifl›k Kayna¤›................................................................................................... 117
Atomlaflt›r›c› ............................................................................................. 118
i. Alevli tip AAS....................................................................................... 118
ii. Elektrotermal AAS............................................................................... 119
5. ÜN‹TE
6. ÜN‹TE

vi
‹çindekiler
iii. Hidrür Oluflum Tekni¤i ..................................................................... 120
Monokromatör......................................................................................... 120
Dedektör.................................................................................................. 121
ATOM‹K ABSORPS‹YON SPEKTROSKOP‹S‹NDE G‹R‹fi‹MLER.................. 121
Kimyasal Giriflim ........................................................................................... 121
Fiziksel Giriflim.............................................................................................. 121
‹yonlaflma Giriflimi ........................................................................................ 121
Zemin Giriflimi............................................................................................... 122
Spektral Giriflim............................................................................................. 123
ATOM‹K ABSORPS‹YON SPEKTROSKOP‹S‹NDE KULLANILAN
YÖNTEMLER.................................................................................................. 123
Kalibrasyon E¤risi Ölçümü ........................................................................... 123
Standart ‹lave Yöntemi.................................................................................. 124
NUMUNE HAZIRLAMA VE ÇÖZME TEKN‹KLER‹....................................... 124
Paket Sütte Potasyum Tayini ........................................................................ 124
Deneyin Yap›l›fl›...................................................................................... 125
Kozmetik Malzemelerinde Kurflun Tayini.................................................... 125
Deneyin Yap›l›fl›...................................................................................... 126
Özet................................................................................................................ 127
Kendimizi S›nayal›m...................................................................................... 128
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................ 129
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› .............................................................................. 130
Yararlan›lan Kaynaklar.................................................................................. 130
7. ÜN‹TE
S›v› Kromatografisi ve Uygulamalar›..................................... 132
G‹R‹fi .............................................................................................................. 133
SIVI KROMATOGRAF‹S‹N‹N TEMEL PRENS‹PLER‹ .................................... 133
Da¤›lma Kromatografisi (S›v›-S›v› Kromatografi)......................................... 136
Adsorpsiyon Kromatografisi (S›v›-Kat› Kromatografi)................................. 136
‹yon-De¤iflim Kromatografisi........................................................................ 136
Jel Kromatografisi.......................................................................................... 137
SIVI KROMATOGRAF‹ S‹STEMLER‹............................................................. 137
Yüksek Performans S›v› Kromatografisi (HPLC) ......................................... 137
Çözücü Sistemi .............................................................................................. 138
Pompalar........................................................................................................ 139
Kolonlar ......................................................................................................... 139
Dedektörler.................................................................................................... 139
H›zl› Protein S›v› Kromatografisi (FPLC)...................................................... 140
Nano LC ......................................................................................................... 141
SIVI KROMATOGRAF‹DE YÖNTEM GEL‹fiT‹RME...................................... 141
HPLC UYGULAMALARI ................................................................................ 143
Baz› ‹çeceklerde Kafein Tayini..................................................................... 143
Yiyeceklerde Koruyucu Madde Tayini ........................................................ 145
‹drarda Ürik Asit Tayini ................................................................................ 147
HPLC ANAL‹ZLER‹N‹N DE⁄ERLEND‹R‹LMES‹............................................ 149

‹çindekiler
vii
Özet................................................................................................................ 150
Kendimizi S›nayal›m...................................................................................... 151
Okuma Parças› .............................................................................................. 152
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................ 153
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› .............................................................................. 153
Yararlan›lan Kaynaklar.................................................................................. 155
Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle
Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar› ............................... 156
G‹R‹fi .............................................................................................................. 157
GAZ KROMATOGRAF‹S‹ .............................................................................. 157
Gaz Kromatografisi Cihaz› ............................................................................ 158
Tafl›y›c› Gaz ............................................................................................. 159
Enjeksiyon Ünitesi................................................................................... 159
Kolon ....................................................................................................... 161
Dedektör.................................................................................................. 163
S›cakl›k Kontrolü........................................................................................... 166
Gaz Kromatografisinin Uygulamalar› ........................................................... 167
Kalitatif Analiz ......................................................................................... 168
Kantitatif Analiz ....................................................................................... 168
KÜTLE SPEKTROMETR‹S‹ ............................................................................ 170
Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) .................................... 170
Numune Girifl Sistemi ............................................................................. 171
‹yonlaflt›rma ............................................................................................. 171
Kütle Ay›r›c›............................................................................................. 173
GAZ KROMATOGRAF‹S‹ (GC) VE GAZ KROMATOGRAF‹S‹-KÜTLE
SPEKTROMETRES‹ (GC-MS) UYGULAMALARI ........................................... 174
Gaz Kromatografisi Uygulamalar› ................................................................ 174
Bir Kar›fl›mdaki Bileflen Say›s›n›n Belirlenmesi..................................... 174
Metot Oluflturma ..................................................................................... 175
Kar›fl›m›n Kalitatif Analizi ....................................................................... 178
Kar›fl›m›n Kantitatif Analizi ..................................................................... 179
Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi Uygulamas› ............................... 180
Bir Kar›fl›mdaki Bileflenlerin Belirlenmesi ............................................. 180
Özet ............................................................................................................... 184
Kendimizi S›nayal›m ..................................................................................... 185
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................ 186
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› .............................................................................. 186
Yararlan›lan Kaynaklar.................................................................................. 187
‹yon Kromatografisi................................................................. 188
G‹R‹fi .............................................................................................................. 189
‹YON KROMATOGRAF‹S‹ ............................................................................ 189
‹YON KROMATOGRAF‹S‹ C‹HAZI .............................................................. 191
‹YON DE⁄‹fi‹M‹ ............................................................................................ 193
8. ÜN‹TE
9. ÜN‹TE

viii
‹çindekiler
SAB‹T FAZ TÜRLER‹ ..................................................................................... 194
Kolon Malzemeleri ........................................................................................ 194
Silika-Bazl› Malzemeler ........................................................................... 194
Sentetik Organik Polimerler ................................................................... 195
Hidröz Oksit ............................................................................................ 195
Sabit Faz›n Özellikleri ................................................................................... 196
‹yon kapasitesi ........................................................................................ 196
fiiflme (Swelling)...................................................................................... 196
Seçicilik .................................................................................................... 197
HAREKETL‹ FAZ TÜRLER‹............................................................................ 197
Non-Suppressed ‹yon De¤iflim Kromatografisi ‹çin Hareketli Fazlar ........ 197
Anyonlar ‹çin Eluentler........................................................................... 198
Katyonlar ‹çin Eluentler.......................................................................... 199
Suppressed ‹yon Kromatografisi ‹çin Hareketli Fazlar ............................... 199
Hareketli Faz›n Özellikleri ............................................................................ 199
Dedeksiyon Moduyla Uygunluk (Suppressed veya Nonsuppressed).. 200
Yar›flan ‹yonun Yap›s›............................................................................. 200
Hareketli Faz›n pH’s› .............................................................................. 200
Hareketli Faz›n Tampon Kapasitesi ....................................................... 201
‹yonik Örnek Bileflenlerinin Kompleks Oluflturma Yetenekleri .......... 201
Organik Modifiye Ediciler....................................................................... 201
‹YON SEÇ‹C‹L‹⁄‹ .......................................................................................... 201
SUPPRESSOR ................................................................................................ 202
‹YON KROMATOGRAF‹S‹ DEDEKTÖRLER‹ ............................................... 204
‹letkenlik Dedektörleri.................................................................................. 204
Suppressed ‹letkenlik.................................................................................... 205
Non-Suppressed ‹letkenlik............................................................................ 206
UV-Görünür Bölge Dedektörleri .................................................................. 207
Do¤rudan Spektrofotometrik Ölçüm ..................................................... 207
Post-Kolon Türevlendirmesi ......................................................................... 208
Tekli-Potansiyel Amperometrik Dedektörler ............................................... 209
Puls Amperometrik Dedektörler .................................................................. 209
Optik Dedektörler ......................................................................................... 209
Potansiyometrik Dedektörler........................................................................ 209
Floresans Dedektörleri.................................................................................. 211
K›r›lma ‹ndisi Dedektörleri ........................................................................... 212
Alevli Atomik Absorpsiyon Ve Atomik Emisyon Dedektörleri .................. 212
‹ndüklenmifl Eflleflmifl Plazma (ICP) Dedektörü.......................................... 212
SU NUMUNELER‹NDE KLOR (CI – ) VE N‹TRAT (NO - 3 ) ANAL‹Z‹.............. 212
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler......................... 212
Cihaz ve Özellikleri....................................................................................... 213
Deneyin Yap›l›fl› ............................................................................................ 213
Özet .............................................................................................................. 214
Kendimizi S›nayal›m ..................................................................................... 216
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................ 217

‹çindekiler
ix
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› .............................................................................. 218
Yararlan›lan Kaynaklar.................................................................................. 218
Termogravimetrik Yöntemler ............................................... 220
G‹R‹fi .............................................................................................................. 221
TERMAL ANAL‹Z TEKN‹KLER‹N‹N SINIFLANDIRILMASI........................... 221
TERMOGRAV‹METR‹K ANAL‹Z (TGA) ........................................................ 222
D‹FERANS‹YEL TERMAL ANAL‹Z (DTA)..................................................... 224
TERMOMEKAN‹K ANAL‹Z (TMA)................................................................ 227
TERMOELEKTR‹K ANAL‹Z (TEA)................................................................. 228
TERMOOPT‹K ANAL‹Z (TOA) ..................................................................... 228
CaC2O4 H2O Bilefli¤inin Termogravimetrik Analizi................................... 229
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler .................. 229
Deneyin Yap›l›fl›:..................................................................................... 229
Özet ............................................................................................................... 230
Kendimizi S›nayal›m ..................................................................................... 231
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................ 232
Yararlan›lan Kaynaklar ................................................................................ 232
Polarografik ve voltametrik Yöntemler................................ 234
G‹R‹fi .............................................................................................................. 235
POLAROGRAF‹ VE VOLTAMETR‹N‹N TEMEL PRENS‹PLER‹..................... 235
POLAROGRAF‹ VE VOLTAMETR‹ ANAL‹Z S‹STEMLER‹ ............................ 236
Elektrotlar....................................................................................................... 237
Çal›flma Elektrodu ................................................................................... 237
Referans Elektrot ..................................................................................... 238
Karfl›t Elektrot.......................................................................................... 239
Elektrokimyasal Ölçüm Çözeltisi.................................................................. 239
Elektrokimyasal Çal›flma Aral›¤› ................................................................... 240
POLAROGRAF‹K VE VOLTAMETR‹K YÖNTEMLER ................................... 240
Do¤rusal Taramal› Voltametri....................................................................... 241
Dönüflümlü Voltametri.................................................................................. 242
Puls Yöntemleri ............................................................................................. 243
S›y›rma Yöntemleri........................................................................................ 243
POLAROGRAF‹ VE VOLTAMETR‹ UYGULAMALARI.................................. 244
Baz› ‹laçlarda Parasetamol Etken Maddesinin Voltametrik Tayini............. 244
Baz› Metal ‹yonlar›n›n Polarografik Yöntemlerle Nitel ve Nicel Analizlerinin
Gerçeklefltirilmesi ............................................................................................... 249
Özet ............................................................................................................... 253
Kendimizi S›nayal›m ..................................................................................... 255
Okuma Parças› .............................................................................................. 257
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................ 258
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› .............................................................................. 258
Yararlan›lan Kaynaklar.................................................................................. 259
10. ÜN‹TE
11. ÜN‹TE

x
‹çindekiler
12. ÜN‹TE
Polarimetri ve Refraktometri Uygulamalar›........................ 260
G‹R‹fi .............................................................................................................. 261
REFRAKTOMETR‹ ........................................................................................ 261
REFRAKTOMETRE C‹HAZI .......................................................................... 262
Abbe Refraktometresi .................................................................................. 262
REFRAKTOMETRE UYGULAMALARI .......................................................... 264
Nitel Analiz ................................................................................................... 264
Sütün Safl›¤›n›n Belirlenmesi ................................................................ 266
Nicel Analiz .................................................................................................. 266
Asetik Asit Çözeltisinin % Bilefliminin Belirlenmesi ............................ 267
POLAR‹METR‹ .............................................................................................. 267
Optikçe Aktiflik ve Steroizomerizm ............................................................ 267
POLAR‹METRE C‹HAZI................................................................................. 269
POLAR‹METR‹ UYGULAMALARI.................................................................. 271
Sakkarozun Bozunma H›z›n›n Tayini .......................................................... 272
Deriflimin Çevirme Aç›s›na Etkisi ................................................................. 273
Özet ............................................................................................................... 274
Kendimizi S›nayal›m ..................................................................................... 275
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar› ............................................................ 276
S›ra Sizde Yan›t Anahtar› .............................................................................. 276
Yararlan›lan Kaynaklar.................................................................................. 277
Sözlük ................................................................................... 279

Önsöz
xi
Önsöz
Aletli Analiz Laboratuvar Kitab›, ö¤rencilerimizin Aletli Analiz dersinde
ö¤rendikleri temel prensipleri, uygulamalar›yla birlikte daha iyi bir flekilde kavramalar›
için haz›rlanm›flt›r. Kitab›n 1-6. ünitelerinde spektroskopik yöntemler ve
uygulamalar› yer al›rken, 7-12. ünitelerde kromatografi, termal analiz ve elektrokimya
uygulamalar› verilmifltir. Bu ders ile edinilen bilgi ve beceriler ö¤rencilerimizin
e¤itim, endüstri, sa¤l›k ve çevre gibi pek çok alanda karfl›laflacaklar›
cihazlar›n ilkelerini anlama ve analitik problemlerin çözümüne yönelik uygulamalar›
konular›nda faydal› olacakt›r.
Aletli Analiz Laboratuvar› Kitab› her biri konular›nda uzman, son derece genifl
bir Akademik kadro ile oluflturulmufltur. Ünitelerde sadece uygulamaya yönelik
bilgilerin verilmesi yerine, bir uygulama için gerekli kuramsal bilgiler de mümkün
oldu¤unca verilmeye çal›fl›lm›flt›r. Bu nedenle Aletli Analiz Laboratuvar Kitab›
yaln›zca bir deney kitab› olmaktan ç›km›fl, ö¤rencinin ihtiyaç duydu¤u anda faydalanabilece¤i
bir kaynak kitap olmufltur. Kitapla paralel olarak haz›rlanan ancak
çok daha fazla görsel ö¤eyi bir arada bulunduran e-derslerin de ö¤rencilere son
derece faydal› olaca¤›n› düflünmekteyiz.
Kitapta yer alan Ünitelerin bafllar›nda s›ralanan Amaçlar›m›z ile ö¤rencilerin
kazanmas› gereken bilgi ve beceriler özetlenmifltir. Üniteler az önce de ifade edildi¤i
gibi uygulamaya yönelik özet kuramsal bilgiler ve konuyla ilgili deneylerden
oluflmufltur. Ünite içerisindeki S›ra Sizde çal›flmalar› ile ö¤rencinin konulara
hakimiyeti sorgulanmaktad›r. Dikkat sütunlar› ile özellikle deneylerde dikkat
edilmesi gerekli noktalar belirtilmifltir. Üniteler içinde yan sütunlarda, ifllenen
konu aç›s›ndan önemli kavramlar vurgulanm›flt›r. Kendimizi S›nayal›m bölümünde
ise ö¤rencilerin kendilerini de¤erlendirmelerine yönelik sorular yer alm›flt›r. Kitab›n
sonunda yer alan Sözlük ile önemli kavramlar topluca verilmifltir.
Kitab›n yaz›larak bas›ma haz›rlanmas› Editör, Yazarlar, Ö¤retim Tasar›mc›lar›
ve Grafik Tasar›mc›lar›ndan oluflan genifl bir ekiple gerçeklefltirilmifltir. Bu
çal›flman›n tamamlanmas› için her türlü imkan› seferber eden Anadolu Üniversitesi
Rektörü Prof.Dr. Davut Ayd›n’a, Üniteleri zaman›nda yetifltirebilmek için canla
baflla çal›flan tüm Yazar hocalar›ma ve meslektafllar›ma, Genel Koordinatör Prof.
Dr. Levend K›l›ç’a, Ö¤retim Tasar›mc›lar› Yrd. Doç. Dr. Hasan Çal›flkan ve özellikle
Orkun fien’e, Grafik Tasar›m ekibine ve eme¤i geçen tüm Anadolu Üniversitesi
Fen Fakültesi Kimya Bölümü elemanlar›na teflekkür eder, ö¤rencilerimize
baflar›lar dilerim.
Temmuz 2010
Editör
Yrd.Doç. Dr. Sibel EM‹R D‹LTEM‹Z

1ALETL‹ ANAL‹Z LABORATUVARI
Amaçlar›m›z
Anahtar Kavramlar
• Absorpsiyon
• Kromofor
• Oksokrom
• Lambert-Beer Yasas›
• Geçirgenlik
• Absorptivite
• Spektrofotometre
‹çerik Haritas›
Aletli Analiz
Laboratuvar›
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
UV-Görünür Bölge Spektroskopisinin nas›l ve ne amaçla kullan›ld›¤›n› de-
¤erlendirebilecek,
Bir molekülün UV-Görünür Bölge Spektroskopisi ile analiz edilebilmesi için
sahip olmas› gereken absorplay›c› türleri ve bu türlerin gerçeklefltirdi¤i elektronik
geçiflleri tan›mlayabilecek,
UV-Görünür Bölge Spektroskopisi ile ilgili terimleri yorumlayabilecek,
UV-Görünür Bölge Spektrofotometresinin bileflenlerini tan›mlayabilecek,
Spektrofotometrik titrasyon ifllemini ve elde edilen verilerin yorumlanmas›n›
gerçeklefltirebilecek,
Tek bileflenli bir numunenin UV-Görünür Bölge Spektroskopisi ile analizi,
molar so¤uruculu¤a çözücü etkisi ve bak›r(II)’nin EDTA ile spektrofotometrik
titrasyonu deneylerini gerçeklefltirebilecek bilgi ve beceriler kazanabileceksiniz.
Ultraviyole-
Görünür Bölge
Spektroskopisinin
Nitel ve Nicel
Uygulamalar›
• G‹R‹fi
• UV-GÖRÜNÜR BÖLGE
SPEKTROSKOP‹S‹
• ABSORPLAYICI TÜRLER
• ABSORPS‹YON SPEKTROSKOP‹S‹ ‹LE
‹LG‹L‹ TER‹MLER
• UV-GÖRÜNÜR BÖLGE
SPEKTROFOTOMETRELER‹
• SPEKTROFOTOMETR‹K T‹TRASYON
• TEK B‹LEfiENL‹ NUMUNE ANAL‹Z‹
(Cr TAY‹N‹)
• MOLAR SO⁄URUCULU⁄A
ÇÖZÜCÜ ETK‹S‹
• BAKIR(II)’N‹N EDTA ‹LE
SPEKTROFOTOMETR‹K
T‹TRASYONU

Ultraviyole-Görünür Bölge
Spektroskopisinin Nitel ve
Nicel Uygulamalar›
G‹R‹fi
Bir ›fl›n demeti kat›, s›v› veya gaz tabakas›ndan geçerse belirli frekanstaki ›fl›nlar›n
fliddeti seçimli olarak azal›r. Bu olaya absorbsiyon denir. Absorbsiyonda elektromanyetik
enerji maddenin atomlar›na veya moleküllerine aktar›l›r. Elektromanyetik
spektrumun ultraviyole (UV) ve görünür bölge ›fl›nlar›n›n, moleküller taraf›ndan
absorbsiyonuna dayanan metoda, moleküler absorbsiyon veya spektrofotometrik
analiz metodu denir.
Absorpsiyon: Kimyasal bir
türün, elektromagnetik
›fl›man›n baz› frekanslar›n›n
fliddetini seçimli olarak
azaltmas› sürecidir.
fiekil 1.1
Elektromagnetik
spektrum
UV-GÖRÜNÜR BÖLGE SPEKTROSKOP‹S‹
UV-Görünür bölge ›fl›nlar›n›n bir molekül veya çok atomlu iyonlar taraf›ndan absorbsiyonu
ile molekülün ba¤ elektronlar› veya de¤erlik elektronlar› temel düzeyden
daha yüksek enerji düzeyli bir orbitale geçer ve uyar›lm›fl molekül (M*) oluflur.
M +hv → M*

4 Aletli Analiz Laboratuvar›
Uyar›lm›fl molekül 10 -8 -10 -9 s gibi k›sa bir sürede tekrar temel hale döner ve bu
duruma durulma ad› verilir. Temel duruma dönüfl ›fl›mas›z yolla (çarp›flma vb.) veya
›fl›mal› yolla (floresans veya fosforesans) olabilir. Durulmaya u¤rayan tür, çevresinde
hafif bir s›cakl›k art›fl›na neden olur.
M* → M + ›s›
Bir molekülün elektronlar›n›n yüksek enerjili düzeylere uyar›lmas›nda absorplanan
veya uyar›lm›fl molekülün temel düzeye dönüflü s›ras›nda yay›lan ›fl›ma enerjileri,
elektromagnetik spektrumun ultraviyole veya görünür bölgesi s›n›rlar› içindedir.
Moleküler spektrum, elektronik düzeyler aras›ndaki geçifllere ek olarak dönme
ve titreflim düzeylerinde de geçiflleri içerir. Çünkü elektronik düzeyler aras›nda titreflim,
titreflim düzeyleri aras›nda da dönme düzeyleri bulunur. Bunun sonucunda
fiekil 1.2 de görüldü¤ü gibi bir elektron E 0 elektronik düzeyinden E 1 elektronik düzeyine
geçti¤inde titreflim düzeyleri ve dönme düzeylerinde geçifller olur.
Bir molekülün toplam enerjisi, E, afla¤›da verildi¤i gibi ifade edilir.
E = E elektronik + E titreflim + E dönme
fiekil 1.2
Burada E elektronik molekülün d›fl orbitallerindeki elektronlara iliflkin enerji,
E titreflim atomlar aras› titreflimlere iliflkin enerji ve E dönme molekülün a¤›rl›k merkezi
etraf›nda dönmesine iliflkin enerjidir. Bu nedenle moleküllerin spektrumlar›,
çok say›da yak›n dalga boylu, fakat ayr› ayr› çizgilerden oluflan bir bant spektrumu
olarak gözlenir ve atom spektrumlar›na oranla daha karmafl›kt›r.
Bir molekülün
absorpsiyon,
›fl›mas›z durulma
ve floresans
geçifllerine ait
enerji diyagram›
UV-Görünür alanda absorpsiyon, genellikle ba¤ elektronlar›n›n uyar›lmas›ndan
kaynaklan›r. Bu nedenle, absorpsiyon piklerinin dalga boylar›, incelenen molekülün
ba¤lar› hakk›nda bilgi verir ve bir moleküldeki fonksiyonel gruplar› tan›mak
için kullan›l›r.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
1
UV-Görünür SIRA bölge S‹ZDE ›fl›nlar›n›n absorpsiyonu sonucu meydana gelen geçiflleri yorumlay›n›z.
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT

1. Ünite - Ultraviyole-Görünür Bölge Spektroskopisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
5
ABSORPLAYICI TÜRLER
UV-Görünür bölge ›fl›nlar› hem organik hem de anorganik moleküller taraf›ndan
absorblanabilir. Anorganik moleküllerde metalin d ve f elektronlar›n›n uyar›lmas›
söz konusu iken organik moleküllerde moleküler orbitaller aras› geçifl söz konusudur.
Moleküler orbital ba¤ teorisine göre bir molekülde σ, π ba¤ orbitalleri, σ*, π*
antiba¤ orbitalleri ve n ile gösterilen ba¤lanmaya kat›lmayan serbest elektronlar›n
yerleflti¤i orbitalleri vard›r. ‹ki atomik orbital birleflti¤inde, ya düflük enerjili bir ba¤
molekül orbitali veya yüksek enerjili bir antiba¤ molekül orbitali oluflur. Molekülün
de¤erlik elektronlar› temel durumda bu orbitallerden herhangi birinde bulunabilir
ve ›fl›n absorplayarak daha üst enerjili orbitale geçebilir. fiekil 1.3 de hidrojen siyanür
molekülünde σ, π ve n orbitallerinde bulunan elektronlar gösterilmifltir.
fiekil 1.3
Hidrojen siyanür
molekülünün
orbitalleri
Kararl› halde bir molekülün elektronlar›, ba¤ orbitallerini iflgal eder. Ba¤ yapmayan
bir elektronun enerji seviyesi, ba¤ ve antiba¤ orbitallerinin enerji düzeyleri
aras›nda yer al›r. fiekil 1.4 de moleküler orbitallerin enerji farkl›l›klar› gösterilmifltir
ve görüldü¤ü gibi dört tür elektronik geçifl olas›d›r. Bir molekülde sadece tek
ba¤lar varsa, tek ba¤ daima σ ba¤›d›r ve o molekül için σ→σ* geçifli olabilir. Çift
ve üçlü ba¤larda ise biri σ di¤erleri daima π ba¤›d›r. Oksijen, kükürt ve azot gibi
baz› atomlar› içeren moleküllerde σ ve π orbitallerine ilaveten n orbitali de vard›r.
σ, π, n, π*, σ* orbitallerini içeren bir molekülde teorik olarak σ→σ*, π→π*, n→σ*,
n→π*, σ→π*, π→σ* geçiflleri olabilir. Bu geçifllerden ilk dördü daha önemlidir.
Son ikisi çok zay›f geçifllerdir.
fiekil 1.4
Elektronik
moleküler enerji
seviyeleri

6 Aletli Analiz Laboratuvar›
Kromofor: Belli bir dalga
boyu aral›¤›ndaki ›fl›¤›n
absorpsiyonundan sorumlu
olan fonksiyonel gruptur.
Oksokrom: Ifl›¤›n dalga
boyunu kayd›ran ve
absorpsiyon katsay›s›n›
artt›ran gruptur.
UV-Görünür bölge ›fl›nlar›n›n absorpsiyonu sonucunda bir elektronun temel
düzeyden uyar›lm›fl düzeye ç›kmas›nda, absorplanan ›fl›man›n dalga boyunu atomlar›n
ba¤lanma türleri belirler. Yani tekli ba¤lardan oluflan moleküller ile çiftli ve
üçlü ba¤lardan oluflan moleküllerin absoplad›klar› ›fl›n›n enerjisi farkl›l›k gösterir.
Çünkü fiekil 1.4 de görüldü¤ü gibi bu ba¤lanmalara ait elektronlar›n geçiflleri için
gerekli enerji miktarlar› farkl›d›r. Uyar›lm›fl ve temel düzeyler aras›ndaki enerji fark›
∆E ile gösterilirse, ∆E σ→σ* >∆E n→σ* ≅∆E π→π* >∆E n→π* d›r.
Moleküllerde, ›fl›¤›n absorplanmas›ndan sorumlu olan fonksiyonel gruplara
kromofor denir. Kromofor üzerinde absorpsiyonun dalga boyunu ve fliddetini
de¤ifltiren gruplara ise oksokrom denir. Oksokromlar ›fl›¤› absorplayan kromofor
grubunun elektron yo¤unlu¤unu de¤ifltirirler. Örne¤in benzenin 256 nm dalga boyundaki
absorpsiyonu, yap›s›na sübstitüe hidroksil (-OH) grubunun tak›lmas› ile
(fenol molekülü) 270 nm’ye, amin (-NH 2 ) grubunun tak›lmas› ile de (anilin molekülü)
280 nm’ye kayar.
Bir molekülün absorpsiyon band›n›n daha uzun dalga boylar›na kaymas›na k›rm›z›ya
kayma (batokromik etki), daha k›sa dalga boylar›na kaymas›na maviye
kayma (hipsokromik etki), absorpsiyon band›n›n fliddetinin azalmas›na hipokromik
etki ve artmas›na ise hiperkromik etki ad› verilir.
fiekil 1.5
Absorpsiyon
band›ndaki
kaymalar›n ve
fliddetindeki
de¤iflimlerin
gösterimi
Molekül orbitallerinin enerjileri, çözücü, sübstitüent ve konjugasyon gibi birçok
faktör taraf›ndan etkilenir. Örne¤in bütadien türevlerinde, konjugasyonun dalga
boyuna etkisi Çizelge 1.1 de verilmifltir ve görüldü¤ü gibi konjugasyon say›s›n›n
artmas› ile dalga boyu k›rm›z›ya kaym›flt›r.

1. Ünite - Ultraviyole-Görünür Bölge Spektroskopisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
7
Bileflik
λ maks (nm)
H 2 C = CH - CH = CH 2 217
H 2 C = CR - CH = CH 2 220
H 2 C = CR - CR = CH 2 226
RHC = CH - CH = CHR 227
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
Çizelge 1.1SIRA S‹ZDE
Bütadien
türevlerinin ›fl›k
absorpsiyonuna DÜfiÜNEL‹M
konjugasyon etkisi
S ORU
Bir moleküldeki konjugasyon say›s› artt›kça molekülün kararl›l›¤› artar. D ‹KKAT
D‹KKAT
Afla¤›da fenol ve aniline ait absorpsiyon kaymalar› verilmifltir. Bu kaymalar› SIRA SIRA S‹ZDE S‹ZDE ve nedenlerini
yorumlay›n›z.
2
SIRA SIRA S‹ZDE S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ DÜfiÜNEL‹M
AMAÇLARIMIZ
DÜfiÜNEL‹M
SORU
K ‹ T A P
SORU
K ‹ T A P
D‹KKAT
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE
‹NTERNET
‹NTERNET
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
ABSORPS‹YON SPEKTROSKOP‹S‹ ‹LE ‹LG‹L‹
K ‹ T A P
TER‹MLER
Absorpsiyon spektroskopisi ile ilgili bilinmesi gereken temel kavramlar, Lambert-
Beer Yasas›, geçisrgenlik, absorbons ve absorptivitedir. TELEV‹ZYON
Lambert-Beer Yasas›
I 0 fliddetinde, paralel bir ›fl›n demeti b kal›nl›¤›nda ve C derifliminde absorplay›c›
bir tabakadan geçerse, gelen ›fl›n›n gücü veya fliddeti azal›r. Bu ‹NTERNET yasa, ›fl›man›n absorplanan
miktar›, çözeltinin deriflimine ve izledi¤i yolun uzunlu¤una ba¤l›d›r fleklinde
özetlenebilir ve afla¤›da verilen Eflitlik 1.1 ile gösterilir.
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
log I I
0
ε
= b C = A
(1.1)
fiekil 1.6
Ifl›k fliddetinin
absorpsiyon ile
azalmas›

8 Aletli Analiz Laboratuvar›
Ölçülen absorbans ile deriflim aras›ndaki iliflkinin geçerli olmas› baz› koflullara
ba¤l›d›r ve bu koflullar›n sa¤lanamad›¤› durumlarda Lambert-Beer yasas›ndan sapmalar
gözlenir. Bu sapmalar›n en önemli nedenlerinden birisi deriflik çözeltilerle
çal›fl›lmas›d›r. Absorbans ile deriflim aras›ndaki do¤rusall›k, 0,010 M’dan daha deriflik
çözeltilerde moleküller aras› etkileflimler nedeniyle bozulur ve bu Lambert-
Beer yasas›ndan negatif sapmaya neden olur. Ayn› zamanda absorpsiyon yapan
türlerin çözelti ortam›nda ayr›flma, birleflme, polimer oluflumu gibi tepkimeler vermesi
ve s›cakl›k de¤iflimleri de sapmaya neden olur.
Geçirgenlik (T)
Geçen ›fl›k fliddetinin gelen ›fl›k fliddetine oran›d›r. Genellikle yüzde geçirgenlik
olarak ifade edilir.
T =
I
I0
bC
= 10 −ε
(1.2)
Absorbans (A)
Gelen ›fl›k fliddetinin geçen ›fl›k fliddetine oran›n›n logaritmas›d›r. Absorbans ile
geçirgenlik ters orant›l›d›r.
A= -log T = log I 0
I
(1.3)
Absorptivite (a)
Birim deriflimde birim kal›nl›ktaki numunenin absorbans›d›r.
A α b.C yani A = a.b.C (1.4)
Burada a, orant› katsay›s› olup, absorptivite’dir. Çözeltinin deriflimi molarite
(mol/litre) cinsinden verilmiflse, absorptiviteye “molar absorptivite katsay›s›” ad›
verilir. Bu durumda,
A= ε.b.C olur. (1.5)
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
3
Absorbans de¤eri SIRA S‹ZDE 0,345 olan bir çözeltinin geçirgenlik de¤erini hesaplay›n›z.
UV-GÖRÜNÜR DÜfiÜNEL‹M BÖLGE SPEKTROFOTOMETRELER‹
Bir UV-Görünür bölge absorpsiyon spektrofotometresi bafll›ca befl k›s›mdan oluflur.
1. Kararl› SORU bir ›fl›k kayna¤›,
2. ‹stenilen dalga boyundaki ›fl›nlar› elde etmeye yarayan bir dalga boyu seçici
(monokromatör),
D‹KKAT
3. Numune ve çözücünün yerlefltirildi¤i absorpsiyon ortam›,
4. Ifl›n enerjisini sinyale çeviren dedektör,
5. Kaydedici. SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON

1. Ünite - Ultraviyole-Görünür Bölge Spektroskopisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
9
fiekil 1.7
Bir
spektrofotometrenin
temel bileflenleri
Spektrofotometrelerde ›fl›k kayna¤› olarak görünür bölgede en yayg›n olarak
350-3000 nm gibi genifl bir aral›kta ›fl›k yayabilen tungsten lamba, UV bölgede ise
185-375 nm aral›kta ›fl›n yayan döteryum veya düflük bas›nçl› hidrojen lambalar
kullan›l›r. Bu bölgede kullan›lan ›fl›k kayna¤› pencerelerinin kuvars olas› gerekir.
Ifl›k kayna¤›ndan yay›lan ›fl›nlar, dalgoboyu seçicide (monokromatör) dalga boylar›na
ayr›larak, istenilen dalga boyundaki ›fl›nlar numune üzerine düflürülür. Bir
monokromatörün ›fl›may› odaklamak için mercek ve aynalar›, istenmeyen ›fl›man›n
engellenmesi için girifl ve ç›k›fl aral›klar› ve kaynaktan gelen polikromatik ›fl›madan
istenilen dalgaboylar›n› seçmek için bir ay›rma ortam› bulunmal›d›r. Ay›rma
ortam› olarak prizmalar ve optik a¤lar kullan›l›r. Elektromanyetik ›fl›ma, bir prizmadan
geçti¤inde prizman›n k›r›lma indisinin havan›n k›r›lma indisinden farkl› olmas›
nedeni ile k›r›lmaya u¤rar. K›r›lma indisi dalga boyu ile de¤iflti¤i için polikromatik
›fl›ma prizma içinden geçti¤inde k›sa dalga boylu ›fl›malar uzun dalga boylu ›fl›-
malara göre daha fazla k›r›lmaya u¤rar (fiekil 1.8.a). Optik a¤lar, üzerinde çok say›da
ve eflit uzakl›klarda ince aral›klar veya ç›k›nt›lar bulunan aluminyum gibi parlat›lm›fl
yüzeylerdir. 1 cm’de yaklafl›k 6000-12000 aras›nda de¤iflen aral›k ile etkileflen
›fl›k, ›fl›man›n k›r›n›m› ilkesi gere¤i dalgaboylar›na ayr›lmaktad›r (fiekil 1.8.b).
Genel olarak, optik a¤lar›n ay›rma gücü prizmalara oranla daha büyüktür ve dalga
boyu ile de¤iflim göstermez.
fiekil 1.8
Beyaz ›fl›¤›n
prizmada (a) ve
optik a¤da (b)
ayr›lmas›
Numuneler fiekil 1.9 da gösterilen kuvars veya plastik hücrelere doldurularak
›fl›n kayna¤›n›n yoluna yerlefltirilir. Cam, UV-görünür bölgede absorpsiyon yapt›¤›
için bu bölgede kullan›lamaz. Numuneden absorplanarak geçen ›fl›n dedektöre
düflürülerek ›fl›n fliddeti ile orant›l› sinyaller elde edilir. UV-görünür bölgede dedektör
olarak fototüpler veya fotoço¤alt›c› tüpler kullan›lmaktad›r. Oluflan sinyal,

10 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 1.9
absorbans veya geçirgenlik olarak göstergeden okunur ve dalga boyuna karfl› grafi¤e
geçirilerek spektrum elde edilir.
UV-Görünür bölge
spektroskopisinde
kullan›lan hücreler
‹ndikatör: Bir titrasyonda
dönüm noktas›n›n
gözlenebilmesini sa¤layan
organik boyar bilefliklerdir.
Eflde¤erlik noktas›: Bir
titrasyonda eklenen,
deriflimi bilinen standart
çözelti miktar›n›n, deriflimi
bilinmeyen analit miktar›na
eflit oldu¤u ve tepkimenin
tamamland›¤› deneysel
olarak tayin edilemeyen
teorik noktad›r.
SPEKTROFOTOMETR‹K T‹TRASYON
Spektrofotometri, volumetrik analizde uygun indikatörün bulunmad›¤› durumlarda
eflde¤erlik noktas›n›n bulunmas›nda kullan›lan bir metoddur. Spektrofotometri
ile asit-baz titrasyonlar›, indirgenme-yükseltgenme titrasyonlar›, çökme ve
kompleks oluflumu titrasyonlar› incelenebilir. Spektrofotometrik titrasyon için gerekli
flart, analit, titrant veya ürünlerden en az birinin çal›fl›lan dalga boyunda absorpsiyon
yapmas›d›r. Bir titrasyon tepkimesinde, tepkime boyunca girenlerin ve
ürünlerin deriflimi sürekli de¤iflir. Bu de¤iflme eflde¤erlik noktas› bölgesinde daha
h›zl›d›r ve deriflimde ani de¤ifliklikler olur. Tepkimeye girenlerin veya ürünlerin
herhangi biri absorpsiyon yap›yorsa, deriflimdeki de¤iflimler sonucu çözeltinin absorbans›nda
de¤ifliklik olacakt›r. Bu de¤ifliklikten yararlan›larak eflde¤erlik noktas›
bulunabilir.
Spektrofotometrik titrasyon e¤rilerinin elde edilmesi için titrant hacmine karfl›
çözeltinin absorbans› okunur. Titrant hacmine karfl› düzeltilmifl absorbans de¤erleri
grafi¤e geçirilerek spektrofotometrik titrasyon e¤rileri elde edilir. fiartlar uygun
olarak seçilmiflse grafiklerde farkl› e¤imlerde iki do¤ru elde edilir. Do¤rular›n kesim
noktas›ndan eflde¤erlik noktas› bulunabilir. Spektrofotometrik titrasyonla saf
maddelerin veya kar›fl›mlar›n analizi yap›labilir.
R + T → Ü
R: reaktif, T: titrant ve Ü: ürün olamak üzere yukar›da verilen bir genel titrasyon
tepkimesinde çal›fl›lan dalga boyunda T absorpsiyon yap›yor fakat R ve Ü absorpsiyon
yapm›yorsa, elde edilecek titrasyon e¤risi afla¤›da verilen fiekil 1.10(a)
da verildi¤i gibi olur.
Bafllang›çta ortamda sadece R olup, çözeltinin absorbans› sabittir. T ilavesiyle
tepkime bafllar, T harcan›r, Ü oluflur ve R azal›r. Eflde¤erlik noktas›ndan önce
ilave edilen T tamamen harcan›r, R ve Ü absorpsiyon yapmad›¤›ndan absorbansta
de¤ifliklik olmaz. Yani eflde¤erlik noktas›na kadar absorbans sabit kal›r. Eflde-
¤erlik noktas›ndan sonra ilave edilen T ortamda kal›r ve absorpsiyon yapar. T
artt›kça da absorbans artar. ‹ki do¤runun kesim noktas›ndan eflde¤erlik noktas›

1. Ünite - Ultraviyole-Görünür Bölge Spektroskopisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
11
bulunur. Benzer flekilde sadece R absorbans yapabilece¤i gibi sadece Ü veya bileflenlerden
herhangi ikisinin absorbans yapt›¤› e¤rilerde elde edilebilir. Spektrofotometrik
titrasyon sonucu elde edilebilecek e¤riler fiekil 1.10 da görülmektedir.
Titrasyon boyunca çözeltinin hacmi artt›¤›ndan seyrelme olmaktad›r. Bu yüzden
⎧V+ v
okunan absorbans de¤erleri ⎨
⎪
⎫
⎬
⎪ ile çarp›larak hacim düzeltmesi yap›l›r. Burada;
V: çözeltinin ilk hacmi, v: ilave edilen titrant
⎩
⎪ V ⎭
⎪
hacmidir.
fiekil 1.10
Spektrofotometrik
titrasyon e¤rileri
Fe (II) iyonlar›n›n 1,10-fenantrolin ile spektrofotometrik titrasyonu SIRA sonucunda S‹ZDE oluflan
Fe(fenantrolin)+ kompleksi 510 nm de absorpsiyon yapmaktad›r. Bu titrasyon sonucu elde
edilecek titrasyon e¤risini çiziniz.
DÜfiÜNEL‹M
TEK B‹LEfiENL‹ NUMUNE ANAL‹Z‹ (Cr TAY‹N‹)
Bu deneyde krom çözeltisinin spektrofotometrik analizi gerçeklefltirilecektir.
SORU
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler
D‹KKAT
Bu deney için afla¤›daki kimyasal maddeler ve laboratuvar malzemeleri gereklidir.
4
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
Kimyasallar
Laboratuvar malzemeleri
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Krom nitrat, Cr(NO 3 ) 3 Analitik terazi Tart›m ka¤›d›
Deiyonize su Balon joje (25 mL) Spatül
AMAÇLARIMIZ
Beher
Spektrofotometre AMAÇLARIMIZ
Küvet
Pipet
K ‹ T A P
Deneyin Yap›l›fl›
Krom nitrat kat›s›ndan öncelikle 0,10 M l›k ve 0,02 M l›k Cr 3+ çözeltileri haz›rlan›r.
Çözücü ile cihaz›n kalibrasyonu yap›l›r ve 0,02 M l›k Cr 3+ çözeltisi küvete konula-
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

12 Aletli Analiz Laboratuvar›
rak 50 nm’lik art›fllarla 350 nm den 700 nm ye kadar absorbans de¤erleri okunur.
Elde edilen absorbans de¤erleri dalga boyuna karfl› grafi¤e geçirilir. Maksimum absorbans›n
oldu¤u dalga boyu analizde kullan›lacak dalga boyudur.
Kalibrasyon grafi¤inin çizimi: 0,10 M l›k stok Cr 3+ çözeltisinden 25 ml’lik balonjojelere
0,01, 0,02, 0,03, 0,04, 0,05, 0,06 ve 0,07 M l›k 10 ml Cr 3+ çözeltileri haz›rlan›r.
Belirlenen dalga boyunda cihaz›n kalibrasyonu yap›ld›ktan sonra her bir
çözeltinin absorbans› ölçülür. Deriflimler yatay eksende, absorbans de¤erleri de dikey
eksende olacak flekilde kalibrasyon grafi¤i çizilir. Ard›ndan içerisindeki Cr 3+
miktar› bilinmeyen numunenin absorbans de¤eri ölçülür ve kalibrasyon grafi¤i
kullan›larak deriflim de¤eri belirlenir.
MOLAR SO⁄URUCULU⁄A ÇÖZÜCÜ ETK‹S‹
Bu deneyde farkl› çözücülerde çözülmüfl metil oranj›n absorpsiyonu spektrofotometrik
olarak incelenecektir.
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler
Bu deney için afla¤›daki kimyasal maddeler ve laboratuvar malzemeleri gereklidir.
Kimyasallar
Laboratuvar malzemeleri
Metil oranj Analitik terazi Tart›m ka¤›d›
Deiyonize su Balon joje (25 mL) Spatül
Metanol Beher Spektrofotometre
Etanol Küvet Pipet
Deneyin Yap›l›fl›
0,001 g metil oranj tozu ile deiyonize su, metil alkol ve etanolün 10 ml’lik çözeltileri
haz›rlan›r. Haz›rlanan herbir çözelti için çözücü ile kalibrasyon yap›ld›ktan
sonra 350-700 nm aras›nda 50 nm’lik art›flla absorbanslar belirlenir. Tüm çözücüler
için bulunan absorbans de¤erleri dalga boyuna karfl› grafi¤e geçirilir.
BAKIR(II)’N‹N EDTA ‹LE SPEKTROFOTOMETR‹K
T‹TRASYONU
Bu deneyde spektrofotometrik titrasyon ile bak›r (II) çözeltisinin analizi gerçeklefltirilecektir.
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler
Bu deney için afla¤›daki kimyasal maddeler ve laboratuvar malzemeleri gereklidir.
Kimyasallar
Laboratuvar malzemeleri
EDTA Analitik terazi Tart›m ka¤›d›
Metalik Cu Balon joje (25 mL) Spatül
Deriflik HNO 3 Balon joje (1 L) Spektrofotometre
Sodyum asetat (NaCH 3 COO) Beher Pipet
Deriflik HCI
Küvet
Deiyonize su
Deneyin Yap›l›fl›
Cu(II) çözeltisinin haz›rlanmas›: 0,025 g saf Cu metali 0,1 ml deriflik HNO 3 te çözülerek
su ile 25 mL’ye tamamlan›r.

1. Ünite - Ultraviyole-Görünür Bölge Spektroskopisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
13
0,01 M EDTA çözeltisinin haz›rlanmas›: Hassas tart›lm›fl 3,7224 g EDTA 1 L’lik
bolonjojeye al›n›r ve su ile 1L’ye tamamlan›r.
NaCH 3 COO-HCl tamponunun haz›rlanmas›: 10 mL 1 M NaCH 3 COO çözeltisine
kar›fl›m›n pH’› 2,2 oluncaya kadar 1 M HCl çözeltisi eklenir.
Bir erlene 1 mL Cu (II) iyonu çözeltisi 2 mL asetat tamponu 12 mL su konularak
kar›flt›r›l›r. Her 0,1 mL EDTA ilavesinden sonra dalga boyu 745 nm’ye ayarlanm›fl
olan spektrofotometrede çözeltilerin absorbans› okunur. ‹flleme absorbans de-
¤eri sabit kal›ncaya kadar devam edilir. De¤erin sabit kalmas› dönüm noktas›na
ulafl›ld›¤›n› gösterir. Elde edilen absorbans de¤erleri eklenen titrant hacmine karfl›
grafi¤e geçirilerek iki do¤runun birbirini kesti¤i noktadan dönüm noktas› bulunur.
Çözeltideki bak›r iyonu deriflimi hesaplanarak gerçek de¤er ile karfl›laflt›r›l›r.
Dönüm noktas›: Bir
titrasyonda eflde¤erlik
noktas›n› belirlemek için
kullan›lan ve indikatörün
renginin de¤iflmesi gibi
fiziksel bir de¤iflimin
gözlendi¤i noktad›r.

14 Aletli Analiz Laboratuvar›
Özet
A MAÇ
1
A MAÇ
2
UV-Görünür Bölge Spektroskopisinin nas›l ve ne
amaçla kullan›ld›¤›n› de¤erlendirmek.
Bir ›fl›n demeti kat›, s›v› veya gaz tabakas›ndan
geçerse belirli frekanstaki ›fl›nlar›n fliddeti seçimli
olarak azal›r. Bu olaya absorbsiyon denir. Absorbsiyonda
elektromanyetik enerji maddenin
atomlar›na veya moleküllerine aktar›l›r. Elektromanyetik
spektrumun ultraviyole (UV) ve görünür
bölge ›fl›nlar›n›n moleküller taraf›ndan absorbsiyonuna
dayanan metoda moleküler absorbsiyon
veya spektrofotometrik analiz metodu
denir. Bir molekülün elektronlar›n›n yüksek
enerjili düzeylere uyar›lmas›nda absorplanan veya
uyar›lm›fl molekülün temel düzeye dönüflü s›-
ras›nda yay›lan ›fl›ma enerjileri, elektromagnetik
spektrumun ultraviyole veya görünür bölgesi s›-
n›rlar› içindedir. Moleküler spektrum, elektronik
düzeyler aras›ndaki geçifllere ek olarak dönme
ve titreflim düzeylerinde de geçiflleri içerir. Çünkü
elektronik düzeyler aras›nda titreflim, titreflim
düzeyleri aras›nda da dönme düzeyleri bulunur.
Bu nedenle moleküllerin spektrumlar›, çok say›-
da yak›n dalga boylu, fakat ayr› ayr› çizgilerden
oluflan bir bant spektrumu olarak gözlenir ve
atom spektrumlar›na oranla daha karmafl›kt›r.
Bir molekülün UV-Görünür Bölge Spektroskopisi
ile analiz edilebilmesi için sahip olmas› gereken
absorplay›c› türleri ve bu türlerin gerçeklefltirdi¤i
elektronik geçiflleri tan›mlamak.
UV-Görünür bölge ›fl›nlar› hem organik hem de
anorganik moleküller taraf›ndan absorblanabilir.
Anorganik moleküllerde metalin d ve f elektronlar›n›n
uyar›lmas› söz konusu iken organik moleküllerde
moleküler orbitaller aras› geçifl söz konusudur.
Kararl› halde bir molekülün elektronlar›, ba¤
orbitallerini iflgal eder. Ba¤ yapmayan bir elektronun
enerji seviyesi, ba¤ ve antiba¤ orbitallerinin
enerji düzeyleri aras›nda yer al›r ve dört tür elektronik
geçifl olas›d›r. UV-Görünür bölge ›fl›nlar›n›n
absorpsiyonu sonucunda bir elektronun temel düzeyden
uyar›lm›fl düzeye ç›kmas›nda, absorplanan
›fl›man›n dalga boyunu atomlar›n ba¤lanma türleri
belirler. Yani tekli ba¤lardan oluflan moleküller ile
çiftli ve üçlü ba¤lardan oluflan moleküllerin absoplad›klar›
›fl›n›n enerjisi farkl›l›k gösterir.
A MAÇ
3
A MAÇ
4
A MAÇ
5
A MAÇ
6
UV-Görünür Bölge Spektroskopisi ile ilgili terimleri
yorumlamak.
Lambert-Beer yasas›, geçirgenlik, absorbans ve
absorptivite UV-görünür bölge spektroskopisinde
bilinmesi gereken önemli kavramlard›r.
UV-Görünür Bölge Spektrofotometresinin bileflenlerini
tan›mlamak.
Bir UV-Görünür bölge absorpsiyon spektrofotometresi
kararl› bir ›fl›k kayna¤›, istenilen dalga
boyundaki ›fl›nlar› elde etmeye yarayan bir dalga
boyu seçici (monokromatör), çözücünün yerlefltirildi¤i
absorpsiyon ortam›, ›fl›n enerjisini sinyale
çeviren dedektör ve kaydedici olmak üzere
befl k›s›mdan oluflur.
Spektrofotometrik titrasyon ifllemini ve elde edilen
verilerin yorumlanmas›n› gerçeklefltirmek.
Spektrofotometri, volumetrik analizde uygun indikatörün
bulunmad›¤› durumlarda eflde¤erlik
noktas›n›n bulunmas›nda kullan›lan bir metoddur.
Spektrofotometri ile asit-baz titrasyonlar›,
indirgenme-yükseltgenme titrasyonlar›, çökme
ve kompleks oluflumu titrasyonlar› incelenebilir.
Spektrofotometrik titrasyon için gerekli flart, analit,
titrant veya ürünlerden en az birinin çal›fl›lan
dalga boyunda absorpsiyon yapmas›d›r.
Tek bileflenli bir numunenin UV-Görünür Bölge
spektroskopisi ile analizi, molar so¤uruculu¤a çözücü
etkisi ve bak›r(II)’nin EDTA ile spektrofotometrik
titrasyonu deneylerini gerçeklefltirmek.
Bahsi geçen deneylerin laboratuvarda baflar›yla
uygulanabilmesi için bu deneylere ait bölümlerin
tamam›n›n dikkatle okunmas› gerekir.

1. Ünite - Ultraviyole-Görünür Bölge Spektroskopisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
15
Kendimizi S›nayal›m
1. Organik maddelerin UV-görünür bölge spektrumlar›
hangi elektronik geçifl ya da geçifllerin sonucudur
a. σ→σ*
b. n→σ*
c. σ→σ* ve n→σ*
d. σ→σ* ve n→π*
e. π→π*, n→π*
2. Afla¤›daki tan›mlardan hangisi do¤rudur
a. absorbans, absorptivite ile ters orant›l›d›r
b. absorbans, çözeltinin deriflimine ve izledi¤i yolun
uzunlu¤una ba¤l›d›r
c. absorbans, absorplay›c› türlerin derifliminin logaritmas›
ile orant›l›d›r
d. absorbans, I 0 / I oran›na eflittir
e. absorbans, çözelti miktar› ile orant›l›d›r
3. A=ε.b.C eflitli¤inde ε ile ifade edilen terim afla¤›dakilerden
hangisidir
a. absorptivite
b. ›fl›k yolu
c. molar absorptivite katsay›s›
d. deriflim
e. geçirgenlik
4. Absorpsiyon ölçümlerinde % T yerine absorbans›n
tercih edilme nedeni afla¤›dakilerden hangisidir
a. çünkü, % T absorbans kadar kesin olarak belirlenemez
b. çünkü, % T gelen ›fl›¤›n fliddetine ba¤l›d›r
c. çünkü, absorbans ›fl›k yolundan ba¤›ms›zd›r
d. çünkü, absorbans do¤rudan analit deriflimi ile
orant›l›d›r
e. çünkü, % T geçen ›fl›k fliddetinin gelen ›fl›k fliddetine
oran›d›r
6. 1,5x10 -4 M deriflimdeki bir permanganat çözeltisinin
1cm’lik bir hücrede 525 nm deki absorpsiyonu 0,881’dir.
Buna göre ayn› hücrede geçirgenli¤i 0,653 olarak ölçülen
permanganat çözeltisinin deriflimi afla¤›dakilerden
hangisidir
a. 0,68x10 -5 M
b. 1,03x10 -5 M
c. 1,97x10 -5 M
d. 2,21x10 -5 M
e. 3,15x10 -5 M
7. Benzen molekülünün 256 nm dalga boyundaki absorpsiyonu
yap›ya konjuge hidroksil grubu tak›lmas› ile
270 nm ye kaymaktad›r. Bu kayma sonucu oluflan etkiye
ne ad verilir
a. hiperkromik etki
b. kromofor
c. hipsokromik etki
d. batokromik etki
e. oksokrom
8. Bir spektrofotometrede dalga boyu seçicinin görevi
afla¤›dakilerden hangisidir
a. numunenin absorbans fliddetini belirlenmesini
sa¤lar
b. ›fl›n fliddeti ile orant›l› sinyaller elde edilmesini
sa¤lar
c. deriflik çözeltilerde meydana gelen sapmalar›n
azalt›lmas›n› sa¤lar
d. numunenin ›fl›k yoluna yerlefltirilmesini sa¤lar
e. ›fl›k kayna¤›ndan yay›lan ›fl›nlar›n dalga boylar›-
na ayr›lmas›n› sa¤lar
5. Molar absorbtivite katsay›s› 5x10 4 olan 4x10 -5 M deriflimdeki
bir bak›r kompleksinin 0.40 cm kal›nl›¤›ndaki
örnek kab›ndaki geçirgenli¤i afla¤›dakilerden hangisidir
a. 0,158
b. 0,800
c. 3,735
d. 4,221
e. 6,310

16 Aletli Analiz Laboratuvar›
9. Afla¤›da verilen spektrofotometrik titrasyon e¤risi
hangi analize aittir (R: reaktif, T: titrant, Ü: ürün)
a. R = 0, T > Ü > 0
b. R = 0, Ü > T > 0
c. Ü = 0, R > T > 0
d. Ü = T = 0, R > 0
e. Ü = R = 0, T > 0
10. Bir çözeltinin 1 cm’si, içinden geçen ›fl›n demetinin
fliddetini 1/3’e düflürüyor. Gelen ›fl›n demetinin fliddetinin
1/27’ye düflmesi için kaç cm’lik bir çözeltiyi geçmesi
gerekir
a. 0,33 cm
b. 1 cm
c. 3 cm
d. 6 cm
e. 9 cm
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
1. e Yan›t›n›z yanl›fl ise, Absorplay›c› Türler konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
2. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, Absorpsiyon Spektroskopisi
‹le ‹lgili Terimler konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
3. c Yan›t›n›z yanl›fl ise, Absorpsiyon Spektroskopisi
‹le ‹lgili Terimler konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
4. d Yan›t›n›z yanl›fl ise, Absorpsiyon Spektroskopisi
‹le ‹lgili Terimler konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
5. a Yan›t›n›z yanl›fl ise, Absorpsiyon Spektroskopisi
‹le ‹lgili Terimler konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
6. e Yan›t›n›z yanl›fl ise, Absorpsiyon Spektroskopisi
‹le ‹lgili Terimler konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
7. d Yan›t›n›z yanl›fl ise, Absorplay›c› Türler konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
8. e Yan›t›n›z yanl›fl ise, UV-Görünür Bölge Spektrofotometreleri
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
9. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, Spektrofotometrik Titrasyon
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
10. c Yan›t›n›z yanl›fl ise, Absorpsiyon Spektroskopisi
‹le ‹lgili Terimler konusunu yeniden gözden
geçiriniz.

1. Ünite - Ultraviyole-Görünür Bölge Spektroskopisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
17
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
S›ra Sizde 1
UV-Görünür bölge ›fl›nlar›n›n absorpsiyonu sonucu bir
molekülün elektronlar› temel düzeyden daha yüksek
enerji düzeyli bir orbitale geçer ve uyar›lm›fl molekül
oluflur. Uyar›lm›fl molekül kararl› de¤ildir ve 10 -8 -10 -9 s
gibi k›sa bir sürede tekrar temel hale döner. Moleküler
spektrum, elektronik düzeyler aras›ndaki geçifllere ek
olarak dönme ve titreflim düzeylerinde de geçiflleri içerir.
Çünkü elektronik düzeyler aras›nda titreflim, titreflim
düzeyleri aras›nda da dönme düzeyleri bulunur.
S›ra Sizde 2
Fenolün 270 nm dalga boyundaki absorpsiyonu NaOH
ile tepkimesi sonucu 287 nm dalga boyuna kaym›flt›r.
Dalga boyundaki bu art›fla batokromik etki denir.
Anilinin 280 nm dalga boyundaki absorpsiyonu HCl ile
tepkimesi sonucu 254 nm dalga boyuna kaym›flt›r. Dalga
boyundaki bu azalmaya hipsokromik etki denir.
Yararlan›lan Kaynaklar
Erdik, E. (1993). Organik Kimyada Spektroskopik
Yöntemler, Gazi Büro Kitabevi, Ankara:
Harvey, D. (2000). Modern Analytical Chemistry,
McGraw-Hill Higher Education, USA
Skoog, D.A.; Holler, F.J.; Nieman T.A. (1998) Principles
of Instrumental Analysis, Saunders College
Publishing, Fifth Edition.
Y›ld›z, A.; Genç Ö.; Bektafl S. (1997). Enstrümental
Analiz Yöntemleri, Hacettepe Üniversitesi Yay›nlar›,
‹kinci Bask›
http://www2.shimadzu.com/applications/uv/c101-
e073b.pdf Eriflim Tarihi: 09/10/2009
S›ra Sizde 3
Absorbans de¤eri 0,345 olan bir çözeltinin geçirgenlik
de¤eri Eflitlik 1.3 ile verilen absorbans ile geçirgenlik
aras›ndaki iliflkiden hesaplanabilir.
A = - logT
0,345 = - logT
T = 0,452
S›ra Sizde 4
Fe (II) iyonlar›n›n 1,10-fenantrolin ile spektrofotometrik
titrasyonu sonucunda oluflan Fe(fenantrolin) + kompleksi
510 nm de absorpsiyon yapt›¤›na göre Fe (II) iyonlar›
tükenene kadar ürün oluflumu devam edecek ve
dolay›s›yla absorpsiyon öncelikle artacakt›r. Eflde¤erlik
noktas› sonras›nda ürün oluflumu devam etmiyece¤i
için absorpsiyon sabit kalacakt›r.

2ALETL‹ ANAL‹Z LABORATUVARI
Amaçlar›m›z
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin temel kavramlar›n› s›ralayabilecek ve yorumlayabilecek
K›rm›z› Ötesi Spektrumlar›n› etkileyen etkenleri tan›mlayabilecek
K›rm›z› Ötesi Spektrometresinin bileflenlerini s›ralayabilecek
Aletli Analiz Laboratuvarlar›nda gerçeklefltirilen K›rm›z› Ötesi Spektroskopisi
uygulamalar›n› tan›mlayabilecek
Organik bir numunenin K›rm›z› Ötesi Spektroskopisi ile analizini gerçeklefltirebilecek
bilgi ve beceriler kazanabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Fonsiyonel grup
• Gerilme titreflimi
• E¤ilme titreflimi
• Absorpsiyon frekans›
• Kalitatif analiz
• Bant
‹çerik Haritas›
Aletli Analiz
Laboratuvar›
K›rm›z› Ötesi
Spektroskopisinin
Uygulamalar›
• G‹R‹fi
• KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTROSKOP‹S‹
‹LE ‹LG‹L‹ TEMEL B‹LG‹LER
• SEÇ‹M KURALLARI
• MOLEKÜLER T‹TREfi‹MLER
• KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTRUMLARINI
ETK‹LEYEN ETKENLER
• KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTROMETRES‹
VE B‹LEfiENLER‹
• KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTRUMU ALMA
TEKN‹⁄‹ VE NUMUNEN‹N
ANAL‹ZE HAZIRLANMASI
• KIRMIZI ÖTES‹
SPEKTRUMLARINDA ANAL‹Z
• KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTROSKOP‹S‹
UYGULAMALARI

K›rm›z› Ötesi
Spektroskopisinin
Uygulamalar›
G‹R‹fi
K›rm›z› ötesi spektroskopisi ilk olarak 1905 y›l›nda W.Coblentz taraf›ndan sistematik
olarak kullan›lmaya bafllanm›flt›r ve özellikle organik bilefliklerin yap›s›ndaki
fonksiyonel gruplar hakk›nda bilgi vermektedir. Ayr›ca günümüzde yak›n k›rm›z›
ötesi analizleri beyin görüntüleme, klinik deneyler gibi biyolojik ve t›bbi alanlarda
da kullan›lmaktad›r.
KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTROSKOP‹S‹ ‹LE ‹LG‹L‹ TEMEL
B‹LG‹LER
K›rm›z› Ötesi Spektroskopisi elektromagnetik spektrumun 12800-10 cm -1 aral›¤›n›
kapsamaktad›r. 12800-4000 cm -1 bölgesi “yak›n k›rm›z› ötesi”, 4000-200 cm -1 bölgesi
“k›rm›z› ötesi” ve 200-10 cm -1 bölgesi “uzak k›rm›z› ötesi” olarak üç k›s›mda
grupland›r›lm›flt›r (Çizelge 2.1). Organik maddelerin yap› analizlerinde k›rm›z› ötesi
bölgesi kullan›lmaktad›r. Uzak ve yak›n k›rm›z› ötesi bölgeleri organik maddelerin
analizinde yararl› de¤ildir. K›rm›z› ötesi spektroskopisi moleküllerdeki fonksiyonel
gruplar›n belirlenmesinde ve iki bilefli¤in birbiri ile ayn› olup olmad›¤›n›n
k›yaslanmas›nda kullan›lmaktad›r. K›rm›z› ötesi spektrumlar›nda fonksiyonel gruplar
için belirgin absorpsiyon bantlar›n›n görüldü¤ü 4000-1500 cm -1 bölgesi “fonksiyonel
grup bölgesi”, 1500-400 cm -1 aral›¤›ndaki absorpsiyon bantlar›n›n görüldü-
¤ü bölge ise molekülün tümünün titreflimine (iskelet titreflimi) ait “parmak izi bölgesi”
olarak adland›r›lmaktad›r.
SIRA S‹ZDE
Bölge
Dalga Say›s› Dalga Boyu Frekans
ν (cm -1 )
λ (µm)
ν (Hz)
Yak›n IR 12800-4000 2,5-0,78
DÜfiÜNEL‹M
3,8x10 14 -1,2x10 14
IR 4000-200 50-2,5 1,2x10 14 -6,0x10 12
Uzak IR 200-10 1000-50
SORU
6,0x10 12 -3,0x10 11
“K›rm›z› Ötesi Spektroskopisi” yerine “Infrared Spektroskopisi”, “bant” D‹KKAT yerine “pik” terimleri
kullan›labilmektedir.
SIRA S‹ZDE
Çizelge 2.1
K›rm›z› ötesi spektral
bölgeleri
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
K›rm›z› ötesi ›fl›nlar› UV-Görünür bölgedeki elektronik geçifllerin SIRA S‹ZDE hepsini gerçeklefltirebilecek
enerji de¤erine sahip de¤ildir. Moleküldeki ba¤lar› bozamaz ve
SIRA S‹ZDE
elektronik uyarmaya da yol açamaz. K›rm›z› ötesi bölgesindeki absorpsiyon, moleküllerin
titreflim ve dönme düzeylerini uyar›r. Atomlar›n kütlelerine, AMAÇLARIMIZ molekül geometrilerine
ve ba¤lar›n gücüne ba¤l› olarak ba¤lar›n titreflim genliklerini artt›r›r. AMAÇLARIMIZ
ν frekans de¤erine sahip ›fl›ma molekül taraf›ndan so¤uruldu¤unda V 0 -V 1 geçiflini
sa¤l›yorsa ν frekans›nda bir absorpsiyon band› gözlenir. K Frekans› ‹ T A P “temel frekans”
ve spektrumda karfl›l›k gelen bant “temel bant” t›r. V 0 -V 2 geçiflini
K ‹ T A P
sa¤layan
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

20 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 2.1
‹ki atomlu bir
molekül için
harmonik (model)
ve Morse (gerçek)
potansiyel enerji
e¤risi
2ν “birinci katl› ton” ve karfl›l›k gelen bant “katl› ton band›”d›r. ‹ki veya daha çok
band›n frekanslar›n›n toplanmas› “birleflik bant”, ç›kar›lmas› ise “fark band›”n› vermektedir.
Temel bir band›n bir di¤er katl› veya birleflik tonu ile eflleflmesi “Fermi
rezonans›” ad›n› al›r ve oluflan bant “Fermi rezonans band›”d›r (fiekil 2.1).
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT
SEÇ‹M KURALLARI
Bir molekülde çok say›da enerji düzeyi oldu¤undan k›rm›z› ötesi spektrumlar›n›n
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
karmafl›k olmas› beklenir. Fakat titreflim uyarmas›na ait seçim kurallar› karmafl›k
spektrumlar elde edilmesini engellemektedir. Titreflim düzeyleri aras›ndaki geçifller
baz› durumlarda k›rm›z› ötesi absorpsiyon bantlar› olarak görülür. Kurallara gö-
AMAÇLARIMIZ
re yaln›z temel AMAÇLARIMIZ
geçifl (V 0 -V 1 ) izinlidir.
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
1
‹zinli geçifller K hakk›nda ‹ T A P daha ayr›nt›l› bilgiyi AÖF Aletli Analiz Ders Kitab› ve Organik Kimyada
Spektroskopik Yöntemler kitab›nda bulabilirsiniz.
Bir molekülün TELEV‹ZYON k›rm›z› ötesi ›fl›mas›n› absorplayabilmesi için titreflim ve dönme
hareketleri sonucunda molekülün dipol momentinde net bir de¤iflim olmal›-
d›r. H-Br gibi polar bir molekülün titreflimi esnas›nda dipol momentinde bir de-
¤iflim olur ve ›fl›n›n elektrik alan› ile etkileflebilecek bir alan meydana getirir. Molekülün
titreflim ‹NTERNET frekans› ile ›fl›n›n frekans› uyarsa moleküler titreflim genli¤inde
de¤iflim oluflturan bir enerji al›flverifli gerçekleflir ve ›fl›n molekül taraf›ndan absorplan›r.
Ayn› flekilde -C≡N-, polarl›¤›n›n bir ölçüsü olarak k›rm›z› ötesi spektrumlar›nda
keskin bir pik olarak gözlenmektedir. N 2 , Br 2 , H 2 gibi polar olmayan
moleküllerin titreflim ve dönme hareketleri s›ras›nda dipol momentlerinde net bir
de¤iflim gözlenmez. Bu tür bilefliklerin k›rm›z› ötesi bölgesinde absorpsiyonu
yoktur.
Afla¤›daki bilefliklerin SIRA S‹ZDEk›rm›z› ötesi bölgesinde aktif olup olmad›klar›n› yorumlay›n›z.
Karbon monoksit Etin Eten
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT

2. Ünite - K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›
21
MOLEKÜLER T‹TREfi‹MLER
Moleküler titreflimler e¤ilme ve gerilme titreflimleri olmak üzere iki türdür. E¤ilme
titreflimi, ayn› atoma do¤ru olan ba¤lar aras›ndaki aç›n›n de¤iflmesi ve atom grubunun
molekül içindeki hareketi fleklindedir. Gerilme titreflimi, ba¤ ekseni do¤rultusundaki
ritmik hareketlerdir. Mutlak s›f›r›n üstündeki bütün s›cakl›klarda moleküllerdeki
tüm atomlar titreflirler. Titreflim frekans› ile k›rm›z› ötesi ›fl›n›n›n frekans›n›n
birbirine eflit olmas› durumunda molekül ›fl›n› absorplamaktad›r.
‹ki atomlu bir molekülün basit titreflim hareketi yapt›¤› farz edilerek “Hooke
Yasas›” na göre frekans› hesaplanm›flt›r.
ν = 1 k
m
2π
=
m
x.my
ind
m +m
m ind
x
y
k: Ba¤›n kuvvet sabiti (Nm -1 )
m ind : ‹ndirgenmifl kütle (kg)
Formülden de anlafl›laca¤› gibi, güçlü ba¤lar›n titreflim frekans› yüksektir. Ba-
¤›n kuvvet sabiti (k) ba¤›n uzunlu¤una, ba¤›n gücüne, atomlar›n elektronegatifli-
¤ine ve türüne göre de¤iflen bir sabittir. Tekli ba¤lar için kuvvet sabiti 500 Nm -1 ’
dir. Tekli ba¤a göre daha güçlü olan ikili ve üçlü ba¤larda bu de¤er s›ras›yla iki ve
üç kat›na ç›kar. Bunun sonucu olarak C-C, C=C ve C≡C gerilme frekanslar› s›ras›yla
800-1300 cm -1 , 1500-1700 cm -1 ve 2100-2300 cm -1 de¤erlerinde gözlenmektedir.
Ayr›ca düflük kütleli atomlar aras›ndaki ba¤lar›n titreflim frekans› yüksek kütleli
atomlar aras›ndaki ba¤lar›nkinden yüksektir. C-H ba¤› 3032 cm -1 frekans de¤erinde
gözlenirken C-C, C-O, C-N 800-1300 cm -1 aral›¤›nda gözlenmektedir.
Her atom, üç kartezyen koordinat (x, y, z) do¤rultusunda hareketinden kaynaklanan,
“serbestlik derecesi” ne sahiptir. n atomlu poliatomik bir molekülün
serbestlik derecesi 3n’dir. Bunlardan üçü dönme di¤er üçü ise ötelenme hareketidir.
Dolay›s›yla do¤rusal olmayan moleküller için serbestlik derecesi 3n-6 olmaktad›r.
Do¤rusal moleküllerde molekülün dönmesi için sadece iki eksen kullan›ld›-
¤›ndan serbestlik derecesi 3n-5’ tir. fiekil 2.2’de üç atomlu CH 2 grubu için titreflim
türleri görülmektedir.
Serbestlik Derecesi: Bir
cismin ya da sistemin
uzaydaki konumunu tam
olarak belirtmek için gerekli
parametre say›s›d›r.
Atomlar, üç kartezyen
koordinat (x, y, z)
do¤rultusunda
hareketlerinden
kaynaklanan, “serbestlik
derecesi” ne sahiptir.
fiekil 2.2
CH 2 grubu için
titreflim türleri

22 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 2.3
CO 2 molekülü için
titreflim türleri
Genellikle spektrumda gözlenen absorpsiyon bantlar›n›n say›s› temel titreflimlerin
say›s›ndan farkl›d›r. Bantlar›n üst üste çak›flmas›ndan ve moleküldeki baz›
ba¤lar›n k›rm›z› ötesi bölgesinde aktif olmamas›ndan dolay› bant say›s› azalabilir.
Di¤er taraftan katl› tonlar›n gözlenmesi ile, temel frekanslar›n kombinasyonu ile,
iki temel absorpsiyon frekans›n›n eflleflmesi ile ve Fermi rezonans› sonucu beklenilenden
daha fazla say›da bant gözlenebilir. CO 2 molekülü do¤rusal bir moleküldür
ve beklenilen bant say›s› (3x3)-5 = 4’ tür. CO 2 ’nin k›rm›z› ötesi spektrumunda
simetrik gerilme sonucu 1340 cm -1’ de keskin bir bant, iki simetrik e¤ilmenin ayn›
frekansta gerçekleflmesi sonucu 670 cm -1 ’de bir bant olmak üzere iki bant gözlenir
(fiekil 2.3).
SIRA S‹ZDE
2
Do¤rusal olmayan SIRA S‹ZDE H 2 O molekülünün k›rm›z› ötesi spektrumunda kaç bant gözlenece¤ini
yorumlay›n›z.
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTRUMLARINI ETK‹LEYEN
ETKENLER
Bantlar›n yerlerinin SORU kaymas›na neden olan etkenler;
• Moleküllerin yap›s›na ba¤l› olan yap›sal etkenler
• Spektrum alma tekni¤ine ba¤l› olan d›fl etkenler olmak üzere iki grupta toplanabilir.
D‹KKAT
Bu bölümde yaln›zca yap›sal etkenlerden bahsedilecektir.
SIRA S‹ZDE
Yap›sal Etkenler
AMAÇLARIMIZ
• ‹ndüktif ve Mezomerik Etki
• Hidrojen Ba¤›
• Titreflimlerin Eflleflmesi
K ‹ T A P
• Halka K Büyüklü¤ü
‹ T A P
• Alan Etkileri
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

2. Ünite - K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›
23
‹ndüktif ve Mezomerik Etki
Mezomerik etki (M), ortaklanmam›fl elektron çiftleri ve çift ba¤lar›n etkisidir. Atomlar›n
elektronegatifliklerinden kaynaklanan elektron itici veya çekici özellikleri indüktif
etkiyi (I) oluflturur. Karbonil bilefliklerinde (aldehitler, ketonlar, esterler,
asitler, amitler, anhidritler) C=O grubunda çift ba¤ karakterini artt›ran etkenler ba-
¤a ait kuvvet sabitinin de¤erini artt›raca¤›ndan so¤urma yüksek frekansa kayar. Bu
durum C=O grubunun elektronegativitesi yüksek bir atoma ba¤l› olmas› durumunda
gerçekleflir.
F
F
C=O grubunun dipol karakterini artt›ran etkenler ba¤ kuvvet sabitinin de¤erini
azaltaca¤›ndan absorpsiyon frekans› düfler. Bu etkenler grubun çift ba¤ ile konjugasyona
girmesi veya ortaklanmam›fl elektron çifti tafl›yan bir atoma komflu konumda
olmas› olabilir.
Karbonil bilefliklerinde C=O’e komflu grubun indüktif ve mezomerik etkileri sonucu
dipol momentinde de¤iflme olaca¤›ndan C=O grubunun absorpsiyon frekans›
1850-1600 cm -1 aral›¤›nda de¤iflmektedir. Karbonil bilefliklerinde C=O grubunun
gerilme titreflimlerine ait de¤erler Çizelge 2.2’de verilmifltir.
Bileflik Türü
ν (cm-1)
RCHO 1720
R 2 CO 1710
RCOCl 1800
Çizelge 2.2
Karbonil
bilefliklerinde C=O
grubunun gerilme
titreflimlerine ait
de¤erler
RCOOH 1700
RCONH 2 1660, 1600
(RCO) 2 O 1820, 1760
RCOOR' 1740
Hidrojen Ba¤›
Hidrojen ba¤› proton al›c› A ile proton verici -B-H grubunun söz konusu oldu¤u
sistemlerde oluflmaktad›r. Hidrojen ba¤› oluflumu ile -B-H ba¤›n›n kuvveti azalaca-
¤›ndan absorpsiyon düflük frekansa kayar ve bant genifllemesi gözlenir. A....H-B
sistemlerinde hidrojen ba¤l› A....H’e ait titreflimler ise yüksek frekansa kayar.
Moleküller aras› hidrojen ba¤› yapabilen en yayg›n türler alkoller, fenoller,
Hidrojen Ba¤›: Hidrojen
ba¤lar›, bir hidrojen
atomunun oksijen ve azot
gibi bir elektronegatif atoma
kovalent ba¤lanmas›
halinde, elektronlar›n
oksijen ve azot atomuna
hidrojenden daha yak›n
bulunmalar› nedeniyle
elektropozitif hale gelen
hidrojenin baflka bir
elektronegatif atom
taraf›ndan çekilmesi sonucu
meydana gelen ba¤lard›r.

24 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 2.4
aminler ve karboksilik asitlerdir. Hidroksil grubu içeren bu bilefliklere ait serbest -
OH pikleri (3650-3600 cm -1 ’de keskin pik) çok seyreltik çözeltilerinde gözlenebilmektedir.
Deriflik çözeltilerinde ise moleküller aras› etkileflimlerin artmas› nedeni
ile daha genifl pikler (3500-3200 cm -1 ’de genifl bant) gözlenir. fiekil 2.4’te bütanolün
seyreltik ve deriflik çözeltilerine ait k›rm›z› ötesi spektrumlar› görülmektedir.
Bütanolün seyreltik
ve deriflik
çözeltilerinin
k›rm›z› ötesi
spektrumlar›
SIRA S‹ZDE
3
Bilinmeyen bir SIRA yap›da S‹ZDEH-ba¤lanmas› oldu¤u düflünülmektedir. Bu H-ba¤lar›n›n molekül içi
veya moleküller aras› olup olmad›¤›n› nas›l belirlersiniz
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
Titreflimlerin DÜfiÜNEL‹MEflleflmesi
Titreflimlerin eflleflmesi “bant yar›lmas›”, “Fermi rezonans›” ve “fonksiyonel gruplar›n
etkileflmesi” SORU olmak üzere üç k›s›mda incelenebilmektedir.
Fonksiyonel gruplar›n etkileflmesi 1,3-dikarbonil bileflikleri üzerinden aç›klanabilir.
C=O frekans de¤erlerine bak›larak enolizasyon dereceleri hakk›nda fikir sahibi
olunabilmektedir. Bu bilefliklerde α-H olmas› durumunda C=O frekans› eno-
D‹KKAT
lizasyon derecesine ba¤l›d›r. Etil asetoasetat bilefli¤inin keto tautomeri için C=O
gerilme frekans› SIRA S‹ZDE 1705-1720 cm -1 civar›nda gözlenirken, enol tautomeri için 1540-
1640 cm -1 ’de görülmektedir (fiekil 2.5). Sterik engelli bilefliklerde keto tautomeri
daha bask›nd›r.
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
fiekil 2.5
K Etil ‹ Tasetoasetat›n
A P
keto ve enol
formlar›n›n titreflim
frekanslar›
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

2. Ünite - K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›
Halka Büyüklü¤ü
Halka küçülmesi k›rm›z› ötesi absorpsiyon frekans›n› artt›rmaktad›r. Fakat bu durumun
baz› istisnalar› bulunmaktad›r (fiekil 2.6).
fiekil 2.6
Baz› halkal›
bileflikler ve k›rm›z›
ötesi titreflim
frekanslar›
25
Alan Etkileri
Bir moleküldeki iki fonksiyonel grubun uzaydaki konumlar› o gruplara ait absorpsiyon
frekanslar›n› de¤ifltirmektedir. Çözeltide her iki konformerden de bulunaca-
¤›ndan C=O band› yar›larak iki pik vermektedir (fiekil 2.7).
fiekil 2.7
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
Konformerlerdeki
C=O gruplar›n›n SIRA S‹ZDE
k›rm›z› ötesi
titreflim frekanslar›
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K›rm›z› ötesi spektrumunu etkileyen etkenler ile ilgili daha ayr›nt›l› K bilgiyi ‹ T AAÖF P Aletli Analiz
Ders Kitab› ve Organik Kimyada Spektroskopik Yöntemler kitab›nda bulabilirsiniz.
KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTROMETRES‹ VE B‹LEfiENLER‹
TELEV‹ZYON
Bu k›s›mda Dispersif spektrometreler ve Fourier dönüflümlü k›rm›z› ötesi spektrometreleri
incelenecektir.
‹NTERNET
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET

26 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 2.8
Bir dispersif
spektrometrenin
bileflenleri
Dispersif Spektrometreler
Bir k›rm›z› ötesi spektrometresi, ›fl›k kayna¤›, monokromatör ve dedektör olmak
üzere üç ana bileflenden oluflur. Tipik bir dispersif spektrometrenin flematik bir diyagram›
fiekil 2.8’de verilmifltir.
Dispersif cihazlar›n ço¤u çift-›fl›nl›d›r. Bir ›fl›k kayna¤›ndan ç›kan ›fl›malar aynalar
yard›m› ile yans›t›larak iki demete ayr›l›r. Ifl›k demetlerinden biri referans olarak
kullan›l›rken, di¤eri numuneden geçmektedir. Çift ›fl›ma demetli spektrometrelerde
her dalga boyunda iki ›fl›ma demeti aras›ndaki fark ölçülmektedir. ‹ki ›fl›ma
demeti, aynalar ile demet de¤ifltirici bir döner ayna üzerinde toplan›r. Referans ›fl›-
ma demeti ve numuneye gelen ›fl›ma demeti bir slit yard›m› ile monokromatör üzerine
gelir. Monokromatörden ç›kan ›fl›ma demeti yine bir slit arac›l›¤› ile dedektör
üzerine yans›t›l›r. Ifl›ma fliddetleri aras›ndaki fark bir alternatif sinyal oluflturur ve
bu sinyalin genli¤i ›fl›ma demetlerinin fliddeti aras›ndaki farkla orant›l›d›r. Spektrumda
so¤urma bantlar› kaydedilir.
K›rm›z› ötesi spektrometrelerinde genel olarak kullan›lan ›fl›k kaynaklar› elektriksel
olarak 1000-1800 °C’ye ›s›t›labilen inert kat›lard›r. Bunlardan en yayg›n
olanlar› Nernst çubu¤u, Globar kayna¤›, civa ark›, akkor tel, karbondioksit lazer
›fl›k kayna¤› ve Tungsten telli lambad›r.
Nernst Çubu¤u: Nadir toprak elementleri oksitlerinin 1-2 mm çapl› bir silindir
haline getirilmesi ile elde edilir. Elektriksel ba¤lant› sa¤lamak amac› ile silindirin
bir ucuna platin teller yerlefltirilir. Sistemden ak›m geçirildi¤inde 1200-2200 K aras›nda
bir s›cakl›¤a ç›kmaktad›r.
Globar Kayna¤›: Silisyum karbürden 5 mm çap›nda ve 50 mm uzunlu¤unda bir
çubuktur. 1300-1500 K de¤erine elektrik ile ›s›t›lmaktad›r.
Civa ark›: Uzak k›rm›z› ötesi spektrometrelerde kullan›lan yüksek bas›nçl› ›fl›k
kayna¤›d›r. Civa ark›, 1 atm’den daha yüksek bir bas›nçta civa buhar› içerir ve kuvars
ceketli bir tüptür.
Akkor tel: Nikel-krom alafl›m› telin s›k›ca sar›larak spiral hale getirilmesi ile elde
edilir. Nernst çubu¤u ve Globar kayna¤›ndan daha düflük fliddetli fakat daha
uzun ömürlüdür.

2. Ünite - K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›
Karbondioksit lazer ›fl›k kayna¤›: Kantitatif analiz amaçl› kullan›lan bir ›fl›k kayna¤›d›r.
Dalga boyu aral›¤› 1100-900 cm -1 ile s›n›rl›d›r.
Tungsten telli lamba: Yak›n k›rm›z› ötesi bölgesinde kullan›lan bir ›fl›k kayna¤›d›r.
Dispersif cihazlarda çeflitli slit mekanizmalar›n›, aynalar› ve filtreleri birlefltirme
amac› ile kullan›lan monokromatörler “prizmalar” veya “k›r›n›m ›zgaralar›”d›r.
K›r›n›m ›zgaras›, bir metal yüzeyinde eflit aral›klarda yivler aç›lmas›
SIRA S‹ZDE
ile meydana
gelir. K›r›n›m ›zgaras› döndürüldü¤ünde çeflitli dalga boylar›nda elde edilen ›fl›ma
mekanik bir slitdeki dar bir frekans aral›¤›na odaklan›r ve frekans DÜfiÜNEL‹M taramas› yap›l›r.
Daha dar slit yak›n frekans de¤erlerindeki ›fl›man›n daha iyi ay›rt edilmesini sa¤lamakta
ve daha kaliteli analiz elde edilebilmektedir. Daha genifl slitler ise dedektöre
daha çok ›fl›¤›n ulaflmas›n› sa¤lar ve sistemin duyarl›l›¤›
SORU
artar.
27
Monokromatör: Bir
spektrometrede ›fl›k
kayna¤›ndan ç›kan
polikromatik (çok dalga
boylu) ›fl›k demetinden SIRA S‹ZDE
monokromatör ad› verilen
düzenek yard›m› ile
monokromatik (yani tek
dalga) boylu ›fl›k
DÜfiÜNEL‹M
seçilir ve
bu ›fl›k ince bir aral›ktan
geçirilerek numuneye
gönderilir. S ORU
Ifl›k ne kadar dar bir aral›ktan geçirilirse istenilen dalga boyundaki ›fl›k D ‹KKAT o kadar saf olarak
elde edilir. Aral›¤›n fazla olmas› durumunda istenilen dalga boyu ile beraber buna ya-
D‹KKAT
k›n de¤erlerdeki dalga boylar› da numuneye gönderilmifl olur. Numuneye
SIRA S‹ZDE
gönderilen ›fl›k,
SIRA S‹ZDE
genifl bir dalga boyu aral›¤› içeriyorsa, dalga boyu aral›¤›n›n kenarlar›ndaki k›sm›, merkezdeki
k›sm›ndan daha az absorbans de¤erlerinin ölçülmesine neden olur.
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
Spektrometrede kullan›lan prizma ve aynalar NaCl, CsI, ThBr-ThI, LiF, CaF 2 ,
AgCl ve CsBr gibi basit iyonik tuzlardan yap›lm›flt›r. Cam ve kuvars k›rm›z› ötesi
bölgesinde geçirgen de¤ildir.
K ‹ T A P
K ‹ T A P
Dedektör: Bir
Dispersif cihazlarda en yayg›n olarak kullan›lan dedektörler “termal dedektörler”,
“piroelektrik dedektörler” ve “fotoiletken dedektörler” dir.
›fl›¤›
spektrometrede numunenin
absorplay›p
Termal dedektörler: Termal dedektörlerde küçük bir siyah TELEV‹ZYON cisim taraf›ndan absorplanan
›fl›n›n yaratt›¤› s›cakl›k yükselmesi ölçülmektedir. K›rm›z› ötesi ›fl›nlar›-
n›n ölçümü çevredeki termal gürültülerden etkilendi¤inden vakumlu bir ortama
yerlefltirilirler. Termal dedektörler termoçiftleri, termistörleri ve pnömatik ayg›tlar›
‹NTERNET
(Golay dedektörü) içermektedir. Termoçiftler, antimon ve bizmut gibi iki metal
parças›n›n iki ucunun eritilerek birlefltirilmesi ile oluflturulur. S›cakl›k fark› sonucu
iki ba¤lant› aras›nda potansiyel fark oluflur. Dedektörün duyarl›l›¤›n› artt›rmak
amac› ile birkaç termoçiftin seri halde ba¤lanmas› ile termopiller elde edilir. K›rm›-
z› ötesi spektrometrelerinde en çok kullan›lan dedektör tipi termopillerdir. Termistörler
yar›-iletken metallerden yap›lm›fllard›r ve s›cakl›k de¤iflimine ba¤l› olarak
elektriksel dirençleri de¤iflmektedir.
Piroelektrik dedektörler: Tek kristal piroelektrik malzemelerden yap›lmaktad›r.
Bu malzemeler özel elektriksel ve termal özelliklere sahip yal›tkan malzemelerdir.
Bunlara örnek olarak (NH 2 CH 2 COOH) 3 .H 2 SO 4 verilebilir. Piroelektrik malzemeler
uygulanan elektrik alan›n›n s›cakl›¤a ba¤l› olarak oluflturdu¤u polarizasyonlar›n›,
uygulanan alan kald›r›lsa bile, korumaya devam ederler. Bu özelliklerinden dolay›
iki elektrot aras›na yerlefltirilerek bir kapasitör elde edilmesini sa¤larlar. Piroelektrik
dedektörler, bir interferometre den zamana ba¤l› gelen sinyalleri alg›layabilecek
alg›lama zaman›na sahip olduklar›ndan Fourier dönüflümlü k›rm›z› ötesi
spektrometrelerinde kullan›lmaktad›rlar.
Fotoiletken Dedektörler: Bu dedektörler yar›iletken bir malzemenin k›rm›z› ötesi
›fl›mas› ile etkileflimine dayanmaktad›r. PbS, Hg/Cd Te gibi yar›iletken maddelerin
bir cam üzerine kaplanmas› ile elde edilirler. Duyarl›l›klar› piroelektrik dedektörlerden
daha fazlad›r. Gaz kromatografi cihazlar› ile birlefltirilmifl FTIR cihazlar›nda
kullan›lmaktad›rlar.
absorplamad›¤›n› anlamak
için, ›fl›k kayna¤›ndan
TELEV‹ZYON
gelen
›fl›¤›n fliddetinin ölçülmesi
amac›yla kullan›lan bileflene
“dedektör” ad› verilir.
‹NTERNET

SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
28 Aletli Analiz Laboratuvar›
SORU
S ORU
D ‹KKAT
SIRA S‹ZDE
Bir dedektörün D‹KKAT ›fl›¤a karfl› duyarl› olmas›, ›fl›k fliddeti ile do¤ru orant›l› sinyaller üretmesi,
sinyal üretme süresinin k›sa olmas›, kararl› olmas› ve üretilen elektriksel sinyalin yard›mc›
devrelerle ço¤alt›labilmesi aran›lan özelliklerindendir.
SIRA S‹ZDE
Fourier Dönüflümlü K›rm›z› Ötesi (FTIR) Spektrometreleri
AMAÇLARIMIZ Dispersif cihazlarda, slitin darl›¤› nedeni ile ›fl›k kayna¤›ndan ç›kan ›fl›man›n tamam›n›n
numuneden geçip dedektöre ulaflamamas› cihaz›n duyarl›¤›n› düflürmekte-
AMAÇLARIMIZ
dir. Ayr›ca bu spektrometrelerin spektrum kay›t h›zlar› ve dalga boyu kalibrasyonlar›
da düflüktür. K ‹ T A P
K ‹ T A P
FTIR spektrometrelerinde, k›rm›z› ötesi ›fl›mas› yine iki demete ayr›lmaktad›r.
Demetlerden biri veya her ikisi de numuneden geçmektedir, fakat demetlerden birinin
di¤erinden TELEV‹ZYON daha uzun bir yol izlemesi sa¤lanmaktad›r. ‹ki demet birlefltirildi-
TELEV‹ZYON
¤inde, demetlerdeki tüm dalga boylar› taraf›ndan oluflturulan giriflimler net bir giriflim
a¤› verir. Sistematik bir flekilde iki ›fl›ma demeti aras›ndaki fark de¤ifltirilirse,
bu farka ba¤l› olarak dedektörde kaydedilen bir sinyal oluflmaktad›r. FTIR spektrometrelerinde
bu amaçla Michelson interferometresi kullan›lmaktad›r. Kaydedilen
‹NTERNET
‹NTERNET
sinyaller ise “interferogram” olarak adland›r›lmaktad›r. FTIR spektrometresine ba¤lanan
bir bilgisayar ile interferogram spektruma dönüfltürülür.
FTIR spektrometreleri dispersif spektrometrelere göre belirgin üstünlüklere
sahiptir.
• Analiz h›z› ve cihaz duyarl›¤› yüksektir. Hareket eden aynan›n tek bir taramas›
sonucu spektrum elde edilir. Dedektör tüm frekanslar› ayn› anda alg›-
lamaktad›r.
• Slit veya prizma kullan›lmad›¤›ndan cihaz duyarl›¤› de¤iflmeden yüksek çözünürlüklü
bir spektrum elde edilmektedir.
• Birçok FTIR sisteminde referans olarak helyum neon lazerinin kullan›lmas›
cihaz için otomatik kalibrasyon sa¤lar. Böylece analiz için ayr›ca bir kalibrasyon
yap›lmas›na gerek kalmaz.
• Bu sistemlerde hareketli tek parçan›n ayna olmas› daha güvenilir sonuçlara
yol açmaktad›r.
• FTIR spektrometrelerinde kullan›lan interferometre frekans ayarlamas› yapmaktad›r.
Sinyal/gürültü oran› düflüktür.
• Yüksek donan›ml› bilgisayar sistemi sayesinde spektral ç›karma, referans
(baseline) düzeltmesi, spektrum düzeltmesi (smoothing) ve kütüphane taramas›
kolayl›kla yap›l›r.
KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTRUMU ALMA TEKN‹⁄‹ VE
NUMUNEN‹N ANAL‹ZE HAZIRLANMASI
K›rm›z› ötesi spektroskopisi moleküllerin kalitatif ve kantitatif analizlerinde kullan›labilen
bir yöntemdir. Yak›n k›rm›z› ötesi bölgesinde su, karbondioksit ve sanayide
kullan›lan baz› basit maddelerin kantitatif analizleri yap›l›r. Uzak k›rm›z› ötesi
bölgesinde inorganik ve organometalik bilefliklerin absorpsiyona dayal› analizleri
yap›lmaktad›r. Analiz için en yayg›n olarak kullan›lan k›rm›z› ötesi bölgesinde,
özellikle organik bilefliklerin absorpsiyon ve yans›maya dayal› kalitatif ve kantitatif
analizleri yap›larak yap›lar› ayd›nlat›lmaktad›r.
Analize bafllanmadan önce cihaz›n duyarl›¤› ve etkinli¤i kontrol edilmelidir.
Uygun bir standart madde kullan›larak dalga say›s› veya dalga boyu ekseni kalibre
edilir. Kalibrasyon amac› ile genellikle polistiren bir film kullan›lmaktad›r.

2. Ünite - K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›
29
K›rm›z› ötesi spektrumlar› yüzde geçirgenlik (% T) veya absorbans (A) olarak
kaydedilebilmektedir. Spektrum kaliteli olmayaca¤›ndan, genellikle % 25 geçirgenli¤in
alt›nda kay›t yap›lmas› tercih edilmez.
Analizi yap›lacak bilefli¤in kat›, s›v›, çözelti veya gaz olufluna göre çeflitli k›rm›-
z› ötesi spektrumu alma yöntemleri gelifltirilmifltir. Numunelerin fiziksel hallerine
göre moleküller aras› etkileflimleri de¤iflece¤inden spektrumun hangi yöntemle
al›nd›¤›n›n belirtilmesi önemlidir. Çünkü kullan›lan yönteme göre frekans kaymalar›
ve farkl› bantlar oluflabilmektedir.
Kat› Numuneler
Kat› numunelerin k›rm›z› ötesi spektrumunu almak için en yayg›n olarak kullan›-
lan yöntem KBr ile pellet haline getirmektir. Kullan›lan KBr çok kuru olmal›d›r.
Analizden önce nemini uzaklaflt›rmak amac› ile bir süre uygun bir yöntemle kurutulmal›
ve vakum desikatöründe saklanmal›d›r. Saç›lan ›fl›n›n etkisini engellemek
amac› ile kat›n›n tanecik boyutu ›fl›n›n dalga boyundan küçük olmal›d›r. Bunun
için 0,5-1,0 mg madde yaklafl›k 100 mg KBr ile kar›flt›r›larak bir agat havanda ö¤ütülür.
Kar›fl›m paslanmaz çelikten bir kit içinde iki disk aras›na konularak 10000-
15000 PSI’l›k bir bas›nçla pellet haline getirilir (Resim 2.1). ‹çeride s›k›flan havay›
uzaklaflt›rmak amac› ile vakum uygulanabilir. Haz›rlanan pellet cihazda uygun bölmeye
yerlefltirilerek analizi yap›l›r.
Resim 2.1
Hidrolik pres ve
pellet haz›rlama
kiti

30 Aletli Analiz Laboratuvar›
Resim 2.2
S›v› numuneler için
kullan›lan k›rm›z›
ötesi hücresi
K›rm›z› ötesi ›fl›nlar›n› geçiren çözücülerde çözünmeyen veya KBr ile pelleti haz›rlanamayan
kat› numunelerin analizi için bir yöntem “pasta” haz›rlanmas›d›r. 1,0-
5,0 mg numuneye, nujol (s›v› parafin) gibi bir mineral ya¤›n 1-2 damlas› eklenerek
iki fazl› bir kar›fl›m elde edilir. Bu kar›fl›m IR geçirgen iki tablet aras›nda preslenerek
ince bir film oluflturulur. Nujol 2900 cm -1 ve 1400 cm -1 d›fl›ndaki bölgelerde geçirgendir.
Pasta haz›rlanmas›nda kullan›labilecek di¤er maddeler fluorolube ve
hekzaklorobütadiendir. Birden fazla pasta yap›c› s›v› kullan›larak tüm k›rm›z› ötesi
bölgesinde bir maddenin analizi yap›labilir.
Kat›lar için di¤er bir yöntem de NaCl diski üzerinde kat› filmi oluflturulmas›d›r.
Bunun için kat› uygun ve kolay buharlaflan bir çözücüde çözülerek iki haz›r NaCl
diski aras›na uygulan›r. Polimerik ve ya¤›ms› maddelerin analizlerinde bu yöntem
kullan›labilmektedir.
S›v› Numuneler
S›v› numunelerin k›rm›z› ötesi spektrumlar› al›n›rken en çok kullan›lan yöntem iki
tuz diskinin aras›na bir iki damla s›v› damlatarak ince bir s›v› filmi oluflturmakt›r.
NaCl en çok kullan›lan tuz diskidir. KBr, AgCl ve CsBr de kullan›lan diskler aras›ndad›r.
Tuz diskleri su içeren ve polar s›v›lar taraf›ndan çözünebilirler. S›k s›k cilalanmal›
veya CCl 4 gibi uçucu bir çözücü ile temizlenmelidirler. Geçirgen olduklar›
bölgeler bir katalogdan bak›l›p analiz için uygun tuz diski seçilmelidir. Resim
2.2’de s›v› numuneler için kullan›lan k›rm›z› ötesi hücresi görülmektedir.
Çözeltiler
Kat› ve s›v› numunelerin kaliteli k›rm›z› ötesi spektrumlar›n› elde etmenin en iyi
yolu çözeltileri halinde almakt›r. Bunun için kal›nl›¤› 0,1-1,0 mm aras›nda de¤iflen
geçirgen pencerelere sahip teflon veya kurflun çözelti hücreleri kullan›lmaktad›r.
NaCl en çok kullan›lan pencere türüdür. Çözücü olarak numuneyi çözebilen ve
spektrum al›nacak bölgede absorpsiyonu olmayan yüksek safl›kta bir çözücü seçilmesi
önemlidir. Ayr›ca çözünen ile etkileflime girmemelidir. Apolar çözücüler
k›rm›z› ötesi bölgesinde az say›da absorpsiyon band› verirler ve çözücü-çözünen
etkileflimleri de nispeten daha azd›r. En yayg›n olarak kullan›lan çözücüler ve absorpsiyon
aral›klar› Çizelge 2.3’te verilmifltir.

2. Ünite - K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›
Çözücü Dalga Say›s› (cm -1 )
CCl 4 1600-1500, 1240, 1000, 840-700
CHCl 3 3030, 2400, 1550-1400, 1280-1140, 920, 860-620
C 6 H 6 3100-3000, 750-600
(C 2 H 5 ) 2 O 3000-2700, 1200-1050
(CH 3 ) 2 CO 3000-2800, 1850-1100
(CH 3 ) 2 SO 1100-900
CH 2 Cl 2 1300-1200, 820-600
H 2 C=CCl 2 950-750
Siklohekzan 3000-2600
N-hekzan/ N-heptan 3000-2800, 1500-1400
CS 2 2400-2200, 1600-1400
31
Çizelge 2.3
Yayg›n olarak
kullan›lan çözücüler
ve absorpsiyon
aral›klar›
Biri numune çözeltisi biri saf çözücü ile doldurulmufl iki hücreden biri referans
›fl›ma demeti önüne, ikincisi numuneye gelen ›fl›ma demeti önüne yerlefltirilip çözücünün
absorpsiyon bandlar› minimuma indirilebilir. Referans çözücünün pikleri
spektrumda s›f›rlanabilir. Fakat çözücü bantlar› yan›nda numuneye ait olan baz›
bantlar›n da silinme riski vard›r.
Kat› ve s›v› numunelerin analizi için haz›rlanan pelletler m›knat›sl› bir tutucu
içine konularak cihaz›n ›fl›k yoluna yerlefltirilir (Resim 2.3).
Resim 2.3
Pelletlerin cihaz
içine yerlefltirilmesi

32 Aletli Analiz Laboratuvar›
Resim 2.4
Gaz numuneler
için kullan›lan
k›rm›z› ötesi
hücresi
Gaz Numuneler
Gazlar ve kaynama noktas› düflük olan s›v›lar›n k›rm›z› ötesi spektrumlar› uygun
pencereli havas› boflalt›lm›fl yaklafl›k 10 cm uzunlu¤unda özel bir silindirik hücre
içinde yay›lmalar› sa¤lanarak elde edilir (Resim 2.4).
Hücre içinde yans›t›c› aynalar kullan›larak ›fl›ma yolu uzat›labilir. Organik bilefliklerin
ço¤unun buhar bas›nçlar› düflük oldu¤undan bu yöntemin pek uygulanabilirli¤i
yoktur.
Pellet veya çözelti haz›rlaman›n mümkün olmad›¤› numunelerde ATR (Attenuated
Total Reflectance) tekni¤i uygulanmaktad›r. Bir FTIR spektrometresinde
numune hücresinin bulundu¤u k›sm›n ATR aksesuar› ile yer de¤ifltirilmesi ile bu
teknik uygulanmaktad›r. ATR aksesuar›n›n merkezinde yüksek k›r›lma indisine sahip
k›rm›z› ötesi geçirgen materyalden yap›lm›fl bir kristal bulunmaktad›r (fiekil
2.9). Yans›t›c› aynalar IR ›fl›n›n›n kristal yüzeyinde tek bir noktaya odaklanmas›n›
sa¤lar. ATR tekni¤inde ›fl›man›n madde yüzeyinde k›r›lmas› önemlidir. Arka yüzeyinden
k›r›l›p geri dönecek flekilde bir ›fl›ma demeti kristalden geçirilirse enerjinin
bir k›sm› bu yüzeyden saç›larak kristale geri döner. Uygun koflullarda, yüzey üzerine
yerlefltirilen numune bu enerjiyi absorplayabilir. Absorplanan enerji, numune
ve kristalin k›r›lma indislerinin oran›na ba¤l›d›r. Numunenin k›r›lma indisi ›fl›man›n
dalga boyu de¤ifltikçe de¤iflir. Absorplanan enerji, dalgaboyuna karfl› grafi¤e geçirildi¤inde
k›rm›z› ötesi spektrumuna benzeyen bir spektrum elde edilmektedir. Bu
spektrum numunenin kal›nl›¤›ndan ba¤›ms›zd›r, dolay›s›yla polimer filmlerinin
analizinde uygun bir yöntemdir. Ifl›man›n k›r›lmas› pek çok kere uygulan›rsa teknik
MIR (Multiple Internal Reflectance) ad›n› al›r. ATR ve MIR teknikleri polimer,
boya, dokuma maddesi ve kaplama maddesi vb. gibi numunelerin analizinde yararl›
tekniklerdir. Analizden sonra madde kristal yüzeyinden kolayl›kla ayr›labilmekte
ve di¤er analizler için kullan›labilmektedir

2. Ünite - K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›
33
fiekil 2.9
ATR aksesuar›
KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTRUMLARINDA ANAL‹Z
K›rm›z› ötesi spektrumlar›ndan yararlan›larak maddelerin kalitatif ve kantitatif
analizleri gerçeklefltirilebilmektedir. Bu bölümde daha çok kalitatif analiz üzerinde
durulacakt›r.
Kalitatif Analiz
Organik maddelerin yap›lar›n›n ayd›nlat›lmas›nda k›rm›z› ötesi spektroskopisi
önemli bir yer tutmaktad›r. Fakat ço¤u zaman, tek bafl›na molekül yap›s›n›n anlafl›lmas›na
yetmemekte, di¤er spektroskopik yöntemlerle birlefltirildi¤inde SIRA S‹ZDE anlam tafl›maktad›r.
SIRA S‹ZDE
K›rm›z› ötesi spektrumundan yap› analizine bafllanmadan önce DÜfiÜNEL‹M molekülün doymam›fll›k
derecesi belirlenmelidir. C a H b N c kapal› formülüne sahip bir bilefli¤in
DÜfiÜNEL‹M
doymam›fll›k derecesi a- 1 formülünden hesaplan›r.
2 b+ 1 2 c+1 SORU
SORU
Moleküldeki oksijen atomlar›n›n doymam›fll›k derecesine bir etkisi yoktur. D‹KKAT Halojen atomu
D‹KKAT
içeren bilefliklerde, halojen atomlar› hidrojen atomlar› gibi düflünülebilir.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Daha sonra spektrumda fonksiyonel grup bölgesindeki bantlardan baz› belirgin
gruplar›n varl›¤›na ve yoklu¤una karar verilir. 3600-1200 cm -1 aral›¤›n› kapsayan
fonksiyonel grup bölgesindeki bantlar, grup frekanslar› hakk›nda AMAÇLARIMIZ bilgi verdi¤inden,
önemlidir. 1200-600 cm -1 aral›¤›n› kapsayan parmak izi bölgesi bilinen bir bi-
AMAÇLARIMIZ
lefli¤in spektrumu ile numune spektrumlar›n›n karfl›laflt›r›l›p iki bilefli¤in ayn› olup
olmad›¤›na karar vermede yararl›d›r.
K ‹ T A P
K ‹ T A P
Çizelge 2.4’te baz› önemli fonksiyonel gruplar›n belirgin k›rm›z› ötesi absorpsiyon
de¤erleri verilmifltir.
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

34 Aletli Analiz Laboratuvar›
Çizelge 2.4
Baz› fonksiyonel
gruplar›n belirgin
k›rm›z› ötesi
absorpsiyon
frekanslar›
Grup Frekans Aral›¤› (cm -1 ) Bant (Pik) fiiddeti
O-H gerilmesi
Alkoller-fenoller
Alkoller-fenoller (H-ba¤› yapan)
Karboksilik asitler
Karboksilik asitler (H-ba¤› yapan)
N-H gerilmesi
N-H gerilmesi (H-ba¤› yapan)
N-H e¤ilmesi
NH 2 gerilmesi
NH 2 gerilmesi (H-ba¤› yapan)
NH 2 e¤ilmesi
3650-3590
3600-3200
3650-3500
2700-2500
3450-3310
3300-3000
1580-1490
3320-3550
3450-3320
3300-3000
1640-1560
900-650
C-H gerilmesi (alkan) 2850-2970
1340-1470
C-H gerilmesi (alken) 3010-3095
675-995
De¤iflken fliddetlerde
De¤iflken fliddetlerde, genifl
Orta fliddette
Genifl
Keskin
Zay›f fliddette
Zay›f fliddette, ikili pik
Zay›f fliddette
fiiddetli
fiiddetli, genifl
Kuvvetli
Kuvvetli
Orta fliddette
Kuvvetli
C-H gerilmesi (alkin)
C-H e¤ilmesi
C-H gerilmesi (aromatik)
C-H e¤ilmesi (aromatik)
C=C gerilmesi
C=C gerilmesi (konjuge)
C=C gerilmesi (aromatik)
3310-3200
700-600
3040-3030
2000-1600
900-690
1660-1615
1625-1590
1500-1650
De¤iflken fliddetlerde
Orta fliddette
De¤iflken fliddetlerde
fiiddetli
De¤iflken fliddetlerde
C≡C gerilmesi 2260-2100 De¤iflken fliddetlerde
Benzen
Monosübstitüe benzen
Disübstitüe (1,2-)
Disübstitüe (1,3-)
Disübstitüe (1,4-)
Trisübstitüe (1,2,3-)
Trisübstitüe (1,2,4-)
Trisübstitüe (1,3,5-)
C-NH 2 gerilmesi (alifatik)
C-NH 2 gerilmesi (aromatik)
1040
670
1175-1000
770-690
1275-960
770-735
1175-1000
810-690
1275-1000
860-800
1175-960
780-705
1275-960
885-805
1175-1000
865-675
1230-1030
1370-1180
fiiddetli
Zay›f
fiiddetli
Zay›f
fiiddetli
Zay›f
fiiddetli
Zay›f
fiiddetli
Zay›f
fiiddetli
Zay›f
fiiddetli
Zay›f
fiiddetli
Trialkilaminlerde çift bant
Konjuge sistemlerde çift bant
C-N gerilmesi (alifatik) 1180-1360 fiiddetli

2. Ünite - K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›
35
C=N gerilmesi (alifatik)
C=N gerilmesi (konjuge)
C=N gerilmesi (aromatik)
C-O gerilmesi (primer alkoller)
C-O gerilmesi (aromatik primer alkoller)
C-O gerilmesi (sekonder alkoller)
C-O gerilmesi (aromatik sekonder alkoller)
C-O gerilmesi (tersiyer alkoller)
C-O gerilmesi (aromatik tersiyer alkoller)
C-O gerilmesi (alifatik eterler)
C-O gerilmesi (aromatik eterler)
C=O gerilmesi (alifatik aldehit)
C=O gerilmesi (aromatik aldehit)
C=O gerilmesi (alifatik keton)
C=O gerilmesi (aromatik keton)
C=O gerilmesi (alifatik asitler)
C=O gerilmesi (aromatik asitler)
C=O gerilmesi (alifatik esterler)
C=O gerilmesi (aromatik esterler)
C=O gerilmesi (alifatik amitler)
NO 2 gerilmesi (alifatik)
NO 2 gerilmesi (aromatik)
N-O gerilmesi (alifatik)
N-O gerilmesi (aromatik)
C-F gerilmesi
C-Cl gerilmesi
C-Br gerilmesi
1670
1620
1640
1065-1020
1015
1100-1050
1070-1010
1150-1120
1120-1010
1150-1070
1275-1200
1725-1715
1700-1685
1720-1710
1690-1665
1765-1710
1740-1680
1735
1765-1715
1690-1650
1390-1320
1615-1540
1540-1510
1360-1340
970-950
1300-1200
1250-960
745-695
600-500
fiiddetli
fiiddetli
SIRA S‹ZDE
fiiddetli
fiiddetli
DÜfiÜNEL‹M
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
Asimetrik, fliddetli
SORU
SORU
Simetrik, fliddetli
Asimetrik
Simetrik D‹KKAT
D‹KKAT
fiiddetli
SIRA fiiddetli S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
fiiddetli
fiiddetli
AMAÇLARIMIZ
fiiddetli AMAÇLARIMIZ
Fonksiyonel gruplar›n belirgin k›rm›z› ötesi absorpsiyon frekanslar› K hakk›nda ‹ T A P daha ayr›nt›l›
bilgiyi AÖF Aletli Analiz Ders Kitab› ve Organik Kimyada Spektroskopik Yöntemler kitab›nda
bulabilirsiniz.
TELEV‹ZYON
2-metil-1-hekzen molekülünün FTIR spektrumunu birlikte inceleyelim.
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

36 Aletli Analiz Laboratuvar›
3080-3000 cm -1 C=C-H gerilmesi
2960-2870 cm -1 Alifatik C-H gerilmesi (alken için)
1650 cm -1 C=C gerilmesi (alken için)
1450-1380 cm -1 C-H düzlem içi e¤ilmesi (CH 2 için)
1100-890 cm -1 C-H düzlem d›fl› e¤ilmesi (alken için)
740 cm -1 C-H düzlem d›fl› e¤ilmesi (-(CH 2 ) 3 - için)
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
4
2,4-dimetilpentan SIRA S‹ZDE molekülünün FTIR spektrumunu yorumlay›n›z.
DÜfiÜNEL‹M
S ORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
1-bromo-4-klorobenzen molekülünün FTIR spektrumunu inceleyelim.
3000-2860 cm -1 Aromatik C-H gerilmesi
1900-1650 cm -1 Aromatik C-H düzlem d›fl› e¤ilmesi (Birleflik ve katl› tonlar)
1490-1400 cm -1 Aromatik C=C gerilmesi
1100-1020 cm -1 Aromatik C-H düzlem içi e¤ilmesi (1,4-disübstitüe benzen
için)
840 cm -1 Aromatik C-H düzlem d›fl› e¤ilmesi (1,4-disübstitüe benzen
için)
745 cm -1 C-Cl gerilmesi
500-520 cm -1 C-Br gerilmesi

2. Ünite - K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›
37
Doymam›fll›k derecesi = 8- 1 ’tir. Bu de¤er bize yap›da halka ve çift ba¤lar›n
varl›¤›n› göstermektedir. Bu de¤erin 4’ten büyük oluflu benzen halkas›n›n varl›-
2 4+1=5
4-aminoasetanilid molekülünün FTIR spektrumunu yorumlay›n›z. SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
5
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
S ORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
Kapal› formülü C 8 H 8 O 2 olan bilefli¤in FTIR spektrumu afla¤›da K ‹ Tverilmifltir. A P Bileflik
K ‹ T A P
için en olas› formülü bulal›m.
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
¤›na kan›tt›r. 1650-1450 cm -1 ’de gözlenen C=C gerilme bantlar› bunu desteklemektedir.
3200-2600 cm -1 aral›¤›ndaki genifl pik yap›n›n bir karboksilik asit (-COOH grubu)
oldu¤unu düflündürmektedir. Ayr›ca 1690 cm -1 ’de görülen C=O band› bu düflünceyi
desteklemektedir. 2690-2590 cm -1 ’de alifatik C-H gruplar›na ait bantlar görülmektedir.
Benzen halkas›na sübstitüe -COOH yan›nda -CH 3 grubu bulundu¤u tahmin edilebilir
ve 750 cm -1 civar›nda gözlenen keskin bant yap›n›n 1,3-disübstitüe benzen oldu¤unu
düflündürür ve yap› m-toluik asit olarak önerilebilir.

38 Aletli Analiz Laboratuvar›
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
6
Kapal› formülü SIRA CS‹ZDE
9 H 9 OCl olan bilefli¤in FTIR spektrumu afla¤›da verilmifltir. Bileflik için en
olas› formülü öneriniz.
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
Kantitatif Analiz
IR spektroskopisi genellikle belirli numunelerin kalitatif analizleri için kullan›lmak-
TELEV‹ZYON tad›r. Bununla TELEV‹ZYON birlikte, geliflmifl FTIR cihazlar› ve yüksek donan›ml› bilgisayar
programlar›n›n geliflmesi ile kantitatif IR çal›flmalar›nda art›fl olmufltur. Kantitatif
çal›flmalar›n temelini Lambert-Beer yasas› oluflturmaktad›r. Homojen bir ortamdaki
herhangi bir bileflik için herhangi bir frekanstaki absorbans de¤eri A = ε.b.c formülü
ile verilmektedir.
‹NTERNET
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
K›rm›z› SIRA ötesi S‹ZDE spektroskopisinde absorpsiyon bantlar› daha dar oldu¤undan
Lambert-Beer yasas›ndan sapmalar UV-Görünür bölgedeki sapmalardan daha fazlad›r.
Bu sapmalar spektrometreye ve numunenin türüne ba¤l› olabilmektedir. Dispersif
cihazlar ile yap›lan çal›flmalarda, slit aral›¤›n›n genifl olmas›ndan dolay› ›fl›n
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
kaynaklar› zay›f olmakta ve dedektör duyarl›¤› azalmaktad›r. Kantitatif çal›flmalarda
yüzde geçirgenlik SORU (%T) yerine absorbans (A) kaydedilir. Kantitatif çal›flmalarda
SORU
numunenin maksimum absorpsiyon yapt›¤› yerde, her bir numune çözeltisinin referans
›fl›n›na D‹KKAT karfl› geçirgenlikleri belirlenir. Pik yüksekli¤i, pik alan› ve türevleri
D‹KKAT
kullan›larak absorbans de¤erine geçilir.
K›rm›z› ötesi spektroskopisinin kantitatif analizde kullan›lmas›n›n baz› dezavantajlar›
vard›r. Bunlar›n en önemlileri spektrumlar›n karmafl›k olmas› ve Beer ya-
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
sas›ndan sapmalard›r. Kar›fl›k spektrumlar absorbans piklerinde çak›flmaya neden
AMAÇLARIMIZ olmaktad›r. Ayr›ca analiz için kullan›lan dar hücreler analitik belirsizliklere yol
AMAÇLARIMIZ
açmaktad›r.
K ‹ T A P
Kantitatif analiz K ‹ Tile A Pilgili daha ayr›nt›l› bilgi için Enstrümental Analiz ‹lkeleri kitab›na
bak›n›z.
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

2. Ünite - K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›
39
KIRMIZI ÖTES‹ SPEKTROSKOP‹S‹ UYGULAMALARI
Deney 1. Aldehit ve Ketonlar›n K›rm›z› Ötesi Spektrumlar›
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler
Laboratuvar Malzemeleri
Kimyasallar
FTIR Spektrometresi ve aksesuarlar› KBr (spektrofotometrik kalitede, kuru)
Hidrolik Pres
Benzaldehit
Sinnamaldehit
Benzofenon
Siklohekzanon
Asetofenon
Teori
Aldehit ve ketonlara ait C=O gerilme titreflim frekans› 1870-1540 cm -1 aral›¤›nda
de¤iflmektedir. Bu band›n yerini numunenin fiziksel hali, komflu gruplar, konjugasyon,
hidrojen ba¤› ve halka gerginli¤i gibi faktörler etkilemektedir.
Alifatik aldehitlerin k›rm›z› ötesi absorpsiyonu 1740-1720 cm -1 ’de gözlenmektedir.
α-Karbonuna elektronegatif bir sübstitüentin ba¤l› olmas› durumunda C=O
frekans› artmaktad›r. Asetaldehite ait C=O’in absorpsiyonu 1730 cm -1 ’de gözlenirken,
trikloroasetaldehitteki 1768 cm -1 ’de gelmektedir. Grubun bir çift ba¤ ile konjugasyona
girmesi durumunda karbonil frekans› düfler. Aromatik aldehitlerin titreflim
frekans› alifatik aldehitlerden düflüktür. Molekül içi hidrojen ba¤lanmas› da
C=O grubunun frekans›n› düflürmektedir.
Ketonlara ait C=O’in absorpsiyon frekans› aldehitlerden düflüktür. Doymufl bir
alifatik ketonun absorpsiyon frekans› 1715 cm -1 ’dir. Bir çift ba¤ ile konjugasyon
absorpsiyonu düflük frekansa kayd›r›r. Bir keton ile metil alkol gibi bir çözücü aras›ndaki
moleküller aras› hidrojen ba¤lanmas› da grubun frekans›n› düflürür.
Deneyin Yap›l›fl›
• Benzaldehit, sinnamaldehit, benzofenon, siklohekzanon ve asetofenonun
k›rm›z› ötesi spektrumlar› al›nacakt›r.
• S›v› numuneler için 0,015-0,025 mm kal›nl›kta ince filmler kullan›lacakt›r.
• Kat› numunelerin KBr pelletleri haz›rlanacakt›r.
Verilerin De¤erlendirilmesi
• Her bir spektrumun üzerine o bilefli¤in molekül formülünü yaz›n›z ve her
bir numune için C=O absorpsiyon frekans› de¤erini belirleyiniz.
• Benzaldehit için 3000 cm -1 civar›ndaki ve 675-750 cm -1 aral›¤›ndaki temel
bantlar› belirleyiniz ve hangi ba¤lara veya gruplara ait olduklar›n› yorumlay›n›z.
Siklohekzanon için 2900 cm -1 ve 1460 cm -1 bölgesinde ayn› ifllemleri
gerçeklefltiriniz.
• Aldehitlere ait C=O frekanslar›n› karfl›laflt›r›n›z. Frekanslar üzerine konjugasyonun
etkisini sinnamaldehit ve benzaldehit üzerinden yorumlay›n›z.
• Ketonlara ait C=O frekanslar›n› karfl›laflt›r›n›z. Frekanslar üzerine konjugasyon
ve aromatikli¤in etkisini yorumlay›n›z.

40 Aletli Analiz Laboratuvar›
Özet
A MAÇ
1
A MAÇ
2
K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin temel kavramlar›n›
s›ralamak ve yorumlamak.
K›rm›z› Ötesi Spektroskopisi moleküllerdeki
fonksiyonel gruplar›n belirlenmesinde ve iki bilefli¤in
birbiri ile ayn› olup olmad›¤›n›n k›yaslanmas›nda
kullan›lmaktad›r. K›rm›z› ötesi bölgesindeki
absorpsiyon, moleküllerin titreflim ve dönme
düzeylerini uyar›r. Bir molekülün k›rm›z› ötesi
›fl›mas›n› absorplayabilmesi için titreflim ve
dönme hareketleri sonucunda molekülün dipol
momentinde net bir de¤iflim olmal›d›r. Moleküler
titreflimler e¤ilme ve gerilme titreflimleri olmak
üzere iki türdür. Titreflim frekans› ile k›rm›-
z› ötesi ›fl›n›n›n frekans›n›n birbirine eflit olmas›
durumunda molekül ›fl›n› absorplamaktad›r. Genellikle
spektrumda gözlenen absorpsiyon bantlar›n›n
say›s› temel titreflimlerin say›s›ndan farkl›-
d›r. Bantlar›n üst üste çak›flmas›ndan ve moleküldeki
baz› ba¤lar›n k›rm›z› ötesi bölgesinde
aktif olmamas›ndan dolay› bant say›s› azalabilir.
Di¤er taraftan katl› tonlar›n gözlenmesi ile, temel
frekanslar›n kombinasyonu ile, iki temel absorpsiyon
frekans›n›n eflleflmesi ile ve Fermi rezonans›
sonucu beklenilenden daha fazla say›da
bant gözlenebilir.
K›rm›z› ötesi spektrumlar›n› etkileyen etkenleri
tan›mlamak.
K›rm›z› ötesi absorpsiyon bantlar›n›n yerlerinin
kaymas›na neden olan etkenler, moleküllerin
yap›s›na ba¤l› olan yap›sal etkenler ve spektrum
alma tekni¤ine ve ortam flartlar›na ba¤l› olan d›fl
etkenler olmak üzere iki grupta toplanabilir. Yap›sal
etkenler spektrumlar›n yorumlanabilmesinde
önemlidir. Bunlar; indüktif ve mezomerik
etki, hidrojen ba¤›, titreflimlerin eflleflmesi, halka
büyüklü¤ü ve alan etkileri bafll›klar› alt›nda
incelenmektedir.
A MAÇ
3
K›rm›z› ötesi spektrometresinin bileflenlerini s›-
ralamak.
Bir k›rm›z› ötesi spektrometresi, ›fl›k kayna¤›, monokromatör
ve dedektör olmak üzere üç ana bileflenden
oluflmaktad›r. Dispersif cihazlar›n ço¤u
çift-›fl›nl›d›r. Ifl›k demetlerinden biri referans olarak
kullan›l›rken, di¤eri numuneden geçmektedir.
Çift ›fl›ma demetli spektrometrelerde her dalga
boyunda iki ›fl›ma demeti aras›ndaki fark ölçülmektedir.
Referans ›fl›ma demeti ve numuneye
gelen ›fl›ma demeti bir slit yard›m› ile monokromatör
üzerine gelir, oradan da yine bir slit arac›l›¤›
ile dedektör üzerine yans›t›l›r. Ifl›ma fliddetleri
aras›ndaki fark bir alternatif sinyal oluflturur
ve spektrumda so¤urma bantlar› kaydedilir.
FTIR spektrometrelerinde ›fl›k demetlerinden biri
veya her ikisi de numuneden geçmektedir, fakat
demetlerden birinin di¤erinden daha uzun
bir yol izlemesi sa¤lanmaktad›r.
FTIR spektrometreleri dispersif spektrometrelere
göre belirgin üstünlüklere sahiptir. Bu üstünlükler;
analiz h›z› ve cihaz duyarl›¤›n›n yüksek olmas›,
dedektörün tüm frekanslar› ayn› anda alg›lamas›,
hareket eden aynan›n tek bir taramas› sonucu
spektrum elde edilmesi, yüksek çözünürlüklü
spektrumlar elde edilmesi, otomatik kalibrasyon
sa¤lama özelli¤ine sahip olmas›, daha güvenilir
sonuçlar al›nmas›, sinyal/gürültü oran›n›n
düflük olmas›, referans ve spektrum düzeltmesinin
kolayl›k sa¤lamas› olarak s›ralanabilmektedir.

2. Ünite - K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›
41
A MAÇ
4
Aletli analiz laboratuvarlar›nda gerçeklefltirilen
K›rm›z› Ötesi Spektroskopisi uygulamalar›n› tan›mlamak.
K›rm›z› ötesi spektroskopisi moleküllerin kalitatif
ve kantitatif analizlerinde kullan›labilen bir
yöntemdir. Yak›n k›rm›z› ötesi bölgesinde su,
karbondioksit ve sanayide kullan›lan baz› basit
maddelerin kantitatif analizleri yap›l›r. Uzak k›rm›z›
ötesi bölgesinde inorganik ve organometalik
bilefliklerin absorpsiyona dayal› analizleri yap›lmaktad›r.
En çok kullan›lan k›rm›z› ötesi bölgesinde
özellikle organik bilefliklerin absorpsiyon
ve yans›maya dayal› kalitatif ve kantitatif
analizleri yap›larak yap›lar› ayd›nlat›lmaktad›r.
Analize bafllanmadan önce cihaz›n duyarl›¤› ve
etkinli¤i kontrol edilmelidir. K›rm›z› ötesi spektrumlar›
yüzde geçirgenlik (% T) veya absorbans
(A) olarak kaydedilebilmektedir.
Analizi yap›lacak bilefli¤in kat›, s›v›, çözelti veya
gaz olufluna göre çeflitli k›rm›z› ötesi spektrumu
alma yöntemleri gelifltirilmifltir. Numunelerin fiziksel
hallerine göre moleküller aras› etkileflimleri
de¤iflece¤inden spektrumun hangi yöntemle
al›nd›¤›n›n belirtilmesi önemlidir. Çünkü kullan›-
lan yönteme göre frekans kaymalar› ve farkl›
bantlar oluflabilmektedir.
A MAÇ
5
Organik bir numunenin K›rm›z› Ötesi Spektroskopisi
ile analizini gerçeklefltirmek.
Organik maddelerin yap›lar›n›n ayd›nlat›lmas›nda
k›rm›z› ötesi spektroskopisi önemli bir yer tutmaktad›r.
Fakat ço¤u zaman, tek bafl›na molekül
yap›s›n›n anlafl›lmas›na yetmemekte, di¤er spektroskopik
yöntemlerle birlefltirildi¤inde anlam tafl›maktad›r.
Spektrumda fonksiyonel grup bölgesindeki
bantlardan baz› belirgin gruplar›n varl›¤›-
na ve yoklu¤una karar verilir. 3600-1200 cm -1
aral›¤›n› kapsayan fonksiyonel grup bölgesindeki
bantlar, grup frekanslar› hakk›nda bilgi verdi-
¤inden, önemlidir. 1200-600 cm -1 aral›¤›n› kapsayan
parmak izi bölgesi bilinen bir bilefli¤in
spektrumu ile numune spektrumlar›n›n karfl›laflt›r›l›p
iki bilefli¤in ayn› olup olmad›¤›na karar
vermede yararl›d›r.
IR spektroskopisi genellikle belirli numunelerin
kalitatif analizleri için kullan›lmaktad›r. Bununla
birlikte, geliflmifl FTIR cihazlar› ve yüksek donan›ml›
bilgisayar programlar›n›n geliflmesi ile kantitatif
IR çal›flmalar›nda art›fl olmufltur.

42 Aletli Analiz Laboratuvar›
Kendimizi S›nayal›m
1. Bir molekülün k›rm›z› ötesi ›fl›mas›n› absorplamas›
için moleküldeki titreflimlerin dipol moment de¤iflikli-
¤ine yol açmas› gerekmektedir. Bu durumun nedeni
afla¤›dakilerden hangisidir
a. Dipol momentteki de¤iflim elektronik geçifller
için gereken enerji de¤erini düflürmesi
b. Absorpsiyonun meydana gelmesi için ›fl›man›n
dipol momentten kaynaklanan elektrik alan› ile
etkileflime geçmesi
c. Dipol moment de¤iflikli¤i atom çekirde¤inin
elektromagnetik ›fl›may› absorplamas›n› sa¤lamas›
d. Dipol moment de¤iflikli¤i e¤ilme ve gerilme titreflim
hareketleri sonucu molekül yap›s›n›n bozulmas›na
yol açmas›
e. Dipol momentteki de¤iflim elektronik geçifller
için gereken enerji de¤erini yükseltmesi
2. K›rm›z› ötesi ›fl›mas› hangi moleküler aktiviteye neden
olmaktad›r
a. Moleküler ötelenme
b. Moleküler uyarma
c. Moleküler titreflim
d. Moleküler hareket
e. Moleküler iyonlaflma
3. s karakteri fazla olan ba¤lar daha yüksek absorpsiyon
frekansl› ›fl›may› absorplarlar. Çünkü s orbitalleri
bir atomun çekirde¤ine p orbitallerinden daha yak›n
konumda bulunmaktad›rlar. Buna göre afla¤›daki C-H
ba¤lar›ndan hangisi en yüksek absorpsiyon frekans›na
sahiptir
a. C ≡ C-H grubuna ait C-H ba¤›
b. C=C-H grubuna ait C-H ba¤›
c. C-C-H grubuna ait C-H ba¤›
d. C=CH-CH=C-H grubuna ait C-H ba¤›
e. Bu ba¤lar›n absorpsiyon frekanslar› eflittir
5. Afla¤›daki ifadelerden hangisi yanl›flt›r
a. Fonksiyonel grup bölgesi parmak izi bölgesinden
daha yüksek enerjilidir
b. Bir ba¤›n gerilme titreflimi için gereken enerji
e¤ilme titreflimi için gereken enerjiden yüksektir
c. Ifl›ma enerjisinin de¤erinin yüksekli¤i, frekans›n
yüksekli¤i, dalga say›s›n›n büyüklü¤ü ve dalgaboyunun
k›sal›¤› ile do¤ru orant›l›d›r
d. Makaslanma, sallanma, sal›nma ve burkulma
e¤ilme titreflimlerinin çeflitleridir
e. 100 cm -1 dalga say›s›na ait enerji de¤eri, 1000
cm -1 dalga say›s›na ait olan enerji de¤erinden
büyüktür
6. Afla¤›daki ifadelerden hangisi yanl›flt›r
a. C=O gerilme titrefliminin dalgaboyu C=C gerilme
titreflimininkinden daha büyüktür.
b. C=C-H gerilme titrefliminin dalgaboyu C≡C-H
gerilme titreflimininkinden daha büyüktür
c. C-H gerilme titrefliminin dalgaboyu C-H e¤ilme
titreflimininkinden daha büyüktür
d. C=N gerilme titrefliminin dalgaboyu C-N gerilme
titreflimininkinden daha büyüktür
e. C=O gerilme titrefliminin dalgaboyu C-O gerilme
titreflimininkinden daha büyüktür
7. Afla¤›dakilerden hangisi k›rm›z› ötesi spektrometrelerinde
kullan›lan ›fl›k kaynaklar›ndan biri de¤ildir
a. Globar kayna¤›
b. Civa ark›
c. K›r›n›m ›zgaras›
d. Tungsten telli lamba
e. Nernst çubu¤u
4. C=O ba¤›na ait absorpsiyon frekans› 1710 cm -1 ’dir.
Bu de¤erde bir bant gözlenmesi yap›n›n bir aldehit, keton
veya karboksilik asit oldu¤unu göstermektedir. Yap›s›
bilinmeyen bir molekülün C, H ve O atomlar›ndan
olufltu¤u bilinmektedir ve IR spektrumunda 1710 cm -
1 ’de bant gözlenmemektedir. Buna göre IR spektrumu
afla¤›daki molekül türlerinden hangisine ait olabilir
a. Ester
b. Nitril
c. Eter
d. Karboksilik asit
e. Sülfür

2. Ünite - K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›
43
8. Afla¤›da 1-nitro-1-siklohekzen bilefli¤inin FTIR spektrumu
verilmifltir. Buna göre 1, 2 ve 3 ile gösterilen
bantlar s›ras›yla hangi gruplara aittir
a. C-H, C=C, NO 2
b. NO 2 , C=C, C-H
c. C-C, C-N, C=C
d. C-H, C-N, NO 2
e. NO 2 , C-H, C-N
9. Yukar›da verilen FTIR spektrumu hangi bilefli¤e aittir
a. 1,2-diaminopropan
b. 2-aminobenzofenon
c. 3-metil-4-nitrofenol
d. 4-kloro-2-nitrofenol
e. 5-bromosalisilaldehit
10. Afla¤›dakilerden hangisi FTIR’nin dispersif spektrometrelere
göre üstünlüklerinden biri de¤ildir
a. Slit veya prizma kullan›lmad›¤›ndan cihaz duyarl›-
¤› de¤iflmeden yüksek çözünürlüklü bir spektrum
elde etmesi.
b. Analiz h›z› ve cihaz duyarl›¤›n›n yüksek olmas›
c. Dedektör’ün tüm frekanslar› ayn› anda alg›lamas›.
d. Monokromatör olarak k›r›n›m ›zgaras› veya prizmalar
kullan›lmas›.
e. Sinyal/gürültü oran›n›n düflük olmas›

44 Aletli Analiz Laboratuvar›
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
1. b. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Seçim Kurallar›” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
2. c. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “K›rm›z› Ötesi Spektroskopisi
ile ilgili Temel Bilgiler” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
3. a. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “K›rm›z› Ötesi Spektrumlar›nda
Analiz” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
4. c. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “K›rm›z› Ötesi Spektrumlar›nda
Analiz” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
5. e. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “K›rm›z› Ötesi Spektroskopisi
ile ilgili Temel Bilgiler” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
6. b. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Moleküler Titreflimler” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
7. c. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “K›rm›z› Ötesi Spektrometresi
ve Bileflenleri” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
8. a. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “K›rm›z› Ötesi Spektrumlar›nda
Analiz” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
9. c. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “K›rm›z› Ötesi Spektrumlar›nda
Analiz” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
10. d. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “K›rm›z› Ötesi Spektrometresi
ve Bileflenleri” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
S›ra Sizde 1
Bir molekülün k›rm›z› ötesi ›fl›mas›n› absorplayabilmesi
için titreflim ve dönme hareketleri sonucunda molekülün
dipol momentinde net bir de¤iflim olmal›d›r. Etin ve
eten simetrik moleküller oldu¤undan titreflim ve dönme
hareketleri molekülün dipol momentinde net bir de¤iflime
neden olmaz. Karbon monoksit ise simetrik bir molekül
olmad›¤›ndan k›rm›z› ötesi bölgesinde aktiftir.
S›ra Sizde 2
H 2 O molekülü çizgisel olmad›¤›ndan k›rm›z› ötesi spektrumunda
(3 x 3) - 6 = 3 bant gözlenmesi beklenmektedir.
Bu molekül için görülen titreflim türleri afla¤›da verilmifltir.
S›ra Sizde 3
Spektrumda gözlenen O-H bantlar›n›n molekül içi veya
molekül d›fl› oldu¤unu belirlemek için çözelti 10 -3 -10 -4
M’a seyreltilerek tekrar spektrumu al›n›r. Molekül içi hidrojen
ba¤lar›n›n fliddeti seyrelmeden etkilenmezken, molekül
d›fl› hidrojen ba¤lar›na ait bantlar›n fliddeti azal›r.
S›ra Sizde 4
2,4-dimetilpentan molekülü için,
2960-2870 cm -1 Alifatik C-H gerilmesi
1450 cm -1 Alifatik C-H düzlem içi e¤ilmesi
(CH 2 için)
1395-1370 cm -1 Alifatik C-H düzlem içi e¤ilmesi
(C(CH 3 ) 2 için)

2. Ünite - K›rm›z› Ötesi Spektroskopisinin Uygulamalar›
45
1190 cm -1 Alifatik C-H düzlem içi e¤ilmesi
(C(CH 3 ) 2 için)
S›ra Sizde 5
4-aminoasetanilid molekülü için,
3370 cm -1 N-H gerilmesi
3250-3300 cm -1 NH 2 gerilmesi
3120-3050 cm -1 Aromatik C-H gerilmesi
2970-2860 cm -1 Alifatik C-H gerilmesi
1680 cm -1 C=O gerilmesi
1550-1450 cm -1 C=C gerilmesi
1260-1000 cm -1 Aromatik C-H düzlem içi e¤ilmesi
(1,4-sübstitüe benzen için)
870-840 cm -1 Aromatik C-H düzlem d›fl› e¤ilmesi
(1,4-sübstitüe benzen için)
S›ra Sizde 6
Doymam›fll›k derecesi = 9-9 1 ’tir. Bu de¤erin
4’ten büyük olmas› yap›da bir benzen halkas› varl›¤›n›
2 -11 2 +1=5
göstermektedir. 3070 cm -1 ’de aromatik C-H gerilme bantlar›
ve 2970-2920 cm -1 ’de alifatik C-H gerilme bantlar› görülmektedir.
1600-1450 cm -1 ’de görülen C=C bantlar› aromatik
yap›y› desteklemektedir.
1690 cm -1 ’de C=O piki aç›kça görülmektedir. 750-690 cm -
1 ’de görülen fliddetli bantlar yap›n›n monosübstitüe bir
benzen oldu¤unu düflündürmektedir. 1380 cm -1 civar›nda
görülen C-H düzlem içi e¤ilme bantlar› CH 2 varl›¤›na
kan›tt›r. Bu bilgilere göre yap› 3-kloropropiyofenon olarak
önerilebilir.
Yararlan›lan Kaynaklar
Erdik, E. (1993). Organik Kimyada Spektroskopik
Yöntemler, Ankara: Gazi Büro Kitabevi
Sawyer, D.T., Heineman, W.R. ve Bebe, J.M. (1984).
Chemistry Experiments for Instrumental Methods,
Canada: John Wiley and Sons, Inc.
Settle, F.A. (1997). Handbook of Instrumental Techniques
for Analytical Chemistry, New Jersey:
Prentice-Hall Inc.
Skoog, D.A., Nieman, T.A. ve Holler, F.J. (1998). Principles
of Instrumental Analysis (5th ed.). Enstrümental
Analiz ‹lkeleri (Çev. Editörleri: E. K›l›ç, H.
Y›lmaz ve F. Köseo¤lu). Ankara: Bilim Yay›nc›l›k
Smith, B.C. (1996). Fundamentals of Fourier Transform
Infrared Spectroscopy, Boca Raton, Florida:
CRC Pres

3ALETL‹ ANAL‹Z LABORATUVARI
Amaçlar›m›z
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
Organik bilefliklerin yap› tayininde kullan›lan yöntemlerden biri olan NMR
spektroskopisi yöntemini tan›yabilecek,
NMR spektrometre türlerini ve bunlar›n bölümlerini ay›rtedebilecek,
NMR analizlerinde numune haz›rlama ifllemlerini tart›flabilecek,
1 H ve 13 C NMR yöntemi ile bir maddenin yap›s›n› belirleyebilecek bilgi ve
becerilere sahip olabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• 1 H NMR
• 13 C NMR
• NMR Spektrometreleri
• NMR Çözücüleri
• Numune Haz›rlama
• NMR Spektrumu
‹çerik Haritas›
Aletli Analiz
Laboratuvar›
Nükleer Manyetik
Rezonans
Spektroskopisi
• G‹R‹fi
• NÜKLEER MANYET‹K
REZONANSA GENEL BAKIfi
• NÜKLEER MANYET‹K REZONANS
SPEKTROMETRELER‹
• NMR SPEKTROSKOP‹S‹NDE
NUMUNE HAZIRLAMA
• SPEKTRUM B‹LG‹LER‹N‹N
DE⁄ERLEND‹R‹LMES‹
• DENEYSEL BÖLÜM

Nükleer Manyetik Rezonans
Spektroskopisi
G‹R‹fi
Nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi kovalent yap›l› moleküllerin
fonksiyonel gruplar›n›n, geometrilerinin ve molekül formüllerinin belirlenmesinde
kullan›lan yap› ayd›nlatma tekniklerinden biridir. Bu teknik, atom çekirdeklerinin
bir manyetik alan içerisinde radyo dalgalar› ile uyar›lmas› ve alt enerji düzeyinden
üst enerji düzeyine geçerek rezonansa gelmesi ilkesine dayan›r.
NÜKLEER MANYET‹K REZONANSA GENEL BAKIfi
Atomlar çekirdek ve elektronlardan oluflur. Elektronlar›n kendi eksenleri etraf›nda
dönmeleri gibi çekirdeklerin ço¤uda kendi eksenlerinde dönerler. Çekirde¤in bu
hareketine spin hareketi denir. Bir yüke sahip ve hareket halinde olan her fley bir
→
manyetik momente ( µ ) sahiptir ve kendi manyetik alan›n› oluflturur. Pozitif
yüklü çekirde¤in de kendi ekseni etraf›nda dönmesi kendisine ait bir manyetik
alan oluflturmas›na neden olur.
D›fl manyetik alan yokken çekirde¤in enerji düzeyleri aras›nda fark yoktur, eflit
enerjilidir. Fakat çekirdek bir d›fl manyetik alan ile etkilefltirildi¤inde enerji düzeyleri
birbirinden ayr›l›r. Çekirde¤in enerji düzeyleri aras›ndaki fark uygulanan d›fl
manyetik alan ile orant›l›d›r ve bu
E = µ . Ho = γ. h. m Ho
2Π .
(3.1)
fleklinde formüllendirilir (μ : manyetik moment, γ : jiromanyetik sabit (H için 2,674
s -1 T -1 ); m: manyetik kuantum say›s›, h: Planck sabiti, 6,626068.10 -34 m 2 kg s -1 , Ho:
uygulanan d›fl manyetik alan fliddeti).
Çekirdeklerin enerji düzeylerinin yar›lmas› spin kuantum say›s›na ba¤l›d›r. Spin
kuantum say›s› 1 / 2 olan 1 H, 13 C, 19 F gibi çekirdekler bir manyetik alana girdiklerinde
enerjisi E 1 ve E 2 olan iki düzeye yar›l›r. Çekirde¤in manyetik momenti ise uygulanan
d›fl manyetik alan ile paralel veya antiparalel olarak yönelme gösterir. Spini
manyetik alanla paralel yönelmifl ve E 1 enerji düzeyinde bulunan bir çekirde¤in
üzerine radyofrekans› gönderildi¤inde enerji absorblayarak E 2 düzeyine ç›kar. E 2
düzeyine ç›kan çekirde¤in spini manyetik alanla ters yönlenir. Yani bu geçifl s›ras›nda
spin çevrilmesi meydana gelir. Bu durumdaki bir çekirdek rezonansa gelmifl
çekirdek olarak tan›mlan›r. 1,41 T de¤erinde bir manyetik alanda protonunun (H)
rezonansa gelmesi için 60 MHz de¤erinde bir radyofrekans›n› absorblamas› gerekmektedir.
Enerji absorblayarak üst enerji seviyesine ç›kan çekirdek tekrar temel hal
enerji seviyesine döner. Çünkü yüksek enerjili bu hal karars›z haldir ve çekirdek
Manyetik moment, vektörel
bir büyüklüktür.

48 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 3.1
Enerji düzeyleri
aras›ndaki geçifl ve
buna ba¤l› olarak
gözlenen bir NMR
sinyali.
bu fazla enerjiden kurtulmak ister. Temel enerji düzeyine (E 1 ) dönerken fazla
enerjisini geri verir. Bu olaya durulma ad› verilir. NMR cihazlar›nda çekirde¤in durulmas›
s›ras›nda a盤a ç›kan enerji sinyal olarak kaydedilir.
NMR sinyalleri bir molekülün yap›s› ile ilgili çeflitli bilgiler verir. Örne¤in 1 H
NMR da elde edilen sinyallerin say›s› molekülde kaç çeflit proton bulundu¤unu,
sinyallerin yeri yani kimyasal kayma de¤eri protonun perdelenmesini, sinyallerin
fliddeti proton say›s›n›, sinyallerin yar›lmas› ise protonun komflu grublar›nda bulunan
proton say›s›n› verir.
NMR spektroskopisinde δ (delta) ölçe¤inde spektrum bilgileri elde edilir. δ ölçe¤i
protonlar›n manyetik alanda kimyasal kayma de¤erinin bir ölçüsüdür ve birimi
ppm (parts per million; milyonda bir k›s›m) olarak ifade edilir. Bir çekirde¤in
kimyasal kayma de¤erinin bulunmas› için Eflitlik 3.2 kullan›l›r.
δ
ν(örnek) - ν(standart)
= .10 6
ν(cihaz)
ve ν (standart) = 0 oldu¤undan,
δ
ν(örnek)
= .10 6
ν(cihaz)
(3.2)
olur.
Eflitlikte, δ : kimyasal kayma de¤eri; ν (örnek): örne¤in rezonans frekans›; ν (standart):
standart›n rezonans frekans› (iç standart ile ilgili bilgi için ünitenin numune
haz›rlama bölümüne bak›n›z); ν (cihaz): cihaz›n çal›flt›¤› frekans’d›r. Farkl› güçteki
NMR cihazlar›nda manyetik alan›n gücü ne olursa olsun ayn› kimyasal kayma de-
¤eri elde edilir. Yani 60 MHz gücündeki bir manyetik alanda bir protonun kimyasal
kayma de¤eri ne ise 500 MHz gücündeki bir cihazdada ayn› olacakt›r.
ÖRNEK
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
1
Çal›flma frekans› 300 MHz olan bir cihazda TMS den 600 Hz uzakl›kta gözlenen
bir NMR sinyalinin kimyasal kayma de¤erini bulunuz.
δ
ν(örnek)
6 600Hz
6
= . 10 = . 10 = 2 ppm
ν(cihaz)
6
300.
10 Hz
60 MHz gücündeki SIRA S‹ZDE bir spektrometre ile 500 MHz gücündeki bir spektrometrede ayn› kimyasal
kayma de¤erini elde edildi¤ine göre yap› ayd›nlatmada neden 500 MHz gibi daha
güçlü cihazlar tercih edilir
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT

3. Ünite - Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi
49
Çizelge 3.1’de baz› protonlara ait yaklafl›k kimyasal kayma de¤erleri verilmifltir.
Proton türü
Kimyasal Kayma δ , ppm)
1° Alkil, RCH 3 0,8-1,0
2° Alkil, RCH 2 R 1,2-1,4
Çizelge 3.1
Baz› protonlara ait
kimyasal kayma
de¤erleri.
3° Alkil, R 3 CH 1,4-1,7
Keton,
2,1-2,6
Benzilik; ArCH 3 2,2-2,5
Asetilenik, 2,5-3,1
Alkol, HOCH 2 R 3,3-4,0
Vinilik, R 2 C=CH 2 4,6-5,0
Aromatik, ArH 6,0-9,5
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
Aldehit,
9,5-10,5
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Çizelge 3.1 incelendi¤inde protonlar›n kimyasal kayma de¤erlerinin belirli bir
aral›kta oldu¤u görülür. Bu de¤erler protonun komflu gruplar
AMAÇLARIMIZ
taraf›ndan perdelenip
perdelenmemesine göre düflük veya yüksek alanlara kayma gösterebilir. AMAÇLARIMIZ
Perdeleme ve perdelememe konular› hakk›nda ayr›nt›l› bilgi için Aletli K ‹ Analiz T A PDers Kitab›-
na bak›n›z.
Karbon atomu do¤adaki tüm organik bilefliklerin yap›lar›nda bulunur. Fakat bu
atomun do¤ada en çok bulunma flekli olan 12 TELEV‹ZYON
C atomunun manyetik spini yoktur.
Bu nedenle organik bir bilefli¤in yap›s›nda bulunan 12 C atomlar› NMR spektroskopisinde
belirlenemez. Fakat bir bilefli¤in yap›s› sadece bir atomun tek bir türünden
ibaret de¤ildir. Bilefli¤in yap›s›nda o atomun belirli oranlarda izotoplar›da ‹NTERNET bulunur.
Bu bilgiden yola ç›k›larak organik bir bilefli¤in yap›s›nda bulunan karbon atomlar›n›n
NMR spektroskopisi ile belirlenmesinde 12 C atomunun izotopu 13 C atomu
belirleyicidir. 13 C atomu manyetik spine sahip oldu¤u (I=1/2) için NMR aktif bir
çekirdektir. Fakat do¤al bollu¤unun az olmas› nedeniyle (%1,1) belirlenmesi zaman
al›r ve örnek miktar›n›n daha fazla olmas› gerekir. Organik bilefliklerin 13 C çekirdeklerinin
kimyasal kayma de¤erleri 0-220 ppm aral›¤›ndad›r. Kimyasal kayma
kurallar› 1 H NMR ile ayn› olan 13 C NMR spektroskopisinde 1H NMR den farkl› olarak
komflu iki karbon aras›nda spin-spin etkileflimi dolay›s›yla piklerin yar›lmas›
gözlenmez. 13 C çekirde¤inin etkileflebilece¤i çekirdekler spin kuantum say›s› 1 / 2
olan çekirdeklerdir. Bu nedenle bilefli¤in yap›s›ndaki 13 C atomlar› ile 1 H çekirdekleri
aras›nda spin-spin etkileflmesi olabilir. Fakat bu etkileflmenin J de¤eri 100 Hz
gibi büyük bir de¤er oldu¤u için spektrumu geniflletir. Bu nedenle 13 C NMR’da
karbon atomlar›n›n analizi yap›l›rken proton ( 1 H) ile etkileflimi engellenerek spektrumlar
kaydedilir.
1 H, 11 B, 13 C, 15 N, 31 P, 19 F gibi türleri olan NMR tekniklerinden en s›k kullan›-
lan 1 H (proton) ve 13 C NMR analizlerine bu ünite kapsam›nda de¤inilecektir.
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET

50 Aletli Analiz Laboratuvar›
Radyofrekans,
elektromanyetik spektrumun
sonunda bulunan ve
frekans› 109 Hz den daha
düflük (dalga boyu 0,1
metreden daha uzun) enerji
bölgesidir. Radyo ve
televizyon yay›nlar› ve NMR
spektroskopisi radyofrekans›
bölgesinde gerçekleflir.
NÜKLEER MANYET‹K REZONANS
SPEKTROMETRELER‹
NMR spektroskopisi temelleri üzerine dizayn edilmifl cihazlara NMR spektrometreleri
denir. NMR spektrometreleri çal›flma prensiplerine göre ikiye ayr›l›r: Sürekli
Dalga (CW) Spektrometreleri ve Pulslu (FT) Spektrometreleri.
Sürekli Dalga (CW) NMR Spektrometreleri: Nükleer manyetik rezonans›n
ilk ve en basit uygulamas› olan sürekli dalga (CW) spektrometreleri 1970’li y›llardan
beri kullan›lan NMR cihazlar›d›r. Cihaz bir m›knat›s, radyofrekans› yaratan
bir radyofrekans vericisi ve çekirde¤in rezonans sinyallerini alg›layan bir al›c›dan
meydana gelir. Bu cihazlarda uygulanan manyetik alan ve radyofrekans›n her ikisi
de süreklidir. Uygulamada ya manyetik alan fliddeti (Ho) sabit tutulup radyofrekans›
(ν ) de¤ifltirilir ya da radyofrekans› sabit tutularak manyetik alan fliddeti de-
¤ifltirilir. Bu yöntemlerden ilkine frekans tarama yöntemi ikincisinede alan tarama
yöntemi denir. Her iki yöntemde örnek rezonansa gelene kadar uygulama sürdürülür.
Rezonans koflullar› sa¤land›¤›nda al›c›da bir sinyal oluflur ve spektrometreye
ba¤l› sinyal güçlendirici bir amplifikatör ile kuvvetlendirilen sinyaller kalem
uçlu bir kaydedici yard›m›yla veya bir osiloskop ile görüntülenir.
CW yöntemi 1 H, 19 F ve 31 P gibi spin kuantum say›s› I=1/2 ve do¤al bollu¤u
yüksek çekirdeklerin spektrumlar›n› kaydetmek için uygundur.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
2
Sürekli dalga SIRA spektrometrelerinin S‹ZDE çal›flma prensibi nedir
Pulslu NMR Spektrometreleri: Pulslu spektrometreler bir m›knat›s, radyofrekans›
vericisi-al›c›s› DÜfiÜNEL‹Mve bilgisayar ünitelerinden oluflur. Pulslu NMR spektrometrelerinde
manyetik alan fliddeti (Ho) 2,35 T’dan daha büyüktür. Örne¤in protonun
rezonans frekans› SORU100 MHz’den büyüktür. M›knat›slar›n ço¤u süperiletken türdedir.
Süperiletken m›knat›slar süperiletken kablolarla sar›lm›fl bir elektrom›knat›sa
sahiptir. Elektrom›knat›slar manyetik alan›n oluflmas›n› ve de¤erinin de¤ifltirilebilmesini
sa¤larlar. Oluflturulan kuvvetli manyetik alan›n etkisiyle fazla miktarda ›s›
D‹KKAT
a盤a ç›kar. Bu nedenle bu sistemlerde s›v› helyum kullan›larak süperiletken kablolar›n
so¤umas› SIRA S‹ZDE sa¤lan›r. Pulslu spektrometrelerde kullan›lan frekans verici ünite,
deney için gerekli olan frekans› (ν 1 ) ve durulma zaman›n› (t) ölçen bir osilatör ve
bunu kontrol eden bir bilgisayardan oluflur. Manyetik alanda, genifl frekans aral›-
AMAÇLARIMIZ
¤›na sahip yüksek güçteki radyofrekans› dalgalar› birkaç saniye aral›klarla, pulslar
(darbeler) halinde örnek üzerine gönderilir. Ardarda yüzlerce kez gönderilen bu
K ‹ T A P
›fl›n demetleri örnekteki tüm çekirdeklerin ayn› anda uyar›lmas›n› sa¤lar. Uyar›lan
K ‹ T A P
çekirdekler bir süre sonra temel enerji düzeyine döner ve bu s›rada absorblad›¤›
enerjiyi yayarlar. Pulslu spektrometreler bu enerjiyi toplar (biriktirir) ve zaman biriminde
TELEV‹ZYON
sinyaller (Free Induction Decay (FID) sinyali) olarak kaydeder. Toplanan
TELEV‹ZYON
bu sinyaller bir bilgisayar yard›m›yla matemetiksel çevrimler kullan›larak frekans
biriminde datalara dönüfltürülür. Fourier transformasyonu (FT) ad› verilen bu dönüfltürme
yöntemi kullan›ld›¤› için pulslu NMR spektroskopisi yöntemi FT NMR
‹NTERNET
yöntemi olarak ‹NTERNET da bilinir.

3. Ünite - Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi
51
fiekil 3.2
FID sinyallerinin
FT sinyallerine
dönüflümü
Sürekli dalga ve pulslu spektrometreler aras›ndaki fark nedir
SIRA S‹ZDE
3
SIRA S‹ZDE
Spektrometrelerin Bölümleri
DÜfiÜNEL‹M
NMR spektrometreleri genel olarak bir m›knat›s, prob, radyofrekans› vericisi, dedektör
ve kaydediciden oluflur. fiekil 3.3’de bir NMR spektrometresinin SORU bölümleri
basit olarak gösterilmifltir.
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
fiekil 3.3
Spektrometrenin SIRA S‹ZDE
bölümleri
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
M›knat›s: NMR spektrometreleri pahal› cihazlard›r. Fiyatlar›n›n yüksek olmas›n›n
as›l nedeni manyetik alan yaratmak için kullan›lan m›knat›s (magnet) bölümüdür. Uygulamalarda
60-600 MHz aras›nda proton rezonans frekans›n›n ( ν = γ Ho )
2Π
sa¤lanmas› için manyetik alan fliddeti 1,41-14,09 T olan m›knat›slar kullan›l›r. 1,41
T manyetik alan için proton rezonans frekans› 60 MHz dir.
Çizelge 3.2’de 1 H ve 13 C NMR spektroskopisinde yayg›n olarak kullan›lan baz›
spektrometrelerin manyetik alan fliddeti ve rezonans frekanslar› verilmifltir.
1 T = 42,58 MHz çevirme
faktörüdür.

52 Aletli Analiz Laboratuvar›
Çizelge 3.2
Baz›
spektrometrelerin
manyetik alan
fliddeti ve rezonans
frekanslar›
H o (T)
Rezonans frekans› (MHz)
1 H 13 C
1,41 60 15,1
1,88 80 20,1
2,11 90 22,63
2,35 100 25,15
4,70 200 50,3
5,87 250 62,9
7,05 300 75,4
9,40 400 100,6
11,74 500 125,7
14,09 600 150,9
fiekil 3.4
Sürekli dalga spektrometrelerinde kullan›lan m›knat›slar sabit m›knat›slard›r.
Bu tip m›knat›slarda uygulanan manyetik alan fliddeti oldukça düflüktür (0,7-2,1
T). Ayr›ca bu m›knat›slarda s›cakl›k ayar› zor oldu¤u için alan›n homojenli¤ini sabit
tutmak oldukça zordur. Günümüzde kullan›lan geliflmifl NMR cihazlar›nda ise
2,10 T dan büyük manyetik alan fliddeti sa¤lamak için elektrom›knat›slar kullan›-
l›r. 2,35 T dan daha büyük manyetik alan için ise kriyom›knat›slar (cryomagnet)
kullan›l›r. NMR cihazlar›nda m›knat›slar›n yaratt›¤› kuvvetli manyetik alan›n etkisi
ile afl›r› derecede ›s› a盤a ç›kmaktad›r. Elektronik devrelerin a盤a ç›kan bu ›s›dan
etkilenmemesi için problar›n etraf› s›v› helyum ile so¤utulur. Pahal› bir madde olan
s›v› helyumun kayb›n› engellemek için ise helyumun bulundu¤u dewar kab›n›n
çevresi s›v› azot ile so¤utulur.
NMR m›knat›s›n›n
flematik gösterimi
NMR spektrometrelerinde manyetik alan›n homojenli¤i, çözünürlü¤ü yüksek
bir spektrum elde etmek için çok önemli bir parametredir. Bunu sa¤lamak için
m›knat›s›n dengeleme (shim) ayar›n›n düzgün yap›lmas› gerekir. Dengeleme ayar›
elle veya otomatik olarak yap›labilir. Dengeleme ayar›n›n düzgün olup olmad›-
¤› NMR sinyalinin fleklinden kolayca anlafl›labilir. Spektrumlarda gözlenen yayvan

3. Ünite - Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi
53
pikler, asimetrik çizgiler ve spektrumun çözünürlü¤ünün azalmas› m›knat›s›n dengeleme
ayar›n›n bozuldu¤unu ve tekrar yap›lmas› gerekti¤ini gösterir (fiekil 3.5)
fiekil 3.5
Dengeleme (shim)
ayar›n›n NMR
sinyaline etkisi a)
Dengeleme ayar›
düzgün olmayan
sinyal b)
Dengeleme ayar›
düzgün sinyal
Prob: Spektrometrenin bir parças› olan prob, numunenin içine yerlefltirildi¤i
uzun silindirik yuvad›r. Problar sadece numunenin yerlefltirildi¤i bir bölme de¤ildir.
Radyofrekans› pulslar›n›n örnek üzerine iletilmesini, örne¤in bu iletilere karfl›
tepkisini ölçen bobinleri ve baz› elektronik parçalar› da içerir. Problar yaln›zca tek
bir çekirde¤in (örne¤in 1 H) frekans›na duyarl› olabildi¤i gibi ayn› anda birden fazla
tür çekirde¤in ( 1 H ve 13 C gibi) rezonans frekans›na uygun türdede olabilirler. Bu
tür problarla bir örnekte bulunan hem 1 H hem de 13 C çekirdeklerinin analizi mümkündür.
Tek bir çekirdek türüne özgü problar› kullanmak analizin daha duyarl› yap›lmas›
aç›s›ndan daha uygundur.
Radyofrekans› kayna¤›: NMR cihazlar›nda radyofrekans kayna¤› olarak uygun
frekanslarda sinüs/kosinüs dalgalar yaratan elektronik parçalar kullan›l›r. Frekans
sentezleyicinin üretti¤i ›fl›nlar numune etraf›na sar›l› bobinler taraf›ndan numuneye
iletilir. Numune üzerine etki eden radyofrekans› pulsunun gücü ve süresi
bir bilgisayar taraf›ndan kontrol edilir. Sonuçta manyetik alan içerisinde bulunan
çekirdek rezonans frekans›na uygun olan radyofrekans› pulsunu absorblar. Daha
öncede de¤inildi¤i gibi absorblanan enerjinin geri verilmesi sonucu NMR sinyalleri
elde edilir. ‹flte bu geri verilen radyofrekans›n›n de¤erini dedektöre iletmek için
numune etraf›nda sar›l› olan bobinler ifllev görür.
Dedektör: Numuneden yay›nlanan radyofrekans› sinyalinin ölçülmesi ve say›-
sal de¤erlere dönüfltürülmesinde (FID→ FT) dedektörler kullan›l›r.
Kaydedici: Dedektör taraf›ndan ölçülen ve baz› say›sal parametrelere dönüfltürülen
NMR sinyallerinin topland›¤› bölüme kaydedici ad› verilir. Kaydedicilerde
bulunan elektronik donan›mlar toplanan sinyallerin alanlar›n› okuyarak integrasyon
iflleminin yap›lmas›n› sa¤lar. Elde edilen integral verileri ise NMR spektrumlar›nda
grafik fleklinde görüntülenir.
Bir NMR spektrometresi genel olarak hangi bölümlerden oluflur SIRA S‹ZDE
NMR SPEKTROSKOP‹S‹NDE NUMUNE HAZIRLAMA
DÜfiÜNEL‹M
NMR cihazlar›nda numune haz›rlama iflleminde di¤er spektroskopik tekniklerden
farkl› olan baz› noktalar vard›r. Ünitenin bu bölümünde numune haz›rlama iflleminde
kullan›lan çözücülere, numune analizi için kullan›lan özel SORU NMR tüplerine ve
kullan›mlar›na ayr›ca numunenin cihaza yerlefltirilmesi konular›na de¤inilecektir.
D‹KKAT
4
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ

54 Aletli Analiz Laboratuvar›
Döterolu çözücüler,
yap›s›nda H atomu yerine D
atomu içeren çözücülerdir.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
NMR Çözücüleri
Bir maddenin NMR spektrumunu almada ilk aflama numune haz›rlama ifllemidir.
Numunenin kat› olmas› durumunda bunun uygun bir çözücüde çözülmesi gerekir.
NMR numunelerini haz›rlamada kullan›lan çözücülerin yap›s›nda proton (H) olmas›
durumunda spektrumda çözücü protonlar›na ait sinyallerde gözlenece¤i için
spektrumlar karmafl›klafl›r. Bu nedenle numune haz›rlama ifllemi için döteryumlanm›fl
(döterolu) çözücüler kullan›l›r.
Döterolu çözücüler %100 döteryumlanm›fl olmad›¤› için spektrumlar çözücülere
ait baz› sinyal kal›nt›lar› da içerir. Örne¤in kloroformun (CHCl 3 ) döteryumlanm›fl
hali olan döterokloroform (CDCl 3 ) kullan›larak haz›rlanm›fl bir maddenin NMR
spektrumunda 7,26 ppm de¤erinde bir singlet pik gözlenir. Metanolde çözünen bir
maddenin
SIRA
NMR
S‹ZDE
spektrumunu almak için CHD 2 OD (döterometanol) kullan›l›r.
Spektrumda 3,31 ppm de bir pentet (1:2:3:2:1) sinyal gözlenir. Her iki örnektede
gözlenen bu
DÜfiÜNEL‹M
piklerin nedeni; döteryum spin kuantum say›s› (I) 1 olan bir çekirdektir
ve n say›da döterolu atom bir proton taraf›ndan 2nI+1 say›da yar›lmaya u¤ramas›d›r.
13 C NMR analizlerinde de döterolu çözücüler (yar›lma kurallar› ayn›d›r)
SORU
kullan›l›r.
NMR çözücülerinin D‹KKATbaz›lar› nem absorblad›¤› için spektrumlarda su sinyali gözlenir. Bu
nedenle çözücü fliflelerinin kapaklar› parafilmlenerek s›k›ca kapat›lmal› ve nem çekici bir
madde olan moleküler sieve (4Å tipi) ile birlikte muhafaza edilmelidir.
SIRA S‹ZDE
1 H ve 13 C NMR spektrumlar›nda kullan›lan baz› çözücülerin kimyasal kayma
AMAÇLARIMIZ de¤erleri Çizelge 3.3’de verilmifltir.
AMAÇLARIMIZ
Çizelge 3.3
Baz› Çözücülerin
Kimyasal K ‹ T A PKayma
De¤erleri
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Çözücü 1 H NMR Kimyasal Kayma 13 C NMR Kimyasal Kayma
Asetik asit
K ‹ T A P
11.65 (1) , 2.04 (5) 179.0 (1) , 20.0 (7)
Aseton 2.05 (5) 206.7 (13) , 29.9 (7)
Asetonitril 1.94 (5) 118.7 (1) , 1.39 (7)
Benzen
TELEV‹ZYON
7.16 (1) 128.4 (3)
Kloroform 7.26 (1) 77.2 (3)
Dimetil Sülfoksid 2.50 (5) 39.5 (7)
‹NTERNET
Metanol 4.87 (1) , 3.31 (5) 49.1 (7)
Metilen Klorür 5.32 (3) 54.00 (5)
Piridin 8.74 (1) , 7.58 (1) , 7.22 (1) 150.3 (1) , 135.9 (3) , 123.9 (5)
Su (D 2 O) 4.8
*Parantez içindeki de¤erler sinyal çokluklar›n› ifade eder. Singlet için 1, dublet için 2, triplet
için 3... vb.
1 H ve 13 C NMR spektrumlar›nda çekirdeklerin kimyasal kayma de¤erlerinin iç
standarda göre belirlendi¤ine de¤inilmiflti. 1 H ve 13 C NMR analizlerinde iç standart
olarak genellikle tetrametilsilan (Me 4 Si, TMS) kullan›l›r.
TMS, 12 özdefl protona sahip bir maddedir ve organik bilefliklerin kimyasal
kaymalar› genellikle TMS sinyalinin solunda gelir. Yani TMS sinyalinin yeri 0
noktas›d›r.

3. Ünite - Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi
55
Pratikte haz›rlanan örneklerin içine 1 damla TMS eklenmesi yeterlidir. Fakat günümüzde
kullan›m› yayg›nlaflan geliflmifl NMR cihazlar›nda harhangi bir iç standart
kullanmaya gerek yoktur. Bunun yerine lock ad› verilen alan kilitleme ifllemi uygulan›r.
Bu, numune içinde bulunan bir referans çekirde¤in (genellikle çözücüde
bulunan döteryum) ikinci bir ›fl›n kayna¤› ile rezonansa getirilmesi ve rezonans
frekans›n›n maksimum oldu¤u de¤erde cihaz›n sabitlenmesi ifllemidir. Bu sayede
numunede bulunan di¤er çekirdeklerin kimyasal kaymalar› referans çekirde¤e göre
belirlenir. Baflka bir ifade ile bu ifllem uyguland›¤›nda spektrometreyi δ =0 a
ayarlamak için örne¤e TMS eklemeye gerek yoktur. Spektrometre δ =0 de¤erini hesaplamak
için kilit (lock) frekas›n› kullanabilir.
Spektrumlarda iyi bir sinyal/gürültü oran›n›n elde edilmesi için örneklerin deriflimlerinin
yeterli miktarda olmas› gerekir. Organik bilefliklerin 1 H NMR spektrumlar›
için 5-25 mg madde miktar› yeterlidir. Çok düflük örnek deriflimlerinde
spektrumda çözücü pikleri daha bask›n olur. Bununla beraber derifliminin çok fazla
olmas› viskoziteyi artt›raca¤›ndan spektrum çizgilerinde afl›r› genifllemelere neden
olur. 13 C NMR da doygun çözeltilerle çal›flma daha iyi sonuç verir. S›v› maddelerin
NMR numunelerini haz›rlamak için ise maddeye uygun miktarda döterolu
çözücü eklenerek analiz yap›l›r.
Örnek Tüpü
NMR deneylerinde 5 mm çap›nda, 15-25 cm uzunlu¤unda cam tüpler kullan›l›r. Tüplerin
kaliteli camdan yap›lmas› çok önemlidir, çünkü tüpler çok ince olduklar› için kolayca
k›r›labilirler. NMR tüplerinin kullan›m›nda baz› noktalara dikkat edilmesi gerekir.
• Çizik ve tepesi k›r›k tüpler kesinlikle kullan›lmamal›d›r.
• ‹çine örnek konulduktan sonra tüp kapa¤› mutlaka kapat›lmal›d›r.
• Tüp prob içine yerlefltirilmeden önce d›fl yüzeyi mutlaka temizlenmeli ve
yüzeye elle dokunulmamal›d›r.
• NMR tüplerinin temizli¤i çok önemlidir. Bir örne¤in tüp içinde uzun süre
bekletilmesi tüpün temizli¤ini zorlaflt›r›r. Bekletilen çözeltide oluflacak çökeltiler
tüp çeperlerine yap›fl›r ve bunlar y›kama ile uzaklaflt›r›lamayabilir.
Bu durumda tüpün birkaç gün nitrik asit buhar›nda bekletilmesi gerekir.
Tüplerin temizli¤inde etilalkol, aseton gibi çözücüler kullan›labilir. Tüp yüzeyini
afl›nd›r›c› kuvvetli kimyasallar (bazik ve asidik y›kama çözeltileri gibi)
kesinlikle kullan›lmamal›d›r.
• NMR tüplerinin etüvde kurutulmas› uygun de¤ildir. Çünkü tüpde e¤ilme,
bükülme ve yass›laflma gibi deformasyonlar meydana gelebilir. Etüvde kurutma
yap›lacak ise tüp düz bir yüzeye yatay olarak konulur ve 125 °C de
~20 dakika kurutulur. Kurutma iflleminin tüpten hava veya azot geçirerek
yap›lmas› daha do¤rudur.
NMR tüplerinin temizli¤inde nelere dikkat edilmelidir
SIRA S‹ZDE
Yüksek çözünürlükte NMR spektrumlar› elde etmek için NMR örneklerinde as›-
l› partiküllerin (toz, tortu vb.) olmamas› gerekir. Çözeltide bulunan DÜfiÜNEL‹M bu safs›zl›klar
spektrum çizgilerinde genifllemeye neden olur. Genifl spektrum çizgileride spektrumun
çözümünü zorlaflt›r›r. Bu safs›zl›klardan kurtulmak için, SORU içine cam pamu¤u
konulmufl bir pastör pipetinden çözeltinin filtre edilmesi gerekir. Bu ifllem için organik
pamuk kullanmak tercih edilmez, çünkü organik pamu¤un gözenekleri küçük
partikülleri
D‹KKAT
süzemez.
SIRA S‹ZDE
NMR tüpü
5
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ

56 Aletli Analiz Laboratuvar›
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SIRA S‹ZDE
SORU
Süzme SIRA ifllemi S‹ZDE ile aktarma yap›ld›ktan sonra çözelti hacmi ~0,7 mL veya çözeltinin
tüpteki yüksekli¤i ~5 cm olana kadar tüpe döterolu çözücü eklenir ve ard›ndan
tüp sallanarak homojen bir kar›flma olmas› sa¤lan›r.
DÜfiÜNEL‹M
NMR numuneleri SIRA S‹ZDE haz›rlan›rken filtrasyon iflleminin yap›lmas› neden önemlidir
6
S ORU
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
D‹KKAT
NMR tüpünde D‹KKAT çözelti yüksekli¤inin her çal›flmada ayn› olmas› manyetik alan›n dengeleme
ayar›n›n yenilenmesini minimize eder.
SORU
SORU
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Örne¤in Cihaza Yerlefltirilmesi
NMR analizine bafllamadan önceki son aflama mununenin cihaza yerlefltirilmesidir.
D‹KKAT
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ NMR tüpüne numune konulduktan sonra tüp, türbin (spinner) ad› verilen plastik
bir parçaya yerlefltirilir (fiekil 3.6).
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
K ‹ Tfiekil A P 3.6
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ Türbin
AMAÇLARIMIZ
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
Örnek tüpü
‹NTERNET
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
TELEV‹ZYON
Türbin
‹NTERNET
‹NTERNET
Türbin (spinner), NMR
tüpünün cihaz›n içine
güvenli olarak
yerlefltirilmesini ve tüpün
manyetik alanda belirli bir
h›zda dönmesini sa¤layan
plastik parçad›r.
Manyetik alana konulan numunenin manyetik alandan ve radyofrekans›ndan
homojen olarak etkilenmesi gerekir. Bu nedenle cihazda bir kompresör yard›m›yla
sisteme hava verilerek manyetik alanda tüp dikey eksende ve belirli bir h›zda
(10-30 Hz) döndürülür. Türbin, hava ak›m›n›n etkisiyle dönmeyi sa¤layacak flekilde
dizayn edilmifltir. Türbinlerin üst k›sm›nda bir flerit sar›l›d›r. Bu flerit, prob üzerinde
bulunan bir sensörle tüpün dönme h›z›n›n ölçülmesi için kullan›l›r.
NMR tüpü prob içine yerlefltirilmeden önce, çözeltinin tamam›n›n radyodalgalar›yla
etkileflebilmesi için uygun derinli¤inin ayarlanmas› gerekir. Tüpün prob
içindeki tam yerinin ayarlanabilmesi için gauge (geyç) ad› verilen rotasyon kapsülü
(fiekil 3.7) kullan›l›r.

3. Ünite - Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi
57
Gauge
fiekil 3.7
SPEKTRUM B‹LG‹LER‹N‹N DE⁄ERLEND‹R‹LMES‹
Bir maddenin NMR analizi tamamland›ktan sonra, maddenin yap›s› hakk›nda bilgilerin
edinildi¤i spektrum ad› verilen ç›kt›lar elde edilir. NMR spektrumlar› genellikle
bir maddenin yap›s› ile ilgili bilgi elde etmek için kullan›lsada nadirende olsa
madde miktar› tayini ifllemlerinde de kullan›l›r. NMR cihazlar›n›n endüstriyel alanda
kullan›mlar›na örnek olarak peynirdeki ya¤ ve su miktar›n›n tayini; bisküvilerde
ya¤ tayini; uçak yak›tlar›n›n ve motorinin içerdi¤i hidrojen miktar›n›n tayini; difl
macunlar›n›n içerdi¤i florid miktar›n›n tayini vb. verilebilir. Fakat bu cihazlar›n pahal›
olmas› kantitatif amaçla kullan›lmalar›n› k›s›tlamaktad›r. Bu ünite kapsam›nda
NMR spektroskopisinin kalitatif amaçla kullan›m›na de¤inilecektir. fiimdi s›ras›yla
bir NMR spektrumundan elde edilen bilgileri ve bunlar›n ne anlama geldi¤ini inceleyelim.
Spektrum Sinyallerinin Say›s›: Bir NMR spektrumunda görülen sinyallerin
say›s› kimyasal çevresi farkl› olan protonlarla ilgili bilgi verir. Afla¤›da 3-oxo-bütirikasit-tert-bütilester
bilefli¤ine ait 1 H NMR spektrumu görülmektedir. Spektrumda
gözlenen üç farkl› sinyal maddenin yap›s›nda üç tür proton oldu¤unu (a,b ve c)
ifade etmektedir. Bunlardan a grubunda bulunan -CH 3 protonlar› özdefl (kimyasal
çevreleri ayn›) olduklar› için tek bir sinyal verirler.

58 Aletli Analiz Laboratuvar›
Spektrum Sinyallerinin ‹ntegrasyonu: ‹ntegrasyon, piklerin alt›nda kalan
alanlar›n hesaplanmas› ile protonlar›n birbirlerine göre ba¤›l miktarlar›n› belirleme
ifllemidir. Afla¤›da verilen spektrumun integrasyon ifllemi sonucunda iki pikin birbirlerine
ba¤›l oranlar›n›n 3:9 oldu¤u görülmektedir. Bunun anlam› piklerden birinin
3 tane H, di¤erinin 9 tane H içerdi¤idir. Buradan maddenin yap›s›nda toplam
12 proton oldu¤u anlafl›lmaktad›r. 9 adet hidrojen tek bir atoma ba¤l› olamayaca-
¤› için bu ayn› kimyasal çevreye sahip 9 hidrojeni ifade etmektedir. Maddenin aç›k
yap›s› incelendi¤inde 9 özdefl protonun ayn› karbon atomuna ba¤l› üç CH 3 grubuna
ait oldu¤u görülmektedir.
Spektrum Sinyallerinin fiekli: NMR spektrumlar›ndaki pikler singlet, dublet,
triplet, quartet, pentet.... gibi farkl› flekillerde gözlenir. Piklerin yar›lmas› olarak ifade
edilen bu flekiller incelenen protonun komflu proton veya protonlarla spin-spin
etkileflmesine (spin-spin etkileflimi için bknz. Aletli Analiz ders kitab› Ünite 6) ba¤l›
olarak oluflur. Bir çekirde¤in sinyalinin kaç çizgiden oluflaca¤› komflu çekirdek
say›s›na ve komflu çekirde¤in spin kuantum say›s›na ba¤l›d›r. 1 H ve 13 C gibi spin
kuantum say›s› 1 / 2 olan çekirdekler için yar›lma say›s› y=n+1 formülü ile bulunur
(y: çizgi say›s›; n: komflu çekirdek say›s›).
fiekil 3.8’de 1,1,2-trikloro etan bilefli¤ine ait geniflletilmifl 1 H NMR spektrumu
görülmektedir. Spektrumda dublet (ikiye yar›lm›fl) ve triplet (üçe yar›lm›fl) iki pik
vard›r. Maddenin aç›k yap›s›nda Ha ve Hb ile gösterilen bu protonlara ait pikleri
inceleyecek olursak; Hb protonunun komflusunda bulunan bir tane Ha protonu
taraf›ndan 1+1=2 olmak üzere ikiye yar›ld›¤› yani dublet pik verdi¤i, Ha protonunun
ise komflusu iki Hb protonu taraf›ndan 2+1=3 olmak üzere üçe (triplet)
yar›ld›¤› gözlenir.
13 C NMR spektrumlar›nda 1 H NMR ile benzer veya farkl› baz› noktalar vard›r.
Örne¤in karbonun rezonans frekans› 15 MHz dir ( 1 H, 60 MHz’de rezonans olur).
Üzerinde bulundurdu¤u hidrojen atomu say›s›na ba¤l› olarak sinyal fliddeti de¤iflir.
Çok say›da proton içeren bir karbonun sinyali daha fliddetli olur. 13 C NMR spektrumunda
bulunan sinyallerin her biri farkl› tür karbon atomuna aittir. Spektrumdaki
sinyallerin kimyasal kayma de¤eri ise karbonun ait oldu¤u fonksiyonel grup
hakk›nda bilgi verir.

3. Ünite - Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi
59
fiekil 3.8
1,1,2-trikloro etan
bilefli¤ine ait
geniflletilmifl 1 H
NMR spektrumu
Bir maddeye ait 1 H NMR spektrumunda hangi bilgiler nas›l de¤erlendirilir SIRA S‹ZDE
DENEYSEL BÖLÜM
DÜfiÜNEL‹M
Bu bölümde deneysel aflamada kiflisel olarak yapaca¤›n›z deneylere geçmeden
önce baz› örnekler üzerinde bir NMR analizinin nas›l yap›laca¤› ve analiz sonuçlar›n›n
nas›l de¤erlendirilece¤i anlat›lacakt›r.
SORU
7
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
ÖRNEK DENEY 1:
Metilasetat›n 1 H ve 13 C NMR Analizi:
D‹KKAT
D‹KKAT
a. Numune haz›rlama:
SIRA S‹ZDE
i. 10-20 mg s›v› örne¤i örnek haz›rlama bölümünde anlat›ld›¤› gibi pastör pipeti
ile filtre ederek temiz bir NMR tüpüne koyunuz.
ii. Toplam çözelti hacmi ~0,7 mL olacak flekilde tüp içine uygun AMAÇLARIMIZ bir döterolu çözücü
ekleyiniz. Tüp kapa¤›n› kapatarak homojen bir kar›flma için tüpü sallay›n›z.
SIRA S‹ZDE
iii. Tüpü türbine yerlefltiriniz. Tüpü türbine yerlefltirirken tüpün alt taraf›ndan
türbine koyunuz ve tüpü hafifçe çevirerek türbinin tüpün üst K k›sm›na ‹ T A Pdo¤ru hareket
K ‹ T A P
etmesini
sa¤lay›n›z.
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

60 Aletli Analiz Laboratuvar›
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
iv. Türbine yerlefltirilen tüpün prob içindeki uygun derinli¤ini gauge içine koyarak
DÜfiÜNEL‹M
ayarlay›n›z.
DÜfiÜNEL‹M
v. Tüpün etraf›n› temizleyerek üst k›sm›ndan tutup cihaza yerlefltiriniz.
vi. M›knat›s›n dengeleme (shim) ve kilit (lock) ayarlar›n› yaparak deneye
S ORU
SORU
bafllay›n›z.
D‹KKAT
Spektrometredeki D‹KKAT parametrelerin ayar› uzman kullan›c›lar taraf›ndan yap›l›r. Bu aflamada
herhangi bir müdahelede bulunmadan önce görevliye dan›fl›n›z.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
b. Numunenin 1 H ve 13 C NMR spektrumlar›n›n de¤erlendirilmesi:
Kapal› formülü C 3 H 6 O 2 olan metil asetat numunesinin analizi sonucu elde edilen
1 H ve 13 C NMR spektrumlar› fiekil 3.9 ve 3.10’da verilmifltir.
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
fiekil 3.9
K Metil ‹ T Aasetat
P
bilefli¤inin 1 H NMR
spektrumu
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
fiekil 3.10
Metil asetat
bilefli¤inin 13 C NMR
spektrumu

3. Ünite - Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi
61
Bilefli¤in 1 H NMR spektrumunda;
i. Sinyal say›s› iki tanedir. Bu durumda bilefli¤in yap›s›nda iki tür hidrojen oldu¤u
sonucu ç›kar.
ii. Sinyallerin integrasyonu 3:3 oran›ndad›r. Bu bileflikte iki tane -CH 3 grubunun
oldu¤unu gösterir.
iii. Sinyallerin flekli singlettir. Yani piklerde herhangi bir yar›lma gözlenmemektedir.
Bu her iki protonunda komflu proton içermedi¤ini gösterir.
iv. Piklerin kimyasal kaymalar› δ 2,01 ve δ 3,67 de gözlenmektedir. Bu durumda
δ 3,67 gözlenen pikin daha elektron çekici gruplarla komflu oldu¤u sonucu
ç›kar›l›r (Bilindi¤i gibi elektron çekici gruplar proton üzerindeki elektron
yo¤unlu¤unu kendi üzerlerine çektikleri için kimyasal kayma de¤erini daha
düflük alana kayd›r›rlar).
Bilefli¤in 13 C NMR spektrumunda;
i. Spektrumda 3 tane sinyal görülmektedir. Bu bilefli¤in kapal› formülünde verilen
ile uyumludur.
ii. Spektrumda 20,17 ve 51,58 ppm de¤erinde gözlenen sinyaller alkanlar›n
kimyasal kayma s›n›rlar› içindedir. Bu durumda bilefli¤in yap›s›nda 2 C atomunun
doymufl (tekli σ -ba¤› içeren) karbon atomu olduklar› söylenebilir.
Ayn› zamanda 51,58 ppm de gözlenen karbon atomunun elektron çekici bir
gruba komflu oldu¤u, bu nedenle daha düflük alanda rezonansa u¤rad›¤› sonucuda
ç›kar›labilir.
iii. Spektrumda 171,23 ppm de ve düflük fliddette gözlenen karbon sinyali karbonil
(C=O) karbonuna aittir.
1 H ve 13 C NMR spektrumlar›n›n de¤erlendirilmesi sonucunda maddenin aç›k
yap›s›n›n afla¤›daki gibi oldu¤u bulunur.
b grubundaki hidrojenler elektron çekici O atomuna direkt ba¤l› oldu¤undan
daha düflük alanda (3,67 ppm) rezonans olurlar. a grubu hidrojenleri ise karbonil
grubunun anti-perdeleme bölgesinde oldu¤u için 2,01 ppm’de rezonans olurlar.
13 C NMR için yap›lan de¤erlendirme do¤rultusunda 51,58 ppm de gözlenen pik b
grubundaki C’a aittir.
ÖRNEK DENEY 2:
Etil benzenin 1 H ve 13 C NMR analizi:
a. Numune haz›rlama:
S›v› bir madde olan etil benzen numunesi bir önceki deneyde anlat›ld›¤› gibi
haz›rlan›r.
b. Numunenin 1 Hve 13 C NMR spektrumlar›n›n de¤erlendirilmesi:
Kapal› formülü C 8 H 10 olan etil benzen numunesinin analizi sonucu elde edilen
1 H ve 13 C-NMR spektrumlar› fiekil 3.11 ve 3.12’de verilmifltir.

62 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 3.11
Etil benzen asetat
bilefli¤inin 1 H NMR
spektrumu
fiekil 3.12
Etil benzen asetat
bilefli¤inin 13 C NMR
spektrumu
Bilefli¤in 1 H NMR spektrumunda;
i. Sinyal say›s› üç tanedir. Bu durumda bilefli¤in yap›s›nda üç tür hidrojen oldu¤u
sonucu ç›kar.
ii. Sinyallerin integrasyonu 5:2:3 oran›ndad›r. Bu bileflikte 5 hidrojenli aromatik
bir yap›n›n, 2 hidrojenli CH 2 grubunun ve 3 hidrojenli CH 3 grubunun oldu¤unu
gösterir. Sonuçta yap›da toplam 10 tane hidrojen bulunmaktad›r.
iii. Sinyallerin flekli birbirinden farkl›d›r. 5 H içeren aromatik yap›da pikler pentet,
2H içeren CH 2 grubunda quartet, 3 H içeren CH 3 grubunda ise triplete
yar›lma görülmektedir. Buna göre CH 2 grubunun komflusunda 3 hidrojen
oldu¤u dolay›s›yla n+1 kural›na göre komflusu taraf›ndan dörde yar›ld›¤› anlafl›lmaktad›r.
CH 3 grubu ise komflusunda bulunan 2 hidrojenin etkisiyle
2+1=3 yani triplete yar›lm›fl olarak gözlenmektedir.

3. Ünite - Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi
63
iv. Piklerin kimyasal kaymalar› δ 7,13, δ 2,63 ve δ 1,22 de gözlenmektedir. δ 7,13
de gözlenen pik tipik aromatik halka kimyasal kayma de¤eridir. CH 2 grubunun
kimyasal kaymas›n›n δ 2,63 de¤erinde gözlenmesi elektron çekici bir
komflusu oldu¤unu göstermektedir. Bilindi¤i gibi aromatik halkalar mezomerik
olarak elektron çekici gruplard›r. Bu durumda CH 2 grubunun aromatik
halkaya ba¤l› oldu¤u sonucu ç›kar›l›r. CH 3 grubuna ait pik ise 1° alkillerin
kimyasal kayma s›n›rlar› içerisinde bir de¤erde gözlenmektedir.
Bilefli¤in 13 C NMR spektrumunda;
i. Spektrumda 6 tane sinyal görülmektedir. Fakat bilefli¤in kapal› formülünde
8 tane C atomu oldu¤u bilgisi verilmifltir. Bu durumda bilefli¤in yap›s›nda
bulunan iki karbon atomunun ayn› kimyasal kayma de¤erine sahip oldu¤u
söylenebilir.
iv. Spektrumda 29,10 ve 15,70 ppm de¤erinde gözlenen sinyaller alkanlar›n
kimyasal kayma s›n›rlar› içindedir. Bu durumda bilefli¤in yap›s›nda 2 C atomunun
doymufl (tekli σ -ba¤› içeren) karbon atomu olduklar› söylenebilir.
v. Spektrumda 144,1-125,7 ppm de görülen sinyaller aromatik karbon atomlar›n›n
varl›¤›n› gösterir. Bu bölgedeki 128,4 ve 127,94 ppm de bulunan sinyal
fliddetleri di¤er iki sinyalin yaklafl›k iki kat› oldu¤u için bunlar›n ayn›
kimyasal kaymaya sahip iki karbon atomuna ait oldu¤u söylenebilir.
1 H ve 13 C NMR spektrumlar›n›n de¤erlendirilmesi sonucunda maddenin aç›k
yap›s›n›n afla¤›daki gibi oldu¤u bulunur.
K‹fi‹SEL DENEYLER:
Afla¤›da bu ders kapsam›nda yapaca¤›n›z deneysel çal›flmalar için baz› öneriler
verilmifltir. Örnek deneylerde anlat›lan yöntemleri izleyerek bu deneylerden birini
veya birkaç›n› seçebilirsiniz.
1. Kat› bir madde olan benzoik asit (C 7 H 6 O 2 ) bilefli¤ine ait NMR numunesini
haz›rlayarak analizini gerçeklefltiriniz. Elde edilen 1 H ve 13 C NMR spektrumlar›n›
yorumlay›n›z.
2. Kat› bir madde olan bütirofenon (C 10 H 12 O) bilefli¤ine ait NMR numunesini
haz›rlayarak analizini gerfleklefltiriniz. Elde edilen 1 H ve 13 C NMR spektrumlar›n›
yorumlay›n›z.
3. S›v› bir madde olan sinamaldehit (C 9 H 8 O) bilefli¤ine ait NMR numunesi haz›rlayarak
analizini gerçeklefltiriniz. Elde edilen 1 H ve 13 C NMR spektrumlar›n›
yorumlay›n›z.
4. Kapal› formülü C 9 H 10 O olan fenilpropinaldehitin (s›v›) NMR numunesini
haz›rlayarak analizini gerçeklefltiriniz. Elde edilen 1 H ve 13 C NMR spektrumlar›n›
yorumlayarak maddenin aç›k yap›s›n› çözümleyiniz.

64 Aletli Analiz Laboratuvar›
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
8
Kapal› formülü SIRA CS‹ZDE
9 H 10 O 2 olan bir bilefli¤e ait 1 H NMR spektrumu afla¤›da verilmifltir. Buna
göre bilefli¤in aç›k yap›s›n› bulunuz.
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D ‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

3. Ünite - Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi
65
Özet
A MAÇ
1
A MAÇ
2
Organik bilefliklerin yap› tayininde kullan›lan
yöntemlerden biri olan NMR spektroskopisi yöntemini
tan›mak.
Nükleer manyetik rezonans (NMR) spektroskopisi
atom çekirdeklerinin bir manyetik alan içerisinde
radyo dalgalar› ile uyar›larak alt enerji düzeyinden
üst enerji düzeyine geçerek rezonansa
gelmesi ilkesine dayanarak.kovalent yap›l› moleküllerin
fonksiyonel gruplar›n›n, geometrilerinin
ve molekül formüllerinin belirlenmesinde kullan›lan
yap› ayd›nlatma tekniklerinden biridir.
NMR spektrometre türlerini ve bunlar›n bölümlerini
ay›rt etmek.
NMR spektrometreleri çal›flma prensiplerine Sürekli
Dalga (CW) Spektrometreleri ve Pulslu (FT)
Spektrometreleri olarak ikiye ayr›l›r. NMR spektrometreleri
genel olarak m›knat›s, prob, radyofrekans›
vericisi, dedektör ve kaydediciden oluflur.
M›knat›s manyetik alan yaratmak için kullan›lan
bölümdür. Problar numunenin yerlefltirildi-
¤i ve radyofrekans› pulslar›n›n örnek üzerine iletilmesini,
örne¤in bu iletilere karfl› tepkisini ölçen
bobinleri ve baz› elektronik parçalar›da içeren
bölmedir. Radyofrekans› kayna¤› uygun frekanslarda
sinüs/kosinüs dalgalar yaratan elektronik
parçalardan oluflur. Frekans sentezleyicinin
üretti¤i ›fl›nlar numune etraf›na sar›l› bobinler taraf›ndan
numuneye iletilir. Numune üzerine etki
eden radyofrekans› pulsunun gücü ve süresi bir
bilgisayar taraf›ndan kontrol edilir. Numuneden
yay›nlanan radyofrekans› sinyalinin ölçülmesi ve
say›sal de¤erlere dönüfltürülmesinde ise dedektörler
kullan›l›r.
A MAÇ
3
A MAÇ
4
NMR analizlerinde numune haz›rlama ifllemlerini
tart›flmak..
NMR numunesi haz›rlama iflleminde ilk aflama
kat› numunenin uygun bir çözücüde çözülmesidir.
Numuneler proton (H) yerine döteryum içeren
döteryumlanm›fl (döterolu) çözücülerle haz›rlan›r.
Böylece spektrumda çözücü protonlar›-
na ait sinyallerin yarataca¤› karmafla önlenir. Numune
çözücüde çözüldükten filtrasyon ifllemi ile
NMR tüpüne aktar›l›r. Tüp içindeki numuneye
bir iki damla iç standart (TMS) eklenir. Organik
bilefliklerin ço¤unun kimyasal kayma de¤eri
TMS’nin solunda gelir. Tüpe içindeki numunenin
a¤z› kapat›ld›ktan sonra manyetik alandan
ve radyofrekans›ndan homojen olarak etkilenmesi
gerekir. Bu nedenle tüp üst k›sm›nda bir
flerit sar›l› olan türbine yerlefltirilir ve sisteme hava
verilerek manyetik alanda tüp dikey eksende
ve belirli bir h›zda (10-30 Hz) döndürülür. NMR
tüpü prob içine yerlefltirilmeden önce, için uygun
derinli¤inin ayarlanmas› gerekir. Analize bafllamadan
önceki son aflama tüp içindeki çözeltinin
tamam›n›n radyodalgalar›yla etkileflebilmesi
için gauge (geyç) ad› verilen rotasyon kapsülünde
çözelti yüksekli¤inin ayarlanmas› ve proba
yerlefltirilmesidir.
1 H ve 13 C NMR yöntemi ile bir maddenin yap›s›-
n› belirlemek.
1 H ve 13 C NMR spektrumlar›nda görülen sinyallerin
say›s› kimyasal çevresi farkl› olan protonlarla
ilgili bilgi verir. Sinyallerin integrasyonu ile
piklerin alt›nda kalan alanlar hesaplanarak protonlar›n
birbirlerine göre ba¤›l miktarlar›n› belirlenir.
Sinyallerin flekilleri ise incelenen protonun
komflu proton/protonlarla spin-spin etkileflmesi
hakk›nda bilgi verir. Bir çekirde¤in sinyalinin kaç
çizgiden oluflaca¤› komflu çekirdek say›s›na ve
komflu çekirde¤in spin kuantum say›s›na ba¤l›
olarak 1 H ve 13 C gibi spin kuantum say›s› 1 / 2 olan
çekirdekler için yar›lma say›s› y=n+1 formülü ile
bulunabilir.

66 Aletli Analiz Laboratuvar›
Kendimizi S›nayal›m
1. Afla¤›dakilerden hangisi NMR spektrometrelerinin
bölümlerinden biri de¤ildir
a. Prob
b. M›knat›s
c. Kaydedici
d. Türbin
e. Dedektör
2. NMR spektrometrelerinde kullan›lan m›knat›slar›n
görevi afla¤›dakilerden hangisidir
a. Radyofrekans› üretmek.
b. Manyetik alan oluflturmak.
c. Spektrum bilgilerini kaydetmek.
d. Sinyallerin integrasyonunu belirlemek.
e. Numunenin manyetik alanda dönmesini sa¤lamak.
3. Afla¤›dakilerden hangisi NMR spektrometrelerinin
yorumlanmas› için kullan›lan bilgilerden biri de¤ildir
a. Sinyallerin yeri
b. Sinyallerin yar›lmas›
c. Sinyallerin integrasyonu
d. Sinyallerin say›s›
e. Çözücü sinyalinin yeri
4. Afla¤›daki çözücülerden hangisi NMR çözücüsü olarak
kullan›lamaz
a. CHD 2 OD
b. CCl 4
c. D 2 O
d. CH 2 Cl 2
e. CDCl 3
5. “NMR spektrometrelerinde manyetik alan›n homojenli¤ini
sa¤lamak ve spektrumun çözünürlü¤ünü artt›rmak
için yap›lan ayar afla¤›dakilerden hangisidir
a. Kilitleme
b. Manyetik alan
c. Dengeleme
d. Radyofrekans›
e. Döterolu çözücü
6. “NMR tüpünün cihaz›n içine güvenli olarak yerlefltirilmesini
ve tüpün manyetik alanda belirli bir h›zda
dönmesini sa¤layan plastik parçaya ne ad verilir
a. Gauge
b. M›knat›s
c. Türbin
d. Osilatör
e. ‹ntegratör
7. Çal›flma frekans› 150 MHz olan bir cihazda TMS den
300 Hz uzakl›kta gözlenen bir NMR sinyalinin kimyasal
kayma de¤eri kaçt›r
a. 1,5 ppm
b. 2 ppm
c. 0,5 ppm
d. 5 ppm
e. 3 ppm
8. Kat› bir maddenin NMR numunesini haz›rlamak için
yukar›da verilenlerin do¤ru s›ralamas› afla¤›dakilerden
hangisidir
I. NMR tüpünün prob içindeki yüksekli¤inin ayarlanmas›
için gauge e yerlefltirilmesi
II. Kat› maddenin uygun çözücüde çözülmesi
III. NMR tüpünün türbine yerlefltirilmesi
IV. Çözeltinin cam pamu¤u üzerinden filtre edilmesi
a. I-II-III-IV
b. I-II-IV-III
c. II-IV-III-I
d. III-I-II-IV
e. IV-I-II-III
9. NMR analizlerinde iç standart olarak kullan›lan madde
afla¤›dakilerden hangisidir
a. Kloroform
b. Tetrametilsilan
c. Metilen klorür
d. Tetraetilsilan
e. Dimetilsilan

3. Ünite - Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi
67
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
10. Kapal› formülü C 3 H 6 O olan bir maddenin NMR sinyallerine
ait kimyasal kayma de¤eri δ 2,05 (singlet, 6H)
olarak gözlenmifltir. Buna göre afla¤›dakilerden hangisinde
bu maddenin yap›s› do¤ru olarak verilmifltir
a.
b.
c.
d.
1. d Yan›t›n›z yanl›fl ise, “NMR Spektrometreleri” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
2. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, “NMR Spektrometreleri” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
3. e Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Spektrum Bilgilerinin De-
¤erlendirilmesi” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
4. d Yan›t›n›z yanl›fl ise, “NMR Spektroskopisinde
Numune Haz›rlama” konusunu yeniden gözden
geçiriniz
5. c Yan›t›n›z yanl›fl ise, “NMR Spektrometreleri” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
6. c Yan›t›n›z yanl›fl ise, “NMR Spektroskopisinde
Numune Haz›rlama” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
7. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Nükleer Manyetk Rezonansa
Genel Bak›fl” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
8. c Yan›t›n›z yanl›fl ise, “NMR Spektroskopisinde
Numune Haz›rlama” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
9. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, “NMR Spektroskopisinde
Numune Haz›rlama” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
10.e Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Spektrum Bilgilerinin De-
¤erlendirilmesi” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
e.

68 Aletli Analiz Laboratuvar›
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
S›ra Sizde 1
NMR spektrometrelerinde manyetik alan fliddetinin artmas›
kimyasal kayma de¤erlerini de¤iflmez. Manyetik
alan fliddetinin artt›r›lmas› cihaz›n ayr›m gücünü att›rt›r
ve böylece sinyallerin daha bilirgin olmas›, piklerin yar›lmalar›n›n
daha net gözlenmesi sa¤lan›r.
S›ra Sizde 2
Sürekli dalga spektrometreleri numune üzerine uygulanan
manyetik alan fliddeti (Ho) sabit tutulup radyofrekans›n›n
(ν ) de¤ifltirilmesi veya radyofrekans› sabit tutularak
manyetik alan fliddetinin de¤ifltirilmesi ile NMR
aktif çekirdeklerin rezonans koflulunu sa¤lama prensibi
ile çal›flan cihazlard›r.
S›ra Sizde 3
Pulslu spektrometrelerde belirli bir manyetik alan fliddetinde
genifl bir frekans aral›¤›na sahip yüksek güçteki
radyofrekans› dalgalar› birkaç saniye aral›klarla pulslar
(darbeler) halinde örnek üzerine gönderilir. Sürekli
dalga spektrometrelerinde oldu¤u gibi alan taramas›
veya frekans taramas› yap›lmaz. Bu bak›mdan sürekli
dalga spektrometresinden farkl›d›r.
S›ra Sizde 4
NMR spektrometreleri bir m›knat›s (magnet), radyofrekans
vericisi-al›c›s›, prob, dedektör ve kaydedici bölümlerinden
oluflur.
S›ra Sizde 5
NMR tüplerinin temizli¤inde etilalkol, aseton gibi çözücüler
kullan›labilir. Tüp yüzeyini afl›nd›r›c› kuvvetli kimyasallar
(bazik ve asidik y›kama çözeltileri gibi) kesinlikle
kullan›lmamal›d›r. Tüp içinde uzun süre bekletilen
örnekler tüp çeperlerine yap›fl›r bu tüpün temizli¤ini
zorlaflt›r›r. Bu durumda tüpün birkaç gün nitrik asit buhar›nda
bekletilmesi gerekir.
NMR tüplerinin etüvde kurutulmas› tercih edilmez. Çünkü
tüpde e¤ilme, bükülme ve yass›laflma gibi deformasyonlar
meydana gelebilir. Kurutma iflleminin tüpten
hava veya azot geçirerek yap›lmas› daha do¤rudur.
S›ra Sizde 7
Bir NMR spektrumunda görülen sinyallerin say›s› kimyasal
çevresi farkl› olan protonlarla ilgili bilgi verir. Sinyallerin
yeri yani kimyasal kayma de¤eri protonun perdelenmesini,
sinyallerin integrasyonu protonlar›n birbirlerine
göre ba¤›l miktarlar›n›, sinyallerin yar›lmas› ise
incelenen protonun komflu proton/protonlarla etkileflimleri
hakk›nda bilgi verir.
S›ra Sizde 8
i. Sinyal say›s› üç tanedir. Bu durumda bilefli¤in yap›-
s›nda üç tür hidrojen oldu¤u sonucu ç›kar.
ii. Sinyallerin integrasyonu 5:2:3 oran›ndad›r. Bu bileflikte
5 hidrojenli aromatik bir yap›n›n, 2 hidrojenli CH 2
grubunun ve 3 hidrojenli CH 3 grubunun oldu¤unu gösterir.
Sonuçta yap›da toplam 10 tane hidrojen bulunmaktad›r.
iii. Sinyallerin flekli singlettir. Yani piklerde herhangi
bir yar›lma gözlenmemektedir. Bu her iki protonunda
komflu proton içermedi¤ini gösterir.
iv. Piklerin kimyasal kaymalar› δ 2,09 ve δ 5,10’da gözlenmektedir.
Bu durumda δ 5,10’da gözlenen pikin daha
elektron çekici gruplarla komflu oldu¤u sonucu ç›-
kar›l›r. δ 7,30’da gözlenen pik aromatik halka kimyasal
kayma de¤eridir. Bu durumda CH 2 grubu aromatik halka
ve O-C=O grubuna komflu oldu¤u için kimyasal kayma
de¤eri oldukça düflük alana kaym›flt›r sonucuna var›l›r.
CH 3 ise nispeten daha az düflük alana kayd›¤› için
C=O grubuna komflu oldu¤u söylenebilir. Bu durumda
spektrumu verilen maddenin aç›k yap›s› afla¤›da görüldü¤ü
gibidir.
S›ra Sizde 6
NMR örneklerinde as›l› partiküllerin (toz, tortu vb.) olmas›
durumunda spektrumlar›n çözünürlü¤ü düfler. Bu
safs›zl›klar spektrum çizgilerinde genifllemeye neden
olur ve spektrumlar›n çözümü zorlafl›r.

3. Ünite - Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi
69
Yararlan›lan Kaynaklar
4. Balc›, M., (2000), Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi,
Ankara: ODTÜ Gelifltirme Vakf› Yay›nc›-
l›k.
Braun, S., Kalinowski, H., Berger, S, (1998), 150 and
More Basic NMR Experiments: A Practical Course,
2nd Completely Revised and Enlarged Edition,
Canada: John Wiley & Sons.
Derome, A. (1987), Modern NMR Techniques for
Chemistry Research. Oxford: Pergamon Pres.
4. Keeler, J., (2005), Understanding NMR Spectroscopy,
1 edition, Wiley
http://web.mit.edu/speclab/www/PDF/DCIF-Things-2-
know-NMR-m08.pdf, Eriflim Tarihi: 23/09/2009.
http://teaching.shu.ac.uk/hwb/chemistry/tutorials/molspec/nmr1.htm,
Eriflim tarihi: 25/09/2009

4ALETL‹ ANAL‹Z LABORATUVARI
Amaçlar›m›z
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
Aletli analiz laboratuvar›nda gerçeklefltirilen organik bilefliklerde element
analizini tan›mlayabilecek ve önemini yorumlayabilecek,
Organik bilefliklerdeki CHNS/O elementlerinin element analizinde gerçekleflen
olaylar› s›ralayabilecek ve kimyasal reaksiyonlar› yazabilecek,
Organik element analiz cihaz›n›n uygulama alanlar›n› s›ralayabilecek,
Kjeldahl toplam azot tayin cihaz›n› ve otomatik element analiz cihaz›n› kullanabilecek,
Bir numunenin Kjeldahl yöntemi ile toplam azot tayini ve otomatik element
analiz cihaz› ile C, H, N, S elementlerinin tayini deneylerini uygulayabilecek
ve sonuçlar›n› de¤erlendirebilecek bilgi ve beceriler kazanacaks›n›z.
Anahtar Kavramlar
• Organik element analizi
• Oksijenli ortamda katalitik yakma
• Kjeldahl yöntemi
• Basit formül
• Piroliz
• Otomatik CHNS/O tayin cihaz›
‹çerik Haritas›
Aletli Analiz
Laboratuvar›
Organik
Bilefliklerde Element
Analizi
• G‹R‹fi
• ORGAN‹K B‹LEfi‹KLERDE ELEMENT
ANAL‹Z‹N‹N AMACI VE ÖNEM‹
• KARBON, H‹DROJEN, AZOT,
OKS‹JEN VE KÜKÜRT
ELEMENTLER‹N‹N TAY‹N‹
• OTOMAT‹K ELEMENT (CHNS/O )
ANAL‹Z C‹HAZI
• ORGAN‹K B‹LEfi‹KLERDE ELEMENT
ANAL‹Z‹ UYGULAMALARI

Organik Bilefliklerde
SIRA S‹ZDE
Element Analizi
SIRA DÜfiÜNEL‹M S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SIRA S‹ZDE
G‹R‹fi
DÜfiÜNEL‹M
SORU
DÜfiÜNEL‹M
SORU
Organik bilefliklerde element analizi, kantitatif kimyasal analizin bir koludur. Bütün
organik bilefliklerdeki karbon (C), hidrojen (H), azot (N), oksijen (O) ve kü-
mutlaka karbon ve hidrojen
Organik bileflik; yap›s›nda
SORU D‹KKAT
atomlar› tafl›yan D‹KKAT SORU do¤al ve
kürt (S) elementlerinin bileflikteki kütlece yüzde bileflimini tayin etmek amac›yla sentetik maddelerdir.
kullan›l›r. Toprak, çimento gibi pek çok anorganik maddenin yap›s›nda da bulunan
bu elementlerin bileflikteki yüzdeleri ayn› yöntem ve cihazlar D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA
yard›m›yla ölçülebilir.
Fakat, anorganik maddelerde C, H, N, O, S elementleri d›fl›nda bulunan
D‹KKAT
S‹ZDE
metalik ve yar› metalik özellik gösteren elementlerin tayini AMAÇLARIMIZ için SIRA genellikle S‹ZDE spektroskopik
yöntemler (AAS, ICP/OES) kullan›l›r. AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
Organik Bileflikler ile ilgili ayr›nt›l› bilgiye AÖF Organik Kimya ders kitab›ndan AMAÇLARIMIZ
K ‹ T Aulaflabilirsiniz.
P
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
Anorganik Bilefliklerle ilgili ayr›nt›l› bilgi için AÖF Anorganik K Kimya ‹ T A ders P kitab›n›
TELEV‹ZYON
gözden geçiriniz.
ORGAN‹K B‹LEfi‹KLERDE ELEMENT ANAL‹Z‹N‹N
TELEV‹ZYON
AMACI VE ÖNEM‹
‹NTERNET
Her organik bileflik karbon elementi temel olmak üzere bunun yan›nda periyodik
tabloda bulunan bir ya da bir kaç elementi belirli oranlarda içermektedir. Her bir
‹NTERNET
elementin bileflikteki oran›n› ölçmek için element analiz tekni¤i kullan›l›r. Bu nedenle,
laboratuvarda yeni bir madde sentezlendi¤inde ya da do¤adan bilinmeyen
bir bileflik elde edildi¤inde, ürün izole edilir ve dikkatli bir flekilde saflaflt›r›l›r. Saf
numunedeki elementlerin kütlece yüzde bilefliminin toplam› % 100 kabul edilerek
her bir elementin bileflikteki yüzdesi element analiz tekni¤i kullan›larak ayr› ayr›
belirlenir. Bu flekilde sentetik bilefli¤in bileflimi do¤rulan›r. Numune içeri¤indeki
elementlerin kantitatif de¤erleri kullan›larak bilefli¤in basit formülü tespit edilir.
Element analizi ile basit formülü belirlenen bir organik bilefli¤in aç›k yap›s›n› tayin
etmek için k›rm›z› ötesi spektroskopisi (IR), nükleer manyetik rezonans spektroskopisi
(NMR), kütle spektrometrisi (MS) gibi teknikler kullan›lmaktad›r. Spektroskopik
teknikler yard›m›yla yap›s› ayd›nlat›lan ve kütle spektrometresi ile molekül
kütlesi tayin edilen organik bilefli¤in element analiz sonuçlar› kullan›larak molekül
formülü bulunur. Molekül formülü kullan›larak hesaplanan teorik element
yüzdeleri ile cihazda tayin edilen deneysel element yüzdeleri aras›nda çok büyük
bir uyum olmal›d›r. Bu flekilde, bilinmeyen bir numunenin yap›s›n›n kan›tlanma-
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
Anorganik madde; TELEV‹ZYON Su,
asitler, bazlar,
‹NTERNET
tuzlar,
iyonlar, karbondioksit,
oksijen gibi yap›s›nda
karbon elementi d›fl›nda pek
çok elementi içerebilen ‹NTERNET
moleküllerdir. Organik
molekülde oldu¤u gibi
yap›s›nda karbon içermek
zorunda de¤ildir.
Basit formül; bir bileflikteki
elementlerin türünü ve atom
say›lar›n›n oran›n› gösterir.
Örne¤in; karbon ve
hidrojenden oluflmufl bir
bileflikteki hidrojen atomlar›
say›s›n›n karbon atomlar›
say›s›na oran›n›n 2
oldu¤unu düflünelim. Bu
bileflik CH 2 , C 2 H 4 ya da C 3 H 6
molekülü olabilir ve bunlar›n
hem kimyasal hem fiziksel
özellikleri biribirinden
farkl›d›r.

SIRA S‹ZDE
SORU
SIRA S‹ZDE
S ORU
DÜfiÜNEL‹M
D ‹KKAT
DÜfiÜNEL‹M D‹KKAT
72 Aletli Analiz Laboratuvar›
SIRA SORU S‹ZDE
SIRA SORU S‹ZDE
s›nda element analiz sonuçlar› spektroskopik sonuçlar› destekleyici olarak kullan›lmaktad›r.
Bundan dolay›, yeni sentezlenen bir organik maddenin yap›s›n›n ka-
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
n›tlanmas›nda AMAÇLARIMIZ
D‹KKAT
element analizi yöntemi oldukça önemlidir.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
K ‹ T A P
K›rm›z› Ötesi K ‹ Spektroskopisi T A P (Infrared IR), Nükleer Manyetik Rezonans Spektroskopisi
(NMR), Kütle Spektrometrisi (MS) gibi teknikler ile ilgili detayl› bilgiye AÖF Aletli Analiz
AMAÇLARIMIZ
ve Aletli Analiz AMAÇLARIMIZ Laboratuvar› ders kitaplar›ndan ulaflabilirsiniz.
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
Molekül ‹NTERNET formülü; bir
bileflikteki elementlerin
TELEV‹ZYON
türünü ve atom say›lar›n›
gösterir. Basit formülün
uygun katsay› ile
geniflletilmesiyle bulunur.
Örne¤in, basit formülü CH 2
olan ‹NTERNET bir bilefli¤in molekül
formülü C 2 H 4 ise molekülde
2 adet karbon ve 4 adet
hidrojen atomu
bulunmaktad›r.
Basit formül K ile ‹ ilgili T A Payr›nt›l› bilgi için AÖF Genel Kimya ders kitab›n›z› gözden geçiriniz.
Element ‹NTERNET analizi saf organik bilefliklerdeki elementlerin belirlenmesinde kullan›ld›¤›
gibi TELEV‹ZYON baz› elementlerin organik bir kar›fl›mdaki içeri¤ini belirlemek amac›yla
da kullan›labilir. Örne¤in, g›da maddelerinde besin de¤erinin göstergesi olan azot
elementinin tayini yap›labilir. Bir kömür numunesinde kükürt ve azot analizi gerçeklefltirilebilir.
Kömürün yanmas› sonucu çevreye zararl› azot ve kükürt içeren
‹NTERNET
gazlar›n a盤a ç›kt›¤›n› düflünürsek element analizinin önemini daha aç›k vurgulam›fl
oluruz.
Organik bilefliklerde element analizinde, organik numune yüksek s›cakl›kta oksijen
varl›¤›nda katalitik olarak yak›larak maddenin elementel bileflenleri (C, H, N,
S) gaz faz›nda CO 2 , H 2 O, NO x ve SO 2 gibi oksidasyon (yükseltgenme) ürünlerine
dönüfltürülür. Meydana gelen gazlar›n kantitatif ölçümleri kararl› bir dedektör yard›m›yla
(Termal iletkenlik dedektörü (TCD), K›rm›z› ötesi dedektör (IR) vs. ) gerçeklefltirilir.
SIRA S‹ZDE
Organik bilefliklerde SIRA S‹ZDEelement analizinin genel prensibini aç›klay›n›z.
1
Yeni bir bileflik sentezlendi¤inde veya izole edildi¤inde, bilefli¤in molekül formülünün
belirlenmesi bilefli¤in yap›sal karakterizasyonu aç›s›ndan önemli bir he-
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
deftir. Bu tayin iki basamaktan meydana gelir:
SORU
i. bilefli¤in SORU element analizi
ii. molekül kütlesinin belirlenmesi (kütle spektrometresi (MS) ile tayin edilir)
D‹KKAT
Element D‹KKAT analiz sonuçlar›n› kullanarak sadece karbon ve hidrojen içeren bilinmeyen
bir bilefli¤in basit formülünü ve molekül formülünü hesaplayal›m:
Bilefli¤in deneysel olarak ölçülen element bileflimi % 85.01 karbon ve % 15.61
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
hidrojenden oluflmaktad›r. Bilefli¤e ait numunenin 100 g oldu¤unu kabul edelim.
100 gram numune; 100 g x 0.8501= 85.01 g karbon ve 100 g x 0.1561= 15.61 g
AMAÇLARIMIZ hidrojen içerir. Miktarlar her bir elementin mol say›s›na dönüfltürülürse;
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
85.01 g C x 1 mol C = 7.078 mol C
K ‹ T12.01 A P g C
15.61 g H x 1 mol H = 15.486 mol H
1.008 g H
TELEV‹ZYON
Buradan, C:H atom oran› 7.078: 15.486 ya da C 7.078 H 15.486 olarak ifade edilir.
Ancak basit formül tam say› de¤erlerine sahip olmal› ve atom oranlar›n›n en küçük
tamsay› ‹NTERNET de¤erini içermelidir. Do¤ru tamsay› de¤erlerine ulaflman›n birkaç yolu
vard›r. E¤er molekül küçükse, deneme-yan›lma s›kça kullan›lan bir yaklafl›md›r:

4. Ünite - Organik Bilefliklerde Element Analizi
73
‹lk önce karbon ve hidrojen atomlar›n›n mol say›s›, aralar›ndaki en küçük orana
yani 7.078 ‘e bölünür.
7.078/7.078:15.486/7.078=1.000:2.187
Bu durumda C için tamsay› oran› 1’dir, fakat H için bir tamsay› de¤eri elde edilememifltir.
Bu nedenle, tamsay› oranlar› elde edilinceye kadar bu oranlar 2, 3, 4,
5.... gibi tamsay›larla çarp›l›r:
7.078/7.078:15.486/7.078=1.000:2.187
2 ile çarparsak 2.000: 4.374
3 ile çarparsak 3.000: 6.561
4 ile çarparsak 4.000: 8.748
5 ile çarparsak 5.000: 10.935 (11 al›n›r)
Bu durumda; 2.187 C:H oran›n› veren tamsay› oran› 5:11’ dir ve bundan dolay›
basit formül C 5 H 11 ’ dir.
Bilefli¤in kütle spektrometresi ile molekül kütlesi 142 g olarak ölçüldü¤üne göre
basit formülü kullanarak molekül formülünü hesaplayal›m:
Molekül formülü= (Basit formül)× n olarak ifade edersek; bu bilefli¤in molekül
formülünü C 5n H 11n fleklinde yazabiliriz. Bu yüzden molekül kütlesi;
142=12.01(5n)+1.008(11n)=71.138n
n=142/71.138=1.996≅2
Dolay›s›yla molekül formülü C 5×2 H 11×2 = C 10 H 22 . Bileflik C 10 H 22 molekül formülüne
sahip bir hidrokarbon türevi olan dekan’d›r.
Dikkate al›nmas› gereken bir husus; element analizi ile elde edilen de¤erler
teorik element de¤erleri ile yüzde yüz ayn› de¤ildir. Sonuçlar birbiriyle çok yak›n
olmal›d›r ancak hiçbir zaman yüzde yüz ayn› de¤erler elde edilemez. Deneysel hatalar
meydana gelebilir, fakat güvenilir bir analiz için bu hatalar ihmal edilebilir düzeyde
olmal›d›r. Bu hatalar› en aza indirgemek için numune haz›rlanmas› ve tart›lmas›
ifllemlerinde çok dikkatli çal›fl›lmal›d›r. Örne¤in, dekan bilefli¤i için teorik element
analiz de¤erleri: %84.41 C, %15.59 H iken deneysel olarak bir araflt›rmac› taraf›ndan
cihazda ölçülen analiz sonuçlar›: %85.01 C, %15.61 H’dir. Görüldü¤ü gibi
bu de¤erler birebir ayn› de¤ildir, fakat kabul edilebilir ve mant›kl› sonuçlard›r.
Antiseptik özellik gösteren ve C, H ve O elementlerinden oluflan fenol SIRA bilefli¤i S‹ZDE % 76.57 C,
% 6.43 H ve % 17.00 O içermektedir. Bilefli¤in basit formülünü bulunuz. (C: 12.011 g/mol;
H: 1.008 g/mol; O: 15.999 g/mol)
DÜfiÜNEL‹M
2
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
C, H ve O elementlerini içeren asetik asit sirkeye ekfli tad›n› ve keskin SIRA kokusunu S‹ZDE veren bir
organik asittir. 2.509 g asetik asit oksijen varl›¤›nda yanmas› sonucu SORU analiz edildi¤inde
3.664 g CO 2 ve 1.492 g H 2 O olufltu¤u bulunmufltur.
DÜfiÜNEL‹M
(C: 12.011 g/mol; H: 1.008 g/mol; O: 15.999 g/mol)
D‹KKAT
a) Asetik asitin basit formülünü bulunuz.
b) Asetik asitin kütle spektrometresi ile molekül kütlesi 60.05 g olarak SORU tayin edildi¤ine
SIRA S‹ZDE
göre bilefli¤in molekül formülünü bulunuz.
SIRA S‹ZDE
SORU
DÜfiÜNEL‹M
D‹KKAT
SORU
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
D‹KKAT
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
3
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
K ‹ T A P
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON

74 Aletli Analiz Laboratuvar›
KARBON, H‹DROJEN, AZOT, OKS‹JEN VE KÜKÜRT
ELEMENTLER‹N‹N TAY‹N‹
Organik bilefliklerdeki karbon (C), hidrojen (H), azot (N), oksijen (O) ve kükürt
(S), elementlerinin tayini için uygulanan yöntemler afla¤›da s›rayla verilmektedir.
Karbon ve Hidrojen Tayini
Bütün organik bileflikler karbon ve hidrojen elementlerini içerir. Di¤er taraftan büyük
bir k›sm› yap›s›nda ilave olarak azot elementi de bulundurmaktad›r. Bu elementlerin
bileflikteki bilefliminin do¤ru bir flekilde ölçülmesi organik bilefliklerin
teflhisinde ve karakterizasyonunda oldukça önemlidir. Organik bileflikteki karbon,
hidrojen ve azot elementlerinin tayininde temel prensip, bilefli¤in oksijen varl›¤›nda
yüksek s›cakl›klarda katalitik olarak yak›lmas›d›r. Karbon ve hidrojen elementlerini
içeren organik maddeler yand›¤›nda karbondioksit (CO 2 ) ve su (H 2 O) a盤a ç›kar.
Organik bileflik [O]
CO 2 + H 2 O
Meydana gelen su buhar› ve karbondioksit kütlelerinden afla¤›daki formüller kullan›larak
bileflikteki karbon ve hidrojen elementlerinin kütlece yüzdeleri hesaplan›r:
% C = CO2 kütlesi x C kütlesi x 100
numune kütlesi CO 2 kütlesi
% H = H2O kütlesi x C kütlesi x 100
numune kütlesi H 2 O kütlesi
Organik bir bileflikteki karbon ve hidrojen elementleri tayini için, günümüzde
ticari olarak üretilen otomatik ve çok say›da numune analizine uygun olan element
analiz cihazlar› gelifltirilmifltir. Bu analiz cihazlar› bilgisayar sistemi taraf›ndan kontrol
edilebilmektedir. Bilgisayar sistemi sayesinde numunelere ait verilerin toplanmas›,
analiz edilen elementlerin bileflikteki kütlece bileflimlerinin hesaplanabilmesi
ve sonuçlar›n saklanmas› mümkündür. Analiz sürecinde gerçekleflen yanma olay›
tamamen otomatiktir ve analiz sonunda yanma gaz›ndaki bileflenlerin ölçümü
yap›lmaktad›r. Otomatik bir C, H analiz cihaz›nda bir analiz süreci özetle afla¤›daki
basamaklar› içermektedir:
1. Kalay kapsül içinde miligram düzeyinde tart›lan numuneler cihazdaki otomatik
yükleyiciye yerlefltirilir ve numunelerin isimleri ve kütleleri s›ras›yla
bilgisayara kay›t edilir.
2. Cihaz›n iç aksam›nda bulunabilecek nemi uzaklaflt›rmak için sistemden belli
ak›fl h›z›nda sürekli He (helyum) inert tafl›y›c› gaz› geçirilir. Yanma olay›-
n›n gerçekleflmesi için cihaza ayn› zamanda saf oksijen gaz› (O 2 ) gönderilir.
3. Otomatik yükleyicideki numune seramik ya da kuvartz tüpün içine düfler ve
yüksek s›cakl›kta saf oksijen varl›¤›nda yak›l›r. Ayn› zamanda oksitlenmeyi
(yükseltgenmeyi) tam olarak sa¤lamak için numune kobalt (III) oksit ya da
mangan dioksit ve tungsten (VI) oksit kar›fl›m› ile kar›flt›r›labilir. Organik bilefli¤in
yanmas› sonucunda karbondioksit (CO 2 ), su buhar› (H 2 O), azot (N 2 ),
baz› azot oksitler (NO x ) ve kükürt oksitler (SO 2 ve SO 3 ) meydana gelen
yanma ürünleridir. Yanma süresi yaklafl›k 10-12 dakikad›r.

4. Ünite - Organik Bilefliklerde SIRA S‹ZDE Element Analizi
SIRA S‹ZDE 75
4. Daha sonra cihaz›n donan›m›na ve türüne ba¤l› olarak analizi gerçeklefltirilmeyecek
elementler uygun bir teknikle uzaklaflt›r›l›r.
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
5. Cihaz taraf›ndan C ve H tayini için oluflan karbondioksit ve su buhar› ölçümü
kararl› bir dedektör arac›l›¤› ile gerçeklefltirilir. SORU
SORU
Karbon ve hidrojen tayininde ölçümü yap›lmayacak türler kükürt, halojenler
ve azottur. Yanma sonucu meydana gelen bu ürünler uygun kromatografik D‹KKAT yöntemle
D ‹KKAT
karbon dioksit ve su buhar›ndan ayr›l›r ve dedektöre ulaflmadan sistemden
uzaklaflt›r›l›r.
SIRA S‹ZDE
Yanma gaz›nda bulunan bileflenleri ay›rmak ve ölçmek için gaz kromatografisi,
k›rm›z› ötesi (infrared) spektrometresi, termal iletkenlik dedektörü gibi farkl›
dedektörler kullan›lmaktad›r. Ticari olarak piyasada mevcut olan AMAÇLARIMIZ element analiz cihazlar›nda,
üreten firma ve markaya ba¤l› olarak farkl› sistemler kullan›lmaktad›r.
SIRA S‹ZDE
Termal ‹letkenlik dedektörü ile ilgili ayr›nt›l› bilgiye AÖF Aletli Analiz K ‹ ve T Aletli A P Analiz Laboratuvar›
ders kitaplar›ndan ulaflabilirsiniz.
Azot Tayini
TELEV‹ZYON
Organik bilefliklerde azot tayini için kullan›lan Dumas yöntemi ve Kjeldahl yöntemi
afla¤›da aç›klanmaktad›r.
‹NTERNET
Dumas Yöntemi ile Azot Tayini
Bu yöntemde, azot içeren organik bileflik bak›r oksit katalizörü varl›¤›nda yüksek
s›cakl›kta oksidasyon yoluyla parçalan›r. Oksitlenme sonucunda bileflikteki azot
içeri¤i azot gaz› ve baz› azot oksitlere dönüflür. Süreçte meydana gelen reaksiyonlar
afla¤›da gösterilmektedir:
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Katalizör: Kimyasal
reaksiyonlar›n h›z›n› artt›ran
maddelerdir.
Azotlu organik bileflik CuO
N 2 + NO x + CO 2 + H 2 O + Cu
(NO) Cu x N 2 + CuO
Azot oksitler
O 2
Cu CuO
Organik bileflik yüksek s›cakl›kta bak›r oksit katalizörlü¤ünde oksitlendi¤i zaman,
karbon karbon dioksit, hidrojen su buhar›, azot ise azot gaz› ya da azot oksit
formuna dönüflür. Bilefli¤in içeri¤inde bulunabilecek halojenler ve kükürtten
meydana gelen kükürt oksitler bak›r oksit üzerinde ya da bir adsorban taraf›ndan
tutulur. Oksitlenme yoluyla oluflan bu gazlar s›cak bak›r ile dolu bir tüpün içine saf
karbondioksit buhar›nda tafl›n›r. Burada azot oksitleri azot gaz›na indirgenir. Oluflmas›
olas› karbonmonoksit ise bak›r oksit yard›m›yla karbondioksite oksitlenir.
Karbondioksit ve azot gaz› potasyum hidroksit çözeltisinden geçerken karbondioksit
potasyum hidroksit taraf›ndan tutulur. Azot gaz› ise nitrometre ya da azotmetre
ad› verilen bir tüpte toplan›r ve hacmi ölçülür. Çal›fl›lan s›cakl›k ve bas›nçta hacim
de¤eri kullan›larak azot gaz›n›n kütlesi hesaplan›r. Buradan da bileflikteki azotun
kütlece bileflimi belirlenir.
Bu yöntem pek çok organik bilefli¤in analizinde oldukça yararl›d›r. Fakat yap›lan
çal›flmalarda, baz› numunelerin analizinde istenilen sonuçlar elde edilememifltir.
E¤er organik bilefli¤in tamam› oksitlenmezse daha düflük analiz de¤erleri elde edilir.
Di¤er taraftan, organik bileflik reçine veya polimerine dönüflebilir. Bu durumda

76 Aletli Analiz Laboratuvar›
da oksitlenme tam gerçekleflmedi¤i için azot bu yap›da kal›r ve yine beklenen de-
¤erden daha düflük azot de¤erleri ölçülür. Yöntemde meydana gelebilecek bu zorluklar›
telafi etmek amac›yla analiz s›ras›nda baz› modifikasyonlar (de¤ifliklikler)
yapmak gerekir. Genellikle bu sorunu çözmek için organik numune oksitlemeyi
kolaylaflt›r›p h›zland›racak katalizörler varl›¤›nda yak›l›r ve parçalan›r. Örne¤in, N-
metil grubu içeren bilefliklerin analizinde yanma s›ras›nda azot gaz› yerine metilamin
oluflumu da meydana geldi¤i için analiz daha düflük de¤erde azot tayini ile sonuçlan›r.
Bu durumda bilefli¤in tam olarak yanmas›n› ve oksitlenmesini sa¤lamak
amac›yla bak›r asetat ve potasyum klorat gibi katalizörlerin ilavesi gereklidir. Dumas
yöntemiyle analiz yap›ld›¤›nda, bu flekilde problemler yaflanan organik bilefliklerin
azot tayini için genellikle Kjeldahl yöntemi kullan›l›r.
Dumas yönteminin gereklilikleri aras›nda, saf karbondioksit kayna¤›, yüksek s›-
cakl›klara dayan›kl› tüpler, ›s›t›c› sistemler ve nitrometre say›labilir. Bu donan›mlara
sahip, Dumas yöntemiyle çal›flan ticari cihazlar bulunmaktad›r.
SIRA S‹ZDE
Dam›tma: DÜfiÜNEL‹M Organik maddeleri
ay›rma ve saflaflt›rma
yöntemlerinden biridir.
S›v›lar›n ›s›t›larak buhar
SORU
haline dönüflmesi ve daha
sonra oluflan buhar›n
yo¤unlaflt›r›larak tekrar s›v›
hale D‹KKAT dönüflmesi suretiyle
saflaflt›r›lmas›d›r.
SIRA S‹ZDE
Kjeldahl Yöntemi ile Azot Tayini
Bu yöntem ile azot tayini 1883’de Kjeldahl adl› bilim adam› taraf›ndan bulunmufltur.
Kjeldahl tekni¤i ile azot tayini özellikle tar›m alan›nda, g›dalarda, klinik ve biyokimyasal
laboratuvarlarda s›kça kullan›lmaktad›r. Di¤er taraftan, araflt›rma laboratuvarlar›nda
çal›fl›lan organik bilefliklerin azot içeri¤inin belirlenmesi amac›yla
kullan›lan oldukça yararl› bir yöntemdir.
Yöntemde, organik madde potasyum sülfat, bak›r sülfat ve küçük miktarlarda
kullan›lacak civa sülfat gibi çeflitli katalizörler varl›¤›nda deriflik sülfürik asit ile ›s›t›larak
parçalan›r ve içindeki azot amonyum sülfata dönüfltürülür. Bilefli¤in karbon içeri¤i
ise karbondioksit fleklinde uzaklaflt›r›l›r. Organik bilefli¤in tamam›n›n parçalanmas›
için kar›fl›m sülfirik asitin kaynama s›cakl›¤›nda ›s›t›l›r. Potasyum sülfat gibi katalizörlerin
kullan›lma amac› sülfürik asitin kaynama noktas›n› yükselterek daha etkin
bir parçalanmay› sa¤lamakt›r. Is›tma ifllemi yaklafl›k 1 saat kadar sürdürülür ve bileflikteki
azotun tamam›n›n amonyum sülfata dönüflmesi sa¤lan›r. Baz› durumlarda nu-
SIRA S‹ZDE
munenin yap›s›na ba¤l› olarak ›s›tma süresi daha uzun tutulabilir. Kar›fl›m so¤uduktan
sonra saf DÜfiÜNEL‹M su ile seyreltilir ve sodyum hidroksit çözeltisi ile amonyum sülfat amonya¤a
dönüfltürülür. Daha sonra amonyak dam›t›l›r ve belli deriflimdeki hidroklorik
asit çözeltisi ile titre edilir. Analiz süreci kimyasal olarak afla¤›daki gibi gösterilebilir:
SORU
Azotlu organik bileflik H 2 SO 4
D‹KKAT katalizör, ›s›
(NH 4 ) 2 SO 4 + CO 2 + H 2 O
(NH 4 ) 2 SO SIRA 4 + S‹ZDE 2NaOH 2NH 3 + 2H 2 O + Na 2 SO 4
NH 3 + H 2 O
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
NH 4 OH + HCl
NH 4 OH
NH 4 Cl + H 2 O
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Dam›tma ile K ilgili ‹ T Aayr›nt›l› P bilgi için AÖF Laboratuvar Teknikleri ders kitab›n›z› gözden
geçidiniz.
E¤er analizi TELEV‹ZYON yap›lacak madde amin, amid gibi düz zincirli bir yap›da azot grubu
içeriyorsa, parçalanma halkal› bir azot bilefli¤ine göre daha kolay gerçekleflmektedir.
Yap›lan çal›flmalarda, ayn› molekülde birleflik primidin ve pirazin hal-
‹NTERNET

4. Ünite - Organik Bilefliklerde Element Analizi
77
kalar› içeren folik asit gibi bilefliklerin analizinde Kjeldahl yöntemi ile Dumas yöntemine
göre daha iyi sonuçlar elde edildi¤i literatürlerde verilmektedir. Ayr›ca N-
metil gruplar› içeren organik maddelerin azot analizinde de Kjeldahl yöntemi ile
daha iyi ve güvenilir sonuçlar elde edilmifltir.
Kjeldahl yöntemi kullan›larak azot tayini yap›labilmesi için organik bileflikteki
azot amino (-NH 2 ) türünde olmal›d›r. Bu nedenle, hidrazin (-N-N-), azo (-N=N-),
nitro (NO 2 ), nitroso (NO) gibi gruplar› içeren bilefliklerin Kjeldahl yöntemi ile analizi
gerçeklefltirilemez. Bu tür gruplar› içeren organik maddelere Kjeldahl analizi
uygulanabilmesi için bu bilefliklerin deriflik sülfürik asit ile parçalanmadan önce
uygun bir teknikle amino bilefliklerine indirgenmesi gerekmektedir. Bu ön ifllem
için gerekli kimyasal reaksiyonlar afla¤›daki flekilde özetlenebilir:
i) Azo ve bileflikleri, izokzazoller, hidrazinler, hidrazonlar
Organik azot H2 veya Organik azot (amin)
(N - N, N = N, NO, NO 2 ) Zn, Fe/HCl
ii) Nitratlar (-NO 3 )
-NO 3 bilefli¤i
salisilik asit Nitrosalisilik
H 2 SO 4
asit
Nitrosalisilik asit
Na S O
2 2 3
Amino salisilik asit
Otomatik Kjeldahl Azot Tayin Cihaz›
Kjeldahl yöntemiyle azot tayini, hem araflt›rma hem de endüstri laboratuvarlar›nda
s›kça uygulanmaktad›r. Bu yöntem, özellikle tar›m sektöründeki gübrelerin azot
içeri¤inin belirlenmesinde ve g›dalarda protein tayininde kullan›lmaktad›r. Ticari
olarak gelifltirilmifl farkl› marka ve modelde Kjeldahl azot tayin cihazlar› bulunmaktad›r.
Bu ünitede FOSS marka otomatik Kjeldahl Azot Tayin cihaz› ve çal›flma
prensibi ayr›nt›l› bir flekilde anlat›lmaktad›r. Bu tür cihazlarda bir analiz süreci afla-
¤›daki aflamalar› içermektedir:
Numune haz›rlanmas› ve yakma ifllemi: Kjeldahl yöntemi ile analizi yap›-
lacak kat› numunenin daha etkin bir flekilde parçalanmas› amac›yla tanecik boyutunun
küçültülmesi gerekir. Havan ve çeflitli ö¤ütücüler kullan›larak kat› numunenin
tanecik boyutu küçültülür. Belli miktarda tart›lan numune ›s›ya dayan›kl› cam
tüpe aktar›l›r. Daha sonra tüpe tart›lm›fl potasyum sülfat (K 2 SO 4 ) tuzu ve katalizör
ifllevi olan bak›r sülfat (CuSO 4 ) eklenir. Son olarak da numunenin parçalanma reaksiyonu
için gerekli deriflik sülfürik asit ilave edilir. Kjeldahl uygulamalar›nda numunenin
türüne ba¤l› olarak yanma s›ras›nda meydana gelebilecek köpüklenmeyi
önlemek için yayg›n olarak hidrojen peroksit kullan›l›r. Hidrojen peroksit hem
organik maddenin parçalanmas›n› h›zland›r›r, hem de köpüklenmeyi önler. Fakat,
baz› numune analizlerinde ise çok reaktif oldu¤u için azot kay›plar›na neden olabilir.
Yakma ifllemi için haz›rlanan numune tüpleri tüp tafl›ma tablas› yard›m›yla
yakma iflleminin gerçeklefltirilece¤i ›s› kayna¤›na yerlefltirilir. Yakma ifllemi s›ras›nda,
›s›tma ünitesindeki tüplerin homojen bir flekilde ›s›nmas› ve ›s› kay›plar›n›n engellenmesi
için ›s› kalkan› kullan›l›r. Resim 4.1’ de tüp tafl›ma tablas› ve ›s›tma ünitesi
gösterilmektedir.

78 Aletli Analiz Laboratuvar›
Resim 4.1
Kjeldahl numune
yakma tüpleri, tüp
tafl›ma tablas› ve
›s›tma ünitesi.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
Yakma iflleminde D‹KKAT deriflik sülfürik asit ilavesi yap›l›rken dikkatli çal›fl›lmal› ve yanma tüpünün
d›fl çeperlerine sülfürik asit damlat›lmamal›d›r.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Kjeldahl yönteminde SIRA S‹ZDEnumune yak›l›rken kullan›lan potasyum sülfat ve bak›r sülfat tuzlar›n›n
ifllevi nedir, aç›klay›n›z.
4
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
DÜfiÜNEL‹M
Numune DÜfiÜNEL‹M içindeki azotun tamam›n›n amonyum sülfata dönüflebilmesi için yaklafl›k
bir saat, baz› numuneler için ise daha uzun süre yakma ifllemi sürdürülür.
K SORU ‹ T A P
Yanma s›ras›nda, K SORU ‹ T Atüpler P duman uzaklaflt›rma sistemine ba¤l› uygun s›zd›rmaz kapaklara
sahip egzoz manifoldu ile kapat›l›r. Duman uzaklaflt›rma sistemi, yakma s›-
ras›nda ortaya ç›kan SO 2 ve SO 3 gazlar›n›n çevreye sal›nmadan uzaklaflt›r›lmas›
D‹KKAT
D‹KKAT
TELEV‹ZYON amac›yla kullan›lmaktad›r. TELEV‹ZYON Çevreye ve insan sa¤l›¤›na zararl› bu gazlar sistemde
yer alan saf su ve sodyum hidroksit çözeltilerinde tutulur. Duman uzaklaflt›rma sistemi
Resim SIRA 4.2’de S‹ZDE gösterilmifltir.
SIRA S‹ZDE
‹NTERNET
‹NTERNET
Resim 4.2
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
Kjeldahl duman
uzaklaflt›rma
K sistemi. ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
4. Ünite - Organik Bilefliklerde SORUElement Analizi
SORU79
Yakma ifllemi s›ras›nda duman uzaklaflt›rma sistemi mutlaka çal›flt›r›lmal›d›r. E¤er sistemde
kullan›lan saf su ve sodyum hidroksit çözeltisi bulan›klaflt›ysa fliflelerdeki saf su ve sod-
D‹KKAT
D ‹KKAT
yum hidroksit çözeltisi yenilenmelidir.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Kjeldahl yöntemiyle toplam azot tayininde, kat› numunenin ö¤ütülmesinin SIRA S‹ZDE önemini k›saca
SIRA S‹ZDE
aç›klay›n›z.
5
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
Numunenin cihazda analizi: Yakma ifllemi tamamland›ktan sonra, oda s›-
cakl›¤›na ulaflan numune tüpü Resim 4.3’ de gösterildi¤i flekilde K ‹ Tcihaz A P üzerindeki
uygun bölmeye yerlefltirilir. Cihaz üzerindeki dijital göstergeden S ORU analiz için halindeki kirleticiler SORU
SO 2 ve SO 3 gazlar›: K ‹ TGaz
A P
aras›nda kükürt oksitler en
uygun bir metot haz›rlan›r ve kaydedilir. Metot analiz için gerekli olan saf su, çok bilinen birincil hava
sodyum hidroksit çözeltisi ve indikatör-borik asit çözeltisi hacimlerini içerir. kirleticilerdendir. Bunlar
TELEV‹ZYON D‹KKAT
ço¤unlukla petrol
TELEV‹ZYON
D‹KKAT ve kömür
Analiz çözeltisi metotda belirtilen hacimde saf su ile seyreltilir ve çözeltiye gibi fosil yak›tlar›n yanmas›
amonyum sülfat›n serbest amonya¤a dönüfltürülmesi için %40’l›k sodyum hidroksit
çözeltisi eklenir. Serbest hale geçen amonyak cihaz üzerindeki dam›tma
sonucunda meydana
SIRA S‹ZDE
gelirler. Dolay›s›yla SIRA buS‹ZDE
yak›tlar›n yanmas›
sisteminde dam›t›l›r ve distilat yani amonyum hidroksit çözeltisi ‹NTERNET % 1’lik borik sonucunda kükürt, ‹NTERNET
asit ve indikatör çözeltisi içeren tüpte toplan›r. Amonyum hidroksit 0.1 M hidroklorik
asit ile metil k›rm›z›s›-bromkresol yeflili indikatörü varl›¤›nda titre edi-
AMAÇLARIMIZ
kirletir. SO 3 havadaki su
ço¤unlukla SO 2 ve SO 3
AMAÇLARIMIZ gazlar› fleklinde atmosferi
lir. Titrasyon tamamland›ktan sonra tüp içindeki çözelti at›k toplama kab›na aktar›l›r.
Titrasyon tamamland›ktan sonra bütün hesaplanmalar K ‹ cihaz T A P taraf›ndan sebebi olan H 2 K SO 4 ‹’ eT A P
buhar› ile reaksiyona girerek
asit ya¤murlar›n›n temel
otomatik olarak gerçeklefltirilir ve toplam yüzde azot miktar› cihaz üzerindeki dönüflür.
göstergeden okunur ve kaydedilir.
TELEV‹ZYON
Resim TELEV‹ZYON 4.3
Kjeldahl otomatik
azot tayin cihaz›.
‹NTERNET
‹NTERNET

80 Aletli Analiz Laboratuvar›
Cihaz donan›m› ve deneysel ifllemler organik maddenin do¤as›na ba¤l› olarak
farkl›l›klar gösterebilir. Bu nedenle, baz› analizlerde numunenin miligram miktarlar›
kullan›l›rken baz› durumlarda 5 gram gibi yüksek miktarda numune kullan›labilir.
Kjeldahl Yönteminin Uygulamalar›
Kjeldahl yöntemi özellikle tar›m sektöründe gübrelerin azot içeri¤inin belirlenmesinde
ve g›dalarda protein ve toplam azot tayininde kullan›lmaktad›r. Burada örnek
olarak, FOSS marka Kjeldahl azot tayin cihaz› ile un ve ö¤ütülmüfl kuru fasulye
numunelerinde toplam azot tayini yap›lacakt›r.
Kjeldahl yöntemiyle un ve kuru fasulye numunelerinde toplam azot tayini
Deneyde kullan›lan cihaz, malzeme ve kimyasal maddeler
Malzemeler ve cihazlar
Kimyasal Maddeler
25 mL’ lik pipet Un ve ö¤ütülmüfl kuru fasulye numunesi
Kjeldahl numune yakma tüpleri K 2 SO 4
Analitik terazi CuSO 4
Kjeldahl numune yakma ünitesi H 2 SO 4
Kjeldahl duman uzaklaflt›rma ünitesi
Kjeldahl otomatik azot tayin cihaz›
Deneyin Yap›l›fl›:
1. ‹ki ayr› kjeldahl yakma tüpünde yaklafl›k 0.5 g un ve 0.5 g ö¤ütülmüfl kuru
fasulye numunesi tart›l›r.
2. Tüplere 7 g K 2 SO 4 ve 1 g CuSO 4 ilave edilir.
3. Daha sonra her iki tüpe de 12 mL deriflik H 2 SO 4 eklenir.
4. Tüpler, tüp tafl›ma tablas› yard›m›yla ›s›tma sistemine yerlefltirilir ve 45 dakika
kaynat›l›r. Is›tma ifllemi süresince duman uzaklaflt›rma sistemi çal›flt›r›l›r.
5. Yakma ifllemi tamamland›ktan sonra numune tüplerinin oda s›cakl›¤›na so-
¤umas› için bir süre beklenir.
6. Numune analizlerinden önce cihaz›n kararl›l›¤›n› test etmek amac›yla birkaç
tane bofl analiz yap›l›r. Bu analizlerde titrasyonda harcanacak asit miktar› 0.1
M’ l›k HCl çözeltisi için 0.5 mL’ yi geçmemelidir.
7. Bofl analizler tamamland›ktan sonra, un numunesine ait tüp analiz için Kjeldahl
azot tayin cihaz›na yerlefltirilir ve uygun metot seçilerek analiz bafllat›l›r.
8. 3-5 dk içinde titrasyon ifllemi tamamlan›r ve numuneye ait azot içeri¤i %N
de¤eri fleklinde cihazdan okunur ve tabloya kaydedilir.
9. Un numunesinin analizi tamamland›ktan sonra, fasulye numunesinin bulundu¤u
tüp cihaza yerlefltirilir ve analizi yap›l›r.
10. Analiz sonuçlar›n›n güvenilirli¤i aç›s›ndan ayn› numuneden birden fazla örnek
haz›rlan›p analiz yap›labilir. Daha sonra sonuçlar›n ortalamas› al›n›r.
Veriler:
No Numune ad› Numune Miktar› % N
1 Un 0.5110 g 1.4
2 Kuru fasulye 0.5080 g 1.7

4. Ünite - Organik Bilefliklerde Element Analizi
81
Sonuçlar
Sonuçlar incelendi¤inde, kuru fasulye içindeki azot miktar›n›n un içeri¤indeki azot
miktar›ndan daha fazla oldu¤u görülmektedir. G›dalardaki azot miktar› besin de-
¤eri ile iliflkili oldu¤u için azot analizi önemlidir. Bu deney sonucuna göre bir tah›l
numunesinin besin de¤erinin un numunesinden daha fazla oldu¤u anlafl›lmaktad›r.
Oksijen Tayini
Organik bilefliklerde oksijenin direk tayini oldukça önemlidir. Oksijen içeren organik
bileflik azot veya helyum inert atmosferinde yüksek s›cakl›kta piroliz edildi-
¤inde, parçalan›r ve H 2 O, CO, CO 2 , O 2 gazlar› meydana gelir. Oluflan bu gazlar
yüksek s›cakl›kta granül karbon üzerinden geçirilerek karbonmonoksit (CO) türüne
çevrilir. Karbonmonoksitin miktar› gravimetik ve volumetrik olarak iki yöntem
kullan›larak ölçülebilir, ya da modern otomatik oksijen analiz cihazlar› kullan›larak
tayin edilebilir.
Gravimetrik yöntemde, organik maddenin 1120 °C s›cakl›kta granül karbon
üzerinde termal olarak bozunmas› sonucu karbonmonoksit ve karbondioksit gazlar›
meydana gelir. Karbonmonoksitin tamam› karbondioksite dönüfltürüldükten
sonra, uygun bir kimyasal reaksiyonla gravimetrik olarak miktar› ölçülebilecek bir
türe çevrilir. Analizde gerçekleflen reaksiyonlar s›ras›yla afla¤›daki gibidir:
C, H, O içeren organik bileflik 1120 °C CO + CO 2 + H 2 O
Pt/C (Piroliz)
Piroliz; organik maddelerin
oksijensiz ortamda s›cakl›k
etkisiyle termal olarak
bozunmas›d›r. Bozunmay›
kolaylaflt›rmak için Pt gibi
metal katalizörler
kullan›labilir.
Gravimetrik analiz; bir
analitin miktar›n›n kütle
ölçüm temeline dayanarak
nicel olarak belirlendi¤i
analitik yöntemlerdir.
Volumetrik analiz; deriflimi
bilinen bir çözeltinin analit
ile tepkimeye giren
miktar›n›n (hacminin)
ölçümüne dayanan analitik
yöntemdir.
H 2 O + C CO + H 2
CO 2 + C
CO + CuO
CO 2 + 2NaOH
2CO
CO 2 + Cu
Na 2 CO 3 + H 2 O
Volumetrik (iyodometrik) yöntemde ise, ayn› gravimetrik yöntemde oldu¤u gibi
organik bilefli¤in granül karbon varl›¤›nda termal olarak bozunmas› gerçeklefltirilir.
Bilefli¤in bozunmas› sonucu karbonmonoksit ile birlikte karbondioksit gaz› da
meydana gelir. Oluflan karbondioksit karbonmonoksite çevrilir. Daha sonra
karbonmonoksitin iyotpentoksit ile reaksiyonundan iyot a盤a ç›kar. Oluflan iyot
ise sodyum tiyosülfat ile titre edilir ve bu flekilde karbonmonoksit miktar› hesaplan›r.
Buradan da oksijen miktar›na geçilir.
Di¤er taraftan günümüzde otomatik cihazlar kullan›larak oksijen tayini yayg›n
bir flekilde uygulanmaktad›r. Di¤er yöntemlerde oldu¤u gibi organik madde yüksek
s›cakl›kta piroliz edilir. Daha sonra karbonmonoksit s›cak bak›r (II) oksit içeren
kuvartz tüpün içinden geçirilerek karbondioksit formuna dönüfltürülür ve karbondioksit
karbon tayininde oldu¤u gibi uygun bir dedektörde tayin edilir. Genellikle,
reaksiyon ürünü karbondioksit (CO 2 ) kromatografi yoluyla ayr›l›r ve termal
iletkenli¤i ölçülür. Meydana gelen karbondioksitin miktar›n›n ölçülmesi organik
maddenin oksijen içeri¤inin belirlenmesini sa¤lar. Bu nedenle, belirlenen karbondioksit
miktar›ndan oksijen miktar› hesaplan›r. Analizde gerçekleflen kimyasal reaksiyonlar›
afla¤›daki gibi gösterebiliriz:

82 Aletli Analiz Laboratuvar›
C, H, O içeren organik bileflik ›s› CO + CO 2 + H 2 O
Pt/C
(Piroliz)
H 2 O + C CO + H 2
CO 2 + C
CO + CuO
2CO
CO 2 + Cu
Kükürt Tayini
Organik bilefliklerdeki kükürt genellikle sülfat formunda tayin edilir. Organik
madde afl›r› oksijen varl›¤›nda ›s›t›ld›¤›nda, petrolün yanmas›ndaki gibi, maddenin
kükürt içeri¤i kükürt dioksit ve kükürt trioksite dönüflür. Kükürt dioksit ve
kükürt trioksit ise kuvvetli asidik ortamda su ile kar›flt›¤›nda sülfürik asit meydana
gelir. Bu flekilde organik bilefli¤in bütün kükürt içeri¤i sülfürik asit formunda
elde edilir ve sodyum hidroksit gibi kuvvetli bir bazla titrasyonu ile kükürt
miktar› hesaplan›r. Meydana gelen kimyasal reaksiyonlar› afla¤›daki gibi
ifade edebiliriz:
C, H, O ve S içeren organik bileflik O2 CO 2 + H 2 O + SO 3 + SO 2
›s›
SO 3 + SO 2
HNO3 H 2 SO 4
H 2 O
H 2 SO 4 + 2NaOH
Na 2 SO 4 + 2H 2 O
Günümüzde kükürt tayini için otomatik CHNS/O analizi yapan element analiz
cihazlar› kullan›lmaktad›r. Organik bileflikteki kükürt, kükürt dioksit formunda tayin
edilir. Organik numune kalay kapsülde tart›l›r ve katalizör içeren oksitlenme
tüpünde parçalan›r. Bileflik, oksijen atmosferinde yaklafl›k 1000 °C s›cakl›kta ›s›t›-
larak karbondioksit, su, azot gaz›, azot oksitler ve kükürt oksitler meydana gelir.
Daha sonra gaz kar›fl›m› helyum atmosferinde, yüksek s›cakl›kta içinde bak›r metali
içeren indirgenme tüpüne iletilir ve burada bütün azot oksitler N 2 gaz›na, kükürt
oksitler ise SO 2 gaz›na dönüfltürülür. Tafl›y›c› helyum gaz›n›n sürükleyici etkisiyle
gaz kar›fl›m› s›ras›yla H 2 O, SO 2 ve CO 2 ve N 2 ölçümü için uygun termal iletkenlik
ya da k›rm›z› ötesi dedektörüne ulafl›r ve her bir yanma gaz›n›n miktar› belirlenir.
OTOMAT‹K ELEMENT (CHNS/O) ANAL‹Z C‹HAZI
Organik bilefliklerde C, H, N, S ve O elementlerinin analizi için ticari olarak gelifltirilmifl
farkl› marka ve modellerde otomatik analiz cihazlar› bulunmaktad›r. Genel
prensip hemen hemen hepsinde benzer flekildedir. Burada Elemantar VARIO EL
III marka otomatik element analiz cihaz›n›n çal›flma prensibi anlat›lm›flt›r.
Ölçüm Prensibi ve Avantajlar›
Organik element analizinde temel prensip, numuneye oksijenli ortamda katalitik
yakma iflleminin uygulanmas›d›r. Yüksek s›cakl›kta oksidasyon/parçalanma basama¤›nda
numunenin elementel bileflenleri (C, H, N, S), gaz faz›nda oksidasyon

4. Ünite - Organik Bilefliklerde Element Analizi
83
ürünlerine (CO 2 , H 2 O, NO x ve SO 2 ) dönüfltürülür. Meydana gelen gazlar›n kantitatif
ölçümleri kararl› bir dedektör yard›m›yla (TCD, IR vs.) gerçeklefltirilir. Numunenin
element içeri¤i biliniyorsa iste¤e ba¤l› olarak cihaz CHNS, CHN, O gibi farkl›
çal›flma modlar›nda çal›flt›r›labilir. Oksijen modunda çal›flmak için cihazda baz›
modifikasyonlar yapmak gerekir.
Di¤er enstrümental analitik yöntemlerle karfl›laflt›r›ld›¤›nda Elemantar VARIO
EL III otomatik element analiz cihaz›n›n avantajlar›n›;
• yüksek do¤ruluk ve kesinlik (< %0.2 ba¤›l),
• ön ifllem süresi olmaks›z›n orijinal numunenin direk analizi,
• birkaç dakikada tam otomatik tayin,
• analiz bafl›na düflük maliyet,
fleklinde s›ralayabiliriz.
Geçmiflte, organik element analizin temel uygulama alan› organik bilefliklerin
kimyasal formülünün tayin edilmesiydi. Bugün ise ürün kalite kontrolü, çevresel
kontrol ya da tar›msal ürünlerin analizi gibi önemli endüstriyel uygulamalar› bulunmaktad›r.
Elementar VARIO EL III otomatik element analiz cihaz›n›n avantajlar›n› SIRA s›ralay›n›z.
S‹ZDE
CHNS/O Element Analiz Cihaz› Vario EL III Kullan›m
DÜfiÜNEL‹M
Prensipleri
Vario EL III, CHNS elementlerinin miktar tayinini h›zl› bir biçimde, tam otomatik
olarak yapabilen element analiz cihaz›d›r. Analiz edilecek SORU numunenin yanabilirli¤i
ve miktar› analiz öncesinde dikkate al›nmal›d›r. Flor, klor gibi halojenleri
ve fosfor türlerini içeren baz› maddeler veya a¤›r metal içeren numuneler
D‹KKAT
analiz sonuçlar›n› olumsuz etkiledi¤i gibi cihaz›n belli parçalar›n›n ömürlerini
de k›salt›r. Cihaz yeterli bilgi ve deneyime sahip kifliler taraf›ndan kullan›lmal›-
d›r. Cihaz›n tamiri ve bak›m› yetkili kiflilerce yap›lmal›d›r. Kullan›lan SIRA S‹ZDEsarf malzemelerin
ve yedek parçalar›n kalitesi cihaz›n performans›n› do¤rudan etkiler.
Otomatik bir CHNS/O element analiz cihaz› Resim 4.4’ de gösterilmektedir.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
Resim 4.4
K ‹ T A P
6
Vario EL III-
CHNS/O element K ‹ T A P
analiz cihaz›
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
‹NTERNET
SORU
DÜfiÜNEL‹M
‹NTERNET
SORU
Sald›rgan(agresif) kimyasallar, asitler, alkali çözeltiler, patlay›c› veya D‹KKAT patlay›c› gaz ç›karan
numunelerin analizi element analiz cihaz› ile yap›lamaz. Çünkü, cihaz veya cihaz kullan›c›s›
bu tip numunelerin analizlerinde zarar görebilir.
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
Fosfor (P), Flor (F) ve Klor (Cl) gibi elementleri içeren numunelerin SIRA analizi S‹ZDEneden sak›ncal›d›r,
aç›klay›n›z.
AMAÇLARIMIZ 7
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
DÜfiÜNEL‹M
K ‹ T A P
SORU
DÜfiÜNEL‹M
K ‹ T A P
SORU
TELEV‹ZYON
D‹KKAT
TELEV‹ZYON
D‹KKAT

84 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 4.1
Vario EL, daha önce de bahsetti¤imiz gibi yüksek s›cakl›kta oksijenli karbondioksit
ortam›nda katalitik yakma prensibi ile çal›flmaktad›r. Organik bilefli¤in yanmas›
için yüksek safl›kta oksijen gaz› kullan›l›r. Ayr›ca, yüksek safl›kta helyum
hem tafl›y›c› gaz olarak hem de temizleme gaz› olarak kullan›lmaktad›r. Yanma
gazlar›, uçucu halojenler gibi yabanc› gazlardan ar›nd›r›l›r. Daha sonra ölçülecek
her bir bileflen ayr› ayr› özel kromatografik tutucu kolonlarda tutulur ve s›rayla termal
iletkenlik dedektöründe (Thermal Conductivity Dedector, TCD) miktar› ölçülür.
CHNS analizi için cihaz›n üzerinde SO 2 , H 2 O ve CO 2 tutucular› bulunmaktad›r.
Otomatik CHNS element analiz cihaz›ndaki ak›fl diyagram› fiekil 4.1’ de gösterilmektedir:
Analizin tüm aflamalar› bilgisayar yaz›l›m› arac›l›¤› ile otomatik olarak kontrol
edilmektedir. Kullan›c› isterse analiz s›ras›nda oksitlenmenin tam olarak gerçekleflmesi
için kullan›lan oksijen miktar›n› (dozunu) ayarlayabilir.
Elemantar VARIO
EL III
CHNS/O analiz
cihaz› ak›fl
diyagram›
V2/ V3 SO 2 desorpsiyon yolu kapaklar› 7 ‹ndirgenme tüpü
V4 O 2 girifl kapa¤› 8 Kurutma tüpleri
V7 He girifl kapa¤› 9 Gaz kontrol eklentisi
V8/ V9 H 2 O desorpsiyon yolu kapaklar› 10 Ölçüm bölümü ak›fl denetleyicisi
A SO 2 -adsorpsiyon kolonu 11 Dedektör (TCD)
B H 2 O-adsorpsiyon kolonu 12 Referans gaz kolu
C CO 2 - adsorpsiyon kolonu 13 Referans gaz› kurutma tüpü
1 Otomatik numune verici (karusel) 14 Gaz girifl bas›nc› ölçüm k›sm›
2 Numune girifl kapa¤› 15 O2 ve He için ak›flölçer
3 Yanma tüpü 16 Gaz temizleme tüpü
4 3-Tüp f›r›n 17 Bas›nç sensörü
5 O 2 -ak›fl borusu 18 Oksijen kurutma tüpü
6 Kül toplama kab› 19 Oksijen dozu(miktar›) için i¤ne kapa¤›

4. Ünite - Organik Bilefliklerde Element Analizi
85
Homojenize edilmifl numuneler kalay kapsül içinde mikro terazide tart›l›r ve
otomatik numune (yükleyici) vericinin (auto sampler) tepsisine konur. Resim 4.5’
de mikro terazi ve otomatik numune verici görülmektedir.
Numune kütlesi bilgisayara elle girilebilir veya cihaza ba¤l› teraziden bilgisayara
do¤rudan aktar›labilir. Kütlesi belirlenen numuneye bir isim verildikten sonra
uygun oksijen miktar› (dozu) seçilip analiz bafllat›labilir. Otomatik numune vericide
(yükleyici) bulunan ve analiz s›ras› gelen numune buradan numune hücresi kapa¤›
aç›larak cihaz üzerindeki yanma tüpüne düfler. Yanma tüpü içinde yüksek s›-
cakl›kta (1150 °C) oksijen varl›¤›nda numunenin tamam›n›n yanmas› gerçekleflir. fiekil
4.2’ de CHNS analiz cihaz›nda kullan›lan yüksek s›cakl›klara (max. 1180 °C) dayan›kl›
kuvartz malzemeden yap›lm›fl bir yanma tüpü ve haz›rlanma süreci gösterilmektedir.
Yanma tüpü haz›rlan›rken kullan›lan malzemeler de yüksek s›cakl›klara dayan›kl› kuvartz
parçalard›r.
a) b)
Resim 4.5
(a) Mikro terazi
(b) Otomatik
numune verici
(yükleyici)
fiekil 4.2
Yanma tüpü ve
haz›rlan›fl›
1 Protektif tüp
2 Kül haznesi (ash finger)
1
3 Mineral toplar (corrundum balls)- 3 mm (yak. 2 g)
4 Granül WO 3 - 55 mm
5 Kuvartz yün- 10 mm (yak. 0.2 g)
6 Destek tüp (support tüp)- 65 mm
7 Kuvartz yün- 15 mm (yak. 0.2 g)
55
10
SIRA S‹ZDE
65
2
3
4
5
6
SIRA S‹ZDE
15
DÜfiÜNEL‹M
7
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
Yanma tüpü tabloda verildi¤i s›rada itinayla haz›rlanmal›d›r.
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P

86 Aletli Analiz Laboratuvar›
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
S ORU
Kuvartz Köprü
Kalay kapsüle sar›lm›fl olan numune protektif tüpün içinden geçerek alt taraf›
cam pamu¤u ile kapat›lm›fl kül haznesine düfler. Burada oksijen gaz› varl›¤›nda
yanma gerçekleflir. Granül wolfram (III) oksit (WO 3 ) oksitlenmeyi h›zland›rmak
için katalizör olarak kullan›l›r. Kuvartz yün, ara tabaka olarak ve mineral
toplar ise WO 3 ve kül haznesi aras›nda bir ay›r›c› tabaka olarak kullan›l›r.
Yanma tüpünde organik bilefli¤in tümünün yanmas› sonucu oluflan
yanma gazlar› (CO 2 , H 2 O, NO x , SO 2 ve SO 3 ) He gaz› ile indirgenme
tüpüne sürüklenir. Yanma ve indirgenme tüpü aras›nda bu geçifli
SIRA S‹ZDE
sa¤layan ve tüpleri birbirine ba¤layan kuvartz köprü bulunmaktad›r.
DÜfiÜNEL‹M Yanma gazlar› indirgenme tüpünde dedektör taraf›ndan teflhis edilebilecek
türden gazlara (CO 2 , H 2 O, N 2 ve SO 2 ) çevrilir. Kullan›lan indirgenme
tüpü ve içeri¤i fiekil 4.3’de verilmektedir.
SORU
D‹KKAT
‹ndirgenme tüpü D‹KKAT tabloda verildi¤i s›rada itinayla haz›rlanmal›d›r.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
fiekil 4.3
1.1
‹ndirgenme tüpü ve
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ 1
haz›rlan›fl›
1.2
1.3
K ‹ T A P
26
45
2
3
K ‹ T A P
4
1-1.2 Tel-elek kafes sistemi içeren kapak
1.3 Kuvartz yün
2 Plastik conta (o-ring)
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
3 Gümüfl yün- 26 mm
4 Mineral toplar (corrundum balls)- 45 mm
‹NTERNET
170
5
‹NTERNET
5 Bak›r (Cu)- 170 mm
6 Kuvartz yün- 10 mm
10
6
7 Destek tüp (support tüp)- 65 mm
65
7
8 Kuvartz yün- 5 mm
5
8
‹ndirgenme tüpünde bulunan s›cak (850 °C) bak›r, azot oksitleri moleküler
azota (N 2 ) indirger ve fazla oksijeni bak›r oksit fleklinde tutar. Bak›r oksit, karbon
monoksiti karbondioksit türüne dönüfltürür. Di¤er taraftan, kullan›lan gümüfl yünü
klor, iyot ve bromu ve ayn› zamanda numunenin yanmas›ndan oluflan fosfor bilefliklerini
de uzaklaflt›r›r.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
8
‹ndirgenme SIRA tüpünde S‹ZDE yer alan bak›r ve gümüfl yünü hangi amaçla kullan›lmaktad›r, k›saca
aç›klay›n›z.
DÜfiÜNEL‹M
‹ndirgenme tüpünden ç›kan ve miktarlar› ölçülecek olan gaz bileflenler spesifik
adsorpsiyon kolonlar›nda tutularak birbirinden ayr›l›r. fiekil 4.1’de görüldü¤ü gibi
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE

4. Ünite - Organik Bilefliklerde Element Analizi
87
cihazda s›ras›yla; SO 2 gaz›n› adsorplayacak SO 2 -adsorpsiyon kolonu (A), oluflan
suyu adsorplayan H 2 O-adsorpsiyon kolonu (B) ve CO 2 gaz›na özgü CO 2 -adsorpsiyon
kolonu (C) bulunmaktad›r. Yanma gaz›n› oluflturan ve di¤er gazlardan ayr›lm›fl
olan azot gaz› ise hiçbir tutucu sisteme u¤ramadan He bas›nc› yard›m›yla dedektöre
ulafl›r ve miktar› ölçülür. Dedektör taraf›ndan alg›lanan N 2 miktar›n› gösteren
pikin alan› otomatik olarak cihaz taraf›ndan hesaplan›r. Azot tayini tamamland›ktan
sonra dedektöre sadece referans He gaz› ulaflaca¤› için bir pik elde edilmez.
Daha sonra dedektöre en yak›n adsorpsiyon kolonu olan CO 2 - adsorpsiyon
kolonu (C) ›s›t›larak, tutulan CO 2 termal desorpsiyona u¤rar ve He gaz›n›n sürükleyici
etkisiyle sistemde ilerleyerek dedektöre ulafl›r ve CO 2 miktar› ölçülür. Cihaz
otomatik olarak bu sonuçtan karbon içeri¤ini hesaplar ve sonuç kay›t edilir. Benzer
flekilde s›ras›yla H 2 O ve SO 2 ’nin termal desorpsiyonu ile bu gazlar›n da dedektör
taraf›ndan tek tek miktarlar› ölçülür ve organik bilefli¤in hidrojen ve kükürt içeri¤i
belirlenmifl olur. Analiz sonuçlar› bilgisayarda depolan›r.
Var›o El III CHNS Analiz Cihaz›n›n Kullan›m›nda Dikkat Edilmesi Gereken
Özellikler
Element analiz cihaz›nda tek bir bileflenin analizi yap›lacaksa numune saf, kuru
ve homojen olmal›d›r. E¤er bir kar›fl›m analizi yap›l›yorsa numune mutlaka kuru
olmal›d›r. Numunenin indirgenmesi ve kurutulmas› aflamalar›nda özellikle dikkatli
davranmak gerekir. Çünkü, bu ifllemler s›ras›nda numunenin kirlenmesi ve
uçucu bilefliklerin kayb› söz konusudur. Cihaz toplam azot miktar›n› okudu¤u için
numunenin içinde hapsolan havan›n en az olmas›na dikkat edilmelidir. Kalay numune
kaplar›na dokunulursa elimizdeki nem ve hidrokarbon kirlilikleri numune
analizinde hidrojen ve karbon kirlili¤i olarak sonuçlar› etkiler. Ayr›ca numunenin
içerdi¤i nem, sonuçlar tart›lan numune kütlesi üzerinden hesapland›¤› için, di¤er
elementlerin sonuçlar›n› da etkiler.
Numunenin yanma özelli¤i, homojenli¤i ve içerdi¤i element miktarlar›, numunenin
hangi miktarda tart›larak analiz yap›laca¤›n› belirler. Yakma için gerekli oksijen
miktar› tart›lan numunenin miktar›na göre ayarlanabilir. Temel prensip olarak, büyük
kütleli, yüksek oranda karbon içeren ve yanma özelli¤i zay›f olan organik bilefliklerin
analizinde daha küçük miktarlarda (yaklafl›k 1-3 mg) numune tart›m› uygundur.
Di¤er taraftan, daha küçük molekül kütleli, kolay yanabilen maddeler için yaklafl›k
5-10 mg aral›¤›nda numune tart›m› yap›labilir. Genellikle tüm elementlerin do¤ru
ve hassas okunabildi¤i tek bir tart›m de¤eri bulmak zordur. Ayr›ca, numunenin
özelli¤ine ba¤l› olarak analiz s›ras›nda kullan›lacak oksijen miktar› (dozu) kullan›c›
taraf›ndan ayarlanabilir.
Güvenilir bir element analizi için numune haz›rlanmas› aflamas›nda
SIRA
dikkat
S‹ZDE
edilmesi gereken
ifllemleri belirtiniz.
Günlük çal›flma s›ras›nda cihaz iki saatten daha uzun süre DÜfiÜNEL‹M kapal› kalm›flsa pek
çok flartland›rma numunesi analiz edildikten sonra çal›flmaya bafllanmal›d›r. fiartland›rma
s›ras›nda gaz ak›fl›, gaz bas›nc›, analizin aflamalar› ve elde edilen analiz sonuçlar›
kontrol edilmelidir. fiartland›rma numuneleri standart olarak kullan›lan bili-
SORU
nen saf organik bilefliklerdir. Bu standartlar›n teorik element analiz sonuçlar› cihazda
kay›tl›d›r. Analizi yap›lan flartland›rma numunelerine ait sonuçlar D‹KKAT bu teorik de-
¤erlerle karfl›laflt›r›l›r ve teori¤e en yak›n ve birbiri içinde tekrarlanabilir sonuçlar elde
edilinceye kadar standart analizi sürdürülür. Bu ifllem cihaz›n güvenilirli¤i ve
SIRA S‹ZDE
tekrarlanabilirli¤ini test etmek amac›yla her gün mutlaka yap›lmal›d›r. Bundan sonra,
her fley yolundaysa analizi yap›lacak numuneler listeye girilir ve analiz bafllat›l›r.
9
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P

88 Aletli Analiz Laboratuvar›
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
Element analiz cihaz›n›n kullan›m›, afla¤›daki temel uygulama alanlar›na hizmet
etmesi aç›s›ndan oldukça önemlidir.
Araflt›rma: Klasik organik kimyada CHN analizi kimyasal bilefliklerin karakterizasyonu
için kaç›n›lmazd›r. Yeni sentezlenen bir bilefli¤in yap›s›n› kan›tlamak
için CHNS+O de¤erleri gereklidir. Bu kimya için geçerli oldu¤u kadar ayn› zamanda
eczac›l›k ve tar›msal kimya için de geçerlidir ve uygulama üniversiteler, kamu
ve özel araflt›rma enstitülerinde yayg›n olarak kullan›l›r.
Endüstri: Kimya, hammadde kimyasallar›, farmosötik(ilaç) üretimi, pestisit
(böcek öldürücü), gübre, petrol ürünleri ve polimerler gibi üretim endüstrilerinde
CHNS analizi kalite kontrolü için kullan›lmaktad›r. Hatta baz› alanlarda üretim süreci
kontrolü için de kullan›m› mevcuttur.
Enerji: Ham petrol, kömür ve benzeri ürünler gibi numuneler için CHNO elementleri
enerji verimi üzerine bir etkiye sahiptir. Ölçülen de¤erlerden ›s› de¤eri hesaplanabilir.
Kükürt ve azot gibi elementlerin çevresel olarak kontrolü de önemlidir, çünkü
bu elementlerin yay›lmas› pek çok ülkede yasal olarak s›n›rland›r›lm›flt›r.
Tar›m bilimi: Tar›m kimyasallar›, böcek öldürücüler ve gübrelere ilave olarak
toprak, bitki ve g›da gibi tar›m bilimi numuneleri de analiz edilebilir. Azota karfl›
karbon oran› toprak verimlili¤i için bir ölçüdür. Azot içeri¤i, tar›mda gübre kalitesi
için ve g›dada ise protein aç›s›ndan bir ölçüdür. Bu nedenle uygulama alan› oldukça
yayg›nd›r.
Sa¤l›k: CHN analizi klinik laboratuvarlarda ya da hastanelerde tipik rutin bir
yöntem de¤ildir. Fakat, araflt›rma için kullan›labilir. Kan ve plazmadaki protein,
beslenme döngüsündeki C/N oran› bu alandaki uygulamalara verilebilecek örneklerdendir.
Ekoloji: Tipik bir uygulama olarak, kirlenmifl toprakta, kat› at›klar ve kal›nt›larda,
çamurda ve kirlenmifl suda gerçeklefltirilebilir.
Element analizinin SIRA S‹ZDE uygulama alanlar›n›n günümüzdeki önemini k›saca aç›klay›n›z.
ORGAN‹K B‹LEfi‹KLERDE ELEMENT ANAL‹Z‹
DÜfiÜNEL‹M
UYGULAMALARI
Element analiz uygulamalar› için afla¤›daki deneyi örnek olarak verebiliriz.
SORU
Elementar VARIO EL III Element Analiz Cihaz›
Kullan›larak Organik Bir Numunedeki C, H, N, ve S
D‹KKAT
Elementlerinin Tayini
Deneyde Elementar VARIO EL III Element Analiz Cihaz› kullan›lm›flt›r.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Deneyin Yap›l›fl›:
1. Cihaz aç›ld›ktan sonra He ve O 2 gazlar› aç›l›r.
AMAÇLARIMIZ 2. CHNS analizi için yanma ve indirgenme tüplerinin ve adsorpsiyon kolonlar›n›n
s›cakl›klar› cihaza girilir ve f›r›nlar›n istenilen s›cakl›klara ›s›t›lmas› sa¤-
AMAÇLARIMIZ
lan›r.
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
10
3. Gaz K bas›nc›n›n ‹ T A P cihaz üzerindeki manometrede ve bilgisayar ekran›nda ayn›
olup olmad›¤› kontrol edilir.
4. Sistem ›s›nd›ktan sonra cihaz›n tümüne kaçak testi uygulan›r. Cihaz›n iç aksam›nda
TELEV‹ZYON herhangi bir yerde gaz kaça¤› var m› mutlaka kontrol edilir.
5. Bu kontroller olumlu sonuçland›ktan sonra, cihaz analiz için haz›r hale gelmifltir.
Bafllang›çta, cihaz uzun süreli kapat›l›p aç›ld›ktan sonra bilinmeyen
numune analizine geçmeden önce bofl (blank), yani flartland›rma analizle-
‹NTERNET

4. Ünite - Organik Bilefliklerde Element Analizi
89
ri yap›l›r. Standart numunelerin analiz sonuçlar› teorik de¤erlerle çok iyi korelasyon
gösteriyorsa bilinmeyen numune analizine geçilir.
6. Bofl analizde kütle 1.000 mg olarak girilir. Numune ad› “bofl” olarak yaz›l›r.
7. Kat› standart sülfanilik asit numuneleri kalay kapsülde tart›l›r. Kütleleri ve
isimleri bilgisayara girilir ve otomatik numune vericiye yerlefltirilerek analiz
bafllat›l›r.
8. Standart analizleri tamamland›ktan sonra bilinmeyen (A) numunesi tart›l›r.
Kütlesi ve ismi bilgisayara ifllenir.
9. Ayn› numunenin analizi daha güvenilir sonuçlar elde etmek için birkaç kez
tekrarlanabilir.
10. Afla¤›daki flekilde VARIO EL III cihaz›nda yap›lm›fl element analizi sonuç
penceresi gösterilmektedir. Sonuç penceresinde, bofl ve standart numune
analizlerine ait sonuçlar görülmektedir. Burada, standart madde “Sulfanilic
Acid” numune ad› ile verilmifltir ve farkl› kütlelerde sülfanilik asit numunelerinin
element analizi yap›lm›flt›r. Standart numune analizi, cihaz›n güvenilirli¤i
ve sonuçlar›n tekrarlanabilirli¤ini test etmek amac›yla uygulan›r.
Veriler
1. Bilinmeyen (A) numunesine ait element analiz sonuçlar› afla¤›daki sonuç
penceresinde 4 numaral› s›rada “örn-2” numune ad› ile verilmifltir. Analiz
penceresinden görüldü¤ü gibi analiz için tart›lan numune kütlesi 5.198 mg’
d›r. (örn-2=A)

90 Aletli Analiz Laboratuvar›
2. Afla¤›daki tabloda (A) numunesine ait teorik ve deneysel element analiz de-
¤erleri verilmifltir.
Sonuçlar
1. Element analiz sonuçlar›n› kullanarak (A) numunesinin basit formülünü belirleyiniz.
2. (A) maddesinin kütle spektrometresi ile ölçülen kütlesi 135.07 g oldu¤una
göre molekül formülünü bulunuz.
%C %H %N %S %O
Teorik 71.089 6.710 10.360 - 11.841
Deneysel 71.560 6.664 10.430 - 11.346
3. (A) maddesinin molekül formülü belirlendi¤ine göre deneysel sonuçlar› bilefli¤in
teorik element de¤erleri ile karfl›laflt›rarak deneysel süreci yorumlay›n›z.

4. Ünite - Organik Bilefliklerde Element Analizi
91
Özet
A MAÇ
1
A MAÇ
2
Aletli analiz laboratuvar›nda gerçeklefltirilen organik
element analiz sürecini tan›mlayabilmek
ve önemini yorumlamak.
Organik element analiz, kantitatif kimyasal analizin
bir koludur. Organik bilefliklerdeki karbon
(C), hidrojen (H), azot (N), oksijen (O) ve kükürt
(S) elementlerinin bileflikteki kütlece yüzde bileflimini
tayin etmek amac›yla kullan›l›r. Elementlerin
kantitatif de¤erleri kullan›larak bilefli¤in basit
formülü tespit edilir. Yeni sentezlenen bir
maddenin yap› analizinde kullan›lan spektroskopik
yöntemleri tamamlay›c› bir analiz tekni¤idir.
Element analizi saf organik bilefliklerdeki elementlerin
belirlenmesinde kullan›ld›¤› gibi baz›
elementlerin organik bir kar›fl›mdaki içeri¤ini belirlemek
amac›yla da kullan›labilir. Örne¤in, g›da
maddelerinde besin de¤erinin göstergesi olan
azot elementinin tayini yap›labilir. Bir kömür numunesinde
kükürt ve azot analizi gerçeklefltirilebilir.
Kömürün yanmas› sonucu çevreye zararl›
azot ve kükürt içeren gazlar›n a盤a ç›kt›¤›n› düflünürsek
elementel analizin önemini daha aç›k
vurgulam›fl oluruz.
Organik bilefliklerdeki CHNS/O elementlerinin
element analizinde gerçekleflen olaylar› s›ralayabilmek
ve kimyasal reaksiyonlar› yazmak.
Organik bir bileflikteki CHNS/O elementlerinin
tayini için, günümüzde ticari olarak üretilen otomatik
ve çok say›da numune analizine uygun olan
element analiz cihazlar› gelifltirilmifltir. Bu analiz
cihazlar› bilgisayar sistemi taraf›ndan kontrol edilebilmektedir.
Bilgisayar sistemi sayesinde numunelere
ait verilerin toplanmas›, analiz edilen elementlerin
bileflikteki kütlece bileflimlerinin hesaplanabilmesi
ve sonuçlar›n saklanmas› mümkündür.
Analiz sürecinde gerçekleflen yanma olay›
tamamen otomatiktir ve analiz sonunda yanma
gaz›ndaki bileflenlerin ölçümü yap›lmaktad›r.
C, H, N, S içeren organik bileflik yüksek s›cakl›kta
yüksek safl›kta oksijen gaz› kullan›larak yak›-
l›r. Bilefli¤in tümünün yanmas› sonucu oluflan
gaz kar›fl›m›, afla¤›daki kimyasal reaksiyonlarda
gösterildi¤i yollarla analiz edilecek yanma gazlar›na
(CO 2 , H 2 O, N 2 , SO 2 ) dönüfltürülür. Bu gazlar›n
her biri cihaz›n üzerinde bulunan SO 2 , H 2 O
A MAÇ
3
ve CO 2 tutucu kolonlar›nda tutularak birbirinden
ayr›l›r. N 2 gaz› ise yüksek safl›kta helyum gaz›
yard›m›yla direk termal iletkenlik dedektörüne
ulafl›r ve miktar› ölçülür. Benzer flekilde di¤er
yanma gazlar› da s›rayla dedektöre gönderilir ve
miktarlar› tayin edilir.
C, H, N, S içeren organik bileflikler [O]
CO 2 + CO + H 2 O + NO X + SO 2 + SO 3
NO x
Cu N 2 + CuO
SO 3
Cu SO 2 + CuO
O 2
Cu CuO
CO Cu CO 2
Organik bilefli¤in oksijen bilefliminin saptanmas›
için, cihaz üzerinde modifikasyonlar yapmak gerekir.
Oksijen içeren bileflik oksijensiz ortamda
termal olarak parçalan›r.
Organik element analiz cihaz›n›n uygulama
alanlar›n› s›ralamak.
Element analiz cihaz›n›n kullan›m› afla¤›daki temel
uygulama alanlar›na hizmet etmesi aç›s›ndan
oldukça önemlidir:
Araflt›rma: Klasik organik kimyada CHN analizi
kimyasal bilefliklerin karakterizasyonu için kaç›-
n›lmazd›r. Yeni sentezlenen bir bilefli¤in yap›s›n›
kan›tlamak için CHNS+O de¤erleri gereklidir. Bu
kimya için geçerli oldu¤u kadar ayn› zamanda
eczac›l›k ve tar›msal kimya için de geçerlidir ve
uygulama üniversiteler, kamu ve özel araflt›rma
enstitülerinde yayg›n olarak kullan›l›r.
Endüstri: Kimya, hammadde kimyasallar›, farmosötik(ilaç)
üretimi, pestisit (böcek öldürücü),
gübre, petrol ürünleri ve polimerler gibi üretim
endüstrilerinde CHNS analizi kalite kontrolü için
kullan›lmaktad›r. Hatta baz› alanlarda üretim süreci
kontrolü için de kullan›m› mevcuttur.
Enerji: Ham petrol, kömür ve benzeri ürünler gibi
numuneler için CHNO elementleri enerji verimi
üzerine bir etkiye sahiptir. Ölçülen de¤erlerden
›s› de¤eri hesaplanabilir. Kükürt ve azot gibi
elementlerin çevresel olarak kontrolü de önemli-

92 Aletli Analiz Laboratuvar›
dir, çünkü bu elementlerin yay›lmas› pek çok ülkede
yasal olarak s›n›rland›r›lm›flt›r.
Tar›m bilimi: Tar›m kimyasallar›, böcek öldürücüler
ve gübrelere ilave olarak toprak, bitki ve g›-
da gibi tar›m bilimi numuneleri de analiz edilebilir.
Azota karfl› karbon oran› toprak verimlili¤i için
bir ölçüdür. Azot içeri¤i, tar›mda gübre kalitesi
için ve g›dada ise protein aç›s›ndan bir ölçüdür.
Bu nedenle uygulama alan› oldukça yayg›nd›r.
Sa¤l›k: CHN analizi klinik laboratuvarlarda ya da
hastanelerde tipik rutin bir yöntem de¤ildir. Fakat,
araflt›rma için kullan›labilir. Kan ve plazmadaki
protein, beslenme döngüsündeki C/N oran›
bu alandaki uygulamalara verilebilecek örneklerdendir.
Ekoloji: Tipik bir uygulama olarak, kirlenmifl toprakta,
kat› at›klar ve kal›nt›larda, çamurda ve kirlenmifl
suda gerçeklefltirilebilir.
Geçmiflte, organik element analizinin temel uygulama
alan› organik bilefliklerin kimyasal formülünün
tayin edilmesiydi. Bugün ise yukar›da
s›ralanan pek çok faydal› uygulama alan›na imkan
sa¤lamaktad›r.
A MAÇ
4
A MAÇ
5
Kjeldahl toplam azot tayin cihaz›n› ve otomatik
element analiz cihaz›n› kullanmak.
Bu cihazlar›n baflar›l› bir flekilde kullan›lmas› ve
bir numune analizi yap›labilmesi için cihaz donan›mlar›n›n
anlat›ld›¤› ve çal›flma prensiplerinin aktar›ld›¤›
bölümlerin çok dikkatli okunmas› gerekir.
Bir numunenin Kjeldahl yöntemi ile toplam azot
tayini ve otomatik element analiz cihaz› ile C, H,
N, S elementlerinin tayini deneylerini uygulayabilmek
ve sonuçlar›n› de¤erlendirmek.
Bahsi geçen deneylerin laboratuvarda baflar›yla
uygulanabilmesi için bu deneylere ait bölümlerin
tamam›n›n dikkatle okunmas› gerekir. Deneysel
sonuçlar ve teorik veriler karfl›laflt›r›larak
analiz yorumlanmal›d›r.

4. Ünite - Organik Bilefliklerde Element Analizi
93
Kendimizi S›nayal›m
1. Afla¤›daki ifadelerden hangisinde, analizi yap›lan organik
bileflik aç›s›ndan element analizinin yarar› do¤ru
olarak vurgulanmaktad›r
a. Bileflikteki fonksiyonel gruplar belirlenir.
b. Bilefli¤in molekül formülü bulunur.
c. Bilefli¤in molekül kütlesi belirlenir.
d. Bilefli¤in aç›k yap›s› tayin edilir.
e. Bilefli¤in basit formülü bulunur.
2. Afla¤›dakilerden hangisi Dumas yöntemiyle azot tayininin
gereksinimlerinden biri de¤ildir
a. Nitrometre
b. Is›t›c› sistemler
c. HCl asit çözeltisi
d. Saf CO 2 kayna¤›
e. Yüksek s›cakl›klara dayan›kl› tüpler
3. Afla¤›dakilerden hangisinde Kjeldahl azot tayini yönteminde
analiz sürecindeki kimyasal reaksiyonlar›n s›-
ralamas› do¤ru olarak verilmifltir
(I) NH 3 +H 2 O
NH 4 OH
(II) Azotlu organik bileflik H2SO4 (NH 4 ) 2 SO 4 +CO 2 +H 2 O
katalizör
›s›
(III) NH 4 OH+HCl
NH 4 Cl+H 2 O
(IV) (NH 4 ) 2 SO 4 +2NaOH 2NH 3 +2H 2 O+Na 2 SO 4
a. I, II, III, IV
b. I, II, IV, III
c. II, I, IV, III
d. II, III, IV, I
e. II, IV, I, III
4. Element analiz cihaz› ile bir organik bilefli¤in analizi s›-
ras›nda afla¤›daki bileflenlerden hangisi meydana gelmez
a. SO 2
b. H 2 O
c. CO 2
d. WO 3
e. N 2
5. I. Saf
II. Homojen
III. Kar›fl›m
IV. Kuru
Yukar›dakilerden hangileri element analizi yap›lacak
numunenin do¤ru özelliklerindendir
a. I ve III
b. I, II ve III
c. I, II ve IV
d. II, III ve IV
e. I, II, III ve IV
6. C-H-N-P-S-F elementleri içeren bir organik bilefli¤in
element analizi yap›ld›¤›nda afla¤›daki elementlerden
hangisinin miktar› tam olarak belirlenemez
a. P
b. S
c. N
d. H
e. C
7. Afla¤›dakilerden hangisi otomatik element analiz cihaz›n›n
avantajlar›ndan biri de¤ildir
a. Ön ifllem olmadan orijinal numunenin direk
analizi
b. Yüksek s›cakl›kta katalitik yakma
c. Birkaç dakikada otomatik tayin
d. Analiz bafl›na düflük maliyet
e. Yüksek do¤ruluk ve kesinlik
8. Afla¤›dakilerden hangisi element analiz cihaz›n›n uygulama
alanlar›ndan biri de¤ildir
a. Kirlenmifl sularda nitrat tayini
b. Bir g›da numunesinde azot tayini
c. Bir kömür numunesinde kükürt tayini
d. Kirlenmifl toprak ve kat› at›klarda azot tayini
e. Yeni sentezlenen bir organik bileflikte CHNS/O
elementelerinin tayini
9. Bir hidrokarbon türevi olan vanilin C, H ve O elementlerini
içermektedir. 2.10 g vanilin tamamen yand›-
¤›nda 4.86 g CO 2 ve 1.00 g H 2 O a盤a ç›kmaktad›r. Buna
göre vanilindeki her bir elementin kütlece yüzdesi
kaçt›r (C: 12.011 gmol -1 ; H: 1.008 gmol -1 ; O: 15.999
gmol -1 )
a. %47.5 C; %12.5 H; %40 O
b. %52.5 C; %15.78 H; %31.72 O
c. %55.1 C; %10.15 H; %34.75 O
d. %63.0 C; %5.28 H; %31.72 O
e. %72.2 C; %5.28 H; %22.52 O
10. Bir organik bilefli¤in element analiz sonuçlar›ndan
%77.87 C, %11.76 H ve %10.37 O içerdi¤i bulunmufltur.
Buna göre organik bilefli¤in basit formülü
afla¤›dakilerden hangisidir (C: 12.011 gmol -1 ; H: 1.008
gmol -1 ; O: 15.999 gmol -1 )
a. C 6 H 6 O
b. C 10 H 8 O
c. C 10 H 18 O
d. C 11 H 10 O
e. C 13 H 10 O

94 Aletli Analiz Laboratuvar›
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
1. e Yan›t›n›z yanl›fl ise “Organik Bilefliklerde Element
Analizinin Amac› ve Önemi” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
2. c Yan›t›n›z yanl›fl ise “Dumas Yöntemi ile Azot
Tayini” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
3. e Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kjeldahl Yöntemi ile Azot
Tayini” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
4. d Yan›t›n›z yanl›fl ise “Otomatik Element Analiz
Cihaz›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
5. c Yan›t›n›z yanl›fl ise “Otomatik Element Analiz
Cihaz›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
6. a Yan›t›n›z yanl›fl ise “Otomatik Element Analiz
Cihaz›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
7. b Yan›t›n›z yanl›fl ise “Otomatik Element Analiz
Cihaz›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
8. a Yan›t›n›z yanl›fl ise “Otomatik Element Analiz
Cihaz›” ve “Vario EL III CHNS Analiz Cihaz›n›n
Kullan›m›nda Dikkat Edilmesi Gereken Özellikler”
konular›n› yeniden gözden geçiriniz.
9. d Yan›t›n›z yanl›fl ise “Organik Bilefliklerde Element
Analizinin Amac› ve Önemi” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
10. c Yan›t›n›z yanl›fl ise “Organik Bilefliklerde Element
Analizinin Amac› ve Önemi” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
⎛ 1molC
⎞
76.
57 gC
6.
375molC
⎝⎜
12.
011gC⎠⎟ =
⎛ 1
6.
43g
H
mol H ⎞
6.
380molH
⎝⎜
1.
008gH⎠⎟ =
⎛ 1molO
⎞
17.
00gO
1.
063molO
⎝⎜
15.
999gO⎠⎟ =
Fenol bilefli¤i C 6.375 H 6.38 O 1.063 fleklinde ifade edilebilir.
Bulunan mol say›lar› en küçük de¤ere bölünürse elementlerin
bileflikteki oranlar› elde edilir.
C=6.375/1.063=5.997
H=6.380/1.063=6.000
O=1.063/1.063=1.000
Buradan fenolün basit formülü C 6 H 6 O fleklinde bulunur.
S›ra Sizde 3
a. Asetik asit yand›¤›nda bileflikteki karbonun tümü
CO 2 , hidrojenin tümü ise H 2 O molekülüne dönüflmüfltür.
Öncelikle elde edilen yanma bileflenlerinden C, H
ve O elementlerinin miktarlar›n› hesaplayal›m:
1molCO
molC
Ckütlesi =3 664gCO
2 1 12.
011gC
. 2
44.
099gCO2 1molCO2
1molC
= 0.
997 gC≅
1 gC
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
S›ra Sizde 1
Organik element analizinde, organik numune yüksek
s›cakl›kta oksijen varl›¤›nda katalitik olarak yak›larak
maddenin element bileflenleri (C, H, N, S) gaz faz›nda
CO 2 , H 2 O, NO x ve SO 2 gibi oksidasyon ürünlerine dönüfltürülür.
Meydana gelen gazlar›n kantitatif ölçümleri
kararl› bir dedektör yard›m›yla (termal iletkenlik dedektörü
(TCD), k›rm›z› ötesi dedektör (IR) vs.) gerçeklefltirilir.
S›ra Sizde 2
Numune kütlesini 100.00 gram kabul edersek;
Fenol 76.57 g C, 6.43 g H ve 17.00 g O içermektedir.
fiimdi her bir elementin mol say›s›n› hesaplayal›m:
1
H kütlesi g H O molH O molH
=1 492
2 2 1. 008gH
. 2
18.
015gH2O1molH2O
1molH
= 0. 1669gH≅0.
167 gH
O kütlesi = 2. 509g asetik asit -( 1g C+
0. 167g H)
= 1. 342g
O
C, H ve O elementlerinin mol say›lar›n› hesaplayal›m:
1
1gC
molC = 0.
083molC
12.
011gC
1
0.
167 gH
molH = 0.
165molH
1.
008gH
1
1.
342gO
molO = 0.
083molO
15.
999gO
Bileflik C 0.083 H 0.165 O 0.083 fleklinde ifade edilebilir. Bulunan
mol say›lar› en küçük de¤ere bölünürse elementlerin
bileflikteki oranlar› elde edilir.
C=0.083/0.083=1

4. Ünite - Organik Bilefliklerde Element Analizi
95
H=0.165/0.083=1.987≅2
O=0.083/0.083=1
Buradan, asetik asitin basit formülü CH 2 O fleklinde
bulunur.
b. Asetik asitin basit formülü: CH 2 O
Molekül formülü= (basit formül) n = (CH 2 O) n
n= molekül kütlesi/ basit formül kütlesi= 60.05 g/ 30.025
g = 2
n= 2 olarak bulundu¤una göre,
Asetik asitin molekül formülü: C 2 H 4 O 2 fleklinde bulunur.
S›ra Sizde 4
Potasyum sülfat gibi katalizörlerin kullan›lma amac› sülfürik
asitin kaynama noktas›n› yükselterek daha etkin
bir parçalanmay› sa¤lamakt›r.
S›ra Sizde 5
Kjeldahl yöntemi ile analizi yap›lacak kat› numunenin
daha etkin bir flekilde parçalanmas› amac›yla tanecik
boyutunun küçültülmesi gerekir. Tanecik boyutu küçültülerek
kat› numunenin yüzey alan› artt›r›l›r ve sülfürik
asit molekülleri ile daha etkin bir etkileflim sa¤lanm›fl
olur.
S›ra Sizde 6
Elemantar VARIO EL III Otomatik element analiz cihaz›n›n
avantajlar›n›;
• yüksek do¤ruluk ve kesinlik (< %0.2 ba¤›l),
• ön ifllem süresi olmaks›z›n orijinal numunenin direk
analizi,
• birkaç dakikada tam otomatik tayin,
• analiz bafl›na düflük maliyet,
fleklinde s›ralayabiliz.
S›ra Sizde 7
Flor gibi halojenleri ve fosfat türlerini içeren baz› maddeler
veya a¤›r metal içeren numuneler analiz sonuçlar›n›
olumsuz etkiler. Ayn› zamanda, cihaz›n belli parçalar›n›n
ömürlerini k›salt›r.
S›ra Sizde 8
Bak›r, azot oksitleri moleküler azota (N 2 ) indirger ve
fazla oksijeni bak›r oksit fleklinde tutar. Bak›r oksit, karbon
monoksiti karbondioksit türüne dönüfltürür. Gümüfl
yünü flor, klor, iyot brom ve ayn› zamanda numunenin
yanmas›ndan oluflan fosfor bilefliklerini uzaklaflt›r›r.
S›ra Sizde 9
Element analiz cihaz›nda tek bir bileflenin analizi yap›-
lacaksa numune saf, kuru ve homojen olmal›d›r. E¤er
bir kar›fl›m analizi yap›l›yorsa numune mutlaka kuru olmal›d›r.
Numunenin indirgenmesi ve kurutulmas› aflamalar›nda
özellikle dikkatli davranmak gerekir. Çünkü,
bu ifllemler s›ras›nda numunenin kirlenmesi ve uçucu
bilefliklerin kayb› söz konusudur. Cihaz toplam azot
miktar›n› okudu¤u için numunenin içinde hapsolan havan›n
en az olmas›na dikkat edilmelidir. Kalay numune
kaplar›na dokunulursa elimizdeki nem ve hidrokarbon
kirlilikleri numune analizinde hidrojen ve karbon kirlili¤i
olarak sonuçlar› etkiler. Ayr›ca numunenin içerdi¤i
nem, sonuçlar tart›lan numune kütlesi üzerinden hesapland›¤›
için di¤er elementlerin sonuçlar›n› da etkiler.
S›ra Sizde 10
Geçmiflte, organik element analizinin temel uygulama
alan› organik bilefliklerin kimyasal formülünün tayin
edilmesiydi. Bugün ise araflt›rma, endüstri, tar›m ve sa¤l›k
gibi pek çok sektörde faydal› uygulama alanlar›na
sahiptir. Örne¤in, g›da maddelerinde besin de¤erinin
göstergesi olan azot elementinin tayini yap›labilir. Kükürt
ve azot gibi elementlerin çevresel olarak kontrolü
de önemlidir. Çünkü bu elementlerin yay›lmas›, yaratt›klar›
çevresel kirlilikten dolay› pek çok ülkede yasal
olarak s›n›rland›r›lm›flt›r.
Yararlan›lan Kaynaklar
Bance, S. (1980). Handbook of Practical Organic Microanalysis,
Ellis Horwood Limited.
Dean, A.J (1995). Analytical Chemistry Handbook,
The McGraw-Hill, Inc.
Ma, T.S. (2001). Encyclopedia of Physical Science
and Technology, Analytical Chemistry: Elemental
Analysis, Organic Compounds, Academic
Press; 3rd edition.
Steyermark, A. (1961). Quantitative Organic Microanalysis,
Academic Pres, 2nd edition.

5ALETL‹ ANAL‹Z LABORATUVARI
Amaçlar›m›z
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
Floresans spektroskopisinin nitel ve nicel uygulamalar›n› aç›klayabilecek,
Floresans ve fosforesans› tan›mlayabilecek,
Deriflimin floresans fliddetine etkisini aç›klayabilecek,
Floresans› etkileyen etmenleri aç›klayabilecek,
Floresans ölçüm cihazlar›n› tan›yabilecek,
Fotolüminesans›n analitik uygulamalar›n› gerçeklefltirebilecek bilgi ve beceriler
kazanabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Floresans ve fosforesans
• Deriflimin floresans fliddetine etkisi
• Floresans› etkileyen etmenler
• Floresans ölçüm cihazlar›
• Ifl›n kayna¤›
• Dedektörler
• Örnek hücreleri
• Gazlar›n analizi
• ‹norganik bilefliklerin analizi
• Organik bilefliklerin analizi
‹çerik Haritas›
Aletli Analiz
Laboratuvar›
Floresans
Spektroskobisinin Nitel
ve Nicel Uygulamalar›
• G‹R‹fi
• FLORESANS ÖLÇÜM C‹HAZLARI
• FOTOLÜM‹NESANSIN ANAL‹T‹K
UYGULAMALARI
• DENEYSEL KISIM

D‹KKAT
D‹KKAT
Floresans Spektroskobisinin
Nitel ve Nicel Uygulamalar›
G‹R‹fi
Moleküler floresans, fosforesans ve kemilüminesans maddenin birbirine yak›n üç
ayr› fiziksel özelli¤idir. Bu yöntemlerin her birinde, analit molekülleri, emisyon
spektrumlar› nitel (kalitatif) ve nicel (kantitatif, miktar) bilgiler sa¤layan türleri vermek
üzere uyar›l›r. Bu yöntemler, topluca moleküler lüminesans ifllemleri olarak
bilinir.
Floresans ve fosforesans, uyar›lman›n fotonlar›n absorbsiyonu ile olmas› bak›m›ndan
benzerdirler. Bunun sonucu olarak, bu iki olay ço¤unlukla daha genel
olarak fotolüminesans fleklinde ifade edilir. Floresans, floresanstan sorumlu elektronik
enerji aktar›m›n›n elektronun spininde bir de¤ifliklik oluflturmamas› ile fosforesanstan
ayr›l›r. Floresans hemen yok olan bir lüminesans olup, k›sa ömürlüdür.
Floresans ve fosforesans maddenin çözeltisi üzerine ›fl›n enerjisi gönderilerek
uyar›l›r. Uyar›lan maddenin ald›¤› enerjiyi geri vererek ilk haline dönmesi esnas›nda
davran›fllar› incelenir. Madde üzerine gönderilen ›fl›nlar, ultraviyole, görünür veya
infrared ›fl›nlar›d›r. Bu ›fl›nlar madde taraf›ndan önce çok k›sa bir süre absorblan›r ve
ondan sonra floresans veya fosforesans ›fl›nlar› olarak etrafa yay›l›r. Yay›lan ›fl›nlar
genelde absorblanan ›fl›ndan daha uzun dalga boylu veya daha düflük enerjilidir.
Lüminesans›n üçüncü tipi olan kemilüminesans, bir kimyasal reaksiyon sonucu
oluflan uyar›lm›fl bir türün emisyon spektrumuna dayan›r.
Fotolüminesans veya kemilüminesans›n fliddetinin ölçümü ile eser miktardaki
önemli baz› inorganik veya organik türün nicel tayini mümkündür. Lüminesans
yöntemlerinin en önemli özelliklerinden birisi, absorbsiyon spektroflorimetrede
milyarda bir (ppb) kadar duyarl› olmalar›d›r. Fotolüminesans yöntemlerin di¤er üstün
yanlar›, genifl do¤rusal deriflim aral›¤›, spesifik olmalar› ve giriflimin az olmas›-
d›r. Genel olarak lüminesans yöntemleri nicel analizlerde absorbsiyon yöntemlerinden
daha az uygulan›r. Çünkü UV-Görünür ›fl›n›n› absorblayan türler, spektrumun
bu bölgesinde ›fl›n›n absorbsiyonu sonucu oluflan fotolüminesans gösterenlerden
çok daha fazlad›r. Floresans özelli¤i gösteren maddelerin say›lar› az, fosforesans
özelli¤i gösteren maddeler daha da azd›r. Floresans, maddenin kat›, s›v› ve
gaz hallerinde görülebilen bir olay olmas›na ra¤men fosforesans, maddenin genelde
kat› halinde görülen bir olayd›r.
Floresans: so¤uk cisimlerde
moleküler fotonun
absorbsiyonu sonucunda
daha uzun bir dalga
boyunda di¤er bir fotonun
emisyonunu tetiklemesiyle
gerçekleflen ›fl›k verme
olay›d›r. Absorblanan ve
yay›lan fotonlar aras›ndaki
enerji fark› moleküler
titreflimler ya da ›s› olarak
ortaya ç›kar. Floresans ad›n›
bu olay›n s›kl›kla
gözlemlendi¤i, kalsiyum
floridden oluflan fluorite adl›
mineralden al›r.
Fosforesans: floresansla
iliflkili bir çeflit ›fl›ldama
fleklidir. Floresanstan farkl›
olarak fosforesansta
maddeler so¤urduklar›
enerjiyi h›zl›ca geri
vermezler. Moleküldeki
uyar›lm›fl singlet elektronu
sistemler aras› geçiflle
triplet hale geçebilir.
Uyar›lm›fl triplet halden
singlet temel hale geçerek
enerjisini vermesi olay›d›r.
Kemilüminesans: kimyasal
reaksiyon sonucunda ortaya
ç›kan ›fl›klara
kemilüminesans ad›
verilmektedir. Atefl
böce¤inin karanl›kta ›fl›mas›
da kemilüminesansa benzer
ancak gerçeklesen tepkime
biyolojik oldu¤u için
biyolüminesans
denmektedir.
Lüminesans›n di¤er spektroskopik yöntemlere göre avantaj ve dezavantajlar› SIRA S‹ZDE nelerdir,
aç›klay›n›z.
DÜfiÜNEL‹M
1
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU

98 Aletli Analiz Laboratuvar›
Titreflimsel durulma,
elektronik uyar›lma
s›ras›nda bir molekül birçok
titreflim seviyesinden
herhangi birine uyar›labilir.
Bu uyar›lm›fl molekül baflka
moleküle çarpabilir. Ayr›ca
çözeltide çözücü molekülleri
ile çarp›flmalar sonucu
enerjisini kaybetmesi
olay›na titreflimsel durulma
denir.
fiekil 5.1
Moleküllerin
Spin Halleri
‹ç geçifl, bir molekülün, ›fl›n
yaymadan daha düflük bir
elektronik enerji seviyesine
geçmesidir.
D›fl geçifl, Temel halden üst
enerji seviyelerine uyar›lan
singlet elektronlar, çözeltide
çözücü molekülleri ve di¤er
çözünen molekülleri
aras›ndaki çarp›flmalar
sonucu enerjisini çözücüye
veya çözünene verebilir. Bu
olaya d›fl geçifl denir.
Floresans ve Fosforesans
Floresans ve fosforesansta maddelerin elektron çekici veya verici gruplar›nda bulunan
bir elektron, molekül üzerine gönderilen k›sa dalga boylu ›fl›n ile uyar›larak
bir üst (bazen iki veya üç üst) enerji seviyelerine ç›kar. Molekülün bir çift elektronundan
birinin daha yüksek enerji seviyesine ç›kmas› ile singlet ya da triplet hal
meydana gelir (fiekil 5.1). Uyar›lma ile elektronun spininin de¤iflmeden bir üst veya
iki, üç, ..., enerji seviyelerine ç›kmas› durumuna uyar›lm›fl singlet hali denir. Bu
uyar›lm›fl singlet halinde bulunan bir molekül temel halinde oldu¤u gibi diamanyetiktir
yani molekül bir manyetik alana maruz b›rak›ld›¤›nda elektronik enerji seviyesinde
hiçbir yar›lma meydana gelmez. Uyar›lm›fl elektronun spinini de¤ifltirerek
üst enerji seviyelerine ç›kt›¤› duruma triplet hali denir. Triplet halde iki ortaklanmam›fl
elektron bulunur ve bu tür moleküller paramanyetik özellik gösterirler.
Böyle moleküller manyetik alan içinde iki türlü yönlenme gösterir ve iki farkl›
enerji hali vard›r. Ancak temel haldeki bir molekülün ›fl›nla uyar›lm›fl triplet haline
geçmesi düflük bir olas›l›kt›r. Baz› moleküller uyar›lm›fl singlet halinden uyar›lm›fl
triplet haline geçebilir ve bunun sonucu
genellikle fosforesans ›fl›mad›r.
Uyar›lm›fl moleküllerin elektronlar›
tekrar temel enerji seviyelerine de¤iflik
yollardan dönebilirler. Bunlar› flöyle s›ralayabiliriz:
Frekansta de¤ifliklik olmaks›-
z›n absorblanan ›fl›n yeniden yay›labilir
ve bu tür ›fl›malara rezonans ›fl›mas› veya
rezonans floresans› denir. Temel halden
üst enerji seviyelerine uyar›lan singlet
elektronlar çözeltide çözücü molekülleri aras›ndaki çarp›flmalar sonucu enerjisini
çözücüye verebilir. Bu s›rada çözeltinin çok az da olsa ›s›nd›¤› görülmektedir.
Bu olaya d›fl geçifl denir. Di¤er uyar›lm›fl üst enerji seviyesinden alt singlet temel
enerji seviyelerinin herhangi birine geçifl olabilir ve buna floresans denir (fiekil
5.3). Elektron temel halin herhangi bir seviyesine gelece¤inden birbirine yak›n birçok
pik oluflur. Bu tür temel enerji seviyesine geçme titreflimsel durulma olarak adland›r›l›r.
Titreflimsel durulma; ayn› elektronik seviyede yüksek enerjili titreflim
seviyeden, düflük enerjili titreflim seviyesine geçifltir. fiekil 5.2’de uyar›lm›fl moleküllerin
temel enerji seviyelerine dönmesi özetlenmifltir.
fiekil 5.2
Uyar›lm›fl Molekülün
Durulma Yollar›

5. Ünite - Floresans Spektroskobisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
Uyar›lm›fl elektronun spininin ters dönmesiyle elektronun spini de¤iflir ve molekül
singlet halden triplet hale geçer. Bu olaya sistemler aras› geçifl denir. Bir
molekülün birinci uyar›lma halinin elektronik seviyesi kendisinin uyar›lm›fl fosforesans
halinin enerji seviyelerinden biriyle çak›fl›rsa uyar›lm›fl molekülün elektronu,
spin de¤ifltirerek çapraz olarak bu enerji seviyesine geçer. Titreflim yoluyla fosforesans
halinin elektronik seviyesine gelir ve oradan ›fl›n yayar. Böyle geçifller,
iyot, brom, klor ve kükürt gibi a¤›r element içeren moleküllerde görülür. Buna
a¤›r atom etkisi denir.
Sistemler aras› geçifl,
uyar›lm›fl bir elektronun
spinin ters döndü¤ü bir
olayd›r ve molekülün
multiplisinde bir de¤iflme
olur.
fiekil 5.3
Moleküllerin Temel
halden uyar›lm›fl
singlet ve uyar›lm›fl
triplet halleri ve
temel hale geçiflte
floresans ve
fosforesans yay›lma
mekanizmas›.
99
Floresans ve fosforesans aras›ndaki farklar› aç›klay›n›z.
Deriflimin Floresans fiiddetine Etkisi
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
Gelen ›fl›n ile analit molekülü taraf›ndan absorblanan ›fl›n aras›nda bir oran vard›r
ve bu oran Ünite 1’de aç›kland›¤› gibi Lambert-Beer yasas› ile tan›mlan›r. Lambert-
Beer yasas› afla¤›daki eflitlik ile verilir.
SORU
2
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
A = εbC = -log I I 0
D‹KKAT
(5.1)
D‹KKAT
Eflitli¤in her iki taraf› 1’den ç›kar›l›rsa
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
1- I -εbC
=1-e
(5.2)
I0
AMAÇLARIMIZ
I 0 - I = I o
AMAÇLARIMIZ
(1 - e- εbc ) (5.3)
halini al›r. Burada; I 0 - I = absorblanan ›fl›n oldu¤una göre floresans K ‹ T Ayo¤unlu¤u P F,
K ‹ T A P
F = (I 0 - I)Φ (5.4)
eflitli¤i ile tan›mlan›r. Burada Φ, kuantum verimi veya kuantum
TELEV‹ZYON
verimi oran›, yani
lüminesans yapan moleküllerin say›s›n›n toplam uyar›lm›fl molekül say›s›na oran›d›r.
Örne¤in; floresein gibi oldukça floresans bir molekül için kuantum verimi bire
yak›nd›r. Floresans yapmayan baz› moleküllerde ise s›f›ra yak›nd›r. ‹NTERNET
Kuantum verimi,
TELEV‹ZYON
Φ:
Lüminesans yapan
moleküllerin say›s›n›n
toplam uyar›lm›fl molekül
say›s›na oran›d›r.
‹NTERNET

100 Aletli Analiz Laboratuvar›
Yukar›daki son iki eflitlik göz önüne al›n›rsa floresans yo¤unlu¤u için,
F = I o (1 - e- εbc )Φ (5.5)
eflitli¤i elde edilir. Seyreltik çözeltilerde εbC küçük olacakt›r. Yukar›daki eflitli¤in
seri aç›l›m›, yaklafl›k olarak
F = 2,303εbI o ΦC (5.6)
eflitli¤ine eflit olur. Eflitlikte 2,303εbI o Φ de¤erleri sabittir cihaza ve analizi yap›lacak
maddeye özgüdür ve K bu sabiti temsil etmek üzere eflitlik
F = KC (5.7)
flekline dönüflür. Bu eflitli¤e göre bir maddenin yayd›¤› floresans ›fl›n› fliddeti, seyreltik
numunenin deriflimiyle orant›l›d›r ve ›fl›n yayan molekülün deriflimine karfl›
floresans gücünün grafi¤i seyreltik çözeltilerde do¤rusald›r. Elde edilen do¤runun
e¤imi K sabitini verecektir.
Çizelge 5.1
Baz› Maddelerin
Floresans Kuantum
Verimi Φ De¤erleri
Madde Çözücü Φ
9-Amino akridin Etanol 0,99
Antrasen Hekzan 0,33
9,10-Dikloroantrasen Hekzan 0,54
Floren Etanol 0,54
Floresein 0,1 N NaOH 0,92
Naftalen Hekzan 0,10
1-Dimetilaminonaftalen-4-sulfonat Su 0,48
Fenol Su 0,22
Rodamin B Etanol 0,97
Sodyum salisilat Su 0,28
Sodyum sulfonilat Su 0,07
Uranil asetat Su 0,04
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
3
Kuantum verimi SIRA (Φ) S‹ZDEveya kuantum verimi oran› eflitli¤i ile aç›klay›n›z.
Floresans› Etkileyen Etmenler
Bir maddenin DÜfiÜNEL‹M floresans yap›p yapmayaca¤›na, hem moleküler yap› hem de kimyasal
çevre etki eder.
Bunlardan SORU birincisini ele al›rsak, molekülde π $ π ∗ geçiflini kolaylaflt›racak
konjuge π ba¤lar› olmal›d›r. Örne¤in kinolin ve indol gibi maddeler oldukça fliddetli
floresans özelli¤i gösterirler.
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON

5. Ünite - Floresans Spektroskobisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
101
Konjuge π ba¤lar› içeren moleküllere sübstitüe gruplar›n etkisi ise flöyle verilebilir;
elektron verici gruplar (örne¤in -NH 2 , -OH gibi) floresans› artt›rd›¤› halde,
elektron al›c› olan gruplar (örne¤in, -NO 2 , -X, -CHO, -N=N- gibi) floresans› azalt›r,
bazen de ortadan kald›r›r.
Floresans› etkileyen ikinci etmen ise; s›cakl›¤›n artmas›d›r ve birçok molekülde
floresans›n azalmas›na neden olur. Çünkü yüksek s›cakl›klarda moleküllerin çarp›flmas›n›n
artmas›yla uyar›lm›fl molekül d›fl geçifl yaparak temel hale gelir. Benzer
flekilde çözücünün viskozitesinin azalmas› da çarp›flmay› artt›rd›¤›ndan floresans›
düflürür.
A¤›r atomlu çözücüler de (karbon tetrabromür gibi (CBr 4 )) floresans› azalt›r.
A¤›r atom safs›zl›klar› bulunmas› durumunda da floresans azal›r.
Asidik veya bazik sübstitüentleri içeren (-SO 3 H, -OH, -NH 2 gibi) bir aromatik
bilefli¤in floresans› genellikle pH’ya ba¤l›d›r. Bu tür maddelerin iyonlaflm›fl ve
iyonlaflmam›fl hallerinin hem floresans fliddetleri, hem de yayd›klar› floresans ›fl›nlar›n
dalga boylar› farkl›d›r. Baz› bilefliklerin floresans› pH’a ba¤›ml› olarak asit/baz
titrasyonlar›nda (1-naftol-4-sulfonik asitte oldu¤u gibi) dönüm noktas›n›n tayininde
kullan›lmaktad›r.
Analizi yap›lacak çözeltide, çözünmüfl oksijenin varl›¤›, genellikle floresans fliddetini
azalt›r. Bu etki, floresans yapan moleküllerin oksijen ile fotokimyasal olarak
yükseltgenmesinin bir sonucu olabilir. Ayr›ca oksijenin paramagnetik özelli¤inin
bir sonucu olarak sistemler aras› geçifl, d›fl geçifl ve uyar›lm›fl molekülün triplet hale
geçifli artar. Di¤er paramagnetik maddeler de floresans› azalt›rlar.
Etanol çözeltisinde benzenin (C 6 H 6 ) floresans dalga boyu 270-310 SIRA nm S‹ZDE iken analinin
(C 6 H 5 NH 2 ) 310-405 nm’dir. Bu durumun nedenlerini aç›klay›n›z.
FLORESANS ÖLÇÜM C‹HAZLARI
DÜfiÜNEL‹M
Floresans, fosforesans, kemilüminesans (lüminesans) cihazlar›n›n çeflitli bileflenleri
UV-Görünür bölge fotometreleri veya spektrofotometrelerine SORU benzerdir. Tek ›fl›n
kaynakl› fotolüminesans ölçümlerde kullan›lan spektroflorimetrenin temel bileflenlerinin
blok diyagram› fiekil 5.4’de görüldü¤ü gibidir.
D‹KKAT
Ti: Safir lazer
ARGON Lazer
Sinyal jenaratörü
πω0 +∆ω
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
fiekil 5.4
SIRA S‹ZDE
Titanyum/safir SIRA lazer S‹ZDE
›fl›k kayna¤›
kullan›lan tek ›fl›k
AMAÇLARIMIZ kaynakl› bir
spektroflorimetrenin
AMAÇLARIMIZ
optik sistemi
K ‹ T A P
4
K ‹ T A P
Ifl›n
fliddeti
ayarlay›c›
Referans
PMT
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
ω0
Ifl›k
kesici
Örnek
Örnek
PMT
‹NTERNET
Kaydedici
‹NTERNET

102 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 5.5
Ksenon Ark Lambas›
Hemen hemen bütün floresans cihazlar›nda güç kayna¤›ndaki dalgalanmalar›
dengelemek için çift-›fl›nl› optik sistem kullan›l›r. Floresans numuneden bütün yönlere
do¤ru olur ancak floresans uyarma ›fl›n›na dik aç›dan en iyi gözlemlenir. Referans
›fl›n demeti ise, ›fl›n fliddeti ayarlay›c›s›ndan geçer ve yaklafl›k floresans ›fl›n›n
fliddetine eflit olarak ç›kar. Bu flekilde güç kayna¤›ndan ve ›fl›k kayna¤›ndan oluflan
dalgalanmalar› dengelemektedir. ‹ki ›fl›n demeti yükselticiye gelir, iki ›fl›n›n fark›
al›n›r ve yükselticide yükseltilerek genellikle bir bilgisayara aktar›l›r. Spektroflorimetrelerin
sa¤lad›¤› seçicilik, moleküllerin elektronik ve yap›sal karakterleri ile ilgili
çok önemli bilgiler verir ve nitel ve nicel çal›flmalar›n her ikisi için de de¤erlidir.
Ifl›n Kayna¤›
Florimetre ve spektroflorimetrelerde, civa veya ksenon ark lambalar› kullan›l›r.
Ksenon ark lambas› fiekil 5.5’de görüldü¤ü gibidir. Kuartz cam içine ksenon gaz
doldurulmufltur ve elektrik ile gaz uyar›larak ›fl›k yayar. Bu lamba 200 nm’de kesiksiz
›fl›k yaymaktad›r. Civa ark lambalar› da ksenon ark lambalar›na benzerdirler.
Floresans için en ideal ›fl›k kayna¤› lazer ›fl›k
kaynaklar›d›r. Ayarlanabilir lazer ›fl›n kaynaklar›
yayd›¤› ›fl›¤› genifl dalga boylu aral›klara ayarlanabildi¤inden
tercih edilmektedir.
SIRA S‹ZDE
5
Florimetre ve SIRA spektroflorimetrelerde S‹ZDE
kullan›lan ›fl›k kaynaklar›n› tan›mlay›n›z. En ideal
›fl›n kayna¤› hangisidir Neden
DÜfiÜNEL‹M fiekil 5.6
Çözeltiler için
SORU Kullan›lan 1
cm’lik Kuartz
Küvet
D‹KKAT
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
Dedektörler
Tipik floresans sinyali düflük fliddetlidir. Ölçülmeleri
için fliddetinin artt›r›lmas› gerekir. Bu
amaçla da fotoço¤alt›c› tüpler veya dedektörler
kullan›l›r. Bu cihazlar ›fl›n enerjisini elektrik
enerjisine çeviren sistemlerdir.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
Cihaz›n Ayarlanmas›
Örnek Hücreleri
Çözeltiler için genellikle 1 cm’lik dikdörtgen
kuartz (fiekil 5.6) veya cam küvetler kullan›l›r.
Miktar› çok az olan örnekler için fiber optik
problar, mikro hacimli hücreler ve ak›fl hücreleri
mevcuttur. Gaz örnekler için gaz hücreleri
ve kat› örnekler için özel örnek bölmeleri de
vard›r.
Kaynak fliddetinde, dedektörlerde ve di¤er cihaz bileflenlerindeki de¤iflimler nedeniyle
spektroflorimetre ‹NTERNET cihaz› ile bir örnekte her zaman ayn› okumay› elde etmek
mümkün olmayabilir. Bunun için spektroflorimetre cihaz› kullan›lmadan önce
ayarlanmas› gerekmektedir. Bu amaç için fliddetli floresans ›fl›n› yayan ve yayd›¤›
floresans ›fl›n›n dalga boyu bilinen standartlar kullan›l›r. Baz› standart örnekleri
afla¤›da verilmifltir.

5. Ünite - Floresans Spektroskobisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
103
i) Kinin sülfat deriflimi 10 -5 M olan standart çözeltisi, dalga boyu 350 nm ›fl›nla
uyar›ld›¤› zaman 450 nm de fliddetli ›fl›n yayar.
ii) Salisilik asit çözeltisi 278 nm dalga boyunda bir ›fl›n ile uyar›ld›¤›nda 335 nm
dalga boyunda fliddetli bir floresans ›fl›n› yayar. Yine salisilik asit 308 nm ›fl›n
ile uyar›l›rsa, 450 nm dalga boyunda ›fl›n yayar.
Bunlardan baflka plastik bir matriks içinde de¤iflik dalga boyunda floresans veren
farkl› maddeler çözündürülür. Böylece ayn› anda de¤iflik dalga boylar›nda cihaz
kalibre edilebilir. Floresans madde bir plasti¤e hapsedildi¤inden uzun süre
tekrar tekrar kullan›labilir.
Cihazda hangi dalga boyunda ölçüm yap›lacaksa o dalga boyunda veya ona
yak›n dalga boyunda floresans ›fl›n› veren bir maddeyle ayarlama yap›lmal›d›r.
FOTOLÜM‹NESANSIN ANAL‹T‹K UYGULAMALARI
Spektroflorimetri veya fotolüminesans metotlar› en hassas analitik metotlar aras›ndad›r.
Spektroflorimetrik metotlar hassasl›klar›n›n yan› s›ra çok da spesifiktir. Literatürde
2000 ile 3000 aras›nda maddenin direkt florimetrik ölçümünün yap›labildi-
¤i yay›mlanm›flt›r. Birçok bileflik güçlü floresanst›r ve bunlar türev kompleksi veya
etiketleme ile floresans olmayan maddelerin analizi için kullan›lmaktad›r.
Florimetri, do¤al ürünler, farmasotikler, klinik maddeler ve çevresel örneklerin
analizinde kullan›lmaktad›r. Bu genel konular› açarsak floresans metotlarla; steroidler,
lipidler, proteinler, amino asitler, enzimler, ilaçlar, vitaminler, klorofiller, do-
¤al ve sentetik pigmentler ve birçok baflka maddelerin analizleri yap›labilmektedir.
Metal iyonlar›n›n analizi, bunlar›n oluflturduklar› baz› floresant kompleksleri yard›-
m›yla yap›labilir. Baz› maddelerin florometrik tayini, bunlar›n bir floresant madde
ile tepkimeye sokulup yeni bir floresant ürün veya etiketlenmifl ürün oluflturulmas›
ile yap›l›r. Bu yöntemin nicel eser analizlerde genifl bir kullan›m alan› vard›r. Örne¤in
Al 3+ , 0,04 ppm 4,5-dihidroksi-3-(2-hidroksi-5-sulfofeniloza)-2,7-naftalendisulfonik
asit ile belirlenebilir. Floresein gibi fliddetli floresant bileflikler bir çok analit
ile kompleks oluflturularak trilyonda bir (ngmL -1 çözelti) deriflimli çözeltisinde
bile analitin belirlemesinde hassas bir metot olarak kullan›lmaktad›r.
Spektrofotometre ile bir maddenin nicel analizinin yap›laca¤› dalga boyunu kararlaflt›rmak
için, örne¤in absorbsiyon spektrumunu bilmek gerekir. Bunun için,
maddenin 1 M deriflimdeki çözeltisinin bütün dalga boylar› taranarak spektrumu
al›n›r ve en iyi absorbsiyon yapt›¤› dalga boyu belirlenir.
Çözücünün ve çözeltide bulunan baflka türlerin ›fl›¤› absorplamad›¤›, Lambert-
Beer eflitli¤ine uyuldu¤u ve nicel analizin duyarl› bir biçimde yap›labilece¤i dalga
boyu de¤eri saptand›ktan sonra analizi yap›lacak maddeyi içeren ve deriflimleri bi-

104 Aletli Analiz Laboratuvar›
linen bir dizi standart çözelti ile bu dalga boyundaki absorbans (A) de¤erleri ölçülür.
A de¤erleri, standart çözeltilerin bilinen deriflimlerine karfl› grafi¤e geçirilir ve
elde edilen do¤ruya kalibrasyon do¤rusu denir. Nicel analiz, kalibrasyon do¤rusunun
do¤rusal oldu¤u bölgede yap›l›r. Deriflimi bilinmeyen örne¤in A de¤eri ölçülür
ve kalibrasyon do¤rusunda bu de¤ere karfl›l›k gelen deriflim saptan›r. Molar absorpsiyon
katsay›s›n›n de¤erinin bilindi¤i durumlarda, Lambert-Beer eflitli¤inin
analizde do¤rudan kullan›lmas› da mümkündür.
SIRA S‹ZDE
Metal iyonlar›n SIRA Spektrofotometrik S‹ZDE analizleri nas›l yap›l›r, aç›klay›n›z.
6
Spektrofotometrik ölçümlerde kör, standart ve numune olmak üzere üç tüp
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
haz›rlan›r.
Kör, cihaz›n optik ayarlar›n›n (s›f›r ve 100 ayar›) yap›lmas› amac›yla kullan›lan
SORU
çözücü veya SORU analizi yap›lacak örnek madde hariç di¤er kullan›lan tamponlar, asidik
ya da bazik yapmak için ilave edilen asitler yada bazlardan oluflan çözeltidir.
Daima çözücü veya çözelti, körüyle s›f›rlanm›fl cihazda numune gibi okutulur.
D‹KKAT
D‹KKAT
Böylece hata varsa düzeltme yap›l›r.
Numune gibi okutulan reaktif veya numune körü de¤erleri numune de¤erinden
ç›kar›l›r. Standart, aranan maddenin bilinen deriflimdeki çözeltisidir. Numu-
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
ne, içindeki madde miktar›n› tayin etmek istedi¤imiz çözeltidir.
AMAÇLARIMIZ Fotometrik ölçümler, esas olarak iki tipte yap›l›r. Bunlar, direk okuma ve kinetik
okumad›r. AMAÇLARIMIZ
Direk okumada; fotometrik okuma, floresans numunenin spektrofo-
tometride beklemeden okunur. E¤er reaksiyon oluflturularak spektrofotometride
K ‹ T A P
tayin yap›lacaksa K ‹ T Areaksiyon P tamamland›ktan sonra okuma yap›l›r. Bunun için reaksiyon
kar›fl›m› belli bir süre ve belli bir s›cakl›kta bekletilir. Reaksiyon tamamlan›p
ürünlerin oluflumu ve dolay›s›yla renk oluflumu tamamland›ktan sonra okuma
TELEV‹ZYON yap›l›r. Örnek TELEV‹ZYON miktar› afla¤›daki Lambert-Beer eflitliklerinden hesaplan›r. Burada
C std , C ör ; s›ras›yla standart ve örne¤in deriflimi, A std , A ör ; s›ras›yla standart ve örne-
¤in absorbsiyonudur.
‹NTERNET
A ör = εbC ‹NTERNET ör (5.8)
A std = εbC std (5.9)
⎛
C = A ⎞
ör
ör
Cstd
⎝⎜
Astd
⎠⎟
⎛
C = C ⎞
std
ör
⎝⎜
Astd
⎠⎟ A ör
(5.10)
(5.11)
C ör = (Faktör)A ör (5.12)
Kinetik okumada; birim zamandaki absorbans de¤iflimi ölçülür. Genellikle enzimlerin
katalitik aktivitelerinin tayininde kullan›l›r. Hesaplama için deney ortam›ndaki
floresant maddenin molar absorpsiyon katsay›s›n›n bilinmesi gerekir.
Analiz tüpüne reaktif ve numune konup belirtilen s›cakl›kta deney metodunda
belirtilen bir süre sonra ilk absorbans de¤erleri okunur. Daha sonra belirli sürelerde
belli aralarla absorbans de¤erlerinde de¤iflme olmad›¤›nda okuma bitirilir. Elde
edilen verilerden zamana karfl› absorbans de¤erleri grafi¤e geçirilir. Reaksiyon bi-

5. Ünite - Floresans Spektroskobisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
105
rinci dereceden ise grafik do¤ru olmal›d›r. E¤er do¤ru elde edilemiyorsa reaksiyon
ikinci veya üçüncü dereceden olabilir. (Sonuçlar›n de¤erlendirilmesinin kolayl›¤›
aç›s›ndan reaksiyonun yalanc› birinci dereceden olmas› sa¤lan›r). Elde edilen do¤runun
e¤iminden reaksiyon h›z sabiti (k) bulunur.
Spektrofotometrik ölçüm yap›labilmesi için nelerin haz›r olmas› gerekir SIRA S‹ZDE
Gazlar›n Analizi
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
Ozon, azot ve kükürt oksitler gibi atmosferik kirleticilerin tayininde yüksek duyarl›kla
kemilüminesans yöntemleri kullanabilir. Örne¤in azot monooksit tayini için,
elektro jeneratörden gelen ozon ve atmosferik numune sürekli SORU olarak, bir foto ço-
SORU
¤alt›c› tüp taraf›ndan gözlenen lüminesans ›fl›man›n oldu¤u bir reaksiyon kab›na
gönderilir. Kalibrasyon e¤risi 1-10000 ppm aras›ndaki azot monooksit deriflim aral›¤›nda
do¤rusald›r. Di¤er örnek ise, atmosferik ozonun miktar›n›n belirlemesinde
D‹KKAT
D ‹KKAT
kullan›lmaktad›r. Örnek, aktif silikajel yüzeye absorbe olmufl rodamin-B boyas› ile
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
reaksiyona girdi¤i zaman oluflan lüminesans ölçülür. Kalibrasyon e¤risi 1-400 ppm
aral›¤›ndaki ozon miktar› aras›nda do¤rusald›r. Böylece atmosferdeki ozon miktar›
sürekli takip edilip azalma miktar› kontrol edilebilir. AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
7
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
‹norganik Bilefliklerin Analizi
S›v› fazda yürütülen analizler öncelikle floresans emisyonu yüksek olan bir ligand
ile kompleks oluflturularak tayini yap›lmaktad›r. Örne¤in lüminol, kuvvetli bazik
ortamda potasyum permanganat ile yükseltgenerek Co 2+ , 0,01 nmolL -1 ’e , Cr 3+ ; 0,5
nmolL -1 ’e, Cu 2+ ise 1 nmolL -1 ’e kadar deriflimlerde tayin edilebilir. Al 3+ ve Be 2+
analizi için 8-hidroksi kinolin; B 3+ , Zn 2+ , Si 2+ ve Ge 2+ için benzoin; Al 3+ ve F - için
Alizarin Garnet R ligantlar› kullan›lmaktad›r.
Organik Bilefliklerin Analizi
Floresans emisyonu yüksek olan organik maddelerin belli deriflimdeki çözeltisi haz›rlanarak
spektrumu al›n›r. Floresans› düflük olan baz› maddelerin, asidik, bazik
ortamlarda veya oksidantlarla kemilüminesans› art›r›larak veya eksilterek analizi
yap›labilir. Bu tip maddeler -NH 2 , -OH, ve -NO 2 gibi sübstitüenleri bulunduran
aromatik bilefliklerdir.
‹laç tabletlerinde mebendazolün spektroflorimetrik tayinini örnek olarak verir-

106 Aletli Analiz Laboratuvar›
sek; Mebendazol (metil-5-benzoil-2-benzimidazol karbomat) antihelmintik olarak
kullan›lan etkili benzimidazol ajan›d›r. Literatürde spektroflorometrik olarak tayini
mevcuttur (Kar A., Analyst, 110, 1031-1033 (1985). Bu metot, düflük deriflimde (10 -
6 -10 -9 M), yüksek duyarl›kta, spesifikli¤i ve kullan›m kolayl›¤› gibi di¤er yöntemlerden
üstünlükleri nedeniyle farmakolojide nicel analizlerinde oldukça tercih edilen
bir yöntemdir.
Bu deney için, saf mebendazolün dimetilsülfoksit (DMSO) çözücüsünde 0,2-3,0
mgL -1 deriflim aral›¤›nda 10 adet standart› haz›rlan›r. Haz›rlanan numunelerin spektroflorimetreden
absorbanslar› okunur, okunan absorbanslara karfl› deriflim grafi¤i
çizilir. Bilinmeyen numune benzer yöntemle çal›fl›l›r, elde edilen do¤rudan mebendazolün
miktar› bulunur (GÜ, Gazi E¤itim Fakültesi Dergisi, Cilt 24, Say› 3
(2004) 159-174).
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
8
Standart numune SIRA S‹ZDE nas›l haz›rlan›r aç›klay›n›z.
DENEYSEL KISIM
DÜfiÜNEL‹M
Bu deneyde Floresans Spektrometresi kullan›larak numune içerisindeki aluminyum
miktar› tayin edilecektir.
SORU
Aluminyum Tayini
Bu deney için D‹KKAT afla¤›daki kimyasal maddeler ve laboratuvar malzemeleri gereklidir.
SIRA S‹ZDE
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler
SIRA S‹ZDE
Standart alüminyum (KAl(SO 4 ) 2 .12H 2 O), MA: 462,028 gmol -1 1,0x10 -4 mg
mL -1 çözeltisi; 1,83 g Potasyum alüminyum sülfat dodeka hidrat al›n›r. 100 mL’lik
balon jojede bir miktar saf saf su ile çözülür ve saf su ile 100 mL’ye tamamlan›r.
Baflka bir 1000 mL’lik balon jojeye bu haz›rlanan çözeltiden 1 mL al›n›r saf su ile
1000 mL’ye tamamlan›r (e¤er çözelti berrak de¤ilse çözeltiye berrak oluncaya kadar
damla damla K ‹ T Aderiflik P H 2 SO 4 ilave edilir).
Eriokrom mavi-siyah RC, MA: 416,38 g/mol % 0,1 çözeltisi; etanol de haz›rlan›r,
bu amaçla 0,1 g eriokrom mavi-siyah RC tart›l›r 100 mL’lik balon jojede bir
miktar etanol TELEV‹ZYON ile çözülür ve 100 mL’ye etanol ile tamamlan›r.
Sülfürik asit, MA: 98,22 gmol -1 1M çözeltisi; ‹çerisinde bir miktar saf su konulan
100 mL’lik balon jojeye % 98 lik d= 1,84 gcm -3 olan H 2 SO 4 çözeltisinden
5,435 mL al›n›r saf su ile 100 mL’ye tamamlan›r.
‹NTERNET
Amonyum asetat (CH 3 COONH 4 ) MA: 77,08 g/mol % 10’luk çözeltisi; 100
mL’lik balon jojeye amonyum asetattan 10 g al›n›r bir miktar saf su ile çözülür saf
su ile 100 mL’ye tamamlan›r.
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET

5. Ünite - Floresans Spektroskobisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
107
Deney: 10 adet 100 mL’lik balon jojeye; 15 mL % 10’luk amonyum asetat, 1,0
mL 1 M H 2 SO 4 ve 3,0 mL (7,2x10 -3 mmol) % 0,1’lik eriokrom mavi-siyah RC çözeltisi
ilave edilir. Numaraland›r›lm›fl her bir balon jojeye s›ras›yla 15,0; 20,0; 25,0;
30,0; 35,0; 40,0; 45,0; 50,0; 55,0 ve 60,0 mL 1,01x10 -4 mgcm -3 (2,13 x 10 -5 mmol)
standart alüminyum çözeltisi ilave edilir. Çözeltinin pH’s› 0,1 M NaOH ile pH 4,6
±0,2’e olacak flekilde ayarlanarak balon jojeler 100 mL’ye tamamlan›r. Çözeltiler
oda s›cakl›¤›nda bir, bir bucuk saat bekletilir. Çözeltilerin 590 nm’de floresanslar›
ölçülür. Bu sonuçlardan absorbansa karfl› deriflim e¤risi çizilir. Bilinmeyen numunenin
ayn› yöntem ile floresans absorbans› ölçülür ve grafikten miktar›na geçilir.
Bu yöntem ile 0,2 ppm’e kadar deriflimdeki alüminyum tayin edilir. Kalibrasyon
e¤risini her alüminyum analizinde çizmeye gerek yoktur kalibrasyon e¤risi bir kez
çizilir ve bu e¤ri sürekli ayn› cihazla çal›flt›¤›m›z sürece sorun olmaz.
Molariteyi formülüyle tan›mlay›n›z.
SIRA S‹ZDE
9
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

108 Aletli Analiz Laboratuvar›
Özet
A MAÇ
1
A MAÇ
2
A MAÇ
3
Floresans spektroskopisinin nitel ve nicel uygulamalar›n›
aç›klamak.
Moleküler floresans, fosforesans ve kemilüminesans
maddenin birbirine yak›n üç ayr› fiziksel
özelli¤idir. Bu yöntemlerin her birinde, analit molekülleri,
emisyon spektrumlar› nitel (kalitatif) ve
nicel (kantitatif, miktar) bilgiler sa¤layan türleri
vermek üzere uyar›l›r. Bu yöntemler, topluca moleküler
lüminesans ifllemleri olarak bilinir.
Floresans ve fosforesans› tan›mlamak.
Floresans ve fosforesans, uyar›lman›n fotonlar›n
absorbsiyonu ile olmas› bak›m›ndan benzerdirler.
Floresans, floresanstan sorumlu elektronik
enerji aktar›m›n›n elektronun spininde bir de¤ifliklik
oluflturmamas› ile fosforesanstan ayr›l›r.
Lüminesans›n üçüncü tipi olan kemilüminesans,
bir kimyasal reaksiyon sonucu oluflan uyar›lm›fl
bir türün emisyon spektrumuna dayan›r.
Deriflimin floresans fliddetine etkisini aç›klamak.
Fotolüminesans veya kemilüminesans›n fliddetinin
ölçümü ile eser miktardaki önemli baz› inorganik
ve organik türün nicel tayini mümkündür.
Literatürde 2000 ile 3000 aras›nda maddenin direkt
florimetrik ölçümünün yap›labildi¤i belirtilmifltir.
Lüminesans yöntemlerinin en önemli özelliklerinden
birisi, absorbsiyon spektroflorimetrede
milyarda bir (ppb) kadar duyarl› olmalar›d›r.
Fotolüminesans yöntemlerin di¤er üstün yanlar›,
genifl do¤rusal deriflim aral›¤›, spesifik olmalar›
ve giriflimin az olmas›d›r. Floresans, maddenin
kat› s›v› ve gaz hallerinde görülebilen bir olay olmas›na
karfl›l›k fosferesans, maddenin genelde
kat› halde görülebilen bir olayd›r.
A MAÇ
5
A MAÇ
6
eder. Molekülde π $ π ∗ geçiflini kolaylaflt›racak
konjuge π ba¤lar› olmal›d›r. Örne¤in kinolin ve
indol gibi maddeler oldukça fliddetli floresans
özelli¤i gösterirler. Konjuge π ba¤lar› içeren moleküllerde;
elektron verici gruplar örne¤in -NH 2 ,
-OH gibi floresans› artt›rd›¤› halde, elektron al›c›
olan gruplar ise örne¤in, -NO 2 , -X, -CHO, -N=Ngibi
gruplar floresans› azalt›r bazen de ortadan
kald›r›r. Floresans› etkileyen ikinci etmen ise; s›-
cakl›¤›n artmas›d›r ve birçok molekülde floresans›n
azalmas›na neden olur. Benzer flekilde çözücünün
viskozitesinin azalmas› da çarp›flmay›
artt›rd›¤›ndan floresans› düflürür. A¤›r atomlu çözücüler
de karbon tetrabromür gibi (CBr 4 ) floresans›
azalt›r. Yine a¤›r atom safs›zl›klar› bulunmas›
durumunda da floresans azal›r. Asidik veya
bazik sübstitüentleri içeren (-SO 3 H, -OH, -NH 2
gibi) bir aromatik bilefli¤in floresans› genellikle
pH’ya ba¤l›d›r. Analizi yap›lacak çözeltide, çözünmüfl
oksijenin varl›¤›, genellikle floresans fliddetini
azalt›r. Di¤er paramagnetik maddeler de
floresans› azalt›rlar.
Floresans ölçüm cihazlar›n› tan›mlamak.
Floresans, fosforesans, kemilüminesans (lüminesans)
ölçme cihazlar›n›n çeflitli bileflenleri ultraviyole
görünür bölge fotometreleri veya spektrofotometrelerine
benzerdir.
Fotolüminesans›n analitik uygulamalar›n› gerçeklefltirmek.
Bahsi geçen deneylerin laboratuvarda baflar›la
uygulanabilmesi için bu deneylere ait bölümlerin
tamam›n›n dikkatle okunmas› gerekir.
A MAÇ
4
Floresans› etkileyen etmenleri aç›klamak.
Uyar›lm›fl moleküllerin elektronlar› tekrar temel
enerji seviyelerine de¤iflik yollardan dönebilirler.
Floresans emisyonu, uyar›lm›fl dimer oluflum, iç
dönüflüm, moleküller aras› yük transferi, yap›sal
de¤iflim, elektron ve proton transferi, enerji transferi,
uyar›lm›fl polimer oluflumu ve fotokimyasal
dönüflüm fleklinde olur.
Bir maddenin floresans yap›p yapmayaca¤›na,
hem moleküler yap› hem de kimyasal çevre etki

5. Ünite - Floresans Spektroskobisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
109
Kendimizi S›nayal›m
1. Afla¤›daki formülleri verilen bilefliklerin hangisinin
floresans› en yüksektir
SO 3 H
a.
b.
3. Nitrat molekülü deriflik sülfürik asit içinde floresant
de¤ildir. Belli miktarda floresein ile reaksiyona sokuldu¤unda
floreseinin floresant özelli¤i azaltmaktad›r. Bu
özelli¤inden yararlanarak topraktaki nitrat miktar› bulunmak
istenmifltir. Nitrat ile floreseinin yapt›¤› bilefli¤in
kalibrasyon e¤risi afla¤›daki gibidir Toprak numunenin
floresans ba¤›l fliddeti 60 olarak okundu¤una göre, numunedeki
NO 3 - miktar› afla¤›dakilerden hangisidir
120
c.
NH 2
Floresans ba¤›l fliddeti
100
80
60
40
20
d.
NO 2
0
0 0,5 1 1,5 2 2,5
Deriflim [NO 3 - ]x10 -6 M
e.
Br
2. Afla¤›daki çözücülerden hangisinde antrasenin floresans›
en yüksektir
a. 1-‹yodohekzan
b. Hekzan
c. 1- Florohekzan
d. 1-Bromohekzan
e. 1-Klorohekzan
a. 1,0
b. 1,3
c. 1,4
d. 1,6
e. 2,0
4. Tek numune ile tayinde standart saf maddenin deriflimi
1,01×10 –6 M ve numunenin spektroflorimetrede
okunan ba¤›l fliddeti s›ras›yla 70 ve 12 oldu¤una göre
numunedeki örnek miktar› afla¤›dakilerden hangisidir
a. 2,07×10 –6
b. 2,07
c. 5,89×10 –6
d. 5,89
e. 5,85×10 –5
5. Standart alüminyum (KAl(SO 4 ) 2 .12H 2 O, MA: 462,028
gmol -1 ) d= 1,0×10 -4 mg cm -3 çözeltisidir. Bu çözeltiden
55,0 mL al›narak KAl(SO 4 ) 2 , (Ma: 245,84 g/mol) molü
hesaplanm›flt›r. Buna göre afla¤›dakilerden hangisi do¤rudur
a. 2,13×10 –5 mmol
b. 2,13×10 –5 mol
c. 2,13 mmol
d. 0,12 mmol
e. 0,12 mol

110 Aletli Analiz Laboratuvar›
6. 1 M 50 mL Sülfürik asit çözeltisini, % 98 lik d = 1,84
gcm –3 MA: 98,22 gmol –1 deriflik çözeltisinden haz›rlamak
için kaç mililitre deriflik H 2 SO 4 al›nm›flt›r
a. 9,2
b. 8,8
c. 4,9
d. 2,7
e. 2,6
7. Floren molekülünün etanolde, floresans kuantum
verimi, Φ; 0,54 olarak ölçülmüfltür. Emisyon ›fl›n›n dalga
boyu, 495 nm ve ›fl›n fliddeti 0,63, uyarma ›fl›n›n dalga
boyu, 430 nm ve ›fl›n fliddeti (I o ) 1,15 oldu¤una göre
floresans fliddeti (F) afla¤›dakilerden hangisidir
a. 0,28
b. 0,34
c. 0,62
d. 0,96
e. 2,8
8. I. Uyar›lm›fl singlet üst enerji seviyesinden yine alt
singlet temel enerji seviyesine geçifl floresans
olay›d›r.
II. Sistemler aras› geçifl triplet uyar›lm›fl halden singlet
temel hale geçerek enerjisini verebilir bu olaya
fosforesans denir.
III. Uyar›lm›fl singlet üst enerji seviyesinden yine alt
singlet temel enerji seviyesine geçifl fosforesans
olay›d›r.
VI. Sistemler ars› geçifl triplet uyar›lm›fl halden singlet
temel hale geçerek enerjisini verebilir bu olaya
floresans denir.
Yukar›da verilen tan›mlar›n hangileri do¤rudur
a. I, II
b. III, IV
c. I, II, III
d. I, II, IV
e. I, II, III, IV
9. I. Uyar›lma ile elektronun spininin de¤ifltirmeden
üst enerji seviyesine ç›kmas› durumunda uyar›lm›fl
singlet hali denir.
II. Uyar›lm›fl singlet halinde bulunan bir molekül temel
halinde oldu¤u gibi diamagnetiktir.
III. Uyar›lm›fl elektronun spinini de¤ifltirerek üst
enerji seviyesine ç›kt›¤›nda triplet hali denir.
Yukar›da verilen tan›mlar›n hangileri do¤rudur
a. Yaln›z I
b. Yaln›z II
c. I ve II
d. II ve III
e. I, II ve III
10. Florenin absorbsiyon katsay›s› (ε) 9000 Lmol –1 cm –1 ,
örnek kab›n›n eni (b) 1 cm ve çözeltinin deriflimi
5,3×10 –6 M olarak bilinmektedir. Bu çözelti belli dalga
boyunda uyar›ld›¤›nda uyar›lan ve çözeltiden ç›kan ›fl›-
⎛ I ⎞
¤›n fliddetinin oran›
afla¤›dakilerden hangisidir
⎝⎜
I 0 ⎠⎟
a. 0,048
b. 0,477
c. 0,953
d. 4,770
e. 9,530

5. Ünite - Floresans Spektroskobisinin Nitel ve Nicel Uygulamalar›
111
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
1. c Yan›t›n›z yanl›fl ise “Floresans› Etkileyen Etmenler”
bafll›kl› k›sm› yeniden okuyunuz.
2. b Yan›t›n›z yanl›fl ise “Floresans› Etkileyen Etmenler”
bafll›kl› k›sm› yeniden okuyunuz.
3. c Yan›t›n›z yanl›fl ise “Fotolüminesans›n Analitik
Uygulamalar›” bafll›kl› k›sm› yeniden okuyunuz.
4. a Yan›t›n›z yanl›fl ise “Deriflimin Floresans fiiddetine
Etkisi” bafll›kl› k›sm› yeniden okuyunuz.
5. a Yan›t›n›z yanl›fl ise ”Analitik Kimya” Kitaplar›na
baflvurunuz.
6. a Yan›t›n›z yanl›fl ise ”Analitik Kimya” Kitaplar›na
baflvurunuz.
7. a Yan›t›n›z yanl›fl ise “Deriflimin Floresans fiiddetine
Etkisi” bafll›kl› k›sm› yeniden okuyunuz.
8. a Yan›t›n›z yanl›fl ise “Floresans ve Fosforesans”
bafll›kl› k›sm› yeniden okuyunuz.
9. e Yan›t›n›z yanl›fl ise “Floresans ve Fosforesans”
bafll›kl› k›sm› yeniden okuyunuz.
10. c Yan›t›n›z yanl›fl ise “Deriflimin Floresans fiiddetine
Etkisi” bafll›kl› k›sm› yeniden okuyunuz.
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
S›ra Sizde 1
Lüminesans yöntemlerin di¤er üstün yanlar›, genifl do¤rusal
deriflim aral›¤›, spesifik olmalar› ve giriflimin az olmas›d›r.
Genel olarak lüminesans yöntemleri nicel analizlerde
absorbsiyon yöntemlerinden daha az uygulan›r.
Çünkü ultraviyole / görünür ›fl›n› absorblayan türler,
spektrumun bu bölgesinde ›fl›n›n absorbsiyonu sonucu
oluflan fotolüminesans gösterenlerden çok daha
fazlad›r. Floresans özelli¤i gösteren maddelerin say›lar›
az, fosforesans özelli¤i gösteren maddeler ise daha da
azd›r. Floresans, maddenin kat› s›v› ve gaz hallerinde
görülebilen bir olay olmas›na karfl›l›k fosferesans, maddenin
genelde kat› halde görülebilen bir olayd›r.
S›ra Sizde 2
Floresans uyar›lm›fl singlet üst enerji seviyesinden yine
alt singlet temel enerji seviyelerinin herhangi birine geçifltir.
Fosforesans ise sistemler aras› geçifl triplet uyar›lm›fl
halden singlet temel hale geçerek enerjisini vermesiyle
oluflur. Floresans, maddenin kat› s›v› ve gaz hallerinde
görülebilen bir olay olmas›na karfl›l›k fosferesans,
maddenin genelde kat› halde görülebilen bir olayd›r.
S›ra Sizde 3
Kuantum verimi, (Φ): Floresans veya fosforesans için
kuantum verimi veya kuantum verimi oran› basit olarak
lüminesans yapan moleküllerin say›s›n›n toplam
uyar›lm›fl molekül say›s›na oran›d›r. Φ = F / (I o - I 1 ) = F
/ I o (1 - e -εbc )
S›ra Sizde 4
Bir maddenin floresans yap›p yapmayaca¤›na, hem moleküler
yap› hem de kimyasal çevre etki eder. Bizim sorumuzda
moleküler yap› sorulmufl, bunu flöyle aç›klayabiliriz,
molekülde π $ π ∗ geçiflini kolaylaflt›racak
konjuge π ba¤lar› olmal›d›r. Konjuge π ba¤lar› içeren
moleküllere sübstitüe gruplar›n etkisi ise elektron verici
gruplar örne¤in -NH 2 , -OH gibi floresans› artt›rd›¤›
halde, elektron al›c› olan gruplar ise örne¤in, -NO 2 , -X,
-CHO, -N=N- gibi gruplar floresans› azalt›r bazen de ortadan
kald›r›r.

112 Aletli Analiz Laboratuvar›
Yararlan›lan Kaynaklar
S›ra Sizde 5
Florimetre ve spektroflorimetrelerde, civa veya ksenon
ark lambalar› kullan›l›r. Ksenon ark lambas› kuartz cam
içine ksenon gaz doldurulmufltur ve elektrik ile gaz
uyar›larak ›fl›k yayar. Bu lamba 200 nm’de kesiksiz ›fl›k
yaymaktad›r. Civa ark lambalar› da ksenon ark lambalar›na
benzerdirler. Floresans için en ideal ›fl›k kayna¤›
lazer ›fl›k kaynaklar›d›r. Ayarlanabilir lazer ›fl›n kaynaklar›
yayd›¤› ›fl›¤› genifl dalga boylu aral›klara ayarlanabildi¤inden
tercih edilmektedir.
S›ra Sizde 6
Metal iyonlar›n›n florimetrik tayini için metal iyonlar›n
bir floresant madde ile tepkimeye sokulup oluflturduklar›
baz› floresant kompleksleri yard›m›yla yap›labilir.
Bu yöntemin nicel eser analizlerde genifl bir kullan›m
alan› vard›r. Örne¤in Al 3+ , 0,04 ppm 4,5-dihidroksi-3-
(2-hidroksi-5-sulfofeniloza)-2,7-naftalendisulfonik asit
ile belirlenebilir. Floresein gibi fliddetli floresant bileflikler
bir çok analit ile kompleks oluflturularak trilyonda
bir (ng/mL çözelti) deriflimli çözeltisinde bile analitin
belirlemesinde hassas bir metot olarak kullan›lmaktad›r.
Bernard Valeur, (2002). Molecular Fluorescence
Principles and Applications, Weinheim (Federal
Republic of Germany) WILEY-VCH.
Braun Robert D., (1987). Instroduction to Instrumental
Analysis, New York, McGraw-Hill Book
Company.
Gündüz T., (2002). ‹nstrümental Analiz, Ankara: Gazi
Kitabevi Tic. Ltd. fiti.
Küçükkolbafl› S., Gündüz B., K›l›ç E., 3 (2004). GÜ,
Gazi E¤itim Fakültesi Dergisi, Cilt 24, Say› 159-
174.
Robinson James W., Skelly Frame Eileen M., Frame II
George M., (2005). Undergraduate Instrumental
Analysis, New York, Marcel Dekker.
Skoog Douglas A., Holler F. James,. Nieman Timothy A,
(1997). Enstrümantal Analiz (50. bask›dan çeviri)
Çeviri Ed.; E. K›l›ç, F. Köseo¤lu, H. Y›lmaz, Ankara:
Bilim.
S›ra Sizde 7
Öncelikle cihaz›n kalibre edilmesi gerekir. Ayr›ca numunenin
analizi yap›lacak maddenin bütün özelli¤ini
tafl›mas› gerekir. Spektrofotometrik ölçüme bafllamadan
önce kör, standart ve numune olmak üzere üç tüp haz›rlan›r
ve spektrofotometrik ölçüm yap›l›r.
S›ra Sizde 8
Standart, aranan maddenin bilinen deriflimdeki çözeltisidir.
Haz›rlanacak standart kalibrasyon e¤risi içinde
kalacak flekilde haz›rlan›r.
S›ra Sizde 9
Bir çözeltinin litresinde çözünmüfl olarak bulunan mol
say›s›na o çözeltinin molaritesi veya molar deriflimi ad›
verilir.
M = Mol
Litre veya M =
m1000
M A V (mL)

6ALETL‹ ANAL‹Z LABORATUVARI
Amaçlar›m›z
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
Atomik absorpsiyon spektroskopisinin temel prensiplerini de¤erlendirebilecek,
Atomik absorpsiyon spektrofotometre türlerini tan›mlayabilecek,
Atomik absorpsiyon spektrofotometresinin temel bileflenlerini s›ralayabilecek,
Atomik absorpsiyon spektroskopisinde karfl›lafl›lan giriflim türlerini tan›mlayabilecek,
Atomik absorpsiyon spektrometresi kullanarak ‘Paket Sütte Potasyum Tayini’
ve ‘Kozmetik Malzemelerinde Kurflun Tayini’ deneylerini gerçeklefltirebilecek
bilgi ve beceriler kazanabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Atomik Absorpsiyon
• Moleküler Absorpsiyon
• Emisyon
• Oyuk Katot Lamba
• Atomlaflma
• Grafit Tüp
‹çerik Haritas›
Aletli Analiz
Laboratuvar›
Atomik Absorpsiyon
Spektroskopisi ve
Nicel Analiz
• G‹R‹fi
• ATOM‹K ABSORPS‹YON
SPEKTROSKOP‹S‹
• ATOM‹K ABSORPS‹YON
SPEKTROSKOP‹ TÜRLER‹
• ATOM‹K ABSORPS‹YON
SPEKTROMETRELER‹
• ATOM‹K ABSORPS‹YON
SPEKTROSKOP‹S‹NDE G‹R‹fi‹MLER
• ATOM‹K ABSORPS‹YON
SPEKTROSKOP‹S‹NDE
KULLANILAN YÖNTEMLER
• NUMUNE HAZIRLAMA VE ÇÖZME
TEKN‹KLER‹

Atomik Absorbsiyon
Spektroskopisi ve
Nicel Analiz
G‹R‹fi
Analitik numunelerde element tayininde çok uzun süredir kullan›lan ve periyodik
cetveldeki 70’den fazla metal ve az say›da ametal üzerinde uygulanabilen bir metot
olan atomik absorpsiyon spektrometresi (AAS), ›fl›¤›n gaz faz›ndaki atomlar taraf›ndan
absorpsiyonunun ölçümünü kullanan bir tekniktir. Günümüzde temelleri
iyice oturmufl bir metot olan AAS, endüstride ve bilimsel çal›flmalarda kantitatif
analizde yayg›n bir flekilde kullan›lmaktad›r. Endüstrideki bafll›ca kullan›m alanlar›
aras›nda çevre (toprak, su analizleri), madencilik, metalürji, g›da, tar›m, ilaç, kozmetik
ve hidrokarbon yak›t endüstrileri say›labilir. Spektroskopi, esasen çok eski
bir teknik olup temelleri milattan önce 423 y›l›nda Aristophanes’in merce¤i kullanmas›
ile bafllam›flt›r. Euclid (M.Ö. 300) ve Hero (M.Ö. 100) aynalarla çal›flm›fl, Seneca
(M.S. 40) ise prizmalar›n ›fl›k saç›l›m özelliklerini incelemifl ve Ptolemy (M.S.
100) yans›ma ve k›r›lmay› ele alm›flt›r. Alhazen 1038 y›l›nda ›fl›¤›n yans›ma ve k›r›lmas›n›
çal›flm›fl, Roger Bacon 1250 y›l›nda iç bükey aynalar›n odak noktas›n› belirlemifltir.
Tarih, 1600 y›llar› civar›n› gösterdi¤inde teleskop Hollanda’da gelifltirimifl
ve 1610 y›l›na gelindi¤inde Galileo teleskop tasar›m›nda ilerleme kaydetmifltir. Sir
Isaac Newton (1642-1727) farkl› renklerdeki ›fl›¤›n k›r›lma indislerini ve spektrum
elde etmek için ›fl›¤›n ayr›lmas› üzerine çok say›da deney gerçeklefltirmifl ve daha
sonra bu prensipleri teleskoplara uygulam›flt›r. Fraunhofer, 1814-1815 y›llar›nda
difraksiyon olgusunu keflfetmifl ve yans›ma aç›s› yerine dalga boyunu ölçmeyi baflarm›flt›r.
Herschel (1823) ve Talbot (1825) belirli atomlar›n alev içine yerlefltirilmesi
durumundaki atomik emisyonu bulmufltur. Wheatstone (1835), metallerin bu
emisyonlar›ndaki dalga boyu farkl›l›klar› esas›na göre birbirlerinde ayr›labilece¤i
sonucuna varm›fl ve 1848 y›l›nda Foucault, sodyumun atomik emisyonunu gözlemlemifl,
elementin elektrik ark›ndan ayn› ›fl›nlar› absorplad›¤›n› keflfetmifltir.
Kirchoff “maddeler, yayd›klar› ›fl›kla ayn› dalga boyunda ›fl›¤› absorplarlar” fleklindeki
kuram› önesürmüfl ve bu kuram tüm atomik absorpsiyon spektroskopi çal›flmalar›n›n
temelini oluflturmufltur. 1950’lerden sonra atomik absorpsiyonun spektroskopisi
cihazlar› ve uygulamalar› çok büyük ölçüde geliflmifltir.

116 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 6.1
Moleküler ve
atomik
absorpsiyonda
geçifller
ATOM‹K ABSORPS‹YON SPEKTROSKOP‹S‹
Atomlar kararl› hallerindeyken, atomik buhar içerisinden geçen ›fl›¤›, her bir elementin
kendine özgü olan karakteristik dalga boyunda absorbe etmektedirler. Bu
absorpsiyon ile atomlar kararl› hallerinden daha üst uyar›lm›fl bir seviyeye geçer ve
atomik absorpsiyon spektrometresinin temel ölçüm prensibi, ›fl›¤›n bu absorplanan
miktar›ndan analitin derifliminin belirlenmesidir.
Serbest atomlarda moleküllerde oldu¤u gibi dönme ve titreflim geçiflleri olmad›¤›ndan
atomik spektroskopi sadece elektronik geçifller üzerine kurulmufltur. Bu
nedenle atomik absorpsiyon spektroskopisinde moleküler spektroskopide oldu¤u
gibi absorpsiyon bantlar› görülmez onun yerine absorpsiyon ve emisyon çizgileri
görülür (fiekil 6.1). Ancak atomlarda çok say›da uyar›lm›fl hal mümkün oldu¤u için
bir atom sadece tek dalga boyunda absorpsiyon yapmaz, farkl› dalga boylar›nda
da yapar. Bunlardan absorpsiyon fliddeti büyük olan analizlerde kullan›l›r.
Ünite 1 de belirtildi¤i gibi,
Lambert-Beer yasas›na göre, absorpsiyon
yapabilecek türlerin
bulundu¤u bir ortamdan geçen
I 0 fliddetindeki ›fl›n›n fliddeti ortamdaki
tanecikler taraf›ndan absorplan›r,
›fl›n fliddetinde azalma
meydana gelir ve ›fl›n ortam› I
fliddeti ile terk eder. Ifl›¤›n absorpsiyonu,
konsantrasyon ve
›fl›¤›n geçti¤i yol ile do¤ru orant›l›d›r.
AAS cihazlar›nda bu temel
bilgiden yararlanarak atomik türlerin
analizleri yap›lmaktad›r.
Dengede bulunan bir sistemde,
uyar›lm›fl seviyedeki atom say›s›n›n temel düzeydeki atom say›s›na oran› Boltzmann
da¤›l›m yasas› ile verilir.
Enerji = a + bP (6.1)
Eflitlik 6.1 de N i ve N 0 uyar›lm›fl ve temel enerji seviyelerindeki atom say›s›, Ei
uyarma için gerekli enerji, k Boltzmann sabiti, T ise s›cakl›kt›r. Enerji seviyeleri aras›ndaki
geçifller “seçim kurallar›” ile s›n›rlanm›flt›r yani uyar›lm›fl atomun hangi
enerji seviyesine geçece¤i belirli kurallara ba¤l›d›r ve çok say›da uyar›lm›fl hal
mümkün oldu¤u için bir atom sadece tek dalga boyunda absorpsiyon yapmaz,
farkl› dalga boylar›nda da yapar. Bunlardan absorpsiyon fliddeti büyük olan analizlerde
kullan›l›r.
Atomlaflt›rma: Analiti
serbest atomlar›na
dönüfltürme ifllemidir.
ATOM‹K ABSORPS‹YON SPEKTROSKOP‹ TÜRLER‹
Atomik ve moleküler absorpsiyon spektrofotometreleri aras›ndaki en önemli farkl›l›k
atomik spektroskopide, analitin serbest atomlar›na dönüfltürülmesi gereklili¤idir.
Kat›, s›v› veya çözeltideki analitin serbest atomlar›na dönüfltürülmesi ifllemine
atomlaflt›rma ad› verilir ve bu amaçla kullan›lan en yayg›n iki teknik, alev atomlaflt›rma
ve elektrotermal atomlaflt›rmad›r. Çok daha az kullan›lmakla beraber so-

6. Atomik Absorbsiyon Spektroskopisi ve Nicel Analiz
117
¤uk buhar atomlaflt›rma, akkor boflal›ml› atomlaflt›rma, hidrür atomlaflt›rma gibi
teknikler de mevcuttur. Alevli ve elektrotermal atomlaflt›r›c›lar konusunda ayr›nt›l›
bilgi atomik absorpsiyon spektrometreleri konusunda verilecektir.
Atomik absorpsiyon spektrumlar›n›n moleküler absorpsiyon spektrumlar›ndan SIRA S‹ZDE neden
farkl› oldu¤unu aç›klay›n›z.
1
SIRA S‹ZDE
ATOM‹K ABSORPS‹YON SPEKTROMETRELER‹
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
fiekil 6.2 de görüldü¤ü gibi atomik absorpsiyon spektrometresinin temel bileflenleri;
kararl› bir ›fl›k kayna¤› (oyuk katot lamba), absorpsiyon hücresi SORUolarak adland›rabilece¤imiz
ve numuneyi atomlar›na ayr›flt›rabilmek için kullan›lan bir atomlafl-
SORU
t›r›c›, ölçülecek ›fl›¤›n spesifik dalga boyunu izole edebilmek için monokromatör,
D‹KKAT
D‹KKAT
›fl›k enerjisini elektrik enerjisine çeviren bir dedektör ve kaydedicidir. Atomik absorpsiyon
cihazlar›n›n tek ›fl›k yollu ve çift ›fl›k yollu olarak iki tipi vard›r. Çift ›fl›k
yollu cihazlarda tek ›fl›k yollulardan farkl› olarak ›fl›k kayna¤›ndan SIRA S‹ZDE ç›kan ›fl›n bir
SIRA S‹ZDE
bölücü yard›m›yla ikiye bölünür ve bir tanesi önce atomlaflt›r›c›ya daha sonra monokromatöre
yönlendirilirken di¤eri referans olarak do¤rudan monokromatöre
AMAÇLARIMIZ
yönlendirilir. Çift ›fl›k yollu cihazlarda referans ve numune verilerinin oran› kullan›l›r.
Bundan sonraki bölümlerde AAS bileflenleri, türleri ve atomik absorpsiyon
AMAÇLARIMIZ
spektroskopi tekni¤i kullan›larak gerçeklefltirilen analizlere de¤inilecektir.
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
fiekil 6.2
Atomik absorpsiyon
TELEV‹ZYON
spektrometre
düzene¤i
‹NTERNET
Ifl›k Kayna¤›
AAS’de en çok kullan›lan ›fl›k kayna¤› oyuk katot lambad›r. Oyuk katot lamba fiekil
6.3 de görüldü¤ü gibi düflük bas›nçta argon veya neon gibi inert bir gazla doldurulmufl,
bir katot ve anot içeren cam bir silindirdir. Katot incelenen elementin
çok saf metalinden veya o elementi içeren bir alafl›mdan yap›lm›flt›r. Anot ise genellikle
tungsten veya nikel teldir. Elektrotlar aras›na gerekli gerilim uygulanarak
inert gaz iyonlaflt›r›l›r. Katyon haline gelen gaz tanecikleri h›zla negatif yüklü katota
çarparlar ve bu çarpma sonucunda katodun yap›ld›¤› metalin atom bulutunu
olufltururlar. ‹nert gaz›n serbest katot atomlar›na çarp›flmas› ile uyar›lm›fl metal
atomlar› elde edilir. Bu atomlar›n tekrar temel duruma dönmeleri s›ras›nda katottaki
element atomlar›n›n rezonans dalga boyunda ›fl›ma yayarlar. Oyuk katot lamban›n
çal›flma prensibi fiekil 6.4 de özetlenmektedir.

118 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 6.3
Oyuk Katot Lamba
fiekil 6.4
Oyuk Katot
Lamban›n atomik
emisyon
oluflturmas›n›n
flematik gösterimi
AAS’de her element için ayr› bir oyuk katot lamba kullanma gere¤i çok elementli
katotlar›n yap›lmas›na yol açm›flt›r ve bu ›fl›k kaynaklar›na çok elementli
lambalar ad› verilmektedir. Katot, alafl›mlardan, metaller aras› bilefliklerden veya
toz haline getirilmifl metal kar›fl›mlardan yap›labilmektedir. AAS de kullan›lan bir
di¤er ›fl›k kayna¤› da elektrotsuz boflal›m lambalar›d›r. Bu lambalar›n ›fl›k fliddeti
yüksek, ›s›nma süresi k›sa, kararl›l›¤› iyidir ve vakum UV bölgede kullan›labilmektedir.
Elektrotsuz boflal›m lambalar›nda fliddetli bir radyo-frekans› veya mikro dalga
›fl›n›n›n sa¤lad›¤› alan ile atomlar uyar›l›r.
SIRA S‹ZDE
2
Atomik absorpsiyon SIRA S‹ZDE spektrometrelerinde kullan›lan oyuk katot lambalar›n neden tek bir
elemente özgü rezonans hatt›na sahip oldu¤unu aç›klay›n›z.
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
Atomlaflt›r›c› DÜfiÜNEL‹M
AAS, numune içerisindeki analitin atom faz›nda olmas›n› gerektiren bir tekniktir.
Numune yüksek SORU s›cakl›ktaki bir alev veya grafit f›r›n gibi bir ›s› kayna¤› içerisinde
atomlaflt›r›lmal›d›r. Hangi tip AAS kullan›l›rsa kullan›ls›n analitin, tayin edilecek
olan atomlar› serbest halde bulunmal›d›rlar.
D‹KKAT
i. Alevli tip AAS
Alevli tip AAS SIRA de S‹ZDE numune içerisindeki analitin sebest atomlar›n› oluflturmak için
alev kullan›l›r. Çözeltisi fiekil 6.5 de görüldü¤ü gibi nebülizatör ad› verilen pnömatik
sislefltirici kullan›larak aleve püskürtülür ve alev bafll›¤› k›sm›nda çözücünün
buharlaflmas› ile çözelti damlac›klar› kurur. Buharlaflma h›z›, damlac›klar›n büyüklü¤üne
ve çözücü türüne ba¤l›d›r. Oluflan kat› tanecikler alev s›cakl›¤›n›n etkisiyle
de¤iflikliklere u¤rayabilir. Organik bileflikler yanar, inorganik bileflenler ayr›fl›r, birbirleriyle
veya alev gazlar› ile reaksiyona girerler. Is› enerjisinin etkisiyle gaz mo-
K ‹ T A P
lekülleri ›s›sal olarak atomlar›na ayr›fl›rlar. Alev içinde, analiz elementinin atomla-
SIRA S‹ZDE
Nebülizatör: S›v›lar›n çok
küçük damlac›klar halinde
AMAÇLARIMIZ püskürtülmesini sa¤layan
cihaz AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

6. Atomik Absorbsiyon Spektroskopisi ve Nicel Analiz
119
r›ndan baflka, CO 2 , CO, C, H 2 O, O 2 , H 2 , H, NO, N 2 gibi birçok yanma ürünü de
oluflur. Alevli tip AAS de numunenin çok az bir k›sm› yakma bafll›¤›na ulafl›r ve
atomlaflt›r›l›r, büyük bi k›sm› ise at›k olarak at›l›r. Alevli tip AAS de sonuçlar›n tekrarlanabilirli¤i
di¤er yöntemlerden daha iyidir.
fiekil 6.5
Alev atomlaflt›r›c›
ve nebulizatör
Alevli tip AAS de alev, bir yükseltgen ve bir yak›c› gaz kar›fl›m›yla sa¤lan›r.
Asetilen (C 2 H 2 )-hava ve asetilen-nitrözoksit en çok kullan›lan kar›fl›mlar olmakla
birlikte farkl› s›cakl›klar için kullan›lan kar›fl›mlar›n bir listesi Çizelge 6.1 de
verilmifltir.
Yak›c› Gaz/Yükseltgen S›cakl›k (C )
Propan veya Do¤al Gaz/Hava 1700-1900
Propan veya Do¤al Gaz/O 2 2700-2800
H 2 /Hava 2000-2100
Çizelge 6.1
Alevli tip AAS’de
kullan›lan çeflitli
yükseltgen-yak›c›
gaz bileflimleri ve
s›cakl›klar›
H 2 /O 2 2500-2700
C 2 H 2 /Hava 2100-2400
C 2 H 2 /O 2 3050-3150
C 2 H 2 /N 2 O 2600-2800
ii. Elektrotermal AAS
Elektrotermal atomlaflt›r›c›lar ayn› zamanda grafit f›r›n olarak adland›r›l›r ve 1-3 cm
uzunlu¤unda, 3-8 mm iç çap›nda, silindirik yap›da grafit tüplerdir (fiekil 6.6). Grafit
f›r›n, alevden daha etkili bir atomlaflt›r›c› olmas›, çok daha az miktarda numuneyle
çal›flmaya olanak tan›mas›, kolayca oksitlenebilen numunelere uygun bir ortam
sa¤lamas›, alevde sisleflmesi zor olan viskoz s›v›larla kolayl›kla çal›fl›labilmesi,
kat› örneklerin do¤rudan analiz edilebilmesi gibi pek çok yönüyle daha avantajl›-
d›r. Numuneler, kat› ise direk olarak grafit f›r›na yerlefltirilebilir. S›v› numuneler de
5-50 µL aral›¤›nda numune grafit f›r›n içine enjekte edilir. Atomlaflt›rma üç basamakta
gerçekleflir. Öncelikle grafit tüp uygulanan düflük voltaj, yüksek ak›m basa-

120 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 6.6
Elektrotermal
atomlaflt›r›c›n›n
flematik gösterimi
maklar› ile 110 °C s›cakl›¤a ›s›t›l›r ve numune kurutulur. Ard›ndan külleme olarak
adland›r›lan basama¤a geçilir ve s›cakl›k 350-1200 °C ye artt›r›l›r. Bu s›cakl›klarda
numune içerisindeki tüm organik bileflenler CO 2 ve H 2 O ya dönüfltürülürken anorganik
bileflenler buharlaflt›r›l›r. Grafit tüp üzerinden ve içerisinden argon gibi inört
bir gaz geçirilerek hem tüpün oksitlenmesi önlenir hem de gaz faz›na geçen bileflenler
ortamdan uzaklaflt›r›l›r. Son basamakta s›cakl›k h›zla 2000-3000 °C ye artt›-
r›larak atomlaflma sa¤lan›r.
iii. Hidrür Oluflum Tekni¤i
Arsenik, antimon, kalay, selenyum, bizmut, kurflun ve germenyum elementleri oldukça
toksik oldu¤u için düflük deriflim de¤erlerinde tayin edilmeleri gerekir. Hidrür
oluflum tekni¤i bu amaçla gelifltirilmifl bir yöntemdir ve bu elementlerin atomlaflt›r›c›ya
gaz haline verilmesini sa¤lar. Hidrür oluflturmak için elementlerin asitlendirilmifl
çözeltisi % 1’lik sulu sodyum borhidrür çözeltisine ilave edilir ve afla¤›-
da verilen tepkime gerçekleflir.
3BH 4
- + 3H + + 4H3 AsO 3 → 3H 3 BO 3 + 4AsH 3 + 3H 2 O
Oluflan uçucu hidrür inert bir gaz yard›m›yla kuvarstan yap›lm›fl atomlaflt›r›c›ya
tafl›n›r ve atomlaflt›r›c›da hidrür bozularak analitin nötral atomlar› oluflmufl olur.
Civa ise so¤uk-buhar metodu ad› verilen ve SnCl 2 ile elementel civaya indirgendi¤i
yöntemde inert gaz yard›m›yla cihaz›n optik yolu üzerinde yerlefltirilmifl ve
›s›t›lmam›fl gözlem tüpüne tafl›narak tayin edilir.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
3
Alevli ve elektrotermal SIRA S‹ZDE atomalaflt›r›c›lar›n avantaj ve dezavantajlar›n› tart›fl›n›z.
Monokromatör
DÜfiÜNEL‹M
Tüm spektroskopi cihazlar›nda oldu¤u gibi AAS yönteminde de monokromatör
analitin rezonans hatt›n› ›fl›k kayna¤›ndan yay›lan di¤er hatlardan ay›rmak için kullan›lmaktad›r.
SORU Ancak AAS de di¤er spektrometrelerden farkl› olarak monokromatör,
atomlaflt›r›c›dan sonra yerlefltirilir. Ifl›n kayna¤› olarak kullan›lan oyuk katot
lamba monokromatik D‹KKAT ›fl›ma yapmakta ve numune içerisindeki atomlar bu ›fl›n› absorplamaktad›r.
Ancak atomlaflt›r›c› içerisinde oluflabilecek farkl› dalga boyundaki
›fl›malar›n ve absorpsiyonlar›n dedektöre ulaflmamas› için monokromatör atomlaflt›r›c›dan
sonra
SIRA S‹ZDE
yerlefltirilmektedir.
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON

6. Atomik Absorbsiyon Spektroskopisi ve Nicel Analiz
121
Dedektör
AAS’de ›fl›k sinyalinin elektrik sinyaline dönüfltürülmesi amac›yla dedektör olarak
fotoço¤alt›c›lar kullan›l›r. Fotoço¤alt›c›n›n kullan›laca¤› spektral aral›k katot üzerinde
›fl›¤a duyarl› tabakaya ve tüpün pencere malzemesine ba¤l›d›r.
ATOM‹K ABSORPS‹YON SPEKTROSKOP‹S‹NDE
G‹R‹fi‹MLER
Numunenin referans maddeye göre farkl› her türlü davran›fl› giriflim olarak adland›r›l›r.
Giriflimler, nedenlerine ba¤l› olarak kimyasal, fiziksel, iyonlaflma, zemin ve
spektral giriflimler olarak grupland›r›l›r.
Kimyasal Giriflim
Kimyasal giriflim, analitin nicel olarak atomlaflmas›n› önleyen herhangi bir bileflik
oluflumu olarak tan›mlan›r. Kimyasal giriflim iki flekilde ortaya ç›kabilir: ya analitin
analiz s›cakl›¤›nda buharlaflmayan bir bilefli¤i oluflur ya da oluflan analit atomlar›
ortamda bulunan di¤er atom veya radikallerle tepkimeye girerek absorpsiyon için
uygunluklar›n› kaybederler. Kimyasal giriflime örnek olarak 5 ppm Ca 2+ çözeltisine
500 ppm PO 4 3- çözeltisi eklenirse Ca 3 (PO 4 ) 2 oluflumu nedeni ile kalsiyum iyonlar›n›n
absorbans de¤eri 0,50 den 0,38 e azalmaktad›r. Zor buharlaflan bilefliklerin
oluflmas› alev s›cakl›¤›n›n düflürülmesi veya yak›t oksidant oranlar›n›n de¤ifltirilmesi
ile önlenebilir. Ayr›ca kimyasal giriflime neden olan bileflen ile daha kararl› bileflik
oluflturabilecek bir madde ortama ileve edilebilir. Örne¤in Ca 2+ ve PO 4 3- içeren
analiz ortam›na Sr 2+ ilave edildi¤inde PO 4 3- dan kaynaklanan giriflim miktar›
azal›r ve absorbans de¤eri 0,49 olarak bulunur. Bir di¤er yöntem ise analit ile daha
kararl› kompleks oluflturan bir türün ortama ilave edilmesidir. Biraz önce bahsedilen
Ca 2+ / PO 4 3- çözeltisine % 1 (k/k) EDTA ilave edildi¤inde EDTA-Ca 2+
kompleksi oluflur ve absorbans de¤eri 0,52 olarak bulunur.
Fiziksel Giriflim
Fiziksel giriflimler; çözeltilerin viskozite, yüzey gerilimi ve yo¤unluklar› gibi fiziksel
özelliklerinin örnek ve referans maddede farkl› olmas› nedeniyle ortaya ç›kar.
Viskozitesi yüksek çözeltilerde damlac›klar›n boyutlar› büyüyece¤inden atomlaflt›-
r›c›ya tafl›nan numune miktar› azal›r. Ayr›ca numunenin analize haz›rlanmas› esnas›nda
organik çözücülerin kullan›lmas› durumunda viskozite ve özgül a¤›rl›k suya
göre azalaca¤›ndan aleve tafl›nan numune miktar› artar. Fiziksel giriflim özellikle
alev atomik absorpsiyon spektroskopisinde ortaya ç›kan bir problemdir. Elektrotermal
atomlaflt›r›c› kullan›ld›¤›nda sislefltirme basama¤› olmad›¤›ndan bu tür giriflimler
pek gözlenmez. Ayr›ca numune ve standart çözeltilerin fiziksel özelliklerinin
benzetilmesi ile giderilebilir. Bu amaçla, s›kl›kla standart ilave yöntemi kullan›l›r.
Standart ilave yöntemi:
kalibrasyon e¤risi oluflturma
tekniklerinden biridir.
‹yonlaflma Giriflimi
‹yonlaflma giriflimi; yüksek s›cakl›klarda tayin elementinin bir miktar iyonlaflmas›
ile temel düzeydeki toplam atom say›s›n›n azalmas› sonucu oluflur ve duyarl›l›¤›n
azalmas›na neden olur. Çünkü iyonlar›n ve atomlar›n spektral hatlar› ayn› dalga
boyunda de¤ildir, okunmas› gereken absorbans de¤erinden daha küçük absorbans
de¤eri bulunur ve iyonlaflma yüzdesi konsantrasyona ba¤l› oldu¤undan lineerlik
bozulur. ‹yonlaflma girifliminin önlenmesi için ya atomlaflma daha düflük s›-

122 Aletli Analiz Laboratuvar›
‹yonlaflma enerjisi: Gaz
halindeki nötral bir atomdan
bir elektron uzaklaflt›rmak
için verilmesi gerekli
enerjidir.
cakl›kta yap›lmal›d›r ya da afla¤›daki tepkimede görüldü¤ü gibi numuneye ve standartlara
iyonlaflma enerjisi düflük (K veya Li gibi) baflka bir element eklenerek
ortamdaki elektron miktar› artt›r›lmal›d›r.
K @ K + + e -
Böylece analitin iyonlaflma dengesine ait tepkime sola kayar ve atomik tür deriflimi
artar. S›cakl›¤›n düflürülmesi tayin edilen elementin atomlaflmas›n›da azaltaca¤›ndan
pek tercih edilmez.
Zemin Giriflimi
Zemin giriflimi; analiz yap›lan dalga boyunda atomlaflt›r›c›da bulunan molekül ve
radikallerin ›fl›¤› absorplamas› ile spesifik olmayan ›fl›k kay›plar›n›n oluflmas›d›r.
Bunun sonucunda analit miktar› oldu¤undan daha fazla bulunur. Zemin giriflimini
ortadan kald›rmak için oyuk katot lamban›n yan›nda sürekli ›fl›k kayna¤› yayan döteryum
veya halojen lamba kullan›lmas› gerekir. Böylece oyuk katot lamban›n
enerjisinin atomlar + moleküller + radikaller taraf›ndan absorpland›¤›, sürekli ›fl›k
kayna¤›n›n enerjisinin ise tek bir dalga boyu atomalar taraf›ndan absorplanaca¤›ndan
bu miktar ihmal edilerek tamam›n›n moleküller + radikaller taraf›ndan absorpland›¤›
kabul edilir. Dolay›s›yla oyuk katot lamba ve sürekli ›fl›k kayna¤›n›n absorplanan
miktarlar› aras›ndaki fark atomlar›n absorpsiyon miktar›n› verir.
Zemin giriflimlerini ortadan kald›rmak için kullan›lan bir di¤er yöntem Zeeman
etkisi temeline dayan›r. Zeeman etkisi manyetik alan varl›¤›nda spektral hatlar›n
yar›lmas›d›r ve oluflan yeni hatlar›n absorbanslar› toplam› orjinal çizginin absorbans›na
eflittir (fiekil 6.7). Singlet enerji düzeyleri aras›ndaki geçifllerde manyetik
alan uygulanmas› durumunda hatlar üçe yar›l›r ve bu spektral bileflenlere π, σ + ve
σ - bileflenleri ad› verilir. Dublet ve triplet gibi geçifllerde ise daha fazla π ve σ bileflenleri
oluflur. Bileflenlerden π, yaln›zca d›fl manyetik alana paralel yönde düzlem
polarize olan ›fl›n› absorplarken σ + ve σ - bileflenleri alana 90° de polarize ›fl›-
n› absorplar. Manyetik alan ›fl›k kayna¤›na veya atomlaflt›r›c›ya uygulanabilir. Ifl›k
kayna¤›na manyetik alan uyguland›¤›nda ›fl›n bileflenlerinden π bilefleni analiz elementinin
atomlar› ve zemin engellemesine neden olan türler taraf›ndan absorplan›rken,
σ + ve σ - bileflenleri analiz elementinin absorpsiyon dalgaboyunda olmad›-
¤›ndan sadece zemin engellemesine neden olan türler taraf›ndan absorplan›r. π ve
σ bileflenleri aras›ndaki absorpsiyon fark› analitin absorbans de¤erini verir. Atomlaflt›r›c›ya
manyetik alan uygulanmas› durumunda ise ›fl›k kayna¤›n›n yayd›¤› ›fl›n
bir polarizör kullan›larak birbirine dik iki düzlemsel polarize ›fl›¤a çevrilir ve atomlaflt›r›c›da
analiz elementinin absorpsiyon hatlar› π ve σ bileflenlerine ayr›l›r. Ifl›k
kayna¤› olarak kullan›lan oyuk katot lamba tek dalga boylu ›fl›k yayar ve bu ›fl›ma
π bilefleni ile ayn› yönde polarize ›fl›k ise, analit ve zemin engellemesine neden
olan türler taraf›ndan absorplan›r. Ancak oyuk katot lambadan yay›lan ›fl›k manyetik
alana dik yönde polarize ›fl›k ise analit taraf›ndan abasorplanamazken engellemeye
neden olan türler taraf›ndan absorplan›r. Farkl› polarizasyondaki bu iki ›fl›k
monokromatöre ardarda ulafl›r ve aradaki fark ölçülerek analitin absorbans de¤eri
bulunmufl olur.

6. Atomik Absorbsiyon Spektroskopisi ve Nicel Analiz
123
fiekil 6.7
Zeeman etkisi ile
spektral hatlar›n
yar›lmas›
Zemin giriflimlerini ortadan kald›rmak için kullan›lan bir di¤er yöntemde de
oyuk katot lambaya uygulanan ak›m fliddeti de¤ifltirilir. Lambaya uygulanan ak›m
de¤eri artt›r›ld›¤›nda uyar›lan katot atomlar›n›n say›s› artar. Ayn› zamanda lamba
içinde temel düzeydeki atom say›s› da artar ve bu atomlar lamban›n yaym›fl oldu-
¤u ›fl›man›n bir k›sm›n› absorplarlar. Bu olaya özabsorpsiyon, yönteme ise Smith-
Hieftje Yöntemi ad› verilir. Lambaya uygulanan ak›m azalt›ld›¤›nda, yay›lan ›fl›k
analit atomlar› ve zemin engellemesine neden olan türler taraf›ndan absorplan›r.
Ak›m yükseltildi¤inde ise özabsorpsiyondan dolay› analitin absorplayaca¤› dalgaboyundaki
›fl›k fliddeti azal›r ve kalan ›fl›¤›n zemin engellemesine neden olan türler
taraf›ndan absorpland›¤› düflünülür. ‹ki absorpsiyon sinyali aras›ndaki fark al›nd›¤›nda
analitin absorpsiyon miktar› bulunmufl olur.
Smith-Hieftje Yöntemi: Oyuk
katot lamba yüksek ak›mla
çal›flt›r›ld›¤›nda lambadan
yay›lan ›fl›n›n bir k›sm›n›n
lamba içinde oluflan atomlar
tarf›ndan absorpsiyonudur.
Spektral Giriflim
Spektral giriflim, analiz atomunun absorpsiyon dalga boyunun atomlaflt›r›c›da var
olan baflka atom, molekül ve radikallerin absorpsiyon dalga boyu ile çak›flmas› sonucunda
ortaya ç›kar ve analit miktar› oldu¤undan daha fazla bulunur. Spektral giriflimleri
ortadan kald›rmak için analiz dalga boyundan farkl› bir dalga boyunda çal›fl›labilir.
ATOM‹K ABSORPS‹YON SPEKTROSKOP‹S‹NDE
KULLANILAN YÖNTEMLER
Daha önce de de¤inildi¤i gibi atomik absorpsiyon spektrometresinin temel ölçüm
prensibi, ›fl›¤›n absorplanan miktar›ndan analitin derifliminin belirlenmesidir. Analit
matriksindeki etkileflimler ve atomlaflt›rma hücresindeki homojensizlikler gibi
nedenlerden ötürü konsantrasyon ölçümleri direk olarak absorpsiyon miktar›ndaki
düflüflten yap›lmaz. Bunun yerine iki farkl› yaklafl›mla ölçümler gerçeklefltirilir,
bunlar kalibrasyon e¤risi ölçümü ve standart ilave yöntemidir.
Kalibrasyon E¤risi Ölçümü
AAS de en yayg›n kullan›lan teknik, kalibrasyon e¤risi yard›m›yla yap›lan ölçümlerdir.
Bu teknikte, deriflimi belirli standartlar›n absorbans de¤erleri belirlenir ve
deriflime karfl› garfi¤e geçirilerek absorpsiyon e¤risi elde edilir. Ard›ndan analiz
edilecek numune için absorbans de¤eri bulunur ve elde edilen kalibrasyon e¤risi
yard›m›yla miktar tayini yap›l›r. Kalibrasyon e¤rileri, analit içinde ölçümü yap›lacak
elementin yaklafl›k deriflimini kapsayacak flekilde en az üç farkl› deriflimde haz›rlanm›fl
standartlar›n ölçülmesinden elde edilir.

124 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 6.8
Standart
deriflimlerine karfl›
absorbans
de¤erlerinden elde
edilen kalibrasyon
e¤risi
fiekil 6.9
Standart ‹lave Yöntemi
Standart ilave yöntemi, özellikle fiziksel giriflimleri ortadan kald›rmak için kullan›-
lan, standart çözeltiler ve numune bileflimini benzetmek için uygulanan bir yöntemdir.
Bu teknikte, analit çözeltisinin belirli hacimlerinde al›narak, üzerlerine
standart çözeltisinden artan miktarlarda ilave edilir ve çözücü ile hacim belirli de-
¤erlere tamamlan›r. Ard›ndan her bir çözeltinin absorbans› ölçülür ve ilave edilen
standart çözeltinin son seyreltilen çözeltideki deriflimleri x eksenine, ölçülen absorbans
de¤erleri ise y eksenine gelecek flekilde grafi¤e geçirilir. Ölçüm noktalar›n›n
birlefltirilmesiyle elde edilen kalibrasyon e¤risi x ekseninin 0 notas›na do¤ru
uzat›l›r ve y eksenini kesti¤i noktadaki de¤er hedef elementin çözelti içerisindeki
deriflimi olarak bulunur (fiekil 6.9).
Standart ilave
yöntemi
kullan›larak çizilen
kalibrasyon e¤risi
NUMUNE HAZIRLAMA VE ÇÖZME TEKN‹KLER‹
AAS de en yayg›n kullan›lan çözücü sudur. Ancak kullan›lan suyun mutlaka deiyonize
edilmifl olmas› gerekir. Kat› numunelerin çözülmesi için genellikle asitler kullan›lmaktad›r
ve kullan›lan asidin metal safs›zl›klar› içermemesine dikkat edilmelidir.
Standart çözeltileri haz›rlarken safl›¤› yüksek kat›lar kullan›lmal› ve öncelikle
stok standart çözeltisi haz›rlanmal›d›r. Daha düflük deriflimdeki standartlar bu stok
çözeltinin seyreltilmesi ile haz›rlanmal›d›r. Standartlar›n haz›rlanmas›na ait bilgiler
ve yap›lacak ifllemler genellikle cihazlar›n softwarelerinde bulunmaktad›r. Ayn› zamanda
baz› firmalar›n ticari olarak satt›klar› belirli deriflimlerdeki stok standart çözeltileri
de mevcuttur.
Paket Sütte Potasyum Tayini
Bu deneyde ticari olarak sat›lan farkl› markalara ait paket süt numunelerindeki
potasyum miktar› tayin edilecek ve sonuçlar paket üzerindeki de¤erler ile
karfl›laflt›r›lacakt›r.

6. Atomik Absorbsiyon Spektroskopisi ve Nicel Analiz
125
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler
Bu deney için afla¤›daki kimyasal maddeler ve laboratuvar malzemeleri gereklidir.
Kimyasallar
Laboratuvar malzemeleri
Farkl› markalara ait paket süt örnekleri Analitik terazi Mezür
Potasyum klorür, KCl Balon joje (50-100 mL) Huni
Trikloroasetik asit Beher Spatül
Deiyonize su Siyah bant süzgeç ka¤›d› Pipet
Deneyin Yap›l›fl›
Süt numunesinin analiz edilebilmesi için öncelikle süt proteinlerinin çöktürülmesi
gereklidir. Bu nedenle 100 mL lik balon jojeye 5 mL süt numunesinden al›narak
üzerine % 24 lük (k/h) trikloroasetik asit çözeltisinden 50 mL ilave edilir. Numune
30 dakika süre ile her 5 dakikada bir çalkalan›r. Çöken süt proteinlerinin ayr›lmas›
için numune süzülür ve süzüntüden al›nan 5 mL, 50 mL lik balon jojeye aktar›-
larak deiyonize su ile hacme tamamlan›r.
Kalibrasyon standartlar›n›n haz›rlanmas› için öncelikle KCl kat›s›ndan 1000 mg
L -1 deriflimde K içeren stok standart çözelti haz›rlanmal›d›r.
1 L ve 1000 mg L -1 K içeren çözeltinin haz›rlanmas›na ait hesaplamalar afla¤›da
verildi¤i gibidir.
Hesaplamadan bulundu¤u gibi 1,907 g KCl kat›s› tart›l›r ve bir miktar deiyonize
su ile çözüldükten sonra 1 L lik balon jojeye aktar›l›r ve hacme tamamlan›r.
Standart çözeltilerin haz›rlanmas› amac›yla kalibrasyon e¤risinin do¤rusal oldu¤u
bölge için hesaplamalar yap›l›r ve en az üç farkl› deriflimde standartlar haz›rlan›r.
AAS cihaz› aç›l›p potasyum tayini için gerekli ayarlamalar yap›ld›ktan sonra s›ras›
E = a + bP
ile bofl çözeltinin (blank) ve standartlar›n absorbans de¤erleri ölçülerek grafi¤e
geçirilir ve kalibrasyon e¤risi elde edilir. Ard›ndan daha önceden haz›rlanm›fl olan
süt numuneleri için absorpbans de¤erleri ölçülür ve kalibrasyon do¤rusu kullan›-
larak içerisindeki potasyum miktar› tayin edilir.
Bofl çözelti (blank): Analit
d›fl›ndaki tüm bileflenleri
içeren çözeltidir ve AAS de
genellikle deiyonize sudur.
Standart Çözeltiler (ppm)
Absorbans
Bofl çözelti
Standart 1
Standart 2
Standart 3
Kozmetik Malzemelerinde Kurflun Tayini
Bu deneyde farkl› kozmotik ürünlerindeki kurflun miktar› tayin edilecek ve sonuçlar
karfl›laflt›r›lacakt›r.

126 Aletli Analiz Laboratuvar›
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler
Bu deney için afla¤›daki kimyasal maddeler ve laboratuvar malzemeleri gereklidir.
Kimyasallar
Laboratuvar malzemeleri
Farkl› markalara ait kozmetik ürünleri Analitik terazi
Mezür
(saç köpü¤ü, trafl köpü¤ü, ruj)
Kurflun nitrat, Pb(NO 3 ) 2 Kül f›r›n› Huni
Derflik HNO 3 Kroze Spatül
Deriflik HCl Balon joje (50-100 mL) Pipet
Etanol
Deiyonize su
Beher
Siyah bant süzgeç ka¤›d›
Deneyin Yap›l›fl›
Saç köpü¤ü ve trafl köpü¤ü numunelerinin analizi için 50 mL lik beherlere 1 g
numune al›n›r ve 50 mL etanolde çözülür. Ruj numunesinin analizi için 1 g numune
tart›larak kroze içinde 500 °C de kül f›r›n›nda yak›l›r. Deriflik HCl çözeltisinden
2 M 50 mL HCl çözeltisi haz›rlan›r ve kroze içindeki kül üzerine 20 mL 2M
HCl ilave edilir. Numune süzülür ve süzgeç ka¤›d›ndaki kül 10 mL 2M HCl ile y›-
kan›r ve süzüntüler birlefltirilir. 0,5 M HCl çözeltisi ile hacim balon jojede 50 mL
ye tamamlan›r.
Kalibrasyon standartlar›n›n haz›rlanmas› için öncelikle Pb(NO 3 ) 2 kat›s›ndan
1000 mg L -1 deriflimde Pb içeren stok standart çözelti haz›rlanmal›d›r.
1 L ve 1000 mg L -1 Pb içeren çözeltinin haz›rlanmas›na ait hesaplamalar afla¤›-
da verildi¤i gibidir.
Hesaplamadan bulundu¤u gibi 1,598 g Pb(NO 3 ) 2 kat›s› tart›l›r ve %1 lik (h/h)
HNO 3 ile çözüldükten sonra 1 L lik balon jojeye aktar›l›r ve %1 lik (v/v) HNO 3 ile
hacme tamamlan›r. Standart çözeltilerin haz›rlanmas› amac›yla, kalibrasyon
e¤risinin do¤rusal oldu¤u bölge için hesaplamalar yap›l›r ve en az üç farkl›
deriflimde standartlar haz›rlan›r. AAS cihaz› aç›l›p kurflun tayini için gerekli ayarlamalar
yap›ld›ktan sonra s›ras› ile bofl çözeltinin ve standartlar›n absorbans de¤erleri
ölçülerek grafi¤e geçirilir ve kalibrasyon e¤risi elde edilir. Ard›ndan daha önceden
haz›rlanm›fl olan kozmetik numuneleri için absorpbans de¤erleri ölçülür ve
kalibrasyon do¤rusu kullan›larak içerisindeki kurflun miktar› tayin
Standart Çözeltiler (ppm)
Absorbans
Bofl çözelti
Standart 1
Standart 2
Standart 3

6. Atomik Absorbsiyon Spektroskopisi ve Nicel Analiz
127
Özet
A MAÇ
1
A MAÇ
2
A MAÇ
3
Atomik absorpsiyon spektroskopisinin temel prensiplerini
de¤erlendirmek.
Atomlar kararl› hallerindeyken, atomik buhar içerisinden
geçen ›fl›¤›, her bir elementin kendine
özgü olan karakteristik dalga boyunda absorbe
etmektedirler. Bu absorpsiyon ile atomlar kararl›
hallerinden daha üst uyar›lm›fl bir seviyeye geçer
ve atomik absorpsiyon spektrometresinin temel
ölçüm prensibi, ›fl›¤›n bu absorplanan miktar›ndan
analitin derifliminin belirlenmesidir. Lambert-
Beer yasas›na göre, absorpsiyon yapabilecek türlerin
bulundu¤u bir ortamdan geçen I 0 fliddetindeki
›fl›n›n fliddeti ortamdaki tanecikler taraf›ndan
absorplan›r, ›fl›n fliddetinde azalma meydana
gelir ve ›fl›n ortam› I fliddeti ile terk eder. Ifl›¤›n
absorpsiyonu, konsantrasyon ve ›fl›¤›n geçti¤i yol
ile do¤ru orant›l›d›r. AAS cihazlar›nda bu temel
bilgiden yararlanarak atomik türlerin analizleri
yap›lmaktad›r.
Atomik absorpsiyon spektrofotometre türlerini tan›mlamak.
Atomik ve moleküler absorpsiyon spektrofotometreleri
aras›ndaki en önemli farkl›l›k atomik
spektroskopide, analitin serbest atomlar›na dönüfltürülmesi
gereklili¤idir. Kat›, s›v› veya çözeltideki
analitin serbest atomlar›na dönüfltürülmesi
ifllemine atomlaflt›rma ad› verilir ve bu amaçla
kullan›lan en yayg›n iki teknik, alev atomlaflt›rma
ve elektrotermal atomlaflt›rmad›r.
A MAÇ
4
A MAÇ
5
Atomik absorpsiyon spektrofotometresinin temel
bileflenlerini s›ralamak.
Atomik absorpsiyon spektrometresinin temel bileflenleri;
kararl› bir ›fl›k kayna¤› (oyuk katot lamba),
absorpsiyon hücresi olarak adland›rabilece-
¤imiz ve numuneyi atomlar›na ayr›flt›rabilmek
için kullan›lan bir atomlaflt›r›c›, ölçülecek ›fl›¤›n
spesifik dalga boyunu izole edebilmek için monokromatör,
›fl›k enerjisini elektrik enerjisine çeviren
bir dedektör ve kaydedicidir. Atomik absorpsiyon
cihazlar›n›n tek ›fl›k yollu ve çift ›fl›k
yollu olarak iki tipi vard›r. Çift ›fl›k yollu cihazlarda
tek ›fl›k yollulardan farkl› olarak ›fl›k kayna-
¤›ndan ç›kan ›fl›n bir bölücü yard›m›yla ikiye bölünür
ve bir tanesi önce atomlaflt›r›c›ya daha sonra
monokromatöre yönlendirilirken di¤eri referans
olarak do¤rudan monokromatöre yönlendirilir.
Çift ›fl›k yollu cihazlarda referans ve numune
verilerinin oran› kullan›l›r.
AAS’de en çok kullan›lan ›fl›k kayna¤› oyuk katot
lambad›r. Oyuk katot lamba düflük bas›nçta
argon veya neon gibi inert bir gazla doldurulmufl,
bir katot ve anot içeren cam bir silindirdir
ve katottaki element atomlar›n›n rezonans dalga
boyunda ›fl›ma yayar. Alevli veya elektrotermal
atomlaflt›r›c›lar kullan›larak atomize edilen analit,
oyuk katot lambadan yay›lan ›fl›may› absorplar
ve absorplanan miktar analit deriflimi ile orant›l›d›r.
Analitin rezonans hatt›n› ›fl›k kayna¤›ndan
yay›lan di¤er hatlardan ay›rmak için monokromatörler
kullan›l›r ve ›fl›k enerjisi dedektör yard›-
m›yla elektrik enerjisine çevirilir.
Atomik absorpsiyon spektroskopisinde karfl›lafl›-
lan giriflim türlerini tan›mlamak.
Numunenin referans maddeye göre farkl› her türlü
davran›fl› giriflim olarak adland›r›l›r ve AAS de
karfl›lafl›lan giriflim türleri kimyasal giriflim, fiziksel
giriflim, iyonlaflma giriflimi, zemin giriflimi ve
spektral giriflimdir.
Atomik absorpsiyon spektrometresi kullanarak
‘Paket Sütte Potasyum Tayini’ ve ‘Kozmetik Malzemelerinde
Kurflun Tayini’ deneylerini gerçeklefltirmek.
Bahsi geçen deneylerin laboratuvarda baflar›yla
uygulanabilmesi için bu deneylere ait bölümlerin
tamam›n›n dikkatle okunmas› gerekir.

128 Aletli Analiz Laboratuvar›
Kendimizi S›nayal›m
1. Atomik ve moleküler absorpsiyon spektrumlar›n›n
farkl›l›¤›n›n nedeni afla¤›dakilerden hangisidir
a. Moleküllerin absorplad›klar› ›fl›k miktar›n›n belirlenememesi
b. Atomlarda dönme ve titreflim geçifllerinin olmamas›
c. Atomlar›n uyar›lm›fl hallerinin kararl› olmamas›
d. Atomik absorpsiyon için kullan›lan ›fl›k kaynaklar›n›n
tek dalga boylu olmas›
e. Atomlar›n absorpsiyon miktar›n›n deriflim ile
orant›l› olmas›
2. Afla¤›dakilerden hangisi AAS de kullan›lan atomlaflt›rma
türlerinden biri de¤ildir
a. Alev atomlaflt›rma
b. Elektrotermal atomlaflt›rma
c. Hidrür atomlaflt›rma
d. Elektrotsuz atomlaflt›rma
e. Akkor boflal›ml› atomlaflt›rma
3. AAS de kullan›lan oyuk katot lamban›n görevi afla¤›-
dakilerden hangisidir
a. Analitin karakteristik dalga boyunda ›fl›ma yapmak
b. Ifl›¤› analit atomlar›na odaklamak
c. Analiti atomlaflt›rmak
d. Ifl›k enerjisini elektrik enerjisine çevirmek
e. Analitin absorpsiyon hatt›n› di¤er hatlardan ay›rmak
4. Afla¤›dakilerden hangisi elektrotermal atomlaflt›r›c›-
n›n avantajlar›ndan biri de¤ildir
a. Kolayca oksitlenen türler analiz edilebilir
b. Viskoz s›v›larla çal›fl›labilir
c. Atomlaflma düflük s›cakl›klarda sa¤lan›r
d. Analiz için gerekli numune miktar› azd›r
e. Kat› örnekler analiz edilebilir
5. Fiziksel giriflimin tan›m› afla¤›dakilerden hangisidir
a. Fiziksel giriflim, yüksek s›cakl›klarda tayin elementinin
bir miktar iyonlaflmas› sonucu temel
düzeydeki toplam atom say›s›n›n azalmas› ile
ortaya ç›kan giriflim türüdür.
b. Fiziksel giriflim, analitin nicel olarak atomlaflmas›n›
önleyen herhangi bir bileflik oluflumu ile ortaya
ç›kan giriflim türüdür.
c. Fiziksel giriflim, analiz yap›lan dalga boyunda
atomlaflt›r›c›da bulunan molekül ve radikallerin
›fl›¤› absorplamas› ile spesifik olmayan ›fl›k kay›plar›n›n
oluflmas›d›r.
d. Fiziksel giriflim, analiz atomunun absorpsiyon dalga
boyunun atomlaflt›r›c›da var olan baflka atom,
molekül ve radikallerin absorpsiyon dalga boyu
ile çak›flmas› ile ortaya ç›kan giriflim türüdür.
e. Fiziksel giriflim, çözeltilerin viskozite, yüzey gerilimi
ve yo¤unluklar› gibi fiziksel özelliklerinin
örnek ve referans maddede farkl› olmas› nedeniyle
ortaya ç›kan giriflim türüdür.
6. Afla¤›dakilerden hangisi iyonlaflma giriflimini yok etmek
için kullan›lan yöntemlerden biridir
a. Oyuk katot lamban›n yan›nda sürekli ›fl›k kayna-
¤› yayan döteryum veya halojen lamba kullan›lmas›
b. Numuneye ve standartlara iyonlaflma enerjisi düflük
baflka bir element eklenerek ortamdaki elektron
miktar›n›n artt›r›lmas›
c. Zeeman etkisi yöntemi ile ›fl›k kayna¤›na manyetik
alan uygulanmas›
d. Absorpsiyonun maksimum oldu¤u dalga boyundan
farkl› bir dalga boyunda çal›fl›lmas›
e. Analiz için standart ilave yönteminin kullan›lmas›
7. AAS de di¤er speltroskopi türlerinden farkl› olarak monokromatörün
›fl›k kayna¤›ndan sonra de¤ilde atomlaflt›-
r›c›dan sonra kullan›lmas›n›n nedeni afla¤›dakilerden
hangisidir
a. Is›nan atomlaflt›r›c›n›n monokromatöre zarar
vermesi
b. Atomlaflt›r›c›da oluflan atom say›s›n›n yetersiz
olmas›
c. Atomlaflt›r›c›n›n bileflenlerinden biri olmas›
d. Ifl›n kayna¤› olarak kullan›lan oyuk katot lamban›n
monokromatik ›fl›ma yapmas›.
e. Her element için ayr› monokromatör kullan›lmas›

6. Atomik Absorbsiyon Spektroskopisi ve Nicel Analiz
129
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
8. Moleküler kütlesi 73,891 g mol -1 olan Li 2 CO 3 kat›s›ndan
1000 mg L -1 Li çözeltisi haz›rlamak için al›nmas› gereken
kat› miktar› afla¤›dakilerden hangisidir (Li: 6,941
g mol -1 )
a. 2,661 g Li 2 CO 3
b. 3,992 g Li 2 CO 3
c. 5,324 g Li 2 CO 3
d. 7,984 g Li 2 CO 3
e. 10,648 g Li 2 CO 3
9. Afla¤›daki ifadelerden hangisi yanl›flt›r
a. Kat›, s›v› veya çözeltideki analitin serbest atomlar›na
dönüfltürülmesi ifllemine atomlaflt›rma ad›
verilir
b. Atomik absorpsiyon cihazlar›n›n tek ›fl›k yollu
ve çift ›fl›k yollu olarak iki tipi vard›r
c. Numunenin referans maddeye göre farkl› her
türlü davran›fl› giriflim olarak adland›r›l›r
d. Dedektör, ›fl›k sinyalinin elektrik sinyaline dönüfltürülmesi
amac›yla kullan›l›r
e. Elektrotermal AAS de numune nebülizatör ad›
verilen pnömatik sislefltirici kullan›larak aleve
püskürtülür
10. Aliminyum tayini için yap›lan bir deneyde, aliminyumun
308,215 nm deki absorpsiyonu kullan›lm›fl ve
aliminyum miktar› olmas› gerekenden fazla bulunmufltur.
Numune yap›s›na bak›ld›¤›nda içeri¤inde vanadyum
bulundu¤u ve vanadyumun da 308,211 nm de absorpsiyonu
oldu¤u bulunmufltur. Buna göre analizde
karfl›lafl›lan giriflim türü afla¤›dakilerden hangisidir
a. Kimyasal giriflim
b. Spektral giriflim
c. Fiziksel giriflim
d. Zemin giriflimi
e. ‹yonlama giriflimi
1. b. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Atomik Absorpsiyon
Spektroskopisi” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
2. d. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Atomik Absorpsiyon Spektroskopi
Türleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
3. a. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Atomik Absorpsiyon
Spektrometreleri” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
4. c. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Atomik Absorpsiyon
Spektrometreleri” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
5. e. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Atomik Absorpsiyon Spektroskopisinde
Giriflimler” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
6. b. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Atomik Absorpsiyon Spektroskopisinde
Giriflimler” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
7. d. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Atomik Absorpsiyon Spektrometreleri”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
8. c. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Deneysel K›s›m” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
9. e. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Atomik Absorpsiyon
Spektrometreleri” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
10. b. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Atomik Absorpsiyon Spektroskopisinde
Giriflimler” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.

130 Aletli Analiz Laboratuvar›
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
S›ra Sizde 1
Atomik türlerin absorpsiyon spektrumlar› moleküllerden
farkl›d›r çünkü atomlarda dönme ve titreflim düzeyleri
aras›nda geçifl yokur. Atomlarda sadece elektronik
geçifller vard›r ve bu nedenle atomik absorpsiyon
spektroskopisinde moleküler spektroskopide oldu¤u
gibi absorpsiyon bantlar› yerine absorpsiyon ve emisyon
çizgileri görülür.
Yararlan›lan Kaynaklar
Harvey, D. (2000). Modern Analytical Chemistry,
McGraw-Hill Higher Education, USA
Skoog, D.A.; Holler, F.J.; Nieman T.A. (1998) Principles
of Instrumental Analysis, Saunders College
Publishing, Fifth Edition.
Y›ld›z, A.; Genç Ö.; Bektafl S. (1997). Enstrümental
Analiz Yöntemleri, Hacettepe Üniversitesi Yay›nlar›,
‹kinci Bask›
S›ra Sizde 2
AAS’de en çok kullan›lan ›fl›k kayna¤› oyuk katot lambad›r
ve katot incelenen elementin çok saf metalinden
veya o elementi içeren bir alafl›mdan yap›lm›flt›r. Anot
ise genellikle tungsten veya nikel teldir. Elektrotlar aras›na
gerekli gerilim uygulanarak inert gaz iyonlaflt›r›l›r.
Katyon haline gelen gaz tanecikleri h›zla negatif yüklü
katota çarparlar ve bu çarpma sonucunda katodun yap›ld›¤›
metalin atom bulutunu olufltururlar. ‹nert gaz›n
serbest katot atomlar›na çarp›flmas› ile uyar›lm›fl metal
atomlar› elde edilir. Bu atomlar›n tekrar temel duruma
dönmeleri s›ras›nda katottaki element atomlar›n›n rezonans
dalga boyunda ›fl›ma yayarlar.
S›ra Sizde 3
Elektrotermal atomlaflt›r›c›lar çok az miktarda numuneyle
çal›flmaya olanak tan›mas›, kolayca oksitlenebilen
numunelere uygun bir ortam sa¤lamas›, alevde sisleflmesi
zor olan viskoz s›v›larla kolayl›kla çal›fl›labilmesi,
kat› örneklerin do¤rudan analiz edilebilmesi gibi pek
çok yönüyle daha alev atomlaflt›r›c›ya göre avantajl›d›r.
Ancak alevli tip AAS de sonuçlar›n tekrarlanbilirli¤i oldukça
yüksektir.

7ALETL‹ ANAL‹Z LABORATUVARI
Amaçlar›m›z
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra
S›v› kromatografisinin temel prensiplerini ve bileflenlerini aç›klayabilecek,
Farkl› s›v› kromatografi analiz sistemlerini tan›mlayabilecek,
S›v› kromatografide yöntem gelifltirebilecek,
S›v› kromatografisi cihazlar›n› kullanarak analiz yapabilecek bilgi ve becerilere
sahip olacaks›n›z.
Anahtar Kavramlar
• Kromatografi
• Kromatogram
• Hareketli faz
• Sabit faz
• Al›konma
• S›v› kromatografisi (LC)
• Yüksek performans s›v›
kromatografisi (HPLC)
• Normal-faz kromatografi
• Ters-faz kromatografi
• Afinite kromatografisi
‹çerik Haritas›
Aletli Analiz
Laboratuvar›
S›v› Kromatografisi
ve Uygulamalar›
• G‹R‹fi
• SIVI KROMATOGRAF‹S‹N‹N TEMEL
PRENS‹PLER‹
• SIVI KROMATOGRAF‹ S‹STEMLER‹
• SIVI KROMATOGRAF‹DE YÖNTEM
GEL‹fiT‹RME
• HPLC UYGULAMALARI
• HPLC ANAL‹ZLER‹N‹N
DE⁄ERLEND‹R‹LMES‹

S›v› Kromatografisi ve
Uygulamalar›
G‹R‹fi
Sabit faz›n türüne bak›lmaks›z›n, hareketli faz olarak bir s›v›n›n kullan›ld›¤› tüm
kromatografik tekniklere s›v› kromatografisi ad› verilir. Sabit faz türlerine göre s›v›
kromatografisi baz› alt dallara ayr›lm›flt›r. Bu yöntemlerin isimleri fiekil 7.1’deki flemada
verilmifltir.
fiekil 7.1
S›v› kromatografi
türlerinin
s›n›fland›r›lmas›
SIVI KROMATOGRAF‹S‹N‹N TEMEL PRENS‹PLER‹
S›v› kromatografisinde; genellikle çok küçük tanecikleri içeren kolonlar›n kullan›-
m›yla tabaka say›lar› iyilefltirilmifl ve kolona bas›nç uygulanarak ak›fl h›z› artt›r›lm›fl
olan yüksek performansl› s›v› kromatografisi (HPLC) cihazlar› kullan›lmaktad›r. fiekil
7.1’de bahsi geçen kromatografi türleri bir HPLC cihaz›nda farkl› kolonlar›n kullan›lmas›yla
elde edilebilece¤i gibi, farkl› cihaz tasar›mlar›yla da piyasada bulunabilmektedir
(özellikle iyon kromatografisi için ayr› sistemler mevcuttur, bu nedenle
bu ders kapsam›nda iyon kromatografisi ayr› bir ünite olarak ele al›nm›flt›r).
HPLC, sa¤lad›¤› yüksek do¤ruluk, kesinlik ve hassasl›¤› ayr›ca uçucu olmayan türler
için de kullan›labilmesi nedeniyle en çok tercih edilen enstrümantal kromatografi
türüdür.

134 Aletli Analiz Laboratuvar›
Kromatogram:
Kromatografik tekniklerde,
bir kar›fl›mda bulunan
bileflenlere karfl› dedektör
cevab›n›n (sinyalinin)
hareketli faz›n hacmi veya
zaman›n fonksiyonu olarak
çizildi¤i grafiklerdir.
Bilindi¤i gibi kromatografi tekni¤inde kullan›lan yöntem ne olursa olsun türler,
kolonda da¤›lma sabiti (K D ) de¤erlerine ba¤l› olarak ilerler ve kolonu belli bir s›-
ra ile terk ederler. Modern aletli tekniklerinde, kolondan ç›kan her bir tür, uygun
bir dedektörün kullan›m›yla bir sinyal olarak alg›lan›r ve zamana veya hareketli faz›n
hacmine ba¤l› olarak bir kromatogram fleklinde gösterilir. fiekil 7.2’de, iki bileflenli
bir numuneye ait bir kromatogram görülmektedir.
fiekil 7.2
‹ki bileflenli bir numunenin HPLC analizi sonucu elde edilen kromatogram
fiekil 7.2’de görülen t 0 de¤eri, kolonda hiç tutulmayan bir türe ait al›konma zaman›d›r.
Yani t 0 için, hareketli faz›n enjeksiyon k›sm›ndan bafllay›p dedektöre
ulaflmas› için geçen zaman da diyebiliriz. t R1 ve t R2 ise s›ras›yla kolondan ilk ç›kan
ve ikinci ç›kan türlere ait al›konma zamanlar›d›r. Al›konma zaman›; analitlerin türü,
sabit faz›n türü, hareketli faz›n türü, ak›fl h›z› ve kolon uzunlu¤u faktörlerine
ba¤l› olarak de¤iflebilir.
Kolonda ilerleyen bileflenlerin göç h›zlar›yla ilgili olarak kromatografide s›kça
kullan›lan bir parametre al›konma veya kapasite faktörüdür. Al›konma faktörü, k'
ile gösterilir ve Eflitlik 7.1’de verildi¤i gibi bulunur:
t
k′ = − t
t
R 0
0
(7.1)
Al›konma faktörünün 2’den küçük olmas› elüsyonun çok h›zl› oldu¤unun,
10’dan büyük olmas› ise elüsyonun çok yavafl oldu¤unun göstergesidir. Her iki durumda
kromatografik olarak sak›ncal›d›r. Bu nedenle ideal bir ay›rmada çözünen
türlere ait k' de¤erlerinin 2 ile 10 aras›nda olmas› istenir.
Bir kolondaki türlerin göç h›zlar›n›n ba¤›l bir ifadesi olan seçicilik faktörü (α)
ise afla¤›daki formüle göre hesaplan›r:
R2 0
Bir kromatografik kolonun verimlili¤inin göstergesi elde edilen kromatogramdaki
piklerin keskinli¤idir. Kolona enjeksiyon yap›lmas› ile türler kolonda ilerlerα
= t – t
t – t
R1 0
= k ′
2
k′
1
(7.2)

7. Ünite - S›v› Kromatografisi ve Uygulamalar›
135
ken kolonun sonuna do¤ru, türlere ait bantlarda geniflleme oldu¤u görülür. Bu duruma;
boyuna difüzyon ve fazlar aras› kütle aktar›mlar› gibi baz› kinetik olaylar neden
olmaktad›r. Kolon verimlili¤i kuramsal tabaka say›s› (N) ad› verilen bir nicelik
ile ölçülür:
2
t
N = 16x ⎛ ⎞
R
⎝⎜
w ⎠⎟
(7.3)
Bu eflitliklerde yer alan w, fiekil 7.3’den de görülece¤i gibi bir pike ait taban geniflli¤i,
t R ise ayn› pikin elde edildi¤i al›konma zaman›d›r. Kolon verimlili¤inin baflka
bir nicel ölçüsü ise tabaka yüksekli¤i (H) dir ve tabaka yüksekli¤i ile tabaka say›s›
aras›nda Eflitlik 7.4’de görüldü¤ü gibi ters orant› vard›r:
H = L N
(7.4)
Bu eflitlikteki L, kolon dolgu malzemesinin uzunlu¤udur.
fiekil 7.3
‹ki bileflenli bir
numuneye ait
kromatogramda
taban geniflli¤inin
gösterimi
Bir kolonun ay›r›c›l›¤› ya da ay›rma gücü, kolonun bir numunede bulunan türleri
birbirinden ne derece ay›rabildi¤inin nicel bir ölçüsüdür. Ayr›ma gücü (rezolüsyon)
R s ile gösterilir ve afla¤›da verilen eflitlikten bulunabilir:
R = 2x
s
t – t
R2
(w + w
R1
1 2
)
(7.5)
R s de¤erinin 1’den büyük olmas› iyi bir ay›r›c›l›k göstergesidir. Yüksek R s de-
¤erlerinin elde edilebilmesi için N, α ve k' de¤erlerinin de mümkün oldu¤unca büyük
olmas› gerekir.
Bir numuneye ait elde edilen pikler için al›konma zamanlar› s›ras›yla SIRA 2,8, S‹ZDE ve 3,5 dak., bu
piklere ait taban genifllikleri ise s›ras›yla 0,6 dak. ve 1,0 dak.’d›r. Kolonda al›konmayan
türe ait de¤er ise 0,9 dk. d›r. Bu verilere göre piklerin al›konma faktörleri ve seçicilik faktörlerini
hesaplayarak yorumlay›n›z.
DÜfiÜNEL‹M
1
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT

D‹KKAT
D ‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
136 Aletli Analiz Laboratuvar›
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Ters-farz kromatografi:
Sabit faz›n apolar bir
madde, hareketli faz›n ise
nispeten polaritesi daha
yüksek bir madde oldu¤u
s›v›-s›v› kromatografi
türüdür.
Normal-faz kromatografi:
Sabit faz›n polar bir madde,
hareketli faz›n ise nispeten
polaritesi düflük bir madde
oldu¤u s›v›-s›v›
kromatografi türüdür.
S›v› kromatografisi K ‹ T Ave P di¤er kromatografik tekniklerle ilgili daha ayr›nt›l› bilgiyi AÖF Aletli
Analiz Ders Kitab›nda bulabilirsiniz.
Da¤›lma Kromatografisi (S›v›-S›v› Kromatografi)
TELEV‹ZYON
Da¤›lma kromatografisinde sabit faz genelde bir dolgu maddesine ba¤lanm›fl s›v›
maddedir. Dolgu maddeleri genellikle silika esasl› bilefliklerdir. Silikan›n yüzeyi
hidroksil gruplar›n› içerecek flekilde aktive edildikten sonra istenirse yine farkl› polar
gruplar ‹NTERNET ya da apolar gruplar ba¤lanabilir. Sabit faz›n, silika yüzeyine ba¤lanm›fl
gruplar›n apolar, hareketli faz›n ise polar oldu¤u kromatografi türüne ters-faz
kromatografisi denmektedir. HPLC’de en çok kullan›lan s›v› kromatografi türü
budur. Ancak, sabit faz›n polar, hareketli faz›n apolar oldu¤u yönteme çok daha
eski oldu¤u için normal-faz kromatografisi denmektedir.
Normal-faz kromatografide elüent olarak polariteleri nispeten düflük olan hekzan,
diklorometan ve kloroform gibi çözücüler kullan›l›r. Ters-faz kromatografide
ise metanol, tetrahidrofuran ve asetonitril gibi organik çözücülerin sulu çözeltileri
elüent olarak kullan›l›r. Normal-faz kromatografide kullan›lan elüentin polaritesi
düflük oldu¤undan, numunede bulunan bileflenlerden polaritesi az olanla daha
çok etkileflir ve kolondan önce ç›kmas›n› sa¤lar. Polar türler ise sabit fazla etkileflece¤inden
kolonu geç terk ederler. Ters-faz kromatografide ise tersi durum söz
konusudur: Apolar türler sabit fazla daha fazla etkileflerek kolonu geç terk ederler,
polar türler hareketli fazla etkileflip kolonu erken terk ederler.
Normal-faz kromatografi yap›sal izomerlerin ayr›lmas›nda, nikotin gibi alkoloidlerin,
fenollerin, lipidlerin, aminlerin, pestisitlerin, metal flelatlar›n›n ve daha bir
çok türün ayr›lmas› ve tayininde kullan›l›r. Ters-faz kromatografi ise normal faz
kromatografisine göre daha fazla kullan›m alan›na sahiptir ve en çok alkil benzen
homologlar›n›n (C n H 2n+1 ), diuron, fenuron gibi herbisidlerin ve türevlendirilmifl
aminoasitlerin ay›r›m›nda kullan›l›r.
Adsorpsiyon Kromatografisi (S›v›-Kat› Kromatografi)
Bu yöntem, ayr›lacak bileflenlerin sabit kat› faz üzerinde tersinir olarak adsorblanmalar›
esas›na dayan›r. Bileflenler birbirlerinden kat› yüzeye olan farkl› derecede
ilgileri nedeniyle ayr›l›rlar. Adsorpsiyon denge sabiti büyük olan bileflen yüzeyde
daha uzun kal›rken, küçük olan daha k›sa süre kalmakta, hiç adsorplanmayan bileflen
ise kolonda hiç geciktirilmeden hareketli faz ile tafl›narak d›flar› ç›kmaktad›r.
Yüzeye adsorplanan bileflenler ise yüzeyle etkileflmelerine ba¤l› olarak farkl› kalma
sürelerinde kolonu terketmektedir.
Adsorpsiyon kromatografisinde sabit faz olarak adsorplama yapabilecek, ancak
ayr›lacak türlerle kimyasal bir tepkime vermeyecek kat›lar kullan›l›r. En çok kullan›lan
sabit fazlar alümina ve silikajeldir. Sabit faz olarak genellikle polar kat›lar kullan›ld›¤›ndan,
hareketli faz olarak benzen, oktan, kloroform gibi apolar veya çok
az polar s›v›lar kullan›l›r. Ayr›lacak bileflenin sabit fazla etkileflmesi dipol-dipol etkileflimleri,
van der Waals kuvvetleri veya hidrojen ba¤lar› sonucunda gerçekleflir.
Adsorpsiyon kromatografisi moleküler kütlesi 5000’den küçük apolar maddelerin
ve izomerlerin ay›r›m›nda kullan›lmaktad›r.
‹yon-De¤iflim Kromatografisi
Benzer yüklü iyonlar›n tersinir flekilde yer de¤ifltirmesine iyon de¤iflimi, iyon de-
¤iflimi mekanizmas›n›n rol ald›¤› kromatografik yönteme ise iyon de¤iflim kromatografisi
denilmektedir. Bu yöntemde; hareketsiz faz› oluflturan iyon de¤ifltiriciye

7. Ünite - S›v› Kromatografisi ve Uygulamalar›
137
kimyasal ba¤larla ba¤l› yüklü gruplar, hareketli fazdaki benzer iyonlarla yer de¤ifltirirler.
Bu yer de¤ifltirme istendi¤i anda geri döndürülebilmektedir. Böylece de¤ifltirilebilir
iyon tafl›yan maddelerin (asitler, antibiyotikler, amino asitler, alkoloidler
vb.) ayr›lmas› sa¤lanm›fl olmaktad›r. ‹yon kromatografisi ile ilgili daha genifl bir bilgi
ve uygulama örnekleri Ünite 9’da verilmifltir.
Jel Kromatografisi
Jel kromatografisinde kolonlar genifl gözenekli polimer veya silika temelli reçine
ile doldurulmufltur. Bir numunedeki bileflenler bu jel gözeneklerinde büyüklük ve
flekillerine göre oyalanarak farkl› zamanlarda kolonu terk ederler ve böylece ayr›lm›fl
olurlar. Di¤er kromatografik türlerdeki gibi türlerin sabit fazla kimyasal ya da
fiziksel bir etkileflimi söz konusu de¤ildir. Küçük moleküller gözeneklerde daha
fazla oyalanarak kolonu geç terk ederler, büyük moleküller ise gözeneklere yeterince
giremediklerinden kolonu oyalanmadan h›zl› bir flekilde terk ederler. Bu kromatografi
yöntemi bu nedenle büyüklük d›fllama olarak da adland›r›l›r.
Jel kromatografi; jel filtrasyon ve jel geçirgenlik olmak üzere iki gruba ayr›labilir.
Jel filtrasyonda dolgu maddesi hidrofilik, hareketli faz ise sulu çözeltilerdir ve
suda çözünen maddelerin ayr›lmas›nda kullan›l›r. Jel geçirgenlik kromatografisinde
ise dolgu maddesi hidrofobik, hareketli faz ise polar olmayan çözücülerdir ve
suda çözünmeyen maddelerin ayr›lmas›nda kullan›l›r.
Kromatografik ay›rmalarda etkin olan mekanizmalar› aç›klayarak, bir SIRA analizde S‹ZDE hangisinin
kullan›laca¤›na nas›l karar verilir, yorumlay›n›z.
SIVI KROMATOGRAF‹ S‹STEMLER‹
DÜfiÜNEL‹M
Laboratuvarlarda kullan›lan birçok farkl› model s›v› kromatografi sistemi mevcuttur.
Burada yüksek performansl› s›v› kromatografisinin genel yap›s› SORUverilerek, son
zamanlarda gelifltirilmifl olan h›zl› protein s›v› kromatografi ve nano s›v› kromatografi
sistemlerine de k›saca de¤inilecektir.
D‹KKAT
Yüksek Performans S›v› Kromatografisi (HPLC)
Bir HPLC cihaz›na ait bafll›ca bileflenler fiekil 7.4’de basit haliyle SIRA gösterilmifltir. S‹ZDE fiekil
7.5’de ise laboratuvarda kullan›lan bir HPLC sistemine ait resim verilmifltir.
2
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
fiekil AMAÇLARIMIZ 7.4
Bir HPLC cihaz›n›n
flematik gösterimi
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

138 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 7.5
Laboratuvarda
kullan›lan bir
HPLC sistemi
Çözücü Sistemi
Bir HPLC analizinin baflar›s› büyük oranda do¤ru çözücü sisteminin belirlenmesine
ba¤l›d›r. HPLC’de hareketli faz olarak kullan›lan bir çok çözücü vard›r. Bunlardan
baz›lar› Çizelge 7.1’de verilmifltir. HPLC’de kullan›lacak çözücünün kaynama
noktas› fazla yüksek olmamal›d›r, viskozitesi düflük olmal›d›r, kullan›lan dedektörle
uyumlu olmal›d›r ve toksisitesi düflük olmal›d›r.
Çizelge 7.1
HPLC’de kullan›lan
baz› çözücüler ve
özellikleri
Çözücü
Kaynama
Noktas› (°C)
Viskozite (cp) Polarite (p' ) K›r›lma ‹ndisi
Hekzan 69 0,31 0,1 1,376
Diklorometan 40 0,44 3,1 1,424
Etil asetat 77 0,43 4,4 1,372
Kloroform 61 0,57 4,1 1,446
Tetrahidrofuran 66 0,55 4,0 1,407
Asetonitril 82 0,38 5,8 1,344
Metanol 65 0,55 5,1 1,328
Su 100 1,00 10,2 1,333
HPLC’de elüent olarak genellikle iki ya da daha fazla çözücüden oluflan bir kar›fl›m
kullan›l›r. Bu kar›fl›mlarda da s›kl›kla belli oranlarda zay›f çözücü olarak su
ve kuvvetli çözücü olarak da tetrahidrofuran, metanol ve asetonitril gibi organik
çözücüler kullan›l›r.
Baz› çok bileflenli numunelerde, analiz boyunca ayn› çözücü bileflimi kullan›ld›¤›nda
baz› elüsyon problemleri ortaya ç›kabilir. Baz› bileflenler kolondan çok çabuk,
baz›lar› ise çok geç ç›kabilir. Bu sorun, analiz boyunca elüent bilefliminin bir

7. Ünite - S›v› Kromatografisi ve Uygulamalar›
139
çözücü programlamas› ile de¤ifltirilmesi ile çözülebilir. S›v› kromatografide bu flekilde
yap›lan elüsyonlara gradient elüsyon, analiz boyunca sabit bileflimli bir elüentin
kullan›lmas›yla yap›lan elüsyona ise isokrotik elüsyon denir.
Gradient elüsyon hangi durumlarda gereklidir, aç›klay›n›z.
Pompalar
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
HPLC’de ileri-geri hareket eden pistonlu yüksek bas›nç pompalar› kullan›l›r. Bu flekilde
çal›flan üç tip pompa vard›r, bunlar; silindir yollu pompalar, fl›r›nga benzeri
pompalar, pnömatik pompalard›r. Bu tip pomplar ile 8000 psi bas›nca SORUç›k›labilir ve
0,2-10 ml dak –1 ak›fl aral›¤›nda çal›fl›labilir. S›v› faz çok s›k›flt›r›labilen bir faz olmad›¤›
için ani bas›nç artmalar›nda cihaz›n herhangi bir yerinden s›v› kaça¤› sorunu
D‹KKAT
olabilir. Bu sorunda genellikle cihaz ile metot olufltururken girilen bir bas›nç üst limit
de¤eri ile çözülür. Cihaz bu bas›nc›n üstüne ç›k›lmas› durumunda otomatik
olarak s›v› ak›fl›n› keser.
SIRA S‹ZDE
3
SIRA S‹ZDE
‹sokrotik elüsyon: DÜfiÜNEL‹M Analiz
süresince elüent bilefliminin
sabit tutuldu¤u elüsyon
sürecidir.
SORU
Gradient elüsyon: Analiz
süresince elüent bileflimin
de¤ifltirildi¤i, çözücü D‹KKAT
programlamas› ile yap›lan
elüsyondur.
SIRA S‹ZDE
Kolonlar
AMAÇLARIMIZ
HPLC’de kolon olarak çeflitli büyüklük ve çaplarda, cam veya paslanmaz çelikten
AMAÇLARIMIZ
yap›lm›fl ve içinde uygun bir sabit faz bulunan malzemeler kullan›l›r. HPLC cihazlar›nda
kullan›lan üç temel kolon tipi vard›r:
K ‹ T A P
K ‹ T A P
Kolon Yar›çap› (mm) Numune miktar› (mg) Ak›fl H›z› (ml dak –1 )
Mikro analitik 1-2 0,01
TELEV‹ZYON
0,1
TELEV‹ZYON
Standart analitik 3-5 0,1 1
Preperatif 5-20 10,0 10,0
‹NTERNET
‹NTERNET
Kolon içlerinde bulunan dolgu malzemelerinin yar›çaplar› ise 3-20 µm aras›nda
olabilmektedir. Kolon dolgu malzemesini oluflturan taneciklerin yar›çap› ne kadar
küçük olursa teorik tabaka yüksekli¤i o kadar az olur ve kolonun verimlili¤i de o
kadar fazla olur. Ancak çok küçük taneciklerin kullan›lmas› durumunda da kolonda
oluflan geri bas›nç artabilir. Bu nedenle optimum koflullar› sa¤layan dolgu malzemeleri
seçilmelidir. Ayr›ca kolon dolgu malzemeleri, kolona doldurulmadan önce,
ölçekli bir elek sisteminden geçirilmeli ve belirli bir aral›ktaki tanecikler kolona
doldurulmal›d›r. Böylece kolon geçirgenli¤i artt›r›l›r ve daha düflük bas›nçlarla çal›fl›labilir.
Yine, tanecik flekillerinin düzenli olmas› da kolon geçirgenli¤ini artt›r›r.
HPLC sistemlerinde genellikle, kullan›lan ana kolonun ön taraf›na daha k›sa
boyutta, fakat ana kolonla ayn› malzemeyle dolgulu, emniyet kolonu ad› verilen
bir kolon ba¤lan›r. Emniyet kolonlar› ana kolonlara göre daha ucuzdur ve ana kolonu
olabilecek yüksek deriflim ve kirliliklerden korur. Kirlendi¤inde çok daha rahat
de¤ifltirilebilir.
Dedektörler
HPLC’de kullan›lan dedektör türleri gaz kromatografisinde kullan›lanlardan daha
farkl›d›r. Infrared (IR), floresans, ultraviyole (UV), k›r›lma indisi ve elektrokimyasal
dedektörler en çok bilinen türlerdir. IR dedektörler dalga say›s› 400-700 cm –1
aral›¤›nda ölçüm yaparlar. Ancak HPLC’de kullan›lan çözücülerin bir ço¤u IR absorbans›na
sahip oldu¤u için pek tercih edilmemektedir.

‹NTERNET
‹NTERNET
140 Aletli Analiz Laboratuvar›
SIRA S‹ZDE
4
UV dedektörler HPLC’de en çok tercih edilen dedektörlerdir. Bir civa ya da döteryum
lambas›ndan ç›kan ›fl›malardan, istenilen dalga boyu seçilerek kolondan ç›-
kan türlere gönderilir ve numunedeki bileflenlerden bu ›fl›may› absorplayanlar belirlenir.
UV dedektörler 195-350 nm aral›¤›nda kullan›labilirler. UV dedektörler ile
çok küçük deriflimlerdeki bileflenler belirlenebilir, seçicilikleri oldukça yüksektir
ve gradient elüsyon için elverifllidirler. Çeflitli tipte UV dedektörleri vard›r, en ucuzu
tek bir dalga boyunda çal›flan filtreli UV dedektördür. Monokromatörlü UV dedektörleri
ayn› anda 4-5 dalga boyunu tarayabilir ve çoklu-dalgaboylu dedektör
olarak piyasada bulunurlar. En pahal› olan› bir fotodiyot dizisi kullanarak ayn› anda
istenildi¤i kadar dalga boyunu tarayan diyotdizinli (DAD) dedektörlerdir. Fotodiyot
dizinlerindeki her bir fotodiyot baflka bir dalga boyunda ›fl›k fliddetini ölçmektedir.
Bu tip dedektörlerle üç boyutlu spektrumlar da elde edilebilir. Bir di¤er
tür olan floresans dedektörlerinde yaln›zca floresans özelli¤e sahip türlerin tayini
yap›labilir. Bu nedenle seçicilikleri oldukça yüksektir. Ancak bu ayn› zamanda bir
dezavntajd›r, çünkü bu tip dedektörlerin kullan›m alanlar›n› s›n›rlamaktad›r. Floresans
dedektörlerin en büyük avantajlar› yüksek hassasl›klar›d›r. UV dedektörle
ppm seviyesinde cevap al›n›rken, floresans dedektörle bu s›n›r ppb seviyesine kadar
düflmektedir. K›r›lma indisi dedektörleri bir referans hücredeki saf çözücü ile
di¤er hücrede bulunan numune aras›ndaki k›r›lma indisi fark›n› ölçer. K›r›lma indisi
dedektörleri UV absorbans› ya da floresans özellik göstermeyen türler için de
kullan›labilir ve genellikle jel kromatografi sistemlerinde tercih edilirler. Ancak bu
dedektörlerde hassasl›k oldukça düflüktür ve k›r›lma indisinin s›cakl›¤a ba¤›ml› olmas›,
en ufak bir s›cakl›k de¤ifliminde ölçümlerin etkilenmesine neden olmaktad›r.
Ayr›ca kullan›lan çözücüye göre ölçüm yap›ld›¤›ndan, analiz süresince çözücü bilefliminin
de¤ifltirildi¤i gradient elüsyon bu tip dedektörlerle yap›lamamaktad›r.
Elektrokimyasal dedektörler; amperometri, voltametri, kulometri ve kondüktometri
temelli olabilmektedir. Hassasl›klar› oldukça yüksek olan elektrokimyasal dedektörler
buna ra¤men hala optik dedektörler kadar kullan›m alan›na sahip de¤ildirler.
Tüm bu dedektörlerin yan› s›ra t›pk› GC-MS sistemlerinde oldu¤u gibi kütle
spektrometresi ile birlefltirilmifl LC-MS sistemleri de mevcuttur ancak oldukça
pahal›d›rlar.
HPLC’de kullan›lacak SIRA S‹ZDEdedektör türünü seçerken nelere dikkat etmek gerekti¤ini tart›fl›n›z.
H›zl› Protein S›v› Kromatografisi (FPLC)
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
Bilindi¤i gibi, proteinler bütün canl› varl›klar›n en önemli ve hücrelerinde en bol
bulunan organik bilefliklerdir. Bütün biyolojik olaylarda enzimatik katalizleme,
SORU
mekanik hareket, SORUkoruma, tafl›ma ve depolama gibi önemli görevler üstlenmifllerdir.
Proteinlerin yap›-fonksiyon iliflkisini belirleyip yaflamsal alanda kullanmak birincil
amaçt›r ve insan vücuduna verilecek protein çok saf olmal›d›r, aksi takdirde
D‹KKAT
D‹KKAT
bir çok yan etkiye yol açabilir.
FPLC kompleks kar›fl›mlardan proteinlerin ayr›lmas›n› veya saflaflt›r›lmas›n› sa¤layan
bir kromatografi cihaz›d›r. HPLC’den farkl› olarak daha düflük bas›nçlarda
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
çal›fl›r ve genellikle cam veya teflon bileflenlerden oluflur. Cihaz genellikle biyokimya
ve enzimoloji alanlar›nda kullan›l›r.
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON

7. Ünite - S›v› Kromatografisi ve Uygulamalar›
141
FPLC ile kullan›lan kolonlar; makromolekülleri, yük, boyut, hidrofobisite veya
biyotan›ma esaslar›na göre ay›r›rlar. Protein saflaflt›rmada kullan›lan tipik kolonlar:
• ‹yon de¤iflim kromatografisi (katyon veya anyon): Proteinleri yüzey yüklerine
göre ay›r›r.
• Jel filtrasyon ve jel geçirgenlik kromatografisi: Boyutlara dayal› ay›rma yapar.
• Ters faz veya hidrofobik etkileflim: Yüzey alan›ndaki hidrofobikli¤e göre
ay›r›m yapar.
• Afinite kromatografisi: Ay›rma bir ligand ile protein aras›ndaki afinite ile
sa¤lan›r. Örne¤in histidinli proteinlerin nikel kolon kullan›larak ayr›lmas›.
H›zl› Protein S›v› Kromatografisi (FPLC), bir pompa, bir UV-Vis dedektör, bir
kolon, enjektör birimi ve fraksiyon toplama parçalar›ndan oluflmufltur. Sistem protein,
peptid vb. ay›r›mlar›n› k›sa sürede gerçeklefltirebilen bir tür h›zl› performans
s›v› kromatografi sistemidir. Ayn› zamanda mikro düzeyde saflaflt›rma ve preparatif
boyutta HPLC analizleri yapmak için uygundur.
Nano LC
Bir s›v› kromatografisi sisteminde kolon olarak, kapiler boyutta bir kolon kullan›lmas›
ve nano boyutta ak›fl sa¤layabilen pompalarla mobil faz ak›fl h›z›n›n µl dak –1
veya nL dak –1 olarak ayarlanmas› ile mikro-HPLC veya nano-HPLC fleklinde adland›r›lan
sistemler elde edilir. Nano-LC sistemleri küçük örnek hacimleriyle çal›fl›labilme,
MALDI-TOF-MS ile yüksek uyum, yüksek hassasiyet ve çok düflük tayin s›-
n›rlar› gibi bir çok önemli avantaja sahiptir. Yak›n bir gelecekte kapiler s›v› kromatografisinin
klasik HPLC sisteminin yerini almas› beklenmektedir. Kullan›lan mobil
faz hacminin mikrolitre mertebesinde olmas›, hem analiz maliyetini düflürmekte
hem de analiz sonras› at›k hareketli faz›n eliminasyon problemini ortadan kald›rmaktad›r.
Ayr›ca kolon çap›n›n mikro boyutta olmas›, klasik HPLC kolonlar›nda
oluflan band genifllemesi ve düflük çözünürlük problemlerini ortadan kald›rmakta
ve çok daha iyi bir kromatografik ay›rmaya imkan sa¤lamaktad›r.
SIVI KROMATOGRAF‹DE YÖNTEM GEL‹fiT‹RME
S›v› kromatografi ile yap›lacak bir analiz için yöntem gelifltirmede en önemli ad›mlar
analitlere uygun kolon ve hareketli faz›n seçimidir. Gaz kromatografiden farkl›
olarak s›v› kromatografide analitler hareketli fazla da etkileflti¤inden yöntem gelifltirme
biraz daha zordur. S›v› kromatografide; analit, hareketli faz ve durgun faz
aras›ndaki etkileflimler uygun bir flekilde dengelenmelidir. Uygun sabit faz› bulabilmek
için kullan›lan kolon türünü s›k s›k de¤ifltirmek çok pratik de¤ildir. Bu nedenle
yöntem gelifltirmede genellikle tek bir tip kolon seçilerek, farkl› hareketli faz
bileflimleri denenir. Ancak bir kar›fl›mdaki tüm bileflenler bu yolla da ayr›lam›yorsa
kolonu de¤ifltirmek gerekebilir.
Daha önce belirtildi¤i gibi iyi bir ay›r›m için k', α ve N de¤erlerinin iyilefltirilmesi
gerekir. Bu parametrelerden özellikle k' ve α hareketli faz›n bilefliminin de¤ifltirilmesiyle
rahatl›kla de¤ifltirilebilmektedir. Hat›rlanaca¤› üzere k' de¤erinin 2’den
küçük olmas› elüsyonun çok h›zl›, 10’dan büyük olmas› ise yavafl oldu¤unun bir
göstergesidir, ancak bu ideal aral›ktaki k' de¤erleri piklerin birbirinden çok iyi ayr›ld›¤›n›n
bir göstergesi de¤ildir. Dolay›s›yla α de¤erlerinin de mümkün oldu¤unca
büyük olmas› istenir. Seçicilik de¤erine hareketli faz›n etkisini incelemeden önce,
al›konma faktörü ile hareketli faz bileflimi aras›ndaki iliflkiyi görmekte fayda
vard›r. ‹deal bir ay›rma için uygun bileflimler deneme yan›lma yoluyla bulunabilece¤i
gibi baz› matematiksel ba¤›nt›lar yard›m› ile de bulunabilir. Bu yöntemle za-

142 Aletli Analiz Laboratuvar›
mandan tasarruf edilmifl olunur. Al›konma faktörleri ve hareketli faz bileflimi aras›nda
do¤rudan bir ba¤›nt› olmasa da dolayl› bir iliflki vard›r, flöyle ki; al›konma
faktörü ve çözücü polaritesi aras›nda Eflitlik 7.6’ da verilen ba¤lant›,
k′
k′
Ters faz için:
2 ( P′ – P′
)/ 2
2 ( P′ – P′
)/ 2
= 10 Normal faz için: = 10 (7.6)
k′
1 2
k′
2 1
1
çözücü polaritesi ve kar›fl›mdaki hacim kesirleri aras›nda ise Eflitlik 7.7’de verilen
ba¤lant› vard›r. Yani al›konma faktöründen çözücü polaritesine oradan da kar›fl›mdaki
bileflenlerin oran›na geçmek mümkündür. Tüm bu ba¤›nt›lar yaklafl›k de¤erler
vermektedir.
P' AB = ϕ A P' A + ϕ B P' B (7.7)
Bu eflitlikte P' A ve P' B iki çözücünün polarite indisi, ϕ A ve ϕ B ise çözücülerin kar›fl›mdaki
hacim kesirleridir.
1
ÖRNEK 7.1
Bir mayonez numunesinde bulunan koruyucu maddelerin analizi BDS-C 18 kolonuyla
gerçeklefltirilmifltir. Hareketli faz olarak % 40 asetonitril % 60 su kullan›lm›flt›r.
Bu koflullarda al›konmayan türün elüsyonu 0,32, sonuncu bileflenin elüsyonu
ise 18 dak.’da gerçekleflmifltir. Bu koflullarda sonuncu bileflen için al›konma
faktörü nedir Al›konma faktörünü yaklafl›k 5 yapmak için kullan›lmas› gereken
asetonitril/su oran› nedir (P' de¤erleri asetonitril için 5,8, su için 10,2’dir)
Çözüm: Bafllang›çta elde edilen k' 1 = (18 – 0,32) / 0,32 = 55,25
k' 1 için P' 1 = 0,4 × 5,8 + 0,6 × 10,2 = 8,44
k' 2 = 5 olmas› isteniyor. Bu veriler Eflitlik 7.6’da yerine koyarak P' 2 de¤eri bulunabilir.
5
55,
25
( P′−8, 44)/
2
= 10 2
Her iki taraf›n logaritmas› al›narak çözüm ifllemi kolaylaflt›r›l›r.
– 1,
04 =
P' 2 = 6,36 olarak bulunur.
Bulunan bu de¤er kapasite faktörünün 5 olmas› için gereken çözücü gücüdür.
Bu polariteye sahip kar›fl›m›n bileflimini bulmak için ise Eflitlik 7.7 kullan›l›r. Burada
asetonitrilin hacim kesrine x dersek, suyun hacim kesri de 1–x olur.
6,36 = x × 5,8 + (1–x) × 10,2
x = 0,87
P′
2
– 8,
44
2
Elde edilen sonuca göre hareketli faz olarak % 87 asetonitril, % 13 su kar›fl›-
m› kullan›ld›¤›nda kapasite faktörü yaklafl›k 5 olur ve elüsyon daha k›sa sürede
tamamlan›r.

7. Ünite - S›v› Kromatografisi ve Uygulamalar›
143
Uygun al›konma faktörü belirlendikten sonra α de¤erinin artt›r›lmas›, hareketli
faz›n kimyasal bilefliminin de¤ifltirilmesi ile sa¤lanabilir. Bunun için genellikle sistematik
bir yaklafl›m yapmak gerekir. Sistematik yaklafl›mda, öncelikle uygun bir
elüsyon için yeterli al›konma faktörü belirlenir. Daha sonra üç ya da dört farkl› çözücü
seçilir. Bu çözücüler ters-faz için genellikle asetonitril, tetrahidrofuran ve metanoldür
ve çözücü gücünün ayar› belirlenen k' de¤erini sa¤layacak flekilde su ilavesiyle
yap›l›r. Normal-faz kromatografide ise etil eter, metilen klorür ve kloroform
gibi çözücülerin n-heksan ile ayar› yap›larak sistematik yaklafl›m gerçeklefltirilir.
Belirlenen oranlarla haz›rlanan hareketli fazlar kullan›larak elde edilen kromatogramlardan
hangisi daha iyi ise, sonraki ifllemlerde o hareketli faz kullan›l›r. Örne-
¤in Lehrer ve arkadafllar› 1981 y›l›nda alt› bileflenli bir kar›fl›m› ay›rmak için böyle
bir sistematik yaklafl›mda bulunmufllard›r. Önce al›konma faktörü 5 olacak flekilde
asetonitril-su kar›fl›m› (% 41 CH 3 CN % 59 H 2 O) haz›rlanm›fl, ancak piklerin 3
dak.dan daha k›sa bir sürede ve ayr›lmadan geldi¤i bulunmufltur. Daha sonra al›-
konma faktörü 10’a ç›kar›lm›fl ((% 30 CH 3 CN % 70 H 2 O) ve 7 dakikal›k ideal bir
elüsyon süresi elde edilmifltir. Ancak hala ayr›lmayan pikler mevcuttur. Daha sonraki
aflamada al›konma faktörleri hep 10 olacak flekilde metanol-su, tetrahidrofuran-su
ve asetonitril-tetrahirofuran-su hareketli fazlar› haz›rlanm›fl ve ayn› koflullarda
numunenin analizleri gerçeklefltirilmifltir. Piklerin en güzel asetonitril-tetrahirofuran-su’dan
oluflan hareketli faz ile ayr›ld›klar› belirlenmifltir.
Bir içecek numunesinde bulunan tatland›r›c› maddelerin analizi C 18 SIRA kolon S‹ZDE kullan›m› ile
gerçeklefltirilmifltir. Hareketli faz olarak % 50 metanol % 50 su kullan›lm›flt›r. Bu koflullarda
al›konmayan türün elüsyonu 0,42, sonuncu bileflenin elüsyonu ise 18 dak.’da gerçekleflmifltir.
Bu koflullarda sonuncu bileflen için al›konma faktörü nedir DÜfiÜNEL‹M Al›konma faktörünü
yaklafl›k 7 yapmak için kullan›lmas› gereken metanol/su oran› nedir (P' de¤erleri
metanol için 5,1, su için 10,2’dir)
SORU
5
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
HPLC UYGULAMALARI
D‹KKAT
HPLC sistemi ile yap›lan uygulamalar›na örnek olarak, kolada kafein tayini, mayonezde
bulunabilecek baz› antioksidan ve koruyucular›n analizi ve idrarda ürik asit
SIRA S‹ZDE
tayini gerçeklefltirilecek ve böylece gerçek numunelerle çal›fl›l›rken gerekli olan ön
haz›rl›k ifllemleri hakk›nda da bir fikir sahibi olunacakt›r.
Baz› ‹çeceklerde Kafein Tayini
Çeflitli kola numunelerindeki kafein miktarlar›n›n tayini, UV dedektörlü bir HPLC
sistemi ile 254 nm dalga boyunda, % 20 metanol, % 80 su’dan K oluflan ‹ T A Phareketli faz›n
kullan›m›yla gerçeklefltirilebilir. Analiz için önce kafein standartlar›n›n haz›rlanmas›
ve tek tek HPLC’de kromatogramlar›n›n elde edilmesi gerekir. Kromatogramlardaki
kafein pikine ait alanlar cihazda bulunan program sayesinde TELEV‹ZYON belirlenerek
bir kalibrasyon grafi¤i oluflturulur. Daha sonra numuneler ayn› koflullarda cihaza
enjekte edilir. Elde edilen kromatogramda kafeine ait olan pik belirlenerek alan›
bulunur. Kalibrasyon grafi¤inden bu alana karfl›l›k gelen deriflim tespit edilir.
‹NTERNET
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET

144 Aletli Analiz Laboratuvar›
Deneyde kullan›lan malzeme ve kimyasallar
Malzemeler
C 18 kolon
10 mL’lik balon joje (2 adet)
25 mL’lik balon joje (4 adet)
Farkl› ölçeklerde pipetler
Farkl› ölçeklerde beherler
50 µL lik fl›r›nga
Kimyasallar
Kafein
Metanol
Farkl› markalardaki kola numuneleri
Standartlar›n Haz›rlanmas› ve Kalibrasyon Grafi¤inin Elde Edilmesi
1. Standart çözeltiler, hareketli faz olarak kullan›lan çözelti ile haz›rlan›r. Bu
nedenle öncelikle 20:80 lik metanol-su kar›fl›m› haz›rlanmal›d›r. Hem çözücü
hem de hareketli faz olarak kullan›lacak olan bu çözelti, 100 mL metanol
üzerine 400 mL deiyonize su ilave edilmesiyle haz›rlan›r ve bir süre ultrasonik
banyoda tutularak gaz› uzaklaflt›r›l›r.
2. Stok kafein çözeltisi haz›rlamak için 12,5 mg kafein tart›larak, toplam hacmi
50 mL olacak flekilde metanol-su ile çözülür. Böylece 250 ppm stok kafein
çözeltisi elde edilmifl olunur.
3. Bu stok çözeltiden 4 adet 25 mL’lik balon jojeye s›ras›yla 2,5 mL, 5,0 mL, 7,5
mL ve 10,0 mL aktar›larak üzerleri yine metanol-su kar›fl›m› ile 25 mL’ye tamamlan›r.
Haz›rlanan standart çözeltiler de HPLC sistemine enjekte edilmeden
önce 5 dakika kadar ultrasonik banyoda tutulur.
4. C 18 kolonu tak›l› olan HPLC sitemi aç›larak, bilgisayar program›nda dalga
boyu 254 nm’ye, ak›fl h›z› 2,0 ml dak –1 ’e ayarlan›r, analize geçilmeden önce
kolon en az 10 dakika hareketli faz ile y›kan›r.
fiekil 7.6
Bir HPLC
bilgisayar
program›n›n ve
gözlenen hareketli
faz sinyalinin
görüntüsü
Pompa, kolon,
dedektör ve
ifllemciyi
gösteren pano
Hareketli faz
sinyali

7. Ünite - S›v› Kromatografisi ve Uygulamalar›
145
5. Elde edilen sinyalde bir problem yoksa (fiekil 7.6), seyreltikten derifli¤e do¤ru
s›ras›yla haz›rlanan standartlar cihaza enjekte edilir. Enjeksiyon s›ras›nda
cihaz›n enjeksiyon bölmesinin yükleme pozisyonunda olmas›na dikkat edilmelidir
(fiekil 7.7). Bilgisayarda bulunan HPLC program›nda yap›lacak ifllemlerle
ilgili gerekli dosyalar oluflturulduktan sonra, cihaz›n türüne göre;
elle veya otomatik olarak enjeksiyonun bafllamas› sa¤lan›r. Enjeksiyonun
bafllamas›yla da, standart çözeltiye ait kromatogram oluflmaya bafllar. Tüm
ölçümler en az üç defa tekrarlanmal›d›r.
fiekil 7.7
HPLC cihaz›nda
bulunan enjeksiyon
bölmesi
a) Yükleme
pozisyonu
b) Enjeksiyon
pozisyonu
a
SIRA S‹ZDE
b
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
6. Deriflimi bilinen standart kafein çözeltilerinin her birine ait ortalama pik alan›
belirlenerek, deriflimlere karfl› pik alanlar›ndan oluflan kalibrasyon grafi¤i
SORU
oluflturulur.
Standart çözeltiler enjektöre çekilirken, enjektörde hava kabarc›¤› oluflturmamaya D‹KKAT dikkat
edilmelidir.
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
Kolada Kafein Miktar›n›n Tayini
1. Analizi yap›lacak kola örneklerinden 15’er mL al›narak temiz bir behere konulur
ve içerdi¤i gaz giderilinceye kadar bir kaptan di¤erine aktarma ifllemi
yap›l›r. Hava kabarc›klar› yok edildikten sonra bu numunelerden 10’ar mL
al›narak üzerlerine 10’ar mL 20:80 metanol-su çözeltisi ilave edilerek yar› yar›ya
seyrelmeleri sa¤lan›r.
K ‹ T A P
2. Numuneler s›ras›yla üçer defa HPLC sistemine enjekte
SIRA
edilir.
S‹ZDE
Elde edilen
kromatogramlarda, tR de¤erine bak›larak kafeine ait pik belirlenir ve alan›
hesaplan›r. Üç ölçüm sonucu elde edilen ortalama pik TELEV‹ZYON
DÜfiÜNEL‹M alan› belirlenir. Kalibrasyon
grafi¤inden bu alana karfl›l›k gelen deriflim hesaplan›r. Ancak hesaplanan
bu deriflim de¤eri seyreltilmifl numuneye aittir. Orijinal numunenin
SORU
deriflimini bulmak için seyrelme faktörünü hesaba katmak gerekir.
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
SIRA S‹ZDE
TELEV‹ZYON
DÜfiÜNEL‹M
SORU
‹NTERNET
Bir numuneden di¤erine geçmeden önce kolon bir süre hareketli faz D‹KKAT ile y›kanmal›d›r.
D‹KKAT
Yiyeceklerde Koruyucu Madde Tayini
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Yiyeceklerde koruyucu madde olarak benzoik asit, sorbik asit, propionik asit, p-
hidroksi benzoik asit, antioksidan olarak ise bütillenmifl hidroksianisol (BHA) ve
bütillenmifl hidroksitoluen (BHT), askorbil palmitat gibi maddeler AMAÇLARIMIZ kullan›l›r. Koruyucu
maddeler, yiyeceklerde oluflan mikrobiyal canl›lar› engellemek ve
AMAÇLARIMIZ
böyle-
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON

146 Aletli Analiz Laboratuvar›
likle yiyeceklerin raf ömrünü uzatmak amaçl› kullan›lmaktad›r. Bu tip bir tayine
örnek olarak mayonezde benzoik asit, sorbik asit, BHA ve BHT miktar› HPLC sistemi
kullan›larak tayin edilecektir. Analitlerin ayr›m› gradient elüsyon ile gerçeklefltirilecektir.
Deneyde kullan›lan malzeme ve kimyasallar
Malzemeler
Hypersil BDS kolon
100 mL’lik balon joje (1 adet)
25 mL’lik balon joje (4 adet)
Farkl› ölçeklerde pipetler
Farkl› ölçeklerde beherler
50 µL lik fl›r›nga
Kimyasallar
Benzoik asit
Sorbik asit
BHA
BHT
Asetonitril
K 4 Fe (CN) 6 × 3H 2 O
ZnSO 4 × 7H 2 O
MgSO 4
pH 7,4 Fosfat tamponu
Deriflik Sülfirik asit
Mayonez numunesi
Standartlar›n Haz›rlanmas› ve Kalibrasyon Grafi¤inin Elde Edilmesi
1. Benzoik asit, sorbik asit, BHA ve BHT içeren 250 ppm 100 mL lik stok çözelti
saf su kullan›larak haz›rlan›r. Haz›rlanan stok çözeltiden 100 ppm, 50
ppm, 25 ppm ve 10 ppm lik standart çözeltiler haz›rlan›r.
2. Çözücü fliflelerinden birine 0,2 mL H 2 SO 4 içeren 500 mL saf su (A), di¤erine
ise 500 mL asetonitril (B) koyularak, bir süre ultrasonik banyoda bekletilir
ve gazlar›n›n giderilmesi sa¤lan›r.
3. Hypersil BDS kolon tak›l› HPLC cihaz› aç›l›r. HPLC sistemine ba¤l› bilgisayar
program›nda; gradient elüsyon bafllang›çta % 10 B, 3.dakikada % 60 B,
4. dakikada % 80 B ve 7.dakikada tekrar %10 B olacak flekilde ayarlan›r.
Ak›fl h›z› 2 mL dak –1 ’ya ve dalga boyu da 260 nm’ye ayarlan›r. Kolon bir süre
hareketli faz ile y›kan›r.
4. Elde edilen sinyalde bir problem yoksa, seyreltikten derifli¤e do¤ru s›ras›yla
haz›rlanan standartlar cihaza enjekte edilir. Enjeksiyon s›ras›nda cihaz›n
enjeksiyon bölmesinin yükleme pozisyonunda olmas›na dikkat edilmelidir.
Bilgisayarda bulunan HPLC program›nda yap›lacak ifllemlerle ilgili gerekli
dosyalar oluflturulduktan sonra, cihaz›n türüne göre; elle veya otomotik olarak
enjeksiyonun bafllamas› sa¤lan›r. Enjeksiyonun bafllamas›yla da, standart
çözeltiye ait kromatogram oluflmaya bafllar. Tüm ölçümler en az üç defa
tekrarlanmal›d›r.
5. Deriflimi bilinen standart çözeltilere ait kromatogramda gelen ilk pik benzoik
asit, ikinci pik sorbik asit, üçüncü pik BHA ve dördüncü pik ise BHT’ye
aittir. Ancak bundan emin olmak için benzoik asit, sorbik asit, BHA ve
BHT’nin 50 ppm’lik standart çözeltileri ayr› ayr› sisteme enjekte edilebilir.
Bu dört maddeyi içeren farkl› deriflimlerdeki standart çözeltilerin analizleri
sonucu elde edilen pik alanlar›ndan her bir madde için kalibrasyon grafikleri
oluflturulur.

7. Ünite - S›v› Kromatografisi ve Uygulamalar›
147
Mayonez numunesinin haz›rlanmas› ve benzoik asit, sorbik asit, BHA
ve BHT miktar tayini
1. Protein ve ya¤lar›n uzaklaflt›r›lmas› için mayonez örnekleri önce Carrrez temizlemesi
ad› verilen bir iflleme tabi tutulur. Bu ifllemde 10 ml mayonez al›-
n›r, üzerine 1,75 mL % 7,2 (w/w) K 4 Fe (CN) 6 × 3H 2 O çözeltisi ve 1,75 mL %
14,4 (w/w) ZnSO 4 × 7H 2 O çözeltisi ilave edilir ve 15 dakika kar›flt›r›l›r. Daha
sonra 6,5 mL % 0,1 MgSO 4 içeren fosfat tamponu eklenir. Bu ifllem sonunda
kar›fl›m 2000 rpm de 10 dakika santrifüj edilir. Elde edilen süzüntü 50
mM H 2 SO 4 çözeltisi ile belirli bir oranda seyreltilir, süzülerek analize haz›r
hale getirilir.
2. Numuneler s›ras›yla üçer defa HPLC sistemine enjekte edilir. Elde edilen
kromatogramlarda, t R de¤erlerine bak›larak tayini yap›lacak türlere ait pikler
belirlenir ve alanlar› hesaplan›r. Üç ölçüm sonucu elde edilen ortalama
pik alanlar› belirlenir. Her bir madde kendine ait kalibrasyon grafi¤inden tayinden
edilir. Ancak hesaplanan bu deriflim de¤erleri seyreltilmifl numuneye
aittir. Orijinal numunenin deriflimini bulmak için seyrelme faktörünü hesaba
katmak gerekir.
‹drarda Ürik Asit Tayini
‹drarda bulunan ürik asit, ksantin, kreatinin, allopurinol ve nikotinamid gibi kimyasallar
HPLC ile ayr›larak analiz edilebilir. Ürik asitin HPLC ile tayini için literatürde
bildirilmifl bir çok yöntem mevcuttur. Bu deney, bu yöntemlerden en basit ve
h›zl› olan› seçilerek gerçeklefltirilecektir. Bu yönteme göre ürik asit tayini, C 18 kolon
kullan›m›yla, 290 nm’de isokrotik elüsyonla gerçeklefltirilebilir. Hareketli faz
olarak ise 0,05 M amonyum fosfat tampon çözeltisi (pH: 7,4) kullanmak yeterlidir.
Deneyde kullan›lan malzeme ve kimyasallar
Malzemeler
C 18 kolon
500 mL’lik balon joje (1 adet)
100 mL’lik balon joje (1 adet)
25 mL’lik balon joje (3 adet)
Farkl› ölçeklerde pipetler
Farkl› ölçeklerde beherler
Membran filtre
50 µL lik fl›r›nga
Kimyasallar
Ürik asit
Fosforik asit
Diamonyumhidrojen fosfat
0,1 M NaOH
1:1 metanol:su kar›fl›m›
‹drar numunesi
Standartlar›n Haz›rlanmas› ve Kalibrasyon Grafi¤inin Elde Edilmesi
1. Önce hareketli faz olarak kullan›lacak olan tampon çözelti haz›rlan›r. Bu
amaçla 3,3 g dihidrojenamonyum fosfat kat›s›ndan tart›l›r ve yaklafl›k 400
mL suda çözülür. pH’› bir pH metre yard›m›yla ölçülür ve 7,4 oluncaya kadar
seyreltik fosforik asit çözeltisi ilave edilir. Daha sonra 500 mL’ye su ile
tamamlan›r.
2. 50 ppm lik stok ürik asit çözeltisi, 100 mL’lik balon jojede 5 mg ürik asitin
pH 7,4 tampon çözeltiyle çözülmesi ile haz›rlan›r. Bu stok çözeltiden 25
ppm, 10 ppm, 5ppm ve 1ppm standart ürik asit çözeltileri hacimleri 25 mL
olacak flekilde haz›rlan›r.

148 Aletli Analiz Laboratuvar›
3. C18 kolonu tak›l› olan HPLC sitemi aç›larak dalga boyu 290 nm’ye, ak›fl h›-
z› 1,0 ml dak –1 ’e ayarlan›r, analize geçilmeden önce kolon en az 10 dakika
hareketli faz ile y›kan›r.
4. Elde edilen sinyalde bir problem yoksa, seyreltikten derifli¤e do¤ru s›ras›yla
haz›rlanan standartlar cihaza enjekte edilir. Enjeksiyon s›ras›nda cihaz›n
enjeksiyon bölmesinin yükleme pozisyonunda olmas›na dikkat edilmelidir.
Bilgisayarda bulunan HPLC program›nda yap›lacak ifllemlerle ilgili gerekli
dosyalar oluflturulduktan sonra, cihaz›n türüne göre; elle veya otomotik olarak
enjeksiyonun bafllamas› sa¤lan›r. Enjeksiyonun bafllamas›yla da, standart
çözeltiye ait kromatogram oluflmaya bafllar. Tüm ölçümler en az üç defa
tekrarlanmal›d›r.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
fiekil 7.8
‹drar Numunesinin Haz›rlanmas› ve Analizi
1. 0,1 mL idrar numunesi bir behere koyulur ve 10 mL saf su ile seyreltilir. Bir
pH metre yard›m›yla pH’› 2,3 oluncaya kadar seyreltik fosforik asit çözeltisi
ilave edilir ve toplam hacmi 20 mL oluncaya kadar saf su ilave edilir. Böylece
idrar numunesi 200 kat seyreltilmifl olunur. Numune 45 µm gözenekli
bir membran filtre ile süzülerek enjeksiyona haz›r hale getirilir.
2. Haz›rlanan numune, HPLC sistemine enjekte edilir. Elde edilen kromatogramda,
t R de¤erine bak›larak ürik asite ait pik belirlenir ve alan› hesaplan›r.
‹fllem SIRA üç S‹ZDE defa tekrar edilir ve üç ölçüm sonucu elde edilen ortalama pik alan›
belirlenir. Kalibrasyon grafi¤inden bu alana karfl›l›k gelen deriflim hesaplan›r.
Ancak hesaplanan bu deriflim de¤eri seyreltilmifl numuneye aittir. Orijinal
numunenin deriflimini bulmak için seyrelme faktörünü hesaba katmak
DÜfiÜNEL‹M
gerekir. fiekil 7.8’de bir ürik asit standart›na ve idrar numunesine ait kromatogramlar
SORU
görülmektedir.
‹drar numunesi D‹KKAT ile çal›fl›l›rken her bir tekrar öncesi, kolonu 1:1 metanol:su çözeltisi ile
y›kamak gereklidir.
SIRA S‹ZDE
a) 10 ppm ürik asit
AMAÇLARIMIZ b) ‹drar
AMAÇLARIMIZ
numunesine ait
a
kromatogramlar,
K ‹ T
kolon:
A P
C 18 , dalga
K ‹ T A P
boyu: 290 nm,
ak›fl h›z›: 1,0 ml
dak –1 , hareketli
TELEV‹ZYON
faz: 0,05 M
TELEV‹ZYON
amonyum fosfat
tampon çözeltisi
(pH: 7,4)
b
‹NTERNET
‹NTERNET

SIRA S‹ZDE
7. Ünite - S›v› Kromatografisi ve Uygulamalar›
SIRA S‹ZDE
149
DÜfiÜNEL‹M
HPLC ANAL‹ZLER‹N‹N DE⁄ERLEND‹R‹LMES‹
DÜfiÜNEL‹M
Bir analitin tayini için hangi yöntem seçilirse seçilsin, elde edilen sonuçlar›n de- Kalibrasyon Duyarl›¤›:
¤erlendirilebilmesi için yöntemle ilgili performans özelliklerini SORU gösteren say›sal Kalibrasyon e¤risinin S ORU
e¤imidir. Kesinli¤i yak›n
ölçütlerin de belirlenmesi gerekir. Bu amaçla ölçümler en az üç defa tekrarlanmal›,
standart sapmalar ve ba¤›l standart sapmalar (RSD) hesaplanarak yöntemin ke-
dik kalibrasyon e¤risi veren
olan iki yöntem içinde daha
D‹KKAT
yöntem tercih edilir. D‹KKAT
sinli¤i bildirilmelidir. Elde edilen kalibrasyon grafi¤ine ba¤l› olarak kalibrasyon
duyarl›¤›, analitik duyarl›k, gözlenebilme (teflhis) s›n›r›, tayin s›n›r› ve çal›flma
aral›¤› belirlenmelidir. Ayr›ca seçilen yöntemin seçicili¤i de tespit edilerek e¤iminin, bir deriflimde
Analitik Duyarl›k:
SIRA S‹ZDE
Kalibrasyon e¤risinin SIRA S‹ZDE
sonuçlarla birlikte verilmelidir. Bahsi geçen bu performans özelliklerinin nas›l bulunaca¤›na
dair ayr›nt›l› bilgi, Aç›k Ö¤retim Fakültesi Analitik AMAÇLARIMIZ Kimya ders kitab› 2.
yap›lan ölçümün standart
sapmas›na bölünmesi ile
bulunur.
ünitede verilmifltir.
AMAÇLARIMIZ
Analitik yöntemlerin de¤erlendirilmesi ilgili daha ayr›nt›l› bilgiyi Enstrümental K ‹ T A P Analiz ‹lkeleri,
Skoog, Holler, Nieman, Çeviri Editörleri: K›l›ç, Köseo¤lu ve Y›lmaz, Bilim Yay›nc›-
l›k, 1998 kitab›ndan bulabilirsiniz.
TELEV‹ZYON
HPLC ile yap›lan bir analizde afla¤›da çizelgede görülen veriler elde SIRA edilmifltir. S‹ZDE Elde edilen
bu verilerden yola ç›karak a) kalibrasyon grafi¤ini oluflturunuz, b) teflhis (gözlenebilme)
s›n›r›n›, kalibrasyon duyarl›¤›n› hesaplay›n›z ve çal›flma aral›¤›n› bulunuz
DÜfiÜNEL‹M
‹NTERNET
Deriflim, ppm Ortalama pik alan› s
0,000 0,032 0,0091 SORU
1,00 3,165 0,032
10,0 36,72 0,26
D‹KKAT
50,0 149,54 0,72
100,0 325,15
SIRA S‹ZDE
8,5
6
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE
Gözlenebilme
DÜfiÜNEL‹M
‹NTERNET
(Teflhis)
S›n›r›: Analit sinyalinin
gözlenebildi¤i fakat kabul
edilebilir do¤ruluk SORU ve
kesinlikte analit tayin
s›n›rlar› içerisine girmeyen
en düflük deriflimdir. Kör
D‹KKAT
çözeltinin standart
sapmas›n›n (SS) 3,3 kat›n›n
“kalibrasyon grafi¤inin
e¤imine (m) bölünmesi SIRA S‹ZDE ile
bulunur (3,3xSS/m).
Tayin S›n›r›: Analitin kabul
AMAÇLARIMIZ
edilebilir düzeyde AMAÇLARIMIZ kesin ve
do¤ru olarak miktar›n›n
tayin edilebilece¤i,
do¤rusall›k s›n›r›n›n en alt
K ‹ T A P
deriflimini oluflturan K ‹ T A P
deriflimdir. Kör çözeltinin
standart sapmas›n›n (SS)
10 kat›n›n kalibrasyon
TELEV‹ZYON
grafi¤inin e¤imine TELEV‹ZYON (m)
bölünmesi ile bulunur
(10xSS/m).
‹NTERNET
Çal›flma Aral›¤›: Analitin
kabul edilebilir ‹NTERNET düzeyde
kesin ve do¤ru olarak
miktar›n›n tayin
edilebilece¤i en alt deriflim
ile kalibrasyon do¤rusunun
do¤rusall›ktan sapmaya
bafllad›¤› deriflim de¤eri
aras›nda bulunan ve en
do¤ru çal›flma imkan›n›
veren deriflim aral›¤›d›r.
Analitik bir yöntemin geçerli
olabilmesi için bu aral›¤›n
en az 10 2 olmas› istenir.

150 Aletli Analiz Laboratuvar›
Özet
A MAÇ
1
A MAÇ
2
S›v› kromatografisinin temel prensiplerini ve
bileflenlerini aç›klamak.
Kromatografinin dayand›¤› ay›rma temeli türlerin
iki farkl› faz aras›nda oluflturduklar› farkl› da¤›lma
dengeleri (K D ) dir. Kromatografide etkin olan
mekanizmalar da¤›lma (partisyon), adsorpsiyon,
iyon de¤iflim ve jel geçirgenli¤idir. Yap›lan bir
ay›r›m›n kalitesi elde edilen kromatogramla anlafl›l›r.
Kolonun seçicili¤i ve ay›r›c›l›¤› piklerin al›-
konma zamanlar› ve taban genifllikleri kullan›larak
belirlenebilir. Kolonun verimlili¤i ise teorik
tabaka say›s› ile ölçülür.
Farkl› s›v› kromatografi analiz sistemlerini tan›mlamak.
HPLC cihazlar› genel olarak çözücü haznesi, gaz
uzaklaflt›r›c›, pompa, numune girifli, emniyet kolonu,
ana kolon, dedektör ve kaydedici bölümlerinden
oluflur. Ancak farkl› flekillerde dizayn edilmifl
ve özel amaçlara hizmet eden HPLC türleri
de mevcuttur. Bunlara örnek olarak h›zl› protein
s›v› kromatografi (FPLC) sistemi ve nano boyutlarda
ak›fl ve çok daha küçük çapl› kolonlarla çal›flabilen
nano LC sistemleri örnek verilebilir.
A MAÇ
3
A MAÇ
4
S›v› kromatografide yöntem gelifltirmek.
S›v› kromatografi ile yap›lacak bir analiz için yöntem
gelifltirmede en önemli ad›mlar analitlere uygun
kolon ve hareketli faz›n seçimidir. Uygun
sabit faz› bulabilme için s›k s›k kullan›lan kolon
türünü de¤ifltirmek çok pratik de¤ildir. Bu nedenle
yöntem gelifltirmede genellikle tek bir tip
kolon seçilerek, farkl› hareketli faz bileflimleri
denenir. ‹yi bir ay›r›m için k', α ve N de¤erlerinin
iyilefltirilmesi gerekir. Bu parametrelerden özellikle
k' ve α hareketli faz›n bilefliminin de¤ifltirilmesiyle
rahatl›kla de¤ifltirilebilmektedir. ‹stenen
k' de¤erini elde edebilmek için gerekli çözücü
oranlar›, baz› matematiksel ifadelerin kullan›m›yla
yaklafl›k olarak belirlenebilir. Uygun al›konma
faktörü elde edildikten sonra α de¤erinin artt›r›lmas›
ise hareketli faz›n kimyasal bilefliminin de-
¤ifltirilmesi ile sa¤lanabilir.
S›v› kromatografisi cihazlar›n› kullanarak analiz
yapmak.
Bu amaçla ö¤renciler laboratuarda HPLC cihaz›-
n› kullanarak, baz› içeceklerde kafein tayini, yiyeceklerde
koruyucu madde tayini ve idrarda
ürik asit tayini gibi deneyleri yapacaklard›r. Deneylerin
yap›l›fl›na iliflkin ayr›nt›l› bilgi için bu
bölümlerin dikkatlice okunmas› gerekmektedir.

7. Ünite - S›v› Kromatografisi ve Uygulamalar›
151
Kendimizi S›nayal›m
1. S›v› kromatografisi ile ilgili afla¤›daki ifadelerden
hangisi yanl›flt›r
a. Analitler, kolonda da¤›lma sabiti (K D ) de¤erlerine
ba¤l› olarak ilerler ve kolonu belli bir s›ra ile
terk ederler.
b. Yap›lan bir ay›r›m›n kalitesi elde edilen kromatogramla
anlafl›l›r.
c. ‹yi bir ay›r›m için k', α ve N de¤erlerinin iyilefltirilmesi
gerekir.
d. Hareketli faz ayr›lacak bileflenlerle etkileflime
girmez, tek görevi bileflenleri kolon boyunca tafl›makt›r.
e. Kolon verimlili¤i kuramsal tabaka say›s› ad› verilen
bir nicelik ile ölçülür
2. Seçicilik faktörünün sembolü afla¤›dakilerden hangisidir
a. k'
b. R
c. α
d. a
e. a'
3. Bir pike ait al›konma zaman› 12,2 dakika, taban geniflli¤i
ise 0,9 dakika ise kuramsal tabaka say›s› kaçt›r
a. 184
b. 217
c. 240
d. 1018
e. 2940
4. Afla¤›dakilerden hangisi HPLC analizlerinde kullan›-
lacak çözücülerde olmas› istenen özelliklerden biri de-
¤ildir
a. Kaynama noktas› fazla yüksek olmamas›
b. Viskozitesi düflük olmas›
c. Kullan›lan dedektörle uyumlu olmas›
d. Toksisitesi düflük olmas›
e. Polariteleri yüksek olmas›
5. Afla¤›dakilerden hangisi ters-faz kromatografide çözücü
olarak kullan›lamaz
a. Su
b. Metanol
c. Etilenglikol
d. Toluen
e. Asetonitril
6. 0,01 mg’l›k bir numune için afla¤›daki kolon türlerinden
hangisi tercih edilir
a. Sub-mikro analitik kolon
b. Mikro-analitik kolon
c. Standart analitik kolon
d. Preperatif kolon
e. Makro kolon
7. Afla¤›dakilerden hangisi FPLC ile protein saflaflt›rmada
kullan›lan kolon türlerinden biri de¤ildir
a. ‹yon de¤iflim
b. Jel filtrasyon
c. Hidrofilik etkileflim
d. Ters faz
e. Afinite
8. Bir pike ait al›konma faktörü ters-faz kolon ve % 40
metanol % 60 su hareketli faz› kullan›ld›¤›nda 32 olarak
elde ediliyorsa bu de¤eri 5’e düflürmek için metanol-su
hareketli faz›nda metanol yüzdesi kaç olmal›d›r (Polarite
indisleri metanol için 5,1, su için 10,2’dir)
a. % 72
b. % 65
c. % 42
d. % 38
e. % 28
9. Afla¤›da verilenlerden hangisi bir analizin de¤erlendirilmesinde
kullan›lmaz
a. Analitik duyarl›k
b. Kalibrasyon duyarl›¤›
c. Cihaz duyarl›¤›
d. Tayin s›n›r›
e. Ba¤›l standart sapma
10. Afla¤›daki maddelerden hangisi yiyeceklerde koruyucu
madde olarak kullan›lamaz
a. Benzoik asit
b. Aspartam
c. Propionik asit
d. p-hidroksi benzoik asit
e. Sorbik asit

152 Aletli Analiz Laboratuvar›
Okuma Parças›
Afinite Kromatografisi Uygulamalar›
Prof. Dr. Adil DEN‹ZL‹
“Hemoperfüzyon” kan› vücut d›fl›nda dolaflt›rarak toksik
(zehirli) maddelerin ar›nd›r›lmas›n› sa¤layan özel
bir sistem. Zehirli maddelerin kandan uzaklaflt›r›lmas›
için kullan›l›yor. Bu yöntemde, kan›n reçine ya da aktif
karbon gibi adsorban bir maddeyle dolu bir kolondan
geçirilmesi ve bir damardan tekrar vücuda döndürülmesi
sa¤lan›yor. Yani bir t›p merkezinde, kan› vücut d›-
fl›na al›p bir kolondan geçirmek ve bu kolonda kan› temizleyip,
kandaki zehirli molekülleri uzaklaflt›r›p, ard›ndan
da bu temiz kan› tekrar hastaya verme ifllemi
hemoperfüzyon olarak adland›r›l›yor. 100 y›ldan beri
kullan›lan bu sistemdeki ilk adsorban madde olan aktif
karbon, karbon içeri¤i olan malzemeleri yakt›ktan sonra
elde edilen çok gözenekli bir malzeme. Birçok zehiri
de etkili bir flekilde tutabiliyor. Ancak aktif karbonun
seçicilik gibi bir sorunu var. Kandan uzaklaflt›rmak istenilen
zehiri hemoperfüzyon yöntemiyle yakal›yor yakalamas›na
ama, baflka yararl› maddeleri de beraberinde
al›p götürebiliyor. Bu noktada bilimsel çal›flmalar, bu
soruna çözüm getirecek “biyoafinite kromatografisi” ya
da “biyoafinite tekni¤i” ad› verilen olguyu gündeme getiriyor.
1970’lerin ortas›nda afinite kromatografisinin temellerini
at›yor araflt›rmac›lar. Seçici ba¤lama özelli¤ine
sahip bir maddenin (ki, bu antikor, hücre, enzim, hormon,
reseptör vb olabiliyor), bir destek matriksine kovalent
ba¤la ba¤land›¤› bir ay›rma tekni¤ini gelifltiriyorlar.
Böylece kat› deste¤e sabitlenmifl madde bir çözeltiden
ya da biyolojik ortamdan kendi hedef molekülüne
ba¤lanabiliyor. Anahtarla kilit modeli gibi. Son y›llarda
bu modele uygun biyolojik molekülleri tafl›yan polimerler
hemoperfüzyon tekni¤inde kolon dolgu malzemesi
olarak kullan›lmakta. Dolay›s›yla ortamdan uzaklaflt›r›lmak
istenilen madde beraberinde baflka bir fley
takmadan uzaklaflt›r›l›yor. ‹flte Adil Denizli’nin çal›flmalar›,
üretti¤i malzemeler bu konuyla ilgili. Denizli, afinite
sistemini kullanarak, yaln›zca kolesterolü tutan polimerler
üretmemifl. Bu konuda laboratuvarda, hem hayvan,
hem insan kan›yla yapt›¤› deneylerde oldukça baflar›l›
sonuçlar elde edip, kandan kolesterolü uzaklaflt›rmay›
baflarm›fl. Denizli’nin dünyada tan›nmas›n› sa¤layan
çal›flmalardan bir di¤eri de “hiperbilirubinemi”, yani
sar›l›¤›n tedavisine sundu¤u çözüm. Sar›l›¤›n tedavisinde
afinite kromatografisini önermifl ve bu amaçla da
dünyada ilk kez “boya afinite kromatografisi” ni kullanm›fl.
Boya tak›l› polimerleri kolonlara doldurup hiperbilirubinemili
hastan›n plazmas›n› bu kolondan geçirerek,
bilirubin düzeyini önemli ölçüde afla¤› çekmeyi
baflarm›fl. TÜB‹TAK destekli bu çal›flmas› sar›l›k tedavisine
önemli bir katk› sa¤lam›fl. Denizli’nin metal iyonlar›
konusunda yapt›¤› çal›flmalar› da oldukça önemli sonuçlar
elde edilmesini sa¤lam›fl. Çevre kirlili¤ine ba¤l›
olarak vücudumuza giren, kadmiyum, kurflun, civa gibi
a¤›r metaller ve bu metallerin organometalik kompleksleri
akut zehirlenmeye yol açan ve ayr›ca DNA’da bozulmalar
yaparak kansere neden olan maddeler. Dolay›s›yla
özellikle kandan zehirli metal iyonlar›n›n uzaklaflt›r›lmas›
çok önemli bir olgu. Denizli çal›flmalar›yla,
akut zehirlenmelerde a¤›r metal iyonlar› henüz kandayken
kullan›labilecek kolon sistemlerini tasarlay›p gelifltirmifl.
Afinite tekniklerinin klinik uygulamalar›ndan biri
de “Talasemi” ya da “Akdeniz anemisi” hastal›¤›n›n
tedavisine yönelik. Akdeniz anemisi genetik kökenleri
olan bir hastal›k. Kanda demir birikiyor ve Akdeniz anemisi
olan hastalarda vücuttan demir at›lam›yor. Bu demir
birikimi özellikle karaci¤erde olup “hemokromatozis”
ad› verilen çok ciddi bir rahats›zl›k ortaya ç›kart›-
yor. Karaci¤er pas içinde bir demir madenine dönüflüyor.
Sonucunda ölüm getiren bu hastal›¤›n tedavisiyse,
hastaya yeni plazma verilmesi fleklinde yap›l›yor. Bu tedavinin
hem maliyeti oldukça yüksek, hem de zor ve
riskleri olan bir yöntem. Denizli ve ekibi, kandan demiri
uzaklaflt›rmadan hastal›¤›n tedavisine yeni bir çözüm
sunuyorlar. “Moleküler bask› teknolojisi” ile geleneksel
t›bbi teknolojiye alternatif malzeme sunarak “Moleküler
tan›ma” temelinde yeni bir çözüm öneriyorlar. “Uzaklaflt›r›lmak
istenen molekülü, polimeri haz›rlarken yap›
ya ilave ediyoruz. Bir polimer düflünün, top ya da küre
biçiminde. Bununla demir uzaklaflt›rmak istiyorsunuz;
öncelikle demiri, polimeri haz›rlarken yap›ya yerlefltiriyoruz,
sonras›nda oradan o demir iyonunu söküyoruz.
Söktü¤ümüz zaman demiri 3 boyutlu olarak tan›yan
boflluklar olufluyor. Dolay›s›yla bu polimerler kolona
dolduruldu¤unda, kandan yaln›zca demir molekülleri
uzaklaflt›r›l›yor. Bu bir biyolojik tan›ma mekanizmas›.
Hem üç boyutlu geometrik bir tan›ma var, hem de demirin
kimyasal özelliklerine uygun tan›ma sözkonusu”
diyor Denizli bu çal›flmas›yla ilgili olarak. Sonuç olarak
Denizli ve ekibi, daha burada sözünü etmedi¤imiz de-
¤iflik hastal›klar›n teflhis ve tedavisine, biyoteknoloji,
çevre teknolojisi gibi pek çok konuya destek olacak

7. Ünite - S›v› Kromatografisi ve Uygulamalar›
153
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
araflt›rmalar›n sahibi. Onlar, “yükte hafif pahada a¤›r
malzemeler üretiyor ve bu malzemeleri çok de¤iflik
amaçlar için kullan›yoruz” diyorlar. Beklentileri de var:
“Ürettiklerimiz ülkemizde de de¤erlendirilsin ve bize
maddi olanaklar sunulsun. Daha pek çok baflar› ya imza
atar›z”.
Gülgûn Akbaba
Kaynak: TÜB‹TAK Bilim ve Teknik Dergisi, Eylül 2006
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
1. d Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Kromatografinin Temel
Prensipleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
2. c Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Kromatografinin Temel
Prensipleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
3. e Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Kromatografinin Temel
Prensipleri” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
4. e Yan›t›n›z yanl›fl ise, “S›v› Kromatografi Sistemleri”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
5. d Yan›t›n›z yanl›fl ise, “S›v› Kromatografi Sistemleri”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
6. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, “S›v› Kromatografi Sistemleri”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
7. c Yan›t›n›z yanl›fl ise, “S›v› Kromatografi Sistemleri”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
8. a Yan›t›n›z yanl›fl ise, “S›v› Kromatografide Yöntem
Gelifltirme” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
9. c Yan›t›n›z yanl›fl ise, “HPLC Analizlerinin De-
¤erlendirilmesi” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
10. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, “HPLC Uygulamalr›” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
S›ra Sizde 1
Al›konma faktörlerinin belirlenmesi için Eflitlik 8.1 kullan›l›r.
k
′
= t – t
1
t
R 0
0
k
′
= t R
– t
2
t
0
0
28 , – 09 ,
= = 2,
11
09 ,
3, 5–
09 ,
= = 2,
89
09 ,
Eflitlik 8.2’den seçicilik katsay›s› bulunur:
2 89
α 1 = k ′
2 ,
= = 1,
37
k
′ 2,
11
1
Ay›r›c›l›k de¤eri ise Eflitlik 8.5 kullan›larak bulunur:
t – t
R = R2 R1
(w + w = 35 , – 28 ,
s 2x
2x
= 0,
88
1 2 ) ( 06 , + 10 , )
Seçicilik katsay›lar›n›n 1’den büyük olmas› kolonun seçicili¤inin
iyi oldu¤unun bir göstergesidir. ‹lk iki al›-
konma faktörü 2’den büyüktür, dolay›s›yla elüsyon süresi
de iyi diyebiliriz. Ancak ay›r›c›l›k de¤erinin 1’den
küçük olmas› ay›r›c›l›¤›n düflük oldu¤unu göstermektedir.
Hareketli fazda yap›lacak de¤iflikle hem seçicilik
katsay›s› hem de ay›r›c›l›k iyilefltirilebilir.
S›ra Sizde 2
Da¤›lma Kromatografisi (S›v›-s›v› kromatografi)’nde sabit
faz genelde bir dolgu maddesine ba¤lanm›fl s›v› maddedir.
Sabit faz›n polar, hareketli faz›n apolar oldu¤u
yönteme normal-faz kromatografisi denmektedir. Sabit
faz›n, silika yüzeyine ba¤lanm›fl apolar gruplar, hareketli
faz›n ise polar oldu¤u kromatografi türüne ters-faz
kromatografisi denmektedir. Normal-faz kromatografi
yap›sal izomerlerin ayr›lmas›nda, nikotin gibi alkoloidlerin,
fenollerin, lipidlerin, aminlerin, pestisitlerin, metal
flelatlar›n›n ve daha bir çok türün ayr›lmas› ve tayininde
kullan›l›r. Ters-faz kromatografi ise normal faz
kromatografisine göre daha fazla kullan›m alan›na sahiptir
en çok alkil benzen homologlar›n›n (C n H 2n+1 ),
diuron, fenuron gibi herbisidlerin ve türevlendirilmifl
aminoasitlerin ay›r›m›nda kullan›l›r.
Adsorpsiyon Kromatografisi (S›v›-kat› kromatografi),
ayr›lacak bileflenlerin sabit kat› faz üzerinde tersinir olarak
adsorblanmalar› esas›na dayan›r. Bileflenler birbirlerinden
kat› yüzeye olan farkl› derecede ilgileri nedeniyle
ayr›l›rlar. Adsorpsiyon kromatografisi moleküler kütlesi
5000’den küçük apolar maddelerin ve izomerlerin
ay›r›m›nda kullan›lmaktad›r.

154 Aletli Analiz Laboratuvar›
Benzer yüklü iyonlar›n tersinir flekilde yer de¤ifltirmesine
iyon de¤iflimi denir. ‹yon de¤iflim kromatografisinde
hareketsiz faz› oluflturan iyon de¤ifltiriciye kimyasal
ba¤larla ba¤l› yüklü gruplar, hareketli fazdaki benzer
iyonlarla yer de¤ifltirirler. Böylece de¤ifltirilebilir iyon
tafl›yan maddelerin (asitler, antibiyotikler, amino asitler,
alkoloidler vb.) ayr›lmas› sa¤lanm›fl olmaktad›r.
Jel kromatografisinde kolonlar genifl gözenekli polimer
veya silika temelli reçine ile doldurulmufltur. Bir numunedeki
bileflenler bu jel gözeneklerinde büyüklük ve
flekillerine göre oyalanarak farkl› zamanlarda kolonu
terk ederler ve böylece ayr›lm›fl olurlar. Jel kromatografisinin
en önemli uygulama alan› polimerlerin moleküler
kütle aral›klar›n›n belirlenmesidir.
Görüldü¤ü gibi tüm mekanizmalar›n geçerli oldu¤u ve
kullan›labilecekleri alanlar farkl›d›r. Analizi yap›lacak
numuneye göre ve elde bulunan mevcut cihazlara göre
en uygun yöntemi seçmek analizcinin görevidir.
S›ra Sizde 3
Baz› çok bileflenli numunelerin HPLC analizlerinde, baz›
pikler çok çabuk ve birbirine girmifl flekilde, baz› pikler
ise çok geç elde edilebilir. Bunun nedeni numunede
bulunan türlerin polarite çeflitlili¤idir. Bu gibi durumlarda
elüsyona, kolondan ilk ç›kan türleri birbirinden
ay›rabilecek oranda ayarlanm›fl hareketli faz bileflimi
ile bafllan›r, elüsyon devam ederken bu oranlar de-
¤ifltirilerek geç ç›kan piklerin de daha önce gelmesi
sa¤lan›r. Bu durum gaz kromatografisindeki s›cakl›k
programlamas›n›n gereklili¤i ile benzerdir.
S›ra Sizde 4
Dedektör seçerken öncelikle bir dedektörün sahip olmas›
gereken baz› temel özellikleri tafl›yor olmas›na
dikkat etmek gerekir, bu özelliklerden baz›lar›; dayan›kl›
olmas›, ak›fl h›z›ndan ba¤›ms›z olmas›, bileflenlere
zarar vermemesi, kullan›lmas› kolay ve güvenilirli¤i
yüksek olmas›, ucuz olmas› vb.dir. Bu özellikleri tafl›-
yan dedektörler aras›nda ise seçimi, tayin edilecek bileflene
göre yapmak gerekir. HPLC ile yap›lan tayinlerde
en çok UV dedektörler tercih edilir. Analit UV absorbans
özelli¤ine sahip de¤ilse k›r›lma indisi dedektörü
tercih edilebilir. Ancak bu dedektörün de hassasl›¤› çok
yüksek de¤ildir. Bu nedenle genellikle polimerlerle ilgili
çal›flmalarda kullan›l›r. Çok hassas bir analiz isteniyorsa
ve analitlerin floresans özelli¤i varsa floresans dedektör
kullan›labilir.
S›ra Sizde 5
Bafllang›çta elde edilen k' 1 = (18–0,42)/0,42 = 42
k' 1 için P' 1 = 0,5 × 5,1 + 0,5 × 10,2 = 7,65
k' 2 = 7 olmas› isteniyor. Bu veriler Eflitlik 7.6’da yerine
koyarak P' 2 de¤eri bulunabilir.
7
42
( P′−
= 10 2 7, 65)/
2
Her iki taraf›n logaritmas› al›narak çözüm ifllemi kolaylaflt›r›l›r.
– 0,
78 =
P′
2 – 7,
65
2
P' 2 = 6,09 olarak bulunur.
Bulunan bu de¤er al›konma faktörünün 7 olmas› için
gereken çözücü gücüdür. Bu polariteye sahip kar›fl›m›n
bileflimini bulmak için ise Eflitlik 7.7 kullan›l›r. Burada
metanolün hacim kesrine x dersek, suyun hacim kesri
de 1–x olur.
6,09 = x × 5,1 + (1 – x) × 10,2
X = 0,80
Elde edilen sonuca göre hareketli faz olarak % 80 metanol,
% 20 su kar›fl›m› kullan›ld›¤›nda kapasite faktörü
yaklafl›k 7 olur.
S›ra Sizde 6
a) Kalibrasyon grafi¤i afla¤›da verildi¤i flekilde elde edilir.
Elde edilen do¤runun denklemi de grafik üzerinde
belirtilmifltir.

7. Ünite - S›v› Kromatografisi ve Uygulamalar›
155
Yararlan›lan Kaynaklar
b) Kalibrasyon duyarl›¤›, do¤runun e¤imidir, yani
3,208’dir.
Teflhis s›n›r› (gözlenebilme s›n›r›):
33 , SS
Gözlenebilme sınırı = =
m
3,3×
0,0091
3,208
10SS
10×
0,
0091
Tayin sınırı = =
= 0,
0283 ppm
m 3,
208
= 0,
0094 ppm
Çal›flma aral›¤› eldeki bu verilere göre 0,0283-100
ppm’dir. Ancak henüz kalibrasyon do¤rusunda bir sapma
yoktur, dolay›s›yla kesin çal›flma aral›¤›n›n belirlenmesi
için daha yüksek deriflimlerde de ölçüm yap›lmas›
gereklidir.
Bauer, H.H., Christian, G.D., O’Reilly, J.E. (1978).
Instrumental Analysis, Boston: Allyn and Bacon
Chemistry Series.
Casella, G.I., Pierri, M., Contursi, M. (2006). Journal of
Chromatography A, 1107, 198-203.
Cataldi, T. R. I., Angelotti, M., ve Bufo, S. A. (1999).
Anal. Chem. 71 (21), 4919-4925.
Hargis, L.G. (1988). Analytical Chemistry Principles
and Techniques, New Jersey: Prentice-Hall.
Hüsgen, A.G. ve Schuster, R. (2001). HPLC for Food
Analysis, Germany: Agilent Technologies Company.
Jen, J. - F., Hsiao, S. - L. ve Liu K. - H. (2002). Talanta,
58, 711-717.
Lehrer, R. (1981), Amer. Lab. 13 (10), 113.
Robinson, J.W., Skelly Frame, E.M., Frame II, G.M.
(2005). Undergraduate Instrumental Analysis
(6th ed.), New York: Marcell-Dekker.
Sawyer, D.T., Heineman, W.R. ve Beebe, J.M. (1984).
Chemistry Experiments for Instrumental
Methods, Canada: John Wiley and Sons, Inc.
Skoog, D.A., Nieman, T.A. ve Holler, F.J. (1998).
Principles of Instrumental Analysis (5th ed.).
Enstrümental Analiz ‹lkeleri (Çev. Editörleri: E. K›l›ç,
H. Y›lmaz ve F. Köseo¤lu). Ankara: Bilim Yay›nc›l›k.
Y›ld›z, A., Genç, Ö., Bektafl, S. (1997). Enstrümental
Analiz Yöntemleri, Ankara: Hacettepe Yay›nlar›.

8ALETL‹ ANAL‹Z LABORATUVARI
Amaçlar›m›z
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
Gaz kromatografisinin temel prensiplerini, gaz kromatografisi cihaz›n›n temel
bileflenlerini ve özelliklerini ifade edebilecek,
Kütle spektrometrisinin temel prensiplerini ifade edebilecek,
Bir gaz kromatografisi cihaz›nda ve gaz kromatografisi-kütle spektrometresinde
analiz süreçleri oluflturabilecek,
Gaz kromatografisi cihaz›ndan ve kütle spektrometresinden elde edilen sonuçlar›
de¤erlendirebilecek bilgi ve beceriler kazanabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Gaz kromatografisi
• Kromatogram
• Kütle analizörü
• Enjeksiyon ünitesi
• Al›konma zaman›
• Kütle spektrumu
• Kolon
• S›cakl›k program›
• Temel pik
• Sabit faz
• Kütle spektrometresi
• Molekül piki
• Dedektör
• ‹yonlaflt›rma yöntemleri
‹çerik Haritas›
Aletli Analiz
Laboratuvar›
Gaz Kromatografisi
(GC) ve Gaz
Kromatografisi-Kütle
Spektrometresi (GC-
MS) Uygulamalar›
• G‹R‹fi
• GAZ KROMATOGRAF‹S‹
• KÜTLE SPEKTROMETR‹S‹
• GAZ KROMATOGRAF‹S‹ (GC) VE
GAZ KROMATOGRAF‹S‹-KÜTLE
SPEKTROMETRES‹ (GC-MS)
UYGULAMALARI

Gaz Kromatografisi (GC) ve
Gaz Kromatografisi-Kütle
Spektrometresi (GC-MS)
Uygulamalar›
G‹R‹fi
Kromatografi; bir kar›fl›mdaki bileflenlerin sabit faz ve hareketli faz olarak isimlendirilen
iki faz aras›nda da¤›ld›¤›, nitel ve nicel analiz amac›yla SIRA kullan›labilen S‹ZDE bir
ay›rma yöntemidir. Çok çeflitli kromatografi yöntemleri vard›r. Gaz kromatografisi
(GC) de kromatografik yöntemlerden birisidir. Gaz kromatografisinde genellikle
DÜfiÜNEL‹M
uçucu bileflenleri içeren örneklerin analizi yap›l›r. Gaz kromatografisinde hareketli
faz gaz olup sabit faz s›v› veya kat› olabilir.
Gaz kromatografisi sabit faz s›v› oldu¤unda, gaz-s›v› kromatografisi SORU (GLC), sabit
faz kat› oldu¤unda gaz-kat› kromatografisi (GSC) olarak isimlendirilir. Gaz-s›v›
kromatografisinde bileflenler hareketli faz ile sabit faz aras›ndaki D‹KKAT da¤›lma farkl›l›klar›
sayesinde ayr›l›rlar. Gaz kromatografisi denildi¤inde genellikle s›v› sabit fazlar›n
kullan›ld›¤› gaz-s›v› kromatografisinden bahsedilir. Gaz-kat› kromatografisi genellikle
gaz kar›fl›mlar›n›n kromatografik analizinde kullan›l›r ve kullan›m yayg›n-
SIRA S‹ZDE
l›¤› gaz-s›v› kromatografisine göre oldukça azd›r.
Gaz kromatografisi h›zl› nitel ve nicel analiz yapabilme, etkili ve yüksek ay›rma
sa¤lama, oldukça basit ve ucuz olma gibi nedenlerle çok k›sa süre içinde uçucu bileflenlerin
ayr›lmas› ve analizi için yayg›n olarak kullan›lan bir teknik olmay› baflarm›flt›r.
Kapiler kolonlar›n üretilmesinden sonra daha da yayg›n K ‹ olarak T A P kullan›lan
gaz kromatografisi cihazlar›n›n önemi dedektör olarak kütle spektrometresinin
kullan›lmas›yla iyice artm›flt›r. ‹ki sistemin birlefltirilmesiyle elde edilen bu sistem;
TELEV‹ZYON
gaz kromatografisi-kütle spektrometresi olarak isimlendirilir. Gaz kromatografisi
cihaz›n›n bu geliflimi, daha etkili biçimde nitel analiz yap›labilmesini sa¤lam›flt›r.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
Kapiler kolon: K ‹ç çap› ‹ T 0,1- A P
0,5 milimetre, boyu 25-50 m
aras›nda veya daha fazla
olan, ço¤unlukla sabit s›v›
faz›n kolon çeperine TELEV‹ZYON kapl›
oldu¤u kolon çeflididir.
Gaz kromatografisi ve gaz kromatografisi-kütle spektrometresi ‹NTERNET ile ilgili görsellere
http://www.shsu.edu/~chm_tgc/sounds/sound.html adresinden ulaflabilirsiniz.
GAZ KROMATOGRAF‹S‹
Gaz kromatografisi mol kütlesi 2-1000 g/mol aras›nda olan organik ve anorganik
gazlar›n, kolayca buharlaflabilen s›v› ve kat›lar›n uçucu bir çözücü içinde çözünmüfl
haldeki örneklerini analiz etmek için kullan›l›r. Gaz kromatografisinin; girifl
bölümünde bahsedilen avantajlar›n›n yan›s›ra ppm ve ppb seviyesinde duyarl› ve
kolay ölçüm yapabilme, kütle spektrometresi ile birlikte kullan›labilme, yüksek
do¤rulukla nicel analiz yapabilme, mikrolitre seviyesinde az miktarda örnek ile ça-
‹NTERNET
çözünenin kütlesi
ppm = × 10 6
çözeltinin kütlesi
çözünenin kütlesi
ppb = × 10 9
çözeltinin kütlesi

158 Aletli Analiz Laboratuvar›
l›flabilme ve güvenilir olma gibi avantajlar› da vard›r. Bu avantajlar›n›n yan› s›ra;
uçucu örneklerle çal›flma zorunlulu¤u, ›s›l olarak karars›z örnekler için pek uygun
olmamas›, preparatif örneklerle çal›flman›n oldukça zor olmas›, kromatografik olarak
ayr›lan maddenin karakterizasyonu için genellikle kütle spektrometrisi baflta
olmak üzere baflka spektroskopi yöntemleri gerektirmesi gibi dezavantajlar› vard›r.
GC cihaz› ile analiz edilecek örneklerin, oldukça yüksek buhar bas›nc›na sahip olmas›
gerekti¤i için, GC cihaz› için kullan›fll› üst s›cakl›k limiti genellikle 300-380°C
dir. Bu s›cakl›k limitini de sabit faz olarak kullan›lan maddenin (uçucu olmayan s›-
v›n›n, filmin) kararl›l›¤› belirler. Kaynama noktas› afla¤›-yukar› 500°C’yi, mol kütlesi
de 1000 g/mol’ü aflmayan maddeler GC cihaz› ile analize uygun olup, bu kriterlere
uygun yüzbinlerce hatta milyonlarca maddenin GC cihaz› ile nitel ve nicel
analizi yap›labilmektedir. Bu nedenle gaz kromatografisi cihaz›n›n olmad›¤› bir
kimya analiz laboratuvar› düflünmek zordur.
fiekil 8.1
Gaz Kromatografisi Cihaz›
Bir gaz kromatografisi cihaz› flematik olarak fiekil 8.1’de verilmifltir. fiekilden de
görüldü¤ü üzere cihaz tafl›y›c› gaz, enjeksiyon ünitesi, kolon ve içinde yer ald›¤› f›-
r›n, dedektör ve kaydedici birimlerinden oluflmaktad›r.
Gaz kromatografisi
cihaz›n›n flematik
gösterimi
Elde edilen dedektör
sinyalinin zaman›n veya
kullan›lan hareketli faz
hacminin bir fonksiyonu
olarak ele al›nmas›yla
oluflturulan grafi¤e
kromatogram denir.
Çözelti halinde örneklerin GC ile analizi flu flekilde gerçeklefltirilir. Önce uçucu
bir çözücü içinde çözünmüfl örnek, mikrolitre kapasiteli bir enjektör yard›m›yla cihaz›n
enjeksiyon ünitesine enjekte edilir. Enjeksiyon ünitesi, cihaz taraf›ndan s›-
cakl›¤› kontrol edilen bir bölmedir ve s›cakl›¤›, mümkün oldu¤unca, örnekteki en
yüksek kaynama noktas›na sahip bileflenin kaynama noktas›ndan daha yüksek bir
s›cakl›¤a ayarlan›r. Böylece enjekte edilen örnek bileflenlerinin kolayca buharlaflmas›
sa¤lan›r. Hareketli faz olarak kullan›lan tafl›y›c› gaz ile enjeksiyon ünitesinde
buharlaflan örnek bileflenlerinin kolona tafl›nmas› sa¤lan›r. Bileflenler kolonda sabit
faz ile etkileflimleri sonucu farkl› h›zlarda hareket ederek kolon boyunca ilerler
ve böylece birbirlerinden ayr›larak farkl› zamanlarda kolonu terk ederler. Örnekteki
bir maddenin enjeksiyon an›ndan kolonu terk etmesine kadar geçen süreye
al›konma zaman› denir. Kolon ucunda bulunan bir dedektör sayesinde her bileflenin
miktar›yla orant›l› sinyali elde edilir. Bu sinyaller bir bilgisayar program› yard›m›yla
örne¤e ait kromatograma dönüfltürülür ve böylece bir gaz kromatografisi
analiz süreci tamamlanm›fl olur.
fiimdi bu süreçte rol oynayan her bir bilefleni daha ayr›nt›l› olarak ele alal›m.

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
Tafl›y›c› Gaz
Tafl›y›c› gaz›n temel amac› kolon boyunca analiz örne¤indeki bileflenleri (maddeleri)
tafl›makt›r. Tafl›y›c› gaza hareketli faz denir. Tafl›y›c› gaz inert olmal› ve örnek-
SIRA S‹ZDE
le kimyasal olarak etkileflmemelidir. Tafl›y›c› gaz›n ikinci amac› dedektörün örnek
bileflenlerini tespit edebilmesi için uygun bir matriks sa¤lamakt›r. DÜfiÜNEL‹M Yayg›n olarak
kullan›lan tafl›y›c› gazlar helyum, azot, argon ve karbondioksittir. Tafl›y›c› gaz seçimi
kullan›lacak dedektör türüne göre yap›l›r. GC cihaz›nda en fazla kullan›lan üç
SORU
dedektör için kullan›lmas› önerilen tafl›y›c› gaz türleri Çizelge 8.1’de verilmifltir.
159
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
Dedektörler ünitenin daha sonraki bölümünde ele al›nm›flt›r.
D‹KKAT
D‹KKAT
Dedektör
Termal (›s›l) iletkenlik
Alev iyonlaflt›rma
Elektron yakalama
Tafl›y›c› gaz SIRA S‹ZDE
Çizelge 8.1SIRA S‹ZDE
Dedektör türüne göre
Helyum
kullan›lmas›
Helyum veya azot AMAÇLARIMIZ
önerilen tafl›y›c›
AMAÇLARIMIZ gaz
türü
Çok kuru azot veya %5 metan içeren argon
Düflük s›cakl›klarda tafl›y›c› gaz maddelerin al›konma zaman›n› K ‹ T etkiler. A P Yüksek
s›cakl›klarda ise al›konma zaman› üzerine gaz türünün pek etkisi yoktur.
Tafl›y›c› gaz cihaza yüksek bas›nçl› bir tüpten verilir. Tüpten gelen gaz›n bas›nc›
ilk önce bas›nç ayarlay›c› (regülatör) yard›m›yla düflürülür, ard›ndan TELEV‹ZYON cihazda bulunan
elektronik kontroller veya vanalar ile gaz, uygun ak›fl h›z›nda kolona verilir.
Analiz s›ras›nda tafl›y›c› gaz ak›fl h›z› genellikle sabit tutulur, ancak ak›fl h›z›n› zamana
ba¤l› olarak de¤ifltirebilen cihazlar da vard›r.
‹NTERNET
Tafl›y›c› gaz›n safl›¤› önemlidir. Tafl›y›c› gazda bulunmas› olas› su ve di¤er safs›zl›klar›
gidermek için gaz cihaza moleküler elek bulunan filtrelerden geçirilerek
gönderilir.
Gaz kromatografisi için kullan›lacak tafl›y›c› gazda bulunmas› gereken özellikler;
• Örnekteki bileflenler ve sabit fazla kimyasal olarak etkileflmemeli,
• Gaz difüzyonu mümkün oldu¤unca az olmal›,
• Kullan›lan dedektöre uygun olmal›,
• Saf olmal›,
• Kolay bulunabilmeli,
• Ucuz olmal›
fleklinde özetlenebilir.
Gaz kromatografisinde kullan›lan dedektör türüne göre tafl›y›c› gaz›n d›fl›nda
baflka gazlar›n da sisteme ba¤lanmas› gerekebilir. Örne¤in; alev iyonlaflt›rma dedektörü
kullan›lmas› durumunda tafl›y›c› gaz›n yan› s›ra alev oluflumunda kullan›-
lan hidrojen ve hava (veya saf oksijen) gazlar› da sisteme sa¤lan›r. Bu konu alev
iyonlaflt›rma dedektörü k›sm›nda daha ayr›nt›l› olarak ele al›nacakt›r.
K ‹ T A P
GC cihaz›nda tafl›y›c› gaz›n
yan›nda dedektörler TELEV‹ZYON için
kullan›lan baflka gazlar da
vard›r. Bunlar da cihaza
yüksek bas›nçl› tüplerden
sa¤lan›r.
‹NTERNET
Enjeksiyon Ünitesi
Daha öncede bahsedildi¤i gibi gaz kromatografisi cihaz›nda gaz, s›v› ve kat› (çözelti
halinde) örneklerin analizi yap›labilmektedir. Gaz kromatografisinde farkl›
kolon türleri farkl› enjeksiyon üniteleri kullanmay› gerektirir. Gaz örneklerin enjeksiyonunda
yayg›n olarak gaz s›zd›rmaz enjektörler ve gaz örnekleme valfleri
kullan›l›r.

160 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 8.2
Gaz
kromatografisinde
kullan›lan baz›
enjektör çeflitleri
Gaz kromatografisinde örnek, cihaza genellikle s›zd›rmaz, birkaç mikrolitrelik
bir enjektör kullan›larak enjeksiyon ünitesinde bulunan septumdan enjekte edilerek
verilir. fiekil 8.2’de kullan›lan baz› enjektör çeflitleri verilmifltir. Enjekte edilen
örnek, camdan yap›lm›fl buharlaflma bölmesine gelir. Örne¤in buharlaflmas›n› sa¤lamak
için enjeksiyon ünitesinin s›cakl›¤› yeterince yüksek olmal›d›r. Enjeksiyon
ünitesinin s›cakl›¤› genellikle, örnekte en yüksek kaynama noktas›na sahip bileflenin
kaynama noktas›ndan, daha yüksek bir s›cakl›k de¤erinde tutulur. Böylece örnekteki
maddelerin buharlaflmas› sa¤lan›r. Bu ünitenin ç›k›fl›nda kolon yer al›r. Tafl›y›c›
gaz sayesinde buhar haline geçen maddeler kolon girifline tafl›n›r.
Dolgulu kolon: ‹ç çap› 2-4
milimetre, boyu 1,5-10 m
aras›nda olan, sabit s›v› faz
ile kaplanm›fl inert kat›
destek malzemesi ile
doldurulan, paslanmaz
çelik, cam, teflon ve çeflitli
metallerden yap›lm›fl kolon
çeflididir.
Dolgulu kolonlar ile çal›fl›rken 1-20 µL aras›nda örnek hacmi kullan›l›r. Kapiler
kolonlarda ise dolgulu kolonlara göre daha az miktarda (yaklafl›k 0,01-2 µL civar›nda)
örnek sisteme enjekte edilir. Küçük miktarlarla çal›fl›rken, enjektöre çekilmifl
örnek içinde hava kabarc›¤› olmamas›na dikkat edilir. Kapiler kolonlu cihazlarda
ay›rmal› (split) ve ay›rmas›z (splitless) olmak üzere iki tür enjeksiyon yap›labilir.
Ay›rmal› enjeksiyonda, enjekte edilen örne¤in büyük bir k›sm› enjeksiyon
ünitesinden kolona girmeden d›flar› at›l›r. Böylece kolona daha az ancak yeterince
örnek girmesi sa¤lanm›fl olur. Ay›rmas›z enjeksiyonda, enjekte edilen örne¤in tümü
kolona girer.
SIRA S‹ZDE
Enjektöre çekilen SIRA S‹ZDE örnekte hava kabarc›¤› oluflmas› nas›l önlenir
1
Sisteme örnek verilirken dikkat edilmesi gereken en önemli nokta örne¤in h›zl›
ve tek seferde enjekte edilmesidir. Ayr›ca örne¤in uygun miktarda sisteme veril-
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
mesi de önemlidir. Enjeksiyon tek seferde yap›lmaz ise elde edilen kromatogramdaki
piklerde SORU yar›lma, yavafl enjeksiyon ve fazla miktarda örnek verilirse piklerde
SORU
geniflleme ve düflük ay›r›m oluflur.
D‹KKAT
Bundan baflka D‹KKATprogramlanabilir enjeksiyon ünitesi (PTV), on-kolon gibi enjeksiyon
üniteleri de vard›r. PTV, s›cakl›¤›n h›zl› ve kontrollü bir biçimde de¤ifltirilebildi¤i
ay›rmal› ve ay›rmas›z enjeksiyon ünitelerine modifikasyon yap›lmas›yla
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
oluflturulmufl bir enjeksiyon ünitesidir. Bu enjeksiyon ünitesi, kolonda oldu¤u gibi
enjeksiyon ünitesinde de s›cakl›k programlamas› yap›labilmesini sa¤lar. PTV’ye
AMAÇLARIMIZ uygulanan s›cakl›k program› sayesinde örnek buharlaflmadan önce çözücü buharlafl›p
kolona AMAÇLARIMIZ
girer. Böylece çok seyreltik çözeltilerin daha deriflik olarak kolo-
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
161
na girmesi sa¤lan›r. Ayr›ca, örnekteki bileflenlerin kaynama noktalar› yeterince
farkl› ise, seçici olarak bileflen gruplar›n›n kolona ayr› ayr› girifli sa¤lanabilir.
PTV’de buharlaflman›n daha yavafl olmas› kapiler kolona madde giriflinin daha
kontrollü olmas›n› sa¤lar.
On-Kolon enjeksiyon ünitesi ise düflük s›cakl›klarda örne¤in do¤rudan kolona
verilmesini sa¤layan bir yöntemdir. Örne¤i bafllang›çta buharlaflt›rma, ›s›l olarak
karars›z örneklerin bozunmas›na neden olabilir. Bu durumlarda bu enjeksiyon tekni¤ini
kullanmak uygun olur. Ancak bu enjeksiyon tekni¤inde kullan›lan enjektörlerin
pahal› oluflu bu yöntemin kullan›m›n› k›s›tlamaktad›r.
Enjektörün, örne¤i kolona enjekte etmenin yan› s›ra baflka ne yarar› SIRA vard›r S‹ZDE
Kolon
DÜfiÜNEL‹M
Gaz kromatografisi cihaz›nda örnekteki maddelerin ayr›lmalar› kolonda gerçekleflir.
Ay›rma iflleminin baflar›l› flekilde yap›labilmesi büyük ölçüde uygun kolon seçimine
ba¤l›d›r. fiimdi GLC’de kullan›lan kolon türlerinden bahsedelim. SORU Genel olarak
dolgulu ve kapiler olmak üzere iki tip kolon vard›r.
Dolgulu kolonlar sabit s›v› faz ile kaplanm›fl inert kat› destek D‹KKAT malzemesi ile doldurulurlar.
Bu kolonlar›n uzunlu¤u 1,5-10 m aras›nda, iç çaplar› 2-4 mm aras›nda
de¤iflir. Kolon malzemesi olarak dayan›kl›l›¤›ndan dolay› ço¤unlukla paslanmaz
SIRA S‹ZDE
çelik kullan›l›r. Bunun yan› s›ra cam, teflon ve çeflitli metallerden yap›lm›fl kolonlar
da mevcuttur. Cam daha inert oldu¤undan dolay›, cam kolonlar ço¤unlukla
pestisit ve biyomedikal örnekler için kullan›l›r. Dolgulu kolonlar› haz›rlamak ve
kullanmak kolayd›r. Dolgulu kolonlarda kullan›lan destek kat›s›n›n genifl yüzey
alan› olmal›, gözenekli yap›da ve gözenek çap› homojen olmal›, ayr›lacak bileflikler
ile reaksiyona girmemeli ve absorpsiyon yapmamal›, tanecik fleklinde olmal› ve
K ‹ T A P
kolon doldurulmas› esnas›nda parçalanmamas› için mekanik dayan›kl›l›¤› olmal›-
d›r. Silikajel, aktiflefltirilmifl alüminyum oksit, gözenekli polimerler gibi maddeler
TELEV‹ZYON
dolgulu kolonlarda kullan›lan destek kat›lar›na örnek olarak verilebilirler.
Kapiler kolonlar›n iç çap› 0,1-0,5 milimetredir. Silika, cam veya paslanmaz çelik
kolon malzemesi olarak kullan›lan maddelere örnek olarak verilebilirler. Kapiler
kolonlarda genellikle sabit s›v› faz do¤rudan kolon çeperine ‹NTERNET ince bir film olarak
kaplan›r. Bu tür kolonlara duvar kapl› kapiler kolonlar denir. Kolon kapasitesini
art›rmak için kapiler kolonlar›n bir baflka uygulamas›nda, kapiler kolon bir
destek maddesiyle kaplan›r ve sabit s›v› faz bu destek maddesine emdirilerek kolon
haz›rlan›r. Kapiler kolonlar›n bu türüne destek kapl› kapiler kolon denir. Destek
kapl› kolonlar›n kapasiteleri duvar kapl› kolonlardan daha fazlad›r ancak ay›rma
aç›s›ndan duvar kapl› kolonlar daha etkilidirler. Kapiler kolonlar›n boylar› 25-
50 m aras›nda veya daha fazla olur. fiekil 8.3’de dolgulu ve kapiler kolonlar›n resimleri
verilmifltir.
2
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET

162 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 8.3
Gaz
kromatografisinde
kullan›lan kolon
türleri
a: dolgulu kolon,
b: kapiler kolon
Kaynak (a):
http://www.chrometisil.com/gc_kolonlari.html
a
b
Sabit faz: Kar›fl›mdaki bileflenlerin ayr›lmas›n› sa¤layacak sabit faz› seçmek için
belirli bir yöntem yoktur. Bileflenlerin özelliklerine göre sabit faz seçiminde yaklafl›mda
bulunulabilir, ancak ay›rma için en uygun sabit faz denenerek bulunur. Kullan›lacak
sabit faz›n kaynama noktas›n›n yüksek olmas›, ›s›l kararl›l›¤›n›n olmas›,
kimyasal olarak inert olmas› ve h›zl› kütle aktar›m› için mümkünse düflük viskoziteli
olmas› önemlidir. Ayr›ca kolonda bileflenlerin ayr›lmas› sabit faz ile olan etkileflimle
gerçekleflti¤inden, kullan›lan sabit faz, bütün bileflenlerle ayn› derecede etkileflmemelidir.
Bu etkileflim ne çok kuvvetli ne de çok zay›f olmal›d›r.
SIRA S‹ZDE
Madde ile sabit SIRA faz S‹ZDE etkileflimi neden çok kuvvetli veya çok zay›f olmamal›d›r
3
Sabit faz ile örnek bileflenleri aras›ndaki etkileflim, benzer benzeri çözer ilkesi
Polarite: DÜfiÜNEL‹M Bir molekülde yük ile aç›klanabilir. DÜfiÜNEL‹M Sözkonusu benzerlik örnek bileflenleri ve sabit faz›n polarite aç›-
da¤›l›m›n›n homojen
olmamas› durumunda s›ndan benzemesidir. Kromatografik ay›rmalarda örnek bileflenlerinin polarl›l›¤›na
oluflan SORU kutuplaflma yak›n polarl›kta SORU sabit faz içeren kolon kullan›m› tercih edilir. Yani polar maddeleri
ay›rmak için polar, apolar maddeleri ay›rmak için apolar sabit faza sahip kolonlar
kullan›l›r. Ay›rmada bileflenlerin polarl›klar› yan›nda kaynama noktalar› da
D‹KKAT
D‹KKAT
önemli bir faktördür. Apolar sabit faz kullan›m›nda kaynama noktas› fark›, polar
sabit faz kullan›m›nda ise bileflenlerin polarite fark› ay›rmada daha etkili olur.
SIRA S‹ZDE
Yukar›da SIRA sabit S‹ZDE faz türünün ay›rman›n seçicili¤inde etkili oldu¤unu ifade edildi.
Bunun yan›s›ra sabit faz›n film kal›nl›¤›n›n al›konma zaman› ve kolona yüklenecek
örnek deriflimi üzerinde de etkisi vard›r. Film kal›nl›¤› fazla oldu¤unda bileflenler
AMAÇLARIMIZ
kolonda daha AMAÇLARIMIZ uzun, ince oldu¤unda daha k›sa süre geçirirler. Bu nedenle çok uçucu
bilefliklerin kromatografik analizinde sabit faz film kal›nl›¤› daha kal›n, di¤erlerinin
analizinde K ‹ T sabit A P faz film kal›nl›¤› daha ince kolonlar kullan›l›r. Sabit faz film
K ‹ T A P
kal›nl›¤› daha kal›n olan kolonlar daha deriflik örnekler ile çal›flmaya imkan verirler.
Bu durumda iyi bir kromatografik analiz için sabit faz seçiminde, sabit faz›n
TELEV‹ZYON kimyasal yap›s›n›n TELEV‹ZYON yan›s›ra kaplama kal›nl›¤›na da dikkat etmek gerekir. Çizelge
8.2’de gaz kromatografisinde kullan›lan baz› sabit fazlar verilmifltir.
SIRA S‹ZDE
‹NTERNET
DÜfiÜNEL‹M
4
Çok uçucu bilefliklerin SIRA S‹ZDEanalizi için neden film kal›nl›¤› daha kal›n kolonlar tercih edilir
‹NTERNET
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
Sabit faz Polarite Ticari kolon
isimleri
Skualen (2,6,10,15,19,23-
hekzametiltetrakosan)
Maksimum
çal›flma s›cakl›¤›
apolar 150
Apiezon apolar 250-300
Çizelge 8.2
Gaz
kromatografisinde
kullan›lan sabit
fazlar
163
Polifloropropil siloksanlar az polar OF-1 240
Dinonil ftalat (DNP) az polar 150
Polimetil siloksanlar orta polar OV-1 300
SE-30 300
DC-200 200
Polimetilfenil siloksanlar orta polar OV-17, SE-52 300
Polisiyanopropil siloksanlar polar OV-105 250
Polisiyanopropilmetilfenilmetil
siloksanlar
polar OV-225 250
Polietilen glikoller polar PEG-400 100
Poliesterler
Carbowax 20M 200
Polietilen glikol süksinat çok polar PEG-S 180
Polidietilen glikol süksinat çok polar PDEG-S 190
Dedektör
Gaz kromatografisi cihaz›ndan bahsederken kolonun ç›k›fl ucuna, bileflenleri miktarlar›yla
orant›l› olarak tespit eden dedektörün tak›ld›¤› ifade edilmiflti. Dedektör
kolon içinden sürekli geçen tafl›y›c› gaza ait sinyale göre taban veya temel çizgi
(baseline) denilen bir çizgi oluflturur. Tafl›y›c› gaz ile birlikte bir bileflen kolondan
ç›k›p dedektöre ulaflt›¤› zaman dedektörde bu bileflene ait bir elektronik sinyal
oluflur ve her farkl› bileflenin dedektörden geçifli s›ras›nda taban çizgisinde de¤ifliklik
gözlenir. Bu flekilde zamana karfl› elektronik sinyaldeki de¤iflimin çizilen
grafi¤inden kromatogram denilen örnekteki bileflen say›s› ve bu bileflenlerin miktarlar›
hakk›nda bilgi veren grafikler elde edilir. fiekil 8.4’de bir GC kromatogram
örne¤i verilmifltir.

164 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 8.4
Örnek GC
kromatogram›
‹deal bir dedektörün yeterince duyarl› olmas›, kararl›l›¤›n›n, tekrarlanabilirli¤inin
ve güvenilirli¤inin yüksek olmas›, genifl bir konsantrasyon aral›¤›nda do¤rusal
çal›flmas› ve h›zl› cevap verebilmesi gerekmektedir. Ancak bu flartlar›n hepsini birden
sa¤layabilen tek bir dedektör yoktur. Bu nedenle de gaz kromatografisinde
kullan›lan birçok dedektör vard›r. Bu farkl› dedektörlerin her biri farkl› türde seçilik
sa¤lar. Bafll›ca gaz kromatografisi dedektörleri flunlard›r:
• Alev iyonlaflt›rma dedektörü
• Termal (›s›l) iletkenlik dedektörü
• Elektron yakalama dedektörü
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
5
E¤er gaz kromatografisi SIRA S‹ZDE cihaz› ile kantitatif (nicel) bir analiz yapacak olsan›z; yukar›da
belirtilen dedektörün sahip olmas› gereken özellikler aras›nda, çal›flaca¤›n›z dedektörde
olmas›n› istedi¤iniz en önemli iki özellik ne olur
DÜfiÜNEL‹M
Dedektörleri konsantrasyona ve kütle ak›fl›na ba¤l› olarak da iki gruba ay›rmak
SORU
mümkündür. Konsantrasyon dedektörlerindeki sinyal, çözünen deriflimine ba¤l›d›r
ve bu dedektörlerde genelde örnek bozulmaz. Tafl›y›c› gazla seyreltmeyle bu tip
dedektörün D‹KKAT cevab› azal›r. Kütle ak›fl dedektörleri genelde örne¤in bozunmas›na
sebep olurlar. Bu dedektörlerde sinyal, dedektöre giren çözünen moleküllerin h›-
z›na ba¤l›d›r. SIRA Kütle S‹ZDEak›fl›na ba¤l› dedektörlerin cevab› tafl›y›c› gazdan etkilenmez.
Gaz kromatografisinde kullan›lan dedektör çeflitleri Çizelge 8.3’de verilmifltir.
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
165
Dedektör Türü Kullan›lan Seçicilik
Tayin Çal›flma Çizelge 8.3
ilave gazlar
s›n›r› aral›¤› Gaz
kromatografisinde
Alev iyonlaflt›rma kütle ak›fl hidrojen ve birçok
100 pg 10 7 kullan›lan dedektör
(FID)
hava organik
çeflitleri
bileflik
Termal (›s›l) deriflim referans genel 1 ng 10 7
‹letkenlik (TCD)
Elektron deriflim make-up halojenürler, 50 fg 10 5
Yakalama (ECD)
nitratlar, nitriller,
peroksitler,
anhidritler,
organometalikler
Azot-fosfor kütle ak›fl hidrojen ve azot, fosfor 10 pg 10 6
hava
Alev fotometrik kütle ak›fl hidrojen ve kükürt, fosfor, 100 pg 10 3
(FPD)
hava (veya kalay, bor, arsenik
oksijen) germanyum,
selenyum, krom
Fotoiyonlaflma deriflim make-up alifatik, aromatik 2 pg 10 7
(PID)
keton, ester, amin,
aldehit,
heterosiklik,
organosülfür, baz›
organometalikler
fiimdi yukar›da verilen dedektör çeflitlerinden alev iyonlaflt›rma ve termal iletkenlik
dedektörlerinin çal›flma prensiplerine k›saca de¤inelim.
Alev iyonlaflt›rma dedektörü: Alev iyonlaflt›rma dedektöründe (FID), kolondan
tafl›y›c› gazla ç›kan bileflen, hidrojen ve hava ile kar›flt›r›l›p yak›l›r. Alevin üstüne
yerlefltirilen bir toplay›c› elektrotta, yakma ifllemi sonucu oluflan iyon ve elektronlar›n
neden oldu¤u bir ak›m oluflur. Bu ak›m elektronik olarak yükseltilip, kaydediciye
gönderilir. Böylece kolondan ç›kan her bileflenin miktar›yla orant›l› oluflturdu-
¤u ak›m kaydedici ile kaydedilir ve bu verilerin ifllenmesiyle analizin sonucu olan
kromatogram elde edilir. Afla¤›daki flekilde FID’nin flematik gösterimi verilmifltir.
fiekil 8.5
FID’nin flematik
gösterimi

166 Aletli Analiz Laboratuvar›
FID’nin duyarl›l›¤› ve do¤rusal çal›flma aral›¤› yüksektir. Ayr›ca h›zl› cevap verebilme
özelli¤i, dayan›kl› oluflu, gürültünün az oluflu ve kolay kullan›labilmesi de
FID’nin avantajlar› aras›nda say›labilir. Ancak örne¤i yakarak parçalamas› bu dedektörün
bir dezavantaj›d›r.
FID organik bilefliklerin ço¤una karfl› duyarl›d›r. Özellikle karbon say›s› fazla
olan bileflikler için çok uygundur. Ancak bileflikte azot, kükürt gibi atomlar›n varl›¤›
dedektörün duyarl›l›¤›n› azalt›r. Bu nedenle bu dedektör nicel analiz amac› ile
kullan›lacaksa, analizi yap›lacak maddelerin dedektör cevap verme faktörünün
(response factor) belirlenmesi gerekir. FID He, O 2 , Ar, N 2 , CO 2 , CS 2 , NH 3 , NO 2 ,
SO 2 gibi gazlara ve suya karfl› duyarl› de¤ildir.
Termal iletkenlik dedektörü: Termal iletkenlik dedektörü (TCD), bir di¤er
ad›yla katarometre, ›s› iletkenli¤ini temel al›r ve temelde bir Wheatstone iletkenlik
köprüsüdür. Bu dedektörde, platin veya tungsten bir flaman, ak›m geçirilerek ›s›-
t›l›r. Tafl›y›c› gaz flaman üzerinden geçirildi¤inde flaman ›s› kaybeder. Tafl›y›c› gaz
ile birlikte baflka bir bileflen dedektöre ulaflt›¤›nda, flaman›n ›s› kaybetme h›z› ve
s›cakl›¤› de¤iflir. Dengedeki bir Wheatstone iletkenlik köprüsündeki dirençlerden
birinin üzerinden belli bir anda tafl›y›c› gaz, di¤erinden tafl›y›c› gaz ve örnek kar›-
fl›m› geçti¤inde, bu iki gaz ak›flkan›n bileflimleri farkl› oldu¤undan, dirençlerin s›-
cakl›klar› farkl› olur. Bu s›cakl›k fark› nedeniyle elektrik ak›m› dengesi bozulur.
Kolondan bileflen gelifli bitene kadar, elektrik ak›m›nda oluflan bu fark nedeniyle,
kromatogramda bileflene ait pik oluflur. Kolondan her bileflen ç›k›p dedektöre
ulaflt›¤›nda ak›mda bir de¤ifliklik ve buna ba¤l› olarak da pik oluflumu gözlenir. Bu
dedektörün çal›flma prensibi ›s› iletkenli¤ine dayand›¤›ndan örne¤e zarar vermez.
Bu özellik TCD’ye bir avantaj sa¤lar. Bunun yan› s›ra do¤rusal çal›flma aral›¤›n›n
fazla olmas›, basit oluflu, organik ve anorganik maddelere cevap verebilmesi
TCD’nin di¤er avantajlar› aras›ndad›r. Ancak di¤er dedektörlere göre duyarl›¤›n›n
az oluflu dezavantaj›d›r.
S›cakl›k Kontrolü
Gaz kromatografisi cihaz› ile ay›rman›n etkin flekilde yap›labilmesi için enjeksiyon
ünitesi, kolon f›r›n› ve dedektör ünitesinin s›cakl›klar›n›n kontrol edilmesi gerekmektedir.
Enjeksiyon tekni¤inden kaynaklanan kay›plar olmas›n diye örne¤in h›zl›ca buharlaflt›r›lmas›
gerekir. Bu amaçla da enjeksiyon ünitesi yeterince ›s›t›lmal›d›r. Di-
¤er yandan enjeksiyon ünitesinin s›cakl›¤›, termal bozunma ve molekül içi de¤iflmelere
neden olmayacak kadar da düflük olmal›d›r. Bu nedenle enjeksiyon ünitesinin
s›cakl›¤› örnekteki en yüksek kaynama noktas›na sahip bileflenin kaynama
noktas›ndan 30°-40°C yüksek s›cakl›¤a ayarlan›r.
Kolon f›r›n s›cakl›¤›, dolay›s›yla kolon s›cakl›¤› örnekteki bileflenlerin tamam›n›
k›sa zamanda ay›rabilecek flekilde ayarlanmal›d›r. Genelde kar›fl›mdaki bileflenlerin
ortalama kaynama s›cakl›¤› kolon çal›flma s›cakl›¤› olarak seçilebilir. Ancak kar›fl›mdaki
bileflenlerin fiziksel ve kimyasal özellikleri birbirinden çok farkl› ise kolon
için sabit bir s›cakl›k de¤erinde çal›flmak ay›r›m›n düzgün olmamas›na ve ay›-
r›m süresinin uzamas›na neden olabilir. Kolon çal›flma s›cakl›¤› olarak ortalama
kaynama noktas› seçildi¤inde, düflük kaynama noktas›na sahip bileflenler birbirinden
tam ayr›lamadan kolondan ç›karlar. Yüksek kaynama noktas›na sahip bileflenler
ise kolonda gere¤inden uzun süre kal›rlar ve bu bileflenlere ait piklerde geniflleme
gözlenir veya bu bileflenler kolondan hiç ç›kamazlar. Bu durumlara engel olmak
için f›r›n› sabit s›cakl›kta tutmak yerine f›r›n s›cakl›¤› kontrollü bir flekilde ar-

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
t›r›larak analiz gerçeklefltirilir. Bu olaya s›cakl›k programlamas› denir. S›cakl›k
programlamas›nda; kar›fl›mda en düflük kaynama noktas›na sahip bileflenin kaynama
noktas›ndan daha düflük bir s›cakl›k de¤eri, kolon bafllang›ç (f›r›n) s›cakl›¤›
olarak seçilir. Sonra zamanla s›cakl›k de¤eri art›r›l›r. Bu art›rma ifllemine en yüksek
kaynama noktas›na sahip bileflenin kaynama noktas›na ulaflana kadar devam edilir.
Yaln›z s›cakl›k art›rma iflleminde kolon çal›flma s›cakl›¤›n›n maksimum de¤erine
dikkat edilmesi gerekir. Çünkü bu s›cakl›k de¤erinin üzerinde SIRA kolon S‹ZDE kanamalar›
ve buna ba¤l› olarak özellikle de nicel analiz için kötü bir kromatogram elde
edilir. Bunun yan› s›ra kolon kanamalar› zamanla kolon performans›n›n azalmas›-
DÜfiÜNEL‹M
na neden olur. S›cakl›k programlamas› en iyi ay›r›m› en k›sa sürede elde edebilmek
için yap›l›r. fiekil 8.6’da bir analizde s›cakl›k programlamas› yapman›n avantaj›
S ORU
görülmektedir.
Bir gaz kromatografisi analizi için s›cakl›k program› olufltururken bileflenlerin D‹KKAT kaynamas›n›n
gerekmedi¤i, buharlaflman›n yeterli oldu¤u gerçe¤i unutulmamal›d›r.
167
Kolon kanamas›:
SIRA
Kolon
S‹ZDE
sabit
faz›n›n s›cakl›¤›n etkisiyle
buharlafl›p dedektöre kadar
ulaflmas›na denir.
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
fiekil SIRA 8.6 S‹ZDE
S›cakl›k
programlamas›
AMAÇLARIMIZ
yapman›n AMAÇLARIMIZ avantaj›
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
Dedektör s›cakl›¤› kullan›lan dedektör türüne ba¤l›d›r. Genel olarak kolondan
ç›kan bileflenlerin yo¤unlaflmas›n› engelleyecek s›cakl›k de¤eri, dedektör s›cakl›¤›
olarak seçilir. E¤er s›cakl›k çok düflük olur ve yo¤unlaflma olursa, pik genifllemesi
ve hatta pikin tamamen kaybolmas› bile söz konusu olabilir. E¤er termal iletkenlik
dedektörü kullan›l›yorsa dedektörün kararl›¤› ve duyarl›l›¤› için s›cakl›¤›n›n
±0,1°C veya daha hassas olarak kontrol edilmesi gerekmektedir. Alev iyonlaflt›rma
dedektörlerinde ise bu kadar hassas s›cakl›k kontrolüne gerek yoktur. Bu nedenle
de bu dedektör, bileflenlerin s›v›laflmamas› için, yüksek s›cakl›k de¤erleri ile çal›flmaya
imkan verir.
Gaz Kromatografisinin Uygulamalar›
Gaz kromatografisi, kolayca buharlaflt›r›labilen maddelerin kalitatif ve kantitatif
analizinde oldukça yayg›n olarak kullan›lmaktad›r. Bugün için kaynama noktas›
400-450°C’ye kadar olan maddelerin analizi gaz kromatografisi cihaz› ile gerçeklefltirilebilmektedir.
Kalitatif analiz: Bir
numunede bulunan
bileflenlerin belirlenmesi.
Kantitatif analiz: Bir
numunede bulunan
bileflenlerin miktarlar›n›n
(oranlar›n›n) belirlenmesi.

AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
168 Aletli Analiz Laboratuvar›
TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE
6
Neden günümüzde TELEV‹ZYON
SIRA S‹ZDE kaynama noktas› 400-450°C’ye kadar olan maddelerin analizi gaz kromatografisi
cihaz› ile gerçeklefltirilebilmektedir
DÜfiÜNEL‹M
‹NTERNET
SORU
D ‹KKAT
SIRA S‹ZDE
Gaz kromatografisi DÜfiÜNEL‹M
‹NTERNETile
ilgili daha detayl› bilgi için http://www.shsu.edu/~chm_tgc/sounds/flashfiles/focus2.swf
adresinden yararlanabilirsiniz.
SORU
Kalitatif Analiz
Gaz kromatografisinde bir maddenin enjeksiyon an›ndan kolonu terk etmesine kadar
geçen süreye al›konma zaman› dendi¤i daha önce tan›mlanm›flt›. Ayn› kolon-
D‹KKAT
da, ayn› s›cakl›k program›nda ve ayn› tafl›y›c› gaz ak›fl h›z›nda yap›lan analizler sonucu
bir bileflenin SIRA S‹ZDE al›konma zaman› için ayn› de¤er elde edilir. Bir gaz kromatografisi
analiz sonucu elde edilen kromatogramdaki bileflenlerin al›konma zamanlar›na
bak›larak kalitatif analiz yap›labilmektedir. Kalitatif analiz amac›yla önce kar›-
fl›m›n gaz kromatografisi cihaz› ile analizi yap›larak kar›fl›ma ait kromatogram elde
edilir. Sonra kar›fl›mdaki bir bileflenin ne oldu¤unu belirlemek için, o bileflenin
hangi bileflen oldu¤u düflünülüyorsa, o maddenin saf bir örne¤inin ayn› flartlarda
K ‹ T A P
analizi yap›l›r ve elde edilen kromatogramlardaki al›konma zamanlar› karfl›laflt›r›-
l›r. E¤er al›konma zamanlar› ayn› ise bu iki madde kesin olmasada büyük olas›l›kla
ayn› maddedir. Bu amaçla kullan›lan baflka bir yöntem de; kromatogram› al›nm›fl
analiz kar›fl›m›na, bileflenlerden biri oldu¤u düflünülen madde ilave edilir ve
TELEV‹ZYON
ayn› flartlarda analizi yap›l›r. Bu flekilde elde edilen yeni kromatogramda, herhangi
bir yeni pik gözlenmiyorsa ve ilk kromatograma göre madde ilavesinden sonra
elde edilen ‹NTERNET kromatogramdaki piklerden birinin pik alan›nda (veya pik yüksekli-
¤inde) bir art›fl gözleniyorsa, bu durumda pik alan›nda art›fl gözlenen bileflenin,
ilave edilen madde oldu¤u düflünülür. Bu yöntemlerin herhangi biri kullan›larak
gaz kromatografisi ile kalitatif analiz yap›labilmektedir. Ancak her iki yöntem de
bir maddenin %100 ne oldu¤unu belirlemede yeterli de¤ildir. Çünkü al›konma zaman›
her madde için spesifik bir de¤er de¤ildir. Bu amaçla baflka kan›tlara da ihtiyaç
vard›r. Kalitatif tayinde en yayg›n kullan›lan yöntem gaz kromatografisinde
dedektör olarak kütle spektrometresini (GC-MS) kullanmakt›r. Bu konu ünitenin
ilerleyen bölümlerinde daha ayr›nt›l› olarak ele al›nacakt›r. Kalitatif analiz amac›yla
GC-MS’in yan› s›ra gaz kromatografisi ile Fourier Transform Infrared’in (FTIR)
birleflik kullan›ld›¤› sistemler de vard›r. Hatta gaz kromatografisi kolonunun ard›-
na bu iki sistemin ard› ard›na konuldu¤u sistemlerde mevcuttur.
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Kantitatif Analiz
Gaz kromatografisi ile kantitatif analiz, elde edilen kromatogramdaki piklerin alt›nda
kalan alan veya pik yüksekli¤inden yararlan›larak yap›l›r. Ancak gaz kromatografisinde
kullan›lan dedektörlerin, her tür maddeye ayn› derecede cevap vermedi-
¤i unutulmamal›d›r. En yayg›n kullan›lan alev iyonlaflt›rma dedektöründe de ayn›
sorunla karfl›lafl›l›r. Bu nedenle gaz kromatografisi ile kantitatif analizdeki hatay›
en aza indirmek için dedektör cevap verme faktörünü (DCVF) belirlemek oldukça
yararl› olur. DCVF’nü belirlemek için maddenin saf halinin elde olmas› gerekmektedir.
DCVF’ü belirlenirken önce bir madde standart madde olarak belirlenir ve bu
maddenin DCVF’ü 1 olarak al›n›r. Daha sonra kantitatif analizi yap›lacak madde
veya maddelerin saf hallerinin ve standart maddenin belirli miktarlar› ile haz›rlanan
kar›fl›m›n analizi yap›l›r ve kromatogram elde edilir. ‹stenirse bu ifllem her
madde ile standart madde için tek tek de yap›labilir. Kantitatif analizi yap›lacak bi-

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
169
leflenin ve standart maddenin kütleleri ve elde edilen kromatogramdaki pik alanlar›
afla¤›daki denklemde yerine konarak bileflenin DCVF’nün de¤eri belirlenir. Kar›fl›mda
kantitatif analizi yap›lacak her bileflen için bu hesaplama yap›l›r.
DCVF
X
=
Alan
Alan
X
std
m
m
X
std
(8.1)
Analiz edilecek örnek için enjeksiyondan gelebilecek hatalar› da engellemek
ad›na, örnek kar›fl›m›n içine DCVF’ünü belirlemede kullan›lan standart maddeden
belirli bir miktarda eklenerek örne¤in analizi yap›l›r. Örnek kar›fl›m›n›n elde edilen
kromatogram›ndaki bir bileflenin pik alan›, bir önceki aflamada o bileflen için
hesaplanan DCVF’ü ve örne¤e eklenen standart maddenin kütlesinin de¤eri afla¤›-
daki denklemde yerine konarak bileflenin kütle de¤eri belirlenir. Örnekte kantitatif
analizi yap›lmak istenen her bileflen için bu hesaplama yap›l›r.
Alan
m =
DCVF
X
X
× m
std
× Alan
std
(8.2)
fiimdi yukar›da verilen formülleri kullanarak afla¤›da verilen kromatogramlardaki
B maddesinin önce DCVF’nü ard›ndan gram olarak miktar›n› bulal›m.
Milivolt
ÖRNEK
1000
1000 1000
1000
Kromatogram A
Kromatogram B
800
11,58 mg
800 800
800
31,230
13,78 mg
36,870
B
600
28,974 600 600
34,402 B
600
A
A
6,5 mg
5,80 mg
400
22,829
7,00 mg 400 400
18,350
400
Standart
16,967
Standart
10,378
madde
C madde
C
200
200 200
200
0 0 0 0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Milivolt
Milivolt
Milivolt
Dakika
Dakika
DCVF
B
AlanB
31,
230
mB
11,
58 mg
= =
Alanstd
22,
829
m 65 , mg
std
= 0,
768
Alan m
m
B
×
=
std
DCVF × Alan
B
std
36, 870×
5,
80 mg
=
= 15,
174 mg
0, 768×
18,
350
Kantitatif analiz amac› ile kullan›lacak iç standart maddenin kullan›m›nda SIRA S‹ZDE dikkat edilmesi
gereken noktalar var m›d›r
DÜfiÜNEL‹M
7
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE

170 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 8.7
GC-MS’in flematik
gösterimi
KÜTLE SPEKTROMETR‹S‹
Bileflenlerin çeflitli yöntemlerle gaz faz›nda, vakum alt›nda iyonlar›n›n oluflturulmas›,
sonra bu iyonlar›n kütle/yük (m/z) oranlar›na göre ayr›lmas› ve ard›ndan da
bunlardan yararlanarak bilefli¤in teflhis edilmesi veya yap›s›n›n ayd›nlat›lmas›n›
içeren yönteme kütle spektrometrisi denir.
Kütle spektrometresinde önce örnek gaz faz›na geçirilir, ard›ndan iyonlaflt›r›l›r.
Oluflturulan iyonlar pozitif veya negatif olabilir. Elde edilen bu iyonlar›n ba¤›l fliddetlerinin
kütle/yük oranlar›na karfl› çizilen grafi¤ine kütle spektrumu denir. Elde
edilen kütle spektrumundan baflta bileflik teflhisi ve bilefliklerin yap› analizi olmak
üzere kat› yüzeylerinin yap›lar›n›n ayd›nlat›lmas› ve kantitatif analiz amac›yla yararlan›l›r.
Kütle spektrumunda fliddeti en yüksek pike temel pik denir. Bu pikin de¤eri
100 olarak al›n›r ve di¤er piklerin fliddeti bu pike oranlanarak ba¤›l fliddetleri belirlenir.
‹ncelenen yap› bir molekül ise molekülden oluflan iyona (M +• ) molekül
iyonu, bu iyona ait pike de molekül iyon piki denir. Kütle spektrumunda en yüksek
kütle/yük de¤erine sahip iyon genelde molekül iyonudur. Ancak molekül iyonu
ço¤unlukla karars›zd›r ve daha küçük iyonlar oluflturmak üzere parçalan›r. Oluflan
bütün bu iyonlar da kütle spektrumunu oluflturur.
Kütle spektrometrisi kalitatif analizde kendi bafl›na çok önemli bir teknik olmas›n›n
yan› s›ra, uygun flekilde tasarlanarak gaz kromatografisi cihaz›nda dedektör
olarak da kullan›lmaktad›r. Bu tür cihazlara gaz kromatografisi-kütle spektrometresi
(GC-MS) denir.
Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS)
Bir GC-MS basitçe fiekil 8.7’de oldu¤u gibi gösterilebilir.
ni
GC-MS’in flemas› incelendi¤inde sistemin bir gaz kromatografisi, bir kütle spektrometresi
(iyonlaflt›rma bölmesi, kütle ay›r›c›s› (analizörü), MS dedektörü) ve kaydediciden
olufltu¤u görülmektedir.
GC-MS’de gaz kromatografisi, kalitatif analizi yap›lacak örne¤in, bileflenlerine
ayr›larak, saf olarak, gaz halinde kütle spektrometresinin iyonlaflt›rma bölmesine

K ‹ T A P
K ‹ T A P
8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
171
gelmesini sa¤lar. Gaz kromatografisi kolonundan farkl› zamanlarda ç›kan örnek bileflenleri,
s›rayla iyonlaflt›rma bölmesine gelir ve burada çeflitli yöntemlerle iyonlar›
oluflturulur. Ard›ndan oluflan iyonlar h›zland›r›larak kütle ay›r›c›s›na gönderilir
ve orada kütle/yük oranlar›na göre ayr›l›rlar. Kütle/yük oranlar›na göre ayr›lan
iyonlar, bir dedektör taraf›ndan alg›lan›r ve kaydedilir. Sonunda elde edilen veriler
bilgisayarda ifllenir ve bileflenlere ait kütle spektrumlar› elde edilerek bir analiz süreci
tamamlanm›fl olur. fiekil 8.8’de bir kütle spektrum örne¤i verilmifltir.
fiekil 8.8
T. +c Full ms (60.00-650.00)
177.2
100
90
80
70
60
50
135.2
149.1
163.1
220.1
40
91.1
205.2
121.2
187.1
30
107.2
20
67.1
77.1
95.2
192.2
10
221.2
0
256.1 267.9 290.3 313.4 323.2 331.0 354.8 370.5 3999.1
60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380
m/z
Ba¤›l Bolluk
Örnek kütle
spektrumu
fiimdi kütle spektrometresinin önemli k›s›mlar›n› ayr› ayr› inceleyelim.
Numune Girifl Sistemi
Kütle spektrometresinde iyonlaflt›rma bölmesine örnek birkaç flekilde verilir. E¤er
sistem GC-MS ise gaz kromatografisi kolonundan ç›kan örnek ara bir bölmeden
geçerek iyonlaflt›rma bölmesine ulafl›r. Bu flekilde örne¤in sisteme verilmesi kar›-
fl›mlar›n da kütle spektrumunu almaya imkan verir. Kar›fl›m halinde gaz kromatografisi
cihaz›na enjekte edilen örnek kolon ç›k›fl›nda bileflenlerine ayr›l›r ve böylece
örnek içindeki her bileflenin iyonlaflt›rma bölmesine farkl› zamanlarda, saf halde
ulaflmas› sa¤lanm›fl olur. Di¤er yöntemlerde ise örnek do¤rudan iyonlaflt›rma bölmesine
verilir. Bu yöntemlerde kat› veya s›v› halde olan örnek, iyonlaflt›rma bölgesinin
giriflinde buharlaflt›r›l›r ve buhar halindeki maddenin iyonlaflt›rma bölgesinde
iyonlar› oluflturulur. Ancak bu yöntemlerle bir maddenin kütle spektrumunu
elde edebilmek için maddenin %100 saf halinin sisteme verilmesi gerekmektedir.
Gaz kromatografisi cihaz›ndan geçen örne¤in iyonlaflt›rma bölmesine SIRA verilmesinin S‹ZDE herhangi
bir dezavantaj› var m›d›r Var ise nedir
DÜfiÜNEL‹M
‹yonlaflt›rma
Kütle spektrometresinin bir di¤er k›sm› iyonlar›n oluflturuldu¤u iyonlaflt›rma bölmesidir.
Her molekülün iyonlaflmas› için gereken enerji de¤eri SORU farkl› oldu¤undan
kütle spektrometresinde çeflitli iyonlaflt›rma yöntemleri kullan›l›r. Bunlar:
• Elektron bombard›man› (EI)
D‹KKAT
• Kimyasal iyonlaflt›rma (CI)
• Alan iyonlaflt›rma (FI)
SIRA S‹ZDE
8
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ

172 Aletli Analiz Laboratuvar›
• Elektrosprey iyonlaflt›rma (ESI)
• Termosprey iyonlaflt›rma (TS)
• Matriks yard›ml› desorpsiyon iyonlaflt›rma (MALDI)
• H›zl› atom bombard›man› (FAB)
• Alan desorpsiyonu (FD)
• Plazma desopsiyonu (PD)
• ‹kincil iyon kütle spektrometresi (SIMS)
fleklinde say›labilir. Bunlardan ilk üçünde örnek önce buharlaflt›r›l›r ard›ndan iyonlaflt›r›l›r.
Bu yöntemlerle mol kütlesi 1000 g/mol ve kaynama noktas› 500°C’ye kadar
olan bilefliklerin iyonlaflmas› sa¤lanabilir. Di¤erlerinde ise örnekten do¤rudan
gaz faz›nda iyonlar oluflturulur. Bu yöntemlerle de uçucu olmayan ve mol kütlesi
10 5 g/mol’e kadar olan bilefliklerin iyonlaflt›r›lmas› sa¤lanabilir. Ayr›ca termal olarak
karars›z bilefliklerde bu yöntemlerle iyonlaflt›r›labilirler. GC-MS sisteminde
iyonlaflt›rma için yayg›n olarak elektron bombard›man› yöntemi kullan›l›r. Ancak
baz› durumlarda gerekti¤inde kimyasal iyonlaflt›rma yöntemi de kullan›lmaktad›r.
fiimdi bu iki yöntemi daha ayr›nt›l› olarak ele alal›m.
Elektron bombard›man› (EI) yönteminde gaz halinde olan örnek, bir flaman›n
›s›t›lmas› sonucu oluflan, h›zland›r›lm›fl ve genelde 70eV’luk yüksek enerjiye
sahip iyonlar ile dik konumda vakum alt›nda bombard›man edilerek iyon oluflumu
sa¤lan›r.
M + e – → M + + 2 e –
Daha sonra oluflan bu yüksek enerjili karars›z iyon parçalanarak daha küçük
kütleli iyonlar oluflturur. Bu yöntemle oluflan molekül iyon piki yüksek enerjili
olup parçaland›¤›ndan dolay›, ya ba¤›l fliddeti çok düflük olur ya da kütle spektrumunda
görülmez. Bu durum molekülün belirlenmesinde bir dezavantaj oluflturur.
Ancak elektron bombard›man› yöntemi çok say›da parçan›n (fragman›n) oluflmas›n›
sa¤lad›¤›ndan molekülün tayinini kolaylaflt›r›r.
Kimyasal iyonlaflt›rma (CI) yönteminde ise örnek metan, etan gibi seçilen bir
reaktif gaz iyonlar› ile iyonlaflt›r›l›r. Bu yöntemde iyonlaflt›rma bölmesine önce reaktif
gaz gönderilir. Bu reaktif gaz, yüksek enerjili elektronlar ile bombard›man
edilerek reaktif gaz iyonlar›n›n oluflmas› sa¤lan›r. Örnek ile reaktif gaz iyonlar›n›n
çarp›flmas› sonucu da örnek moleküllerinin iyonlar› oluflur. Bu flekilde örnek moleküllerinin,
do¤rudan elektron bombard›man› yöntemine göre, daha düflük enerjili
bir tür ile etkilefltirilerek iyonlar› oluflturulmufl olur.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
9
Daha düflük SIRA enerji S‹ZDE ile iyonlaflt›rma kütle spektrumunda molekül iyonu aç›s›ndan nas›l bir
de¤iflikli¤e neden olur
DÜfiÜNEL‹M
fiekil 8.9’da elektron bombard›man› ve kimyasal iyonlaflt›rma teknikleri ile elde
edilen kütle spektrumlar› aras›ndaki farklar görülmektedir.
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
173
fiekil 8.9
Ba¤›l bolluk
100
80
60
40
20
0
Elektron bombard›man›
ile iyonlaflt›rma
50
100
180
153
150 200
Kütle/yük (m/z)
250
M .+
270
300
EI ve CI
iyonlaflt›rma
teknikleri ile elde
edilen kütle
spektrumlar›
Ba¤›l bolluk
100
80
60
40
20
0
Kimyasal iyonlaflt›rma
50
100
150 200
Kütle/yük (m/z)
250
MH +
271
300
Kütle Ay›r›c›
‹yonlaflt›rma bölgesinde elde edilen iyonlar h›zland›r›larak kütle ay›r›c›s›na gönderilirler.
Burada iyonlar kütle/yük oranlar›na göre ayr›l›rlar. Manyetik sektörlü, kuadrupol,
uçufl zamanl› ve iyon tuzakl› olmak üzere çeflitli kütle ay›r›c›lar› mevcuttur.
Tek odaklamal› ve çift odaklamal› olmak üzere iki çeflit manyetik sektörlü kütle
ay›r›c›s› vard›r. Tek odaklamal› kütle ayr›c›lar›nda oluflan iyonlar, bir manyetik
alandan geçirilerek kütle/yük oranlar›na göre ayr›l›rlar. Çift odaklamal› SIRA S‹ZDE ay›r›c›larda
manyetik alana ilaveten bir elektrik alan mevcuttur. Bu sistemde elde edilen
iyonlar önce elektrik alandan, ard›ndan manyetik alandan geçirilir. Böylece belirli
enerji de¤erindeki iyonlar›n manyetik alana girmesi sa¤lanm›fl DÜfiÜNEL‹M olur. Bu sistemle,
tek odaklamal› kütle ay›r›c›lar›na göre, daha iyi ay›r›m elde edilir.
Kuadrupol kütle analizörlerinde iyon ay›r›m›, iyon demetinin gerilim SORUugulanan dört
paralel çubuk içinden geçmesiyle gerçeklefltirilir. Bu tür ayr›c›da uygulanan gerilim de-
¤eri de¤ifltirilerek farkl› kütle/yük oran›ndaki iyonlar›n çubuklar içinden geçmesi sa¤lan›r.
En h›zl› ve ekonomik kütle ay›r›c›s› kuadrupol türü kütle ay›r›c›lar›d›r.
D‹KKAT
Uçufl zamanl› ay›r›c›larda, eflit enerjiye fakat farkl› kütleye sahip iyonlar›n, vakum
alt›ndaki bir tüp içinden geçerek, farkl› zamanlarda dedektöre SIRA S‹ZDE ulaflmas› esas›na
dayanarak iyon ay›r›m› gerçeklefltirilir. Di¤er ay›r›c› türlerine göre basit oluflu
bir avantaj sa¤larken duyarl›l›¤›n›n az oluflu dezavantaj oluflturur.
‹yon tuzakl› ay›r›c›larda, radyofrekans› ile de¤iflen potansiyel uygulan›r. Bu flekilde
iyonlar›n ilerlerken yapt›klar› dairesel hareketlerin yar›çaplar› de¤ifltirilir. Belirli
kütle/yük oran› de¤erinde olan iyonlar, elektrotlar aras›nda dairesel hareketlerine
devam ederken, gerilim de¤erinde meydana getirilen de¤ifliklik, belirli küt-
K ‹ T A P
le/yük de¤erinde olan iyonlar›n elektrotlar d›fl›na ç›kmalar›na neden olur. Bu flekilde,
uygulanan radyofrekans potansiyeli de¤ifltirilerek, artan kütle/yük oran›na
TELEV‹ZYON
göre iyonlar›n ayr›lmas› sa¤lan›r. Küçük olufllar›, sa¤laml›klar› ve di¤er türlere göre
ucuz olufllar› bu ay›r›c› türünün avantajlar›d›r.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
Gaz kromatografisi-kütle spektrometresi ile ilgili daha detayl› bilgi ‹NTERNET için
http://www.instrumentalchemistry.com/gasphase/pages/split.htm
http://www.shsu.edu/~chm_tgc/sounds/flashfiles/GC-MS.swf
adreslerinden yararlanabilirsiniz.
‹NTERNET

174 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 8.10
GC cihaz› (a) ve
GC-MS (b)
GAZ KROMATOGRAF‹S‹ (GC) VE GAZ
KROMATOGRAF‹S‹-KÜTLE SPEKTROMETRES‹ (GC-MS)
UYGULAMALARI
Bu bölümde bir gaz kromatografisi cihaz›nda analiz sürecinin nas›l gerçeklefltirilece¤i,
GC ve GC-MS’den ne tür veri al›naca¤›, kalitatif ve kantitatif analiz için elde
edilen verilerin nas›l de¤erlendirilece¤i aç›klanacakt›r.
Gaz kromatografisinin üç temel uygulamas› vard›r. GC bir kar›fl›mdaki bileflen
say›s›n›, bir örnek içinde belirli bir bilefli¤in bulunup bulunmad›¤›n› ve bir örnek
içinde bir bilefli¤in miktar›n› belirlemek için kullan›l›r. K›saca GC, bir kar›fl›m›n ayr›lmas›,
kalitatif ve kantitatif analizi için kullan›l›r.
Gaz kromatografisi-kütle spektrometresi ise bir kar›fl›mdaki bileflenlerin ne oldu¤unu
belirlemek amac›yla kullan›lmas›n›n yan›s›ra kar›fl›mdaki bir bileflenin
miktar›n› belirlemek için de kullan›labilir.
Piyasada birçok farkl› firma taraf›ndan sa¤lanan GC ve GC-MS cihazlar› bulunmaktad›r.
Bu bölümde ele al›nacak analiz sürecinde FID dedektörüne sahip Thermo
Elektron Ultra Trace GC cihaz› ve iyon tuzakl› kütle ay›r›c›s›na sahip Thermo
Finnigan PolarisQ GC-MS/MS kullan›lacak ve süreç bu cihazlara göre anlat›lacakt›r.
fiekil 8.10’da bu cihazlar›n resimleri verilmifltir.
a
a
b
b
Gaz Kromatografisi Uygulamalar›
Gaz kromatografisi cihaz› ile analize bafllamadan önce analiz edilecek kar›fl›m için
uygun oldu¤u düflünülen bir kolon cihaza tak›l›r. Ard›ndan analiz edilecek kar›fl›-
m›n uygun bir uçucu, organik çözücü ile çözeltisi haz›rlan›r. Bundan sonra afla¤›-
da anlat›lan prosedüre göre bir gaz kromatografisi analiz süreci tamamlan›r.
Bir Kar›fl›mdaki Bileflen Say›s›n›n Belirlenmesi
1. Hidrojen, hava ve tafl›y›c› gaz (azot veya helyum) tüplerinin regülatör vanalar›
aç›larak gazlar cihaza verilir.
2. Cihaz ve bilgisayar aç›l›r. Cihaz aç›ld›¤›nda kendi içinde gerekli kontrolleri
yapar ve bu durum cihaz üzerindeki LCD ekrandan takip edilebilir. Bundan
sonra, bilgisayardan cihaz ile ilgili program aç›l›r.
3. Örnek enjeksiyonu yap›lmadan önce analiz edilecek kar›fl›m için analiz metodu
oluflturulur.

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
4. Analiz için oluflturulan metot bilgisayardaki program kullan›larak cihaza
yüklenir ve cihaz›n analiz koflullar›na (enjeksiyon, dedektör ve f›r›n s›cakl›klar›,
gaz ak›fllar›) haz›r hale gelmesi beklenir. Cihaz üzerindeki “ready to
inject” ›fl›¤›n›n yeflil olmas› cihaz›n enjeksiyona haz›r oldu¤unu gösterir.
5. Analiz edilecek kar›fl›m bir mikro fl›r›nga içine al›n›r. Analiz için kapiler kolonlarda
genellikle 1µL örnek hacmi yeterlidir. Enjeksiyonun bir defada ve
h›zl›ca yap›lmas› analiz sonucu düzgün bir kromatogram SIRA elde S‹ZDE edilebilmesi
için oldukça önemlidir. Bu nedenle numune, mikro fl›r›nga yard›m›yla enjeksiyon
ünitesine bir defada ve h›zl›ca enjekte edilip hemen DÜfiÜNEL‹M cihaz üzerindeki
START tufluna bas›larak analiz bafllat›l›r. Analizle birlikte bilgisayar ek-
SIRA S‹ZDE
ran›nda kar›fl›ma ait kromatogram oluflmaya bafllar. Analizin ilerleyifli bilgisayar
ekran›ndan takip edilebilir.
SORU
DÜfiÜNEL‹M
Mikro fl›r›ngaya örnek al›rken içinde hava kabarc›¤› olmamas›na dikkat D‹KKAT edilir.
SORU
SIRA S‹ZDE
Enjeksiyon ünitesi s›cak olaca¤› için enjeksiyon esnas›nda bu k›sma dokunulmamal›d›r.
D‹KKAT
175
Laboratuvar sorumlusundan
kar›fl›m hakk›nda (e¤er
biliniyorsa ) bilgi edinilirse
(bileflenlerin kaynama
noktalar›, polariteleri gibi)
analiz için en uygun metot
daha k›sa sürede
belirlenebilir.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SIRA S‹ZDE
S ORU
DÜfiÜNEL‹M
D‹KKAT
SORU
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
6. Analiz bitince elde edilen kromatogram laboratuvar sorumlusuna AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE gösterilir.
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
Laboratuvar sorumlusu taraf›ndan kar›fl›m için uygun bir SIRA kromatogram S‹ZDE elde
SIRA S‹ZDE
edildi¤i ifade edilirse kromatogram yorumlan›r. E¤er kromatogram›n yeterince
iyi olmad›¤› ifade edilirse bu durumda s›cakl›k program› AMAÇLARIMIZ K ‹ T A de¤ifltirilerek
P
K ‹ T A P
DÜfiÜNEL‹M
AMAÇLARIMIZ
DÜfiÜNEL‹M
oluflturulan metot gelifltirilir ve bu yeni metoda göre kar›fl›m tekrar enjekte
edilir. Metot gelifltirme ifllemi kar›fl›m için uygun bir kromatogram elde edene
kadar tekrarlan›r.
TELEV‹ZYON
K SORU ‹ T A P
TELEV‹ZYON
K SORU ‹ T A P
Ayn› kar›fl›m için metot gelifltirirken ilk metoda göre elde edilen kromatogramdaki D‹KKAT piklerin
yeri dikkate al›narak s›cakl›k program›nda düzenleme yap›l›rsa, TELEV‹ZYON kar›fl›m için uygun
‹NTERNET
metot daha k›sa sürede oluflturulabilir.
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
Enjeksiyonun bir defada ve h›zl› yap›lmamas› sonucu ne tür sorunlar SIRA oluflabilir S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
SIRA ‹NTERNET S‹ZDE
‹NTERNET
AMAÇLARIMIZ 10
Metot Oluflturma
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
Metot oluflturmak için önce bilgisayardan cihaz ile ilgili program aç›l›r. Programda Bu cihazda iki enjeksiyon
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
“method” k›sm›ndan “Instrument method” t›klan›nca fiekil 8.11’deki K ‹ T Apencere P
ünitesi iki de dedektör
aç›l›r.
K ‹ T A P
bulundu¤undan, bu
Aç›lan pencerede ilgili yere t›klanarak gereken de¤erler girilir ve SORU bu flekilde metot k›s›mlara yönelik SORU sol ve sa¤
SORU
tan›mlamas› yap›lm›flt›r. SORU
oluflturulur.
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
D‹KKAT
D‹KKAT
Analizde hangi enjeksiyon ünitesi ve dedektör kullan›lacaksa metot oluflturulurken D‹KKAT o enjeksiyon
ünitesi ve dedektörle ile ilgili de¤erler girilip, di¤erleri ile ilgili gerekli düzenle-
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
meler yap›l›r.
SIRA ‹NTERNET S‹ZDE
‹NTERNET SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
‹NTERNET
‹NTERNET

176 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 8.11
“Instrument Setup”
penceresi
görünümü
fiekil 8.12
Programda metot
olufltururken
enjeksiyon ünitesi
ile ilgili
parametrelerin
yaz›ld›¤›
pencerenin
görünümü
Analizde sa¤daki enjeksiyon ünitesi kullan›lacakt›r. fiekil 8.11’de “right inlet”
k›sm› t›klan›nca afla¤›daki pencere aç›l›r. Burada enjeksiyon ünitesinin çal›fl›lacak
s›cakl›k de¤eri (örnekte 200°C), split veya splitless çal›flma modu ve e¤er split çal›fl›lacak
ise hangi oranda çal›fl›laca¤›na yönelik bilgiler ilgili yerlere yaz›l›r.

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
177
Enjeksiyon ünitesinden geçen tafl›y›c› gaz›n ak›fl h›z› fiekil 8.11 de “Right Carrier”k›sm›
t›kland›¤›nda aç›lan pencerede (fiekil 8.13) ilgili yerlere yaz›l›r. Örnekte
bu de¤er sabit bas›nç (constant pressure) çal›flma modunda önerilen tafl›y›c› gaz
ak›fl h›z› olan 75 kPa olarak girilmifltir.
fiekil 8.13
Programda metot
olufltururken
tafl›y›c› gazla ile
ilgili
parametrelerin
yaz›ld›¤›
pencerenin
görünümü
Analizde cihaz üzerinde sa¤ tarafta yer alan FID dedektörü kullan›lacakt›r. Afla-
¤›daki flekilde dedektör ile ilgili yaz›lmas› gereken parametreler görülmektedir.
Atefllemenin cihaz taraf›ndan otomatik yap›lmas› için “Flame On” ve e¤er alev sönerse
tekrar otomatik ateflleme yap›lmas› için “Flameout Retry” k›s›mlar› t›klanarak
seçilir. Bunlar›n yan›s›ra dedektör çal›flma s›cakl›k de¤eri de pencerede ilgili yere
yaz›l›r (örnekte 250°C). FID dedektöründe alev oluflturabilmek için hava ve hidrojen
gazlar›n›n kullan›ld›¤› daha önce ifade edilmiflti. Alevin düzgün oluflabilmesi
için hidrojen, hava ve make-up (tafl›y›c› gaz) gazlar›n›n uygun oranlarda kar›flt›r›lmas›
gerekir. Bu pencerede bu oranlarla ilgili de¤erlerde yaz›l›r. Bu de¤erler örnekte,
önerilen de¤erler olan, hava için 350 ml/dk, hidrojen için 35 ml/dk ve tafl›-
y›c› gaz için 30 ml/dk olarak verilmifltir.
fiekil 8.14
Programda metot
olufltururken
dedektör ile ilgili
parametrelerin
yaz›ld›¤›
pencerenin
görünümü

178 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 8.15
Programda metot
olufltururken f›r›n
(s›cakl›k program›)
ile ilgili
parametrelerin
yaz›ld›¤›
pencerenin
görünümü
Gaz kromatografisi cihaz›ndan bahsederken analizin en önemli basama¤›n›n,
örnek için ay›r›m›n en iyi flekilde ve en k›sa sürede gerçekleflmesini sa¤layan s›-
cakl›k program› oluflturmak oldu¤undan söz edilmiflti. Uygulanacak s›cakl›k program›
f›r›n (Oven) k›sm› t›kland›¤›nda aç›lan pencereye yaz›l›r. S›cakl›k programlamas›nda
önce kolon bafllang›ç s›cakl›k de¤eri yaz›l›r. Sonra e¤er bu s›cakl›kta beklenmek
isteniyorsa, beklenmek istenen süre de¤eri dakika olarak “Hold Time” k›sm›na
yaz›l›r. Sonra kolon için ulafl›lmak istenen s›cakl›k de¤erine ulafl›lma h›z› “Rate”
k›sm›na °C/dk olarak, ulafl›lacak s›cakl›k de¤eri “Temp.” k›sm›na ve bu s›cakl›k
de¤erinde beklemek isteniyorsa “Hold Time” k›sm›na yaz›l›r. Örnekte f›r›n bafllang›ç
s›cakl›k de¤eri 40°C olarak belirlenmifl ve bu s›cakl›k de¤erinde beklemeden
170°C’ye dakikada 30°C (30°C/min) art›fllar ile ulafl›lmas› istenmifltir. 170°C’ye
ulafl›ld›¤›nda da bu s›cakl›k de¤erinde 0,5 dakika bekletilmifltir. Yukar›da belirtildi-
¤i flekilde, gerekli görülen say›da basamak eklenerek s›cakl›k program› oluflturulur
ve kaydedilir.
S›cakl›k program› oluflturulduktan sonra fiekil 8.15 de görülen “Send” k›sm›na
t›klan›r. Bu ifllem ile oluflturulan bu metot seçilerek, cihaza yüklenir. Böylece, cihaza
enjeksiyon yap›ld›¤›nda, cihaz›n uygulayaca¤› s›cakl›k program› belirtilmifl
olur.
Kar›fl›m›n Kalitatif Analizi
Bir önceki aflamada kar›fl›m için uygun bir metot belirlendikten sonra bu aflamada
bir kar›fl›mdaki bir bileflenin, örne¤in A bilefleninin, olup olmad›¤› veya bileflenlerin
ne oldu¤u belirlenecektir. Bunun için afla¤›daki prosedür izlenir.
1. A, B, C bileflenlerini içeren 3 bileflenli bir kar›fl›m gaz kromatografisi cihaz›-
na enjekte edilir ve bu kar›fl›ma ait kromatogram elde edilir.
2. Elimizde bulunan A maddesinin çok az miktar› uygun bir çözücüde çözülür.
Elimizdeki A maddesi karfl›laflt›rma maddesidir ve sat›n al›narak veya çeflitli
teknikler ile saflaflt›r›l›p karakterizasyonu yap›larak elde edilmifl olabilir.

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
179
3. A maddesinin çözeltisi, kar›fl›ma uygulanm›fl s›cakl›k program› uygulanarak,
analiz edilir ve kromatogram› elde edilir.
Veri de¤erlendirme:
4. A maddesine ait kromatogramda, A maddesine ait pikin al›konma zaman›
ile kar›fl›ma ait kromatogramdaki piklerin al›konma zamanlar› karfl›laflt›r›l›r.
A maddesinin al›konma zaman›, kar›fl›ma ait kromatogramdaki bir pikin al›-
konma zaman› ile ayn› ise kar›fl›ma ait kromatogramdaki o pikin büyük olas›l›kla
A maddesine ait oldu¤u düflünülür.
5. B maddesi içinde 2-4 numaral› basamaklardaki ifllemler tekrarlan›r ve kar›-
fl›mdaki B maddesine ait pik belirlenir.
6. Bu durumda kar›fl›ma ait kromatogramdaki di¤er pikin de C maddesine ait
oldu¤u anlafl›l›r.
Kar›fl›ma ait kromatogramda A, B ve C maddelerine ait piklerin yerini SIRA baflka S‹ZDE türlü nas›l belirleyebilirsiniz
11
SIRA S‹ZDE
Kar›fl›m›n Kantitatif Analizi
Kar›fl›ma ait kromatogramda bileflenlere ait pikler belirlendikten sonra bileflenlerin
miktarlar›n› belirleyebilmek için afla¤›daki prosedür izlenir. SORU
1. A, B ve C maddelerini içerdi¤i bilinen bir kar›fl›mdaki çözünenler için laboratuvar
sorumlusu ile birlikte uygun bir iç standart madde belirlenir.
D‹KKAT
2. Bu kar›fl›m›n analizine geçmeden önce, kar›fl›mdaki bileflenlerin dedektör
cevap verme faktörlerinin belirlenmesi gerekir. Bunun için önce saf A maddesinden
belirli bir miktarda al›n›p, hassas bir terazi ile SIRA kütlesi S‹ZDE belirlenir. ‹ç
standart olarak kullan›lacak maddeden de belirli bir miktarda al›n›p, kütlesi
belirlenir. Bu iki madde uygun bir çözücüde çözülerek bir çözelti haz›rlan›r.
Bu çözelti gaz kromatografisi cihaz›na enjekte edilerek kromatogram› elde
edilir. Elde edilen kromatogramdaki pik alan› yüzdeleri ve bileflenlerin kütleleri
afla¤›daki denklemde (Eflitlik 8.1) yerine konarak K A ‹ maddesine T A P ait dedektör
cevap verme faktörü belirlenir.
AlanA
m
TELEV‹ZYON
FA
=
A
Alanstd
mstd
‹NTERNET
3. Bir önceki basamakta A maddesi için yap›lan ifllemler B ve C maddeleri için
de yap›larak bu maddelere iliflkin dedektör cevap verme faktörleri belirlenir.
4. Madde 1’deki A, B ve C maddelerinden oluflan kar›fl›ma, belirli miktarda iç
standart maddeden ilave edildikten sonra, kar›fl›m gaz kromatografisi cihaz›na
enjekte edilir ve kar›fl›ma ait kromatogram elde edilir.
5. Kar›fl›ma ait kromatogramda bir bileflenin pik alan› yüzdesi, iç standart›n pik
alan› yüzdesi ve kütlesi afla¤›daki denklemde (Eflitlik 8.2) yerine konup, gerekli
hesaplama yap›larak kar›fl›mdaki o bileflenin kütlesi belirlenir.
Alan m
m
X
×
std x= ABC , , ,...
X
=
F × Alan
X
std
DÜfiÜNEL‹M
6. Bir önceki basamakta yap›lan hesaplama her bir bileflen için yap›l›r.
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET

180 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 8.16
GC-MS program
penceresinin
görünümü
Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi Uygulamas›
Daha önce gaz kromatografisi-kütle spektrometresinin bir kar›fl›mdaki bileflenleri
ve miktarlar›n› belirlemek amac›yla kullan›labildi¤inden söz edilmiflti. Burada gaz
kromatografisi-kütle spektrometresinin bileflenin ne oldu¤unu belirlemek amac›yla
kullan›m›ndan bahsedilecektir.
Bir Kar›fl›mdaki Bileflenlerin Belirlenmesi
1. GC-MS flartlanmas› (sistemin kararl›, dengeli hale gelmesi) için analiz yap›lmadan
önce aç›l›p, birkaç gün bekletilmelidir. fiartlanm›fl GC-MS ile analiz
yapmak için bilgisayar aç›l›r ve bilgisayardan cihaz ile ilgili program aç›l›r.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
2. Örnek enjeksiyonu yap›lmadan önce analiz edilecek kar›fl›m için fiekil
8.16’daki
DÜfiÜNEL‹M
“Instrument Setup” k›sm›na t›klan›p, aç›lan pencerede metot
oluflturulur ve kaydedilir. Burada metot olufltururken hem gaz kromatografisi
cihaz› hem de kütle spektrometresi ile ilgili parametrelerin oluflturulmas›
gerekir.
SORU
E¤er gaz kromatografisi D‹KKAT cihaz› varsa kar›fl›m için uygun metot oluflturma, gaz kromtografi
cihaz›nda yap›l›r ve kar›fl›m için belirlenen metot, gaz kromatografisi-kütle spektrometresinde
kullan›l›r.
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
181
fiekil 8.17
Programda
“instrument setup”
penceresinin
görünümü
a: GC, b: MS
Pencerede soldaki cihaz
resmi t›klanarak,
parametreleri yaz›lacak
cihaz seçilir.
a
b
3. Program›n ana sayfas›ndaki (fiekil 8.16) “Sequence Setup” k›sm›na t›klan›r ve
aç›lan pencede (fiekil 8.18) analizi yap›lacak numune ile ilgili parametreler
girilir. fiekil 8.18’deki “Run sample” butonuna t›klanarak girilen de¤erler
GC-MS’e yüklenir. Enjeksiyon için GC cihaz›n›n üzerindeki “ready to inject”
›fl›¤›n›n yeflil yanmas› beklenir.

182 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 8.18
Programda
“sequence setup”
penceresinin
görünümü
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M SORU
SORU D‹KKAT
4. Analiz edilecek kar›fl›m bir mikro fl›r›nga içine al›n›r. Analiz için kapiler kolonlarda
genellikle 1µL örnek hacmi yeterlidir. Enjeksiyonun bir defada ve
h›zl›ca yap›lmas› analiz sonucu düzgün bir kromatogram elde edilebilmesi
için oldukça SIRA S‹ZDEönemlidir. Bu nedenle numune mikro fl›r›nga yard›m›yla enjeksiyon
ünitesinden bir defada ve h›zl›ca enjekte edilip hemen cihaz üzerindeki
SIRA START S‹ZDE tufluna bas›larak analiz bafllat›l›r.
DÜfiÜNEL‹M
Oluflturulan metotta belirlenen süre geçince bilgisayar ekran›nda kar›fl›ma
ait kromatogram oluflmaya bafllar ve cihazdan o anda al›nan kütle spektrumu
verileri görülür. Analizin ilerleyifli bilgisayar ekran›ndan takip
DÜfiÜNEL‹M SORU
edilebilir.
Mikro fl›r›ngaya D‹KKAT SORU örnek al›rken içinde hava kabarc›¤› olmamas›na dikkat edilir.
SIRA D‹KKAT S‹ZDE
SIRA D‹KKAT S‹ZDE
Enjeksiyon ünitesi s›cak olaca¤› için enjeksiyon esnas›nda bu k›sma dokunulmamal›d›r.
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ Veri de¤erlendirme:
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
5. Analiz bitince elde edilen kromatogram üzerindeki her bir pike t›kland›¤›nda
kromatogram›n alt›nda, t›klanan pike ait olan maddenin kütle spektrumu
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P görülür. AMAÇLARIMIZ
K ‹ TKütle A P spektrumuna sa¤ klik yap›l›p, aç›lan pencereden “library search”
t›klanarak kütüphane taramas› yap›l›r.
fiekil 8.19
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
Bir kar›fl›m›n GC-
MS analizi sonucu
elde edilen
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
kromatogram
‹NTERNET (üstte) ve
‹NTERNET
kromatogramdaki
al›konma zaman›
‹NTERNET 5,55 olan pike ait
‹NTERNET
kütle spektrumu
(altta)

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
183
Sözkonusu kütle spektrumu bilgisayarda yüklü olan kütüphane bilgilerindeki
kütle spektrumlar› ile karfl›laflt›r›l›r ve en yüksek yüzdeden en düflü¤e do¤ru, olabilecek
100 maddenin isimleri afla¤›da gösterildi¤i flekilde yeni aç›lan pencerede
görülür.
fiekil 8.20
Kütüphane
taramas›
sonucunun
görünümü
Ya kütüphane taramas› yap›larak ya da elde edilen kütle spektrumundaki pikler
de¤erlendirilerek kar›fl›mdaki bileflenlerin ne oldu¤u belirlenebilir.
Kromatogramki her pik için bu ifllem tekrarlanarak kar›fl›mdaki bileflenler belirlenmeye
çal›fl›l›r.

184 Aletli Analiz Laboratuvar›
Özet
A MAÇ
1
A MAÇ
2
Gaz kromatografisinin temel prensiplerini, gaz
kromatografi cihaz›n›n temel bileflenlerini ve
özelliklerini ifade etmek.
Gaz kromatografisi molekül a¤›rl›¤› 2-1000 g/mol
aras›nda olan organik ve anorganik gaz, kolayca
buharlaflt›r›labilen s›v› ve kat› (çözelti) haldeki
örnekleri analiz etmek için kullan›lmaktad›r.
Bir gaz kromatografisi cihaz› tafl›y›c› gaz, enjeksiyon
ünitesi, kolon ve içinde yer ald›¤› f›r›n, dedektör
ve kaydedici birimlerinden oluflmaktad›r.
Tafl›y›c› gaz olarak helyum, azot, argon gibi gazlar
kullan›lmaktad›r. Gaz kromatografisinde kullan›lan
kolonlar bafll›ca dolgulu ve kapiler olmak
üzere ikiye ayr›l›rlar. Ayr›ca gaz kromatografisinde
alev iyonlaflt›rma, termal iletkenlik, elektron
yakalama gibi çok çeflitli dedektör türü vard›r.
Gaz kromatografisi ile ay›rman›n etkin flekilde
yap›labilmesi için enjeksiyon, kolon ve dedektör
k›s›mlar›n›n s›cakl›klar›n›n kontrol edilmesi gerekmektedir.
Enjeksiyon ünitesinin s›cakl›¤› örnekteki
en yüksek kaynama noktas›na sahip bileflenin
kaynama noktas›ndan 30-40°C yüksek s›-
cakl›¤a ayarlan›r. Genelde kar›fl›mdaki bileflenlerin
ortalama kaynama s›cakl›¤› kolon çal›flma s›-
cakl›¤› olarak seçilir. Ancak kar›fl›mdaki bileflenlerin
fiziksel ve kimyasal özellikleri birbirinden
çok farkl› ise kolon s›cakl›¤› kontrollü bir flekilde
art›r›larak analiz gerçeklefltirilir. Bu olaya s›cakl›k
programlamas› denir. Dedektör s›cakl›¤› için ise
genel olarak kolondan ç›kan bileflenlerin yo¤unlaflmas›n›
engelleyecek bir s›cakl›k de¤eri seçilir.
A MAÇ
3
A MAÇ
4
Kütle spektrometrisinin temel prensiplerini ifade
etmek.
Analizi yap›lacak bileflenlerin çeflitli yöntemlerle
gaz faz›nda, vakum alt›nda iyonlar›n›n oluflturulmas›,
sonra bu iyonlar›n kütle/yük (m/z) oranlar›na
göre ayr›lmas› ve ard›ndan da bunlardan yararlanarak
bilefli¤in teflhis edilmesi veya yap›s›-
n›n ayd›nlat›lmas›n› içeren yönteme kütle spektrometrisi
denir. GC-MS’de önce örnek gaz faz›-
na geçirilir ve ard›ndan iyonlaflt›r›l›r. Elde edilen
iyonlar›n ba¤›l fliddetlerinin kütle/yük oranlar›na
karfl› çizilen grafi¤ine kütle spektrumu denir. Kütle
spektrumunda fliddeti en yüksek pike temel
pik denir. ‹ncelenen yap› bir molekül ise molekülden
oluflan iyona (M +• ) molekül iyonu, bu
iyona ait pike de molekül iyon piki denir.
GC-MS; gaz kromatografisi ve kütle spektrometresi
cihazlar›n›n birlefltirilmesi ile oluflturulmufl birleflik
bir sistemdir. Bir GC-MS; bir gaz kromatografisi,
kütle spektrometresi (iyonlaflt›r›c›, kütle ayr›c›s›
(analizörü), MS dedektörü) ve kaydediciden
oluflur.
Bir gaz kromatografisi cihaz›nda ve gaz kromatografisi-kütle
spektrometresinde analiz süreçlerini
oluflturmak.
Gaz kromagrafisinde bir analiz için önce s›v› haldeki
örnek, s›zd›rmaz bir enjektör yard›m›yla cihaz›n
enjeksiyon ünitesine enjekte edilir. Hareketli
faz olarak kullan›lan tafl›y›c› gaz ile enjeksiyon
ünitesinde gaz haline gelen örne¤in kolona
girmesi sa¤lan›r. Bileflenler kolonda sabit faz ile
farkl› etkileflimleri sonucu farkl› h›zlarda hareket
ederek kolon boyunca ilerler ve böylece birbirlerinden
ayr›larak farkl› zamanlarda kolonu terk
ederler. Kolon ucunda bulunan bir dedektör sayesinde
her bileflenin miktar›yla orant›l› sinyalleri
elde edilir. Ard›ndan bu sinyaller ifllenerek örne¤e
ait kromatogram elde edilir.
GC-MS’de gaz kromatografisi, kütle spektrumu
al›nacak örne¤in bileflenlerine ayr›larak, saf olarak,
gaz halinde iyonlaflt›rma bölmesine gelmesini
sa¤lar. S›rayla iyonlaflt›rma bölmesine gelen bileflenlerin
burada çeflitli yöntemlerle iyonlar› oluflturulur.
Bu yöntemler aras›nda en yayg›n olarak
elektron bombard›man› yöntemi kullan›l›r. Ard›ndan
oluflan iyonlar h›zland›r›larak kütle ay›r›c›s›na
gönderilir ve burada kütle/yük oranlar›na göre
ayr›l›rlar. Manyetik sektörlü (tek ve çift odaklamal›),
kuadrupol, uçufl zamanl› ve iyon tuzakl› olmak
üzere çeflitli kütle ay›r›c›lar› mevcuttur. Kütle/yük
oranlar›na göre ayr›lan iyonlar, bir dedektör
taraf›ndan alg›lan›r ve kaydedilir. Sonunda elde
edilen veriler bilgisayarda ifllenir ve bileflenlere
ait kütle spektrumlar› elde edilir.
Gaz kromatografisi cihaz›ndan ve kütle spektrometresinden
elde edilen sonuçlar› de¤erlendirmek.
Gaz kromatografisi cihaz›nda analiz sonucu elde
edilen kromatogramdaki pik say›lar› ile bir kar›-
fl›mdaki bileflen say›s› belirlenir. Gaz kromatografisinde
bir bileflenin enjekte edildikten dedektöre
ulaflma zaman›na kadar geçen süreye al›-
konma zaman› denir. Kromatogramdaki al›konma
zamanlar› kullan›larak kalitatif analiz, piklerin
alt›nda kalan alan veya pik yüksekli¤inden
yararlanarak kantitatif analiz yap›l›r. Elde edilen
kütle spektrumundan bileflik teflhisi ve bilefliklerin
yap› analizi yapmak amac›yla yararlan›l›r.

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
185
Kendimizi S›nayal›m
1. Afla¤›dakilerden hangisinin analizi gaz kromatografisi
cihaz› ile yap›lamaz
a. Uçucu kat›lar
b. Anorganik tuzlar
c. Kolayca buharlaflabilen s›v›lar
d. Organik gazlar
e. Uçucu ya¤lar
2. Afla¤›dakilerden hangisi gaz kromatografisinin dezavantaj›d›r
a. H›zl› analiz
b. Düflük deriflimlerde duyarl› ölçüm
c. Az miktarda örnekle çal›flabilme
d. Yüksek do¤rulukla nicel analiz yapabilme
e. Uçucu maddelere cevap verebilme
3. Afla¤›dakilerden hangisi gaz kromatografisi cihaz›-
n›n bileflenlerinden biri de¤ildir
a. Dedektör
b. Tafl›y›c› gaz
c. Kolon
d. ‹yonlaflt›r›c›
e. Enjeksiyon ünitesi
4. Afla¤›dakilerden hangisi gaz kromatografisi cihaz›nda
tafl›y›c› gaz olarak kullan›lmaz
a. Oksijen
b. Hidrojen
c. Helyum
d. Argon
e. Azot
5. Afla¤›dakilerden hangisi kolonda kullan›lan destek
kat›s›n›n özelliklerinden biri de¤ildir
a. Gözenekli yap›da olmas›
b. Tanecik fleklinde olmas›
c. Yüzey alan› düflük olmas›
d. Örnek bileflenlerini absorplamamas›
e. Mekanik dayan›kl›¤›n›n olmas›
6. Kolonda doymufl bir hidrokarbon olan skualen sabit
faz› kullan›lmas› durumunda, benzer benzeri çözer ilkesine
göre afla¤›daki bilefliklerden hangisi kolondan
daha sonra ç›kar
a. etil-2-metilpropanat (KN 110°C)
b. 1-metiletilmetanat (KN 68°C)
c. metilbenzen (KN 100°C)
d. 1-bütanol (KN 116°C)
e. 4-metilpentan-2-on (KN 117°C)
7. Kaynama noktalar› 70°C-80°C aras›nda olan benzen,
siklohegzan ve etanol maddeleri skualen sabit faz› kullan›larak
70°C’de gaz kromatografisi ile ayr›lmak istenmektedir.
Bu durumda kolondan ç›k›fl s›ralar› ile ilgili
afla¤›da belirtilen ifadelerden hangisi do¤rudur
a. Kolondan önce benzen, ard›ndan siklohegzan,
son olarak etanol ç›kar.
b. Kolondan önce etanol, ard›ndan benzen, son
olarak siklohegzan ç›kar.
c. Kolondan önce siklohegzan, ard›ndan etanol,
son olarak benzen ç›kar.
d. Kolondan önce benzen, ard›ndan etanol, son
olarak siklohegzan ç›kar.
e. Kolondan önce etanol, ard›ndan siklohegzan,
son olarak benzen ç›kar.
8. Afla¤›dakilerden hangisi gaz kromatografisi-kütle
spektrometresinin bileflenlerinden biri de¤ildir
a. Alev iyonlaflt›rma dedektörü
b. Kaydedici
c. ‹yonlaflt›rma bölmesi
d. Gaz kromatografisi
e. Kütle ay›r›c›s›
9. Afla¤›dakilerden hangisi FID dedektörün özelliklerinden
biridir
a. Do¤rusal çal›flma aral›¤›n›n düflük olmas›
b. Analize h›zl› cevap verememesi
c. Deriflime ba¤l› dedektör türü olmas›
d. Bileflikteki azot, kükürt atomlar›n›n varl›¤›n›n
duyarl›l›¤› azaltmas›
e. NH 3 , SO 2 , NO 2 gibi gazlar›n analizinin yap›labilmesi
10. Afla¤›daki ifadelerden hangisi do¤rudur
a. Elektron bombard›man› yöntemi ile çok say›da
parça oluflur.
b. Kütle spektrumuyla bir bileflikte bulunan atomlar›n
türleri belirlenir.
c. Kütle spektrumunda ba¤›l fliddeti en yüksek pik
molekül iyon pikidir.
d. Kütle spektrumunda iyonlar yüklerine göre ayr›l›r.
e. Kütle spektrometresinde oluflan molekül iyonu
kararl›d›r.

186 Aletli Analiz Laboratuvar›
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
1. b Yan›t›n›z yanl›fl ise “Gaz Kromatografisi” bölümünü
yeniden gözden geçiriniz.
2. e Yan›t›n›z yanl›fl ise “Gaz Kromatografisi” bölümünü
yeniden gözden geçiriniz.
3. d Yan›t›n›z yanl›fl ise “Gaz Kromatografisi Cihaz›”
bölümünü yeniden gözden geçiriniz.
4. a Yan›t›n›z yanl›fl ise “Tafl›y›c› gaz” bölümünü yeniden
gözden geçiriniz.
5. c Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kolon” bölümünü yeniden
gözden geçiriniz.
6. c Yan›t›n›z yanl›fl ise “Sabit Faz” bölümünü yeniden
gözden geçiriniz.
7. b Yan›t›n›z yanl›fl ise “Sabit Faz” bölümünü yeniden
gözden geçiriniz.
8. a Yan›t›n›z yanl›fl ise “Gaz Kromatografisi-Kütle
Spektrometresi” bölümünü yeniden gözden geçiriniz.
9. d Yan›t›n›z yanl›fl ise “Dedektör” bölümünü yeniden
gözden geçiriniz.
10. a Yan›t›n›z yanl›fl ise “Kütle Spektrometrisi” bölümünü
yeniden gözden geçiriniz.
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
S›ra Sizde 1
Örnek h›zl›ca birkaç kez fl›r›nga içine çekilip boflalt›larak
bu durum giderilmeye çal›fl›l›r. Yine de fl›r›ngada
kabarc›k var ise bu durumda bir septumdan yard›m alarak
bu durum giderilmeye çal›fl›l›r.
S›ra Sizde 2
Enjektör; örne¤i kromatografik kolona enjekte etmenin
yan› s›ra enjeksiyon esnas›nda analitik kolon boyunca
bas›nç ve ak›fl ayarlamay› sa¤lar ve ayn› zamanda kolon
sistemine hava giriflini engeller.
S›ra Sizde 3
Etkileflimin çok kuvvetli olmas› maddenin kolonda çok
uzun süre kalmas›na, zay›f olmas› maddenin kolonda
az süre kalmas›na ve bu sebeple de ay›r›m›n gerçekleflmemesine
sebep olur.
S›ra Sizde 4
Böylece bileflenlerin ay›r›m›n gerçekleflece¤i kadar süre
kolonda kalmalar› sa¤lanm›fl olur.
S›ra Sizde 5
Kararl›l›¤›n›n yüksek olmas› ve genifl bir konsantrasyon
aral›¤›nda do¤rusal çal›flmas›
S›ra Sizde 6
Çünkü günümüzde kullan›lan sabit fazlar›n maksimum
çal›flma s›cakl›¤› ancak kaynama noktas› 400-450°C’ye
kadar olan maddelerin analizine imkan vermektedir.
S›ra Sizde 7
‹ç standart olarak seçilen madde; analit türüne benzer
olmal›, al›konma zaman› kar›fl›mdaki bileflenlere yak›n
olmal›, safs›zl›k içermemeli ve deriflimi analitin öngörülen
pik büyüklü¤üne eflde¤er olmal›d›r.
S›ra Sizde 8
Evet gaz kromatografisi cihaz›ndan ç›kan örne¤in iyonlaflt›rma
bölmesine verilmesinin dezavantaj› vard›r. Çünkü
bu flekilde sadece gaz kromatografisi kolonundan
geçebilecek türdeki örneklerin kütle spektrumu al›nabilmektedir.
Bu da çal›fl›lacak örnek türünü s›n›rland›rmaktad›r.
S›ra Sizde 9
Bu yöntem, molekül iyon pikinin kütle spektrumunda
görünmesini veya görünüyorsa, ba¤›l bollu¤un artmas›-
n› sa¤lar.
S›ra Sizde 10
Enjeksiyon bir defada ve h›zl› yap›lmaz ise örne¤in tamam›
ayn› anda kolona girmez. Bu durumda piklerde
tekrarlanma veya yar›lmalar gözlenebilir.
S›ra Sizde 11
Saf A maddesinden bir miktar kar›fl›ma ilave edilir ve
kar›fl›m›n kromatogram› elde edilir. Bu kromatogramda
pik alan› veya yüksekli¤inde art›fl gözlenen pikin A
maddesine ait oldu¤u anlafl›l›r. Daha sonra A maddesi
ilave edilmifl kar›fl›ma bir miktar saf B maddesinden ilave
edilerek benzer ifllemler yap›l›r ve böylece B maddesine
ait pik de belirlenmifl olur. C madddesine ait pikin
de kar›fl›ma ait kromatogramdaki A ve B maddelerine
ait olmayan üçüncü pik oldu¤u anlafl›l›r.

8. Ünite - Gaz Kromatografisi (GC) ve Gaz Kromatografisi-Kütle Spektrometresi (GC-MS) Uygulamalar›
187
Yararlan›lan Kaynaklar
Fowlis, I.A. (1995), Gas chromatography (2 th ed.).
Chichester: Wiley.
Karasek, F.W., & Clement, R.E. (1988). Basic gas
chromatography-Mass spectrometry: Principles
and techniques. Amsterdam-Oxford-New York-
Tokyo: Elsevier.
McNair, H.M. & Miller, J.M. (1998). Basic gas
Chromatography. New york: Wiley.
Özcimder, M. & Demirci, A. (2004). Gaz ve s›v› kromatografileri.
Ankara: Bilim.
Skoog, D.A., Holler, F.J, & Nieman, T.A. (1997). Enstrümantal
Analiz: ‹lkeleri (Birinci bask›). Ankara:
Bilim.
Y›ld›z, A., Genç, Ö., & Bektafl, S. (1997). Enstrümental
analiz yöntemleri (‹kinci bask›). Ankara: Hacettepe
üniversitesi yay›nlar›.

9ALETL‹ ANAL‹Z LABORATUVARI
Amaçlar›m›z
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
‹yon kromatografisinin temel prensiplerini de¤erlendirebilecek ve iyon kro
matografisi ile ilgili terimleri yorumlayabilecek,
‹yon kromatografisi cihaz›n›n bileflenlerini tan›mlayabilecek,
‹yon kromatografisinde kullan›lan hareketli ve sabit faz›n sahip olmas› gere
ken özellikleri yorumlayabilecek,
‹yon kromatografisi cihaz›nda kullan›lan dedektör sistemlerini de¤erlendirebilecek,
‹yon kromatografisi cihaz›n› kullanarak Su Numunelerinde Klor ve Nitrat Ana
lizi deneylerini gerçeklefltirebilecek bilgi ve beceriler kazanacaks›n›z.
Anahtar Kavramlar
• ‹yon kromatografisi
• Kromatogram
• Sabit faz
• ‹letkenlik dedektörü
• Kromatografi
• Hareketli faz
• Suppressor
‹çerik Haritas›
Aletli Analiz
Laboratuvar›
‹yon
Kromatografisi
• G‹R‹fi
• ‹YON KROMATOGRAF‹S‹
• ‹YON KROMATOGRAF‹S‹ C‹HAZI
• ‹YON DE⁄‹fi‹M‹
• SAB‹T FAZ TÜRLER‹
• HAREKETL‹ FAZ TÜRLER‹
• ‹YON SEÇ‹C‹L‹⁄‹
• SUPPRESSOR
• ‹YON KROMATOGRAF‹S‹
DEDEKTÖRLER‹
• SU NUMUNELER‹NDE KLOR(C1 – )
VE N‹TRAT(NO 3 – ) ANAL‹Z‹

‹yon Kromatografisi
G‹R‹fi
‹yon kromatografisi, sulu çözeltilerdeki baz› spesifik analitik sorunlar›n çözümü
için gelifltirilmifltir. Sulu çözeltide katyonlar›n, anyonlar›n kantitatif olarak belirlenmesinde
ve ayr›lmas›nda klasik yöntemler, her bir iyon için farkl› yöntem ve farkl›
reaktifler gerektirmektedir. Ayr›ca matriks sorunlar› da baz› kar›fl›kl›klara yol açmakta
ve bunlara ek olarak klasik yöntemlerle kimyasal yönden birbirine benzer
türlerin ayr›lmas› oldukça zor olmaktad›r. Böylece benzer iyonlar›n ço¤unun belirlenmesi
için spesifik analitik yöntemler gerekmektedir, dolay›s›yla 10 µg L -1
(ppb)’den daha düflük deriflimlerdeki iyonlar› klasik yöntemlerle belirlemek oldukça
zordur. Bütün bu sorunlar iyon kromatografisi kullan›lmas›yla giderilebilmektedir.
‹yon kromatografisi; toksikolojide, adli t›pta, içme suyu ve at›ksulardaki kirliliklerin,
hava kirlili¤inin, endüstriyel at›klar›n, biyolojik çözeltilerdeki iyonik türlerin
belirlenmesinde, endüstriyel proseslerdeki ara ürünlerin kalite kontrollerinin yap›lmas›nda,
g›da ve içecek analizlerinde, kütle spektrometresi veya di¤er spektroskopik
yöntemlerden önce kar›fl›mlardaki bileflenlerin ayr›lmas›nda, iyonik safs›zl›klar›n
tan›mlanmas›nda, kar›fl›mlardaki bileflenlerin saflaflt›r›lmas›nda, de¤iflik numunelerdeki
inorganik anyonlar›n ve katyonlar›n, organik asitlerin, aminlerin, amino
asitlerin, karbonhidratlar›n veya nükleik asitlerin belirlenmesinde kullan›lmaktad›r
(Statler 1997; Smith ve Chang 1991).
Matriks: Analit iyonlar› hariç
di¤er tüm bileflenleri içeren
çözelti.
‹YON KROMATOGRAF‹S‹
‹yon kromatografisi, s›v› kromatografisinin bir alt s›n›f› olarak düflünülebilir. S›v›
kromatografisinin en önemli temel bilefleni kolondur. Kolon, ço¤unlukla küresel,
ince partiküller içeren bir jel veya kat› ile bas›nç alt›nda paketlenmifltir. (fiekil 9.1).
Kolonun içine yerlefltirilen bu materyal s›v› kromatografisinde sabit faz olarak adland›r›lmaktad›r.
Kolondan sürekli olarak geçirilen s›v›ya ise hareketli faz denilmekte
ve bu faz, bir pompa arac›l›¤›yla kolona sürekli pompalanmaktad›r. ‹yon
kromatografisi genel olarak sulu örneklere, su içerisinde çözünebilen veya sulu
çözeltiye ekstrakte edilebilen kat› örneklere uygulanmaktad›r. Sulu örnekler için,
ön ifllemler gerekmeyebilir, fakat bazen de numuneyi iyon kromatografisi sistemine
vermeden önce seyreltme veya süzme ifllemleri gerekebilir. Toprak veya hava
filtreleri gibi çözünmeyen kat› numunelerin analizi için genellikle bunlar›n önce
sulu çözelti içerisine ekstrakte edilmesi gerekmektedir. Gaz numunelerin analizleri
oldukça ilginçtir ve üzerindeki araflt›rmalar halen devam etmektedir.

190 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 9.1
‹yon
kromatografisinin
flematik gösterimi
negatif yüklü
kolon dolgu
malzemesi
büyük pozitif yüklü iyon
pozitif yüklü iyon
negatif yüklü iyon
büyük negatif yüklü iyon
1 2 3 4 5 6
yüklerine ve büyüklüklerine
göre ayr›lm›fl iyonlar
Anyon: Negatif yüklü iyon
Katyon: Pozitif yüklü iyon
‹yon kromatografisinde genellikle 5 ile 200 µL hacimlerde örnekler kullan›lmaktad›r.
Seyreltme, çözme ve süzme en çok kullan›lan örnek haz›rlama yöntemleridir.
Örnek haz›rlama ifllemleri d›fl›nda analiz süresi 3 dk ile 2 saat aras›nda de-
¤iflebilmektedir, fakat genellikle analiz 10-15 dk sürmektedir.
Modern iyon kromatografisi ilk defa Small ve arkadafllar› (1975) taraf›ndan ortaya
at›lm›flt›r. Bu yöntemde; C1 - , SO 4 -2 , NO 3 - ve PO 4 -3 gibi anyonlar veya Na +
, NH 4 + , K + ve Ca +2 gibi katyonlar›n belirlenmesi için iyon kromatografisi cihaz›-
na efl zamanl› olarak iletkenlik dedektörü ba¤lanm›flt›r. Daha sonralar› hareketli
fazdan veya eluentten gelebilecek iletkenlik sinyallerini azaltmak ve analit sinyalini
artt›rmak için suppressor kolon kullan›larak sistem gelifltirilmifltir.
‹yon kromatografisi di¤er kromatografik yöntemlere göre afla¤›daki üstünlüklere
sahiptir:
• Yüksek duyarl›l›¤a sahiptir. Bilinen birçok inorganik iyon için tayin s›n›r›
yaklafl›k 1-5 µg (ppb) aras›ndad›r. Buna karfl›n bu sonuç, dedektörün analite
karfl› verdi¤i cevaba, ay›rma yönteminin do¤as›na ve büyük ölçüde numunede
giriflim yapan türlere ba¤l›d›r.
• Rutin analizler için kesinlik yaklafl›k % 3’tür, fakat bir iç (internal) standart
kullan›larak analizin dikkatli ve denetim alt›nda yap›lmas›yla ba¤›l standart
sapmay› % 1’den daha düflük elde etmek mümkündür.

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
191
• Bir numunedeki çok farkl› iyonlar tek basamakta kolayca belirlenebilmektedir.
• Di¤er analitik yöntemlerde kar›fl›kl›¤a yol açan matriks sorunlar› ile iyon
kromatografisinde karfl›lafl›lmamaktad›r.
‹yon kromatografisi ile iyonik türlerin ayr›lmas›nda, iyon de¤ifltirici reçineler
kullan›lmaktad›r. Sentetik iyon de¤ifltirici reçineler uzun y›llard›r bilinmektedir.
‹deal iyon de¤iflim materyallerinin yükleri kal›c› ve bu yük pH ile de¤iflmemektedir.
‹lk kullan›lan anyon de¤iflim reçinelerinde kuaterner alkil amonyum gruplar›,
katyon de¤iflim reçinelerinde ise sülfonik asit gruplar› bulunmaktayd›. Modern
iyon kromatografisi uygulamalar›nda kullan›lan ilk reçinelerin yüzeyi stirendivinilbenzen
ile kaplanm›flt›r. Bir çok anyon 30 dk’da, alkali metal katyonlar› ise yaklafl›k
25 dk’da iyon kromatografisi cihaz› ile ayr›lm›flt›r. Bugün kullan›lan yüksek-verimli
iyon de¤iflim reçineleri ile analiz süreleri çok daha k›salm›flt›r. Anyonlar için
analiz süresi 3 dk’ya, I. ve II. grup katyonlar için 10 dk dolaylar›na kadar düflmüfltür.
Analiz h›z›ndaki bu geliflmeler reçinenin seçicili¤ine, yap›s›n›n homojenli¤ine
ve düzenlili¤ine ba¤l›d›r. ‹yon kromatografisinde ince bir tabaka fleklinde kullan›-
lan reçine, iyonlar›n reçine içerisine difüzyonunu engelleyerek band genifllemesini
minimum düzeylere indirmektedir. Ayr›ca analiz h›z› gradient iyon kromatografilerinin
kullan›lmas›yla da artt›r›labilmektedir. Bu yöntemle, eluent deriflimi artmakta
ve böylece çok zay›f ve çok kuvvetli tutunan iyonlar›n daha k›sa sürede ayr›lmalar›
gerçekleflmektedir.
‹yon kromatografisi ile bilinen inorganik anyonlar›n d›fl›nda en çok belirlenen
anyonlar; halojenürler, sülfür ve oksitleri, organik asitler, fenoller, fosfor ve metal
oksitleri, boron bileflikleri ve kloro fenollerdir. ‹yon kromatografisi ile en çok belirlenen
katyonlar ise; alkali metaller, toprak alkali metaller ve geçifl metalleridir.
CI - ,Br - , 2-
SO ,NO - 3 ve PO 3- 4 gibi anyonlar ile Li + ,NH + 4 , Mg 2+ ve Ca 2+ 4
gibi katyonlar
ve poliprotik zay›f asit ve zay›f bazlar›n iyonlar› pH’lar› ayarlanarak iyon
kromatografisiyle kolayl›kla belirlenebilmektedir. Aminlerin pH’s› yaklafl›k 9’un alt›nda
katyoniktir. Karboksilik asitlerin pH’s› 3’ün üzerinde anyoniktir. Amino asitler
yüksek pH’larda anyonik veya düflük pH’larda katyonik olabilmektedir. fieker
ve benzeri karbonhidratlar pH 12-13’ün üzerinde çok zay›f asit olarak davranmakta
ve anyon olarak kromatografik analizleri yap›labilmektedir.
‹yon kromatografisi, iyonlar›n ayr›lmas› ve deriflimlerinin belirlenmesi için kullan›lan
kromatografik bir yöntem olmas›n›n yan›s›ra, anyon ve katyon de¤ifliminde
de oldukça s›k kullan›lan bir ay›rma yöntemidir. Bununla beraber iyon seçicilik,
iyon paylafl›m› ve flelat oluflturma yöntemleri de birçok yönden avantajlar sa¤lamaktad›r.
‹yonlar, seçicili¤i ve özelli¤i farkl› olan birkaç dedektör kullan›larak
belirlenebilmektedir. Nötralli¤e yak›n olan türler için genel olarak iletkenlik dedektörü
kullan›lmaktad›r. Baz› türler için amperometrik, optik, ICP (inductively coupled
plasma) veya kütle spektrometre dedektörleri tercih edilmektedir (Rouessac
ve Rouessac 2000).
‹yon kromatografisi ile analize bafllanmadan önce kat› ve sulu örneklere SIRA S‹ZDE ne tür ön ifllemler
uygulanabilir
‹YON KROMATOGRAF‹S‹ C‹HAZI
DÜfiÜNEL‹M
Bir iyon kromatografisi cihaz›n›n ana bileflenleri befl bölümde incelenebilir (fiekil
9.2). Bunlar;
SORU
• Eluent pompas› ve s›v› kaplar›,
• Enjeksiyon k›sm›,
D‹KKAT
1
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ

iletkenlik
iletkenlik
192 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 9.2
• ‹yon de¤ifltirici ay›r›m kolonu,
• Suppressor kolonu ile beraber iletkenlik dedektörü ve veri toplay›c›,
• Rejenerasyon pompas›d›r.
‹yon
kromatografisi
cihaz›n›n ana
bileflenleri
eluent
örnek
enjeksiyon
k›sm›
pompa
ay›r›m kolonu dedektör veri toplay›c›
anyon-de¤iflim
tepkimesi
iyon-de¤ifltirici
suppressor
iletkenlik
ölçüm
hücresi
kaydedici
Eluent: Kromatografide
ay›rman›n gerçekleflmesi
için kullan›lan yürütücü
çözücüdür.
fiekil 9.3
Tüm iyon kromatografisi sistemlerinde, bir eluent ve pompas›, enjeksiyon k›sm›,
iyon ay›r›mlar›n›n gerçekleflti¤i bir ay›rma kolonu ve dedektör bulunmaktad›r.
Baz› iyon kromatografi sistemlerinde ay›rma kolonu ile dedektör aras›nda, eluent
iyonlar›n›n background iletkenli¤ini azalt›p, örnek iyonlar›n›n tek ve daha iletken
forma dönüflmesini sa¤lamak amac›yla bir suppressor kolon kullan›lmaktad›r. Bu
tür sistemlere suppressed iyon kromatografisi, buna karfl›n suppressorün kullan›lmad›¤›,
dolay›s›yla ay›rma kolonundan ç›kan örnek iyonlar›n›n do¤rudan dedektöre
ulaflt›¤› sistemlere ise non-suppressed iyon kromatografisi ad› verilmektedir
(fiekil 9.3). Non-suppressed sistemlerde background iletkenli¤i elektronik devreler
yard›m›yla düflürülse bile, eser miktardaki madde analizlerini yapmak hemen hemen
olanaks›zd›r. Bu tek kolonlu sistemler, yüksek duyarl›l›k gerekmeyen veya
numunelerin çok kompleks olmad›¤› durumlarda kullan›lmaktad›r.
Suppressed ve nonsuppressed
iyon
kromatografisinin
flematik gösterimi
ve elde edilen
kromatogramlar
hareketli faz
pompa
enjeksiyon
kolon
hareketli faz
pompa
enjeksiyon
kolon
suppressor
dedektör
dedektör
Suppressed iyon kromatografisi
Non-Suppressed iyon kromatografisi
Non-Suppressed ‹yon Kromatografisi
zaman
Supperessed ‹yon Kromotografisi
zaman

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
193
Suppressed iyon ve non-suppressed iyon kromatografisi sistemleri SIRA ne S‹ZDE amaçla kullan›lmaktad›r,
yorumlay›n›z.
2
SIRA S‹ZDE
‹YON DE⁄‹fi‹M‹
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
‹yon de¤iflimi; yüklü bir analit, sabit bir faz ve sabit faz›n z›t yüküne sahip bir eluent
varl›¤›nda gerçekleflmektedir (fiekil 9.4). Z›t yüklü bölgeler SORU fonksiyonel gruplar
olarak adland›r›lmaktad›r. Analit iyonlar›n› sisteme vermeden (enjeksiyondan)
SORU
önce, sabit fazdaki elektriksel nötralli¤i sa¤lamak için eluent sisteme D‹KKAT verilmektedir.
D ‹KKAT
Numune enjekte edildi¤inde yeni iyonlar sabit faz›n fonksiyonel gruplar›yla etkileflmek
için bir yar›fla girmektedir. Bu yar›fl tüm kromatografi kolonu boyunca iki
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
faz aras›nda gerçekleflmektedir. Sabit faz iyonlar› ise hareket etmemektedir. ‹yonlar,
yaln›zca hareketli faz içinde kolonda hareket halindedirler. Bir iyon sabit fazla
ne kadar fazla etkileflirse, kolonda o kadar yavafl ilerler. AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
fiekil 9.4
Sabit faz
Hareketli faz
K ‹ T A P
Hidroksit eluenti
ile bir anyonun K ‹ T A P
iyon de¤iflimi
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
_
X analit iyonu
‹NTERNET
‹NTERNET
_
OH eluent iyonu
OH _
X _
Analit iyonlar›n›n ayr›lmas›, farkl› analit iyonlar›n›n bir fonksiyonel gruba olan
ilgilerinin farkl› olmas›yla gerçekleflmektedir. Örne¤in; A analitinin sabit faza olan
ilgisi B analitinden fazla ise A, eluent iyonlar›yla daha iyi yar›flacak ve daha uzun

194 Aletli Analiz Laboratuvar›
süre al›konacakt›r. Bu nedenle A, B’den daha sonra kolondan elue edilecektir.
Analitlerin sabit faza olan ba¤›l ilgileri seçicilik olarak bilinmektedir. Seçicilik; içerdi¤i
fonksiyonel grubun türüne, sabit faz›n çevresine yak›n fonksiyonel gruba, eluent
iyonlar›n›n özelliklerine, eluent iyonunun deriflimine, çözücülere veya iyonpaylafl›m
ajanlar› gibi iyonik olmayan veya z›t yüklü eluent eklemelerine ve s›cakl›k
gibi birçok ay›rma parametrelerine ba¤l›d›r. ‹lk iki parametre, iyon-de¤iflim kolonunun
tasar›m›yla belirlenmekte ve birçok inorganik anyon, organik asit veya
inorganik katyonlar› içeren analitler için optimize edilmektedir.
Sabit fazdaki fonksiyonel gruplar›n miktar› kapasite olarak tan›mlanmaktad›r.
Kapasite, genellikle 1 g reçinenin eflde¤eri veya bir kolonun eflde¤er say›s› olarak
bilinmektedir. Kapasitenin yüksek olmas›, analit iyonlar›n›n kolonda daha uzun
süre al›konmalar›na yol açmaktad›r. Kapasite, seçicilik de¤iflmeksizin art›r›labilmekte
veya azalt›labilmektedir (Statler 1997).
SAB‹T FAZ TÜRLER‹
‹yon de¤ifltiriciler, yüzeydeki iyonik fonksiyonel gruplar›n ve destek olarak kullan›lan
matriksin yap›s›yla tan›mlanmaktad›r. ‹yon kromatografisinde yayg›n olarak
kullan›lan fonksiyonel gruplar; sülfonik, karboksilik, fosfonik, fosfinik, arsenik, selenoik
asitler, fenoller gibi katyon de¤ifltiriciler ve kuaterner amonyum, tersiyer,
sekonder ve primer aminler gibi anyon de¤ifltiricilerdir.
Katyon de¤ifltiricilerin fonksiyonel gruplar›, sanki iyonlafl›yorlarm›fl gibi davranabilirler.
Bu nedenle kuvvetli asit ve zay›f asit tipine göre s›n›fland›r›l›rlar. Kuvvetli
asidik fonksiyonel gruplar, genifl pH aral›¤›nda, bunun tersine zay›f asidik
fonksiyonel gruplar, s›n›rl› pH aral›klar›nda iyonlafl›rlar. Sülfonik asit gibi katyon
de¤ifltiriciler kuvvetli asit türü iyon de¤ifltiricilerdir. Di¤er katyon de¤ifltiricilerin
ço¤unun fonksiyonel gruplar› zay›ft›r. Zay›f asidik fonksiyonel gruplar pKa de¤erlerinden
daha yüksek pH de¤erlerinin kullan›lmas›n› gerektirmektedir. Örne¤in;
-COOH gibi bir karboksilik asit fonksiyonel grubu içeren reçine, pKa de¤erinden
daha büyük pH de¤erinde, -COO - formunda sadece katyon tutabilmektedir. Benzer
flekilde, anyon de¤ifltiriciler de kuvvetli baz ve zay›f baz de¤ifltiriciler olarak s›-
n›fland›r›labilirler. Kuaterner amonyum fonksiyonel gruplar›, kuvvetli anyon de¤ifltirici
gruplar olarak bilinmektedirler. Kuvvetli baz, genifl bir pH aral›¤›nda pozitif
yüklü olacak ve bu nedenle zay›f anyon de¤ifltiricilerin aksine bir anyon de¤ifltirici
olarak davranacakt›r. Örne¤in; -NH 2 gibi bir zay›f anyon de¤ifltirici içeren reçinenin
-NH 3 + fleklinde protonlanmas› için pH de¤erinin olabildi¤ince düflük olmas›
gerekmektedir. ‹yon kromatografi ay›rmalar›n›n ço¤unda, kuvvetli anyon de¤ifltirici
(SAX) veya kuvvetli katyon de¤ifltirici (SCX) olarak silika veya polimerik iyon
de¤ifltiriciler kullan›lmaktad›r (Shulamit 2002).
Kolon Malzemeleri
‹yon kromatografisinde sabit faz için destek maddesi olarak kullan›lan malzemeler;
silika-bazl›, sentetik organik polimerler ve hidröz oksitler olmak üzere üç bafll›k
alt›nda toplanabilir.
Silika-Bazl› Malzemeler
Silika-bazl› malzemeler iki farkl› gruba ayr›labilirler. Birinci grup, silika partiküllerine
kimyasal ba¤ ile do¤rudan ba¤lanan ve bir fonksiyonel grup içeren fonksiyonel
silika, ikinci grup ise bir polimer tabakas›yla birinci tabaka aras›nda silika partiküllerinin
yer ald›¤›, polistiren, silikon veya florokarbon gibi polimer tabakal› si-

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
195
likad›r. Bu tabakaya daha sonra fonksiyonel gruplar ba¤lanmaktad›r. Bu partiküllerin,
polimerik olanlara göre en önemli avantaj›, polimerin ince tabakas› boyunca
çözünenin difüzyonunun daha h›zl› gerçekleflmesi ve dolay›s›yla daha etkin bir
ay›r›m›n sa¤lanmas›d›r. Fonksiyonel gruplar içeren silika-bazl› iyon de¤ifltiriciler,
kuvvetli katyon de¤ifltirici formundaki alkil sülfonatlar ve kuvvetli anyon de¤ifltirici
formundaki kuaterner amonyumlara kimyasal ba¤lanmayla oluflturulmaktad›r.
Kapasiteleri, çok yüksek de¤ildir. UV-görünür bölge dedeksiyonu ve suppressed
iletkenlik dedeksiyonu gerektirmektedir. Polimerik tabakal› silika, düflük kapasiteye
sahiptir. Bu nedenle non-suppressed iyon kromatografisi için uygundur. Silikabazl›
sabit faz›n en önemli avantajlar›, kromatografik etkinli¤inin, kararl›l›¤›n›n
yüksek ve yüksek bas›nca dayan›kl› olmas›d›r. En önemli dezavantaj›, kolonun sadece
2

196 Aletli Analiz Laboratuvar›
ba¤l› olarak bir izoelektrik pH aral›¤›na sahiptir. Örne¤in; silika için izoelektrik
nokta 2, alumina için sitrat tamponunda 3,5 ve karbonat tamponunda 9,2’dir. Bu
nedenle, hidröz oksitin sabit faz oldu¤u durumda, pH, yüksek seçicili¤i kontrol
eden parametredir (Shulamit 2002).
Sabit Faz›n Özellikleri
Sabit faz›n özellikleri iyon kapasitesi, fliflme ve seçicilik aç›s›ndan incelenebilir.
fiekil 9.5
‹yon kapasitesi
‹yon de¤ifltiricinin iyon kapasitesi, sabit faz›n kütlesi bafl›na düflen fonksiyonel
grubun say›s›yla belirlenmektedir (fiekil 9.5). En yayg›n olarak kullan›lan birim,
yükün milieflde¤eri bafl›na kuru yükün gram› (meq g -1 ) veya milieflde¤eri bafl›na
›slak yükün mililitresidir (meq mL -1 ). ‹kinci durumda, sabit fazda var olan karfl›t
iyon tipine göre yükün fliflme derecesi ve hacmi belirlenmektedir. Bir sabit faz›n
iyon de¤iflim kapasitesi, elüsyon için hareketli fazda kullan›lan yar›flan iyonlar›n
deriflimlerinin belirlenmesinde çok önemli rol oynamaktad›r. Yüksek kapasiteli sabit
fazlarda, genellikle daha deriflik hareketli fazlar›n kullan›m› gerekmektedir. Bu
durum, HPLC ile iletkenlik dedektörlerinin kullan›m›nda sorun yaratmaktad›r. ‹yon
kromatografisinde genelde iyon de¤iflim kapasitesi 10-100 meq g -1 de¤erleri aras›ndad›r.
‹yon de¤ifltiricinin
iyon kapasitesine
fonksiyonel
grubun etkisi
CH 2
SO 3
O
CH 2
-C
O
O
kuvvetli katyon de¤ifltirici
zay›f katyon de¤ifltirici
CH 2
-CH 3
CH 3
CH 3
CH 2
-CH 3
N CH 3
CH 2
-CH 2 NH
kuvvetli anyon de¤ifltirici
zay›f katyon de¤ifltirici
fiiflme (Swelling)
Organik sabit fazlar, çapraz ba¤l› polimerik zincirler içeren iyonik fonksiyonel
gruplardan oluflmaktad›r. Bu tip materyaller suyla etkileflti¤inde fliflerler. fiiflmeyle
300 atm bas›nca ç›karlar. ‹yonik kapasitesi ne kadar yüksek ve iyonun çapraz ba¤lanmas›
ne kadar düflük ise polimer fliflmeye o kadar duyarl›d›r. Hareketli faz›n içeri¤i,
fliflme etkisinde çok önemlidir. Yüksek çapraz ba¤l› makroporöz reçineler genellikle
yüksek performansl› iyon kromatografisi için sabit faz olarak kullan›l›rlar.

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
197
Seçicilik
Sabit faza farkl› karfl›t iyonlar›n ba¤›l ilgisi, kullan›lan koflullar ve iyon de¤ifltiricinin
türüne göre de¤iflim göstermektedir. Basit bir iyon de¤ifliminde tek bir al›konma
mekanizmas› geçerli olmayabilir. Böyle durumlarda fonksiyonel gruplardan sabit
faz matriksine adsorpsiyon veya iyon-seçicilik etkisi vard›r. Buna karfl›n, farkl›
iyonlar için iyon de¤ifltiricilerin yaklafl›k davran›fllar› belirlenmifltir. ‹yonik etkileflimleri
etkileyen çözünen iyon, hareketli faz iyonu ve karfl›t iyonlar›n özellikleri
afla¤›da verilmifltir:
• Çözünen iyonun yükü,
• Solvatize iyonun büyüklü¤ü,
• ‹yon de¤iflim polimerlerinin çapraz ba¤lanma derecesi,
• Çözünen iyonun polarl›¤›,
• Sabit faz›n iyon de¤iflim kapasitesi,
• Sabit faz üzerindeki fonksiyonel gruplar›n türü,
• Deste¤in sabit faz matriksiyle etkilefliminin boyutudur.
Bir kural olarak, çözünen iyonun yük yo¤unlu¤unun artmas› onun sabit faza
olan ilgisiyle ba¤›nt›l›d›r. Daha küçük çapl› solvatize olmufl, büyük yüklü iyonlar,
çok fazla elektrostatik etkileflimlerden dolay› kolonda daha uzun süre al›konurlar.
Bu durum, daha seyreltik hareketli fazlarda daha s›k görülmektedir. Kuvvetli asidik
katyon de¤iflim sabit faz›na katyonlar›n ba¤›l ilgilerinin s›ralamas› genelde afla-
¤›daki gibidir:
Pu 4+ >La 3+ >Ce 3+ >Pr 3+ >Eu 3+ >Y 3+ >Sc 3+ >Al 3+ >Ba 2+ >Pb 2+ >Sr 2+ >Ca 2+ >Ni 2+ >Cd 2+ >
Cu 2+ >Ca 2+ >Zn 2+ >Mg 2+ >UO 2 2+ >Tl + >Ag + >Cs + >Rb + >K + >NH 4 + >Na + >H + >Li +
Bu seriden; 0,1 M KCl’ün katyon de¤ifltirici hareketli faz›, 0,1 M NaCl içerenden
daha kuvvetlidir, sonucu ç›kar›labilir. Kuvvetli bazik anyon de¤ifltiricilere anyonlar›n
ba¤›l ilgilerinin s›ralamas› ise afla¤›daki gibidir:
Sitrat>salisilat>CIO - 4 >SCN- >I - >S 2 O 3 2- >WO 4 2- >MoO 4 2- >CrO 4 2- >SO 4 2- >
SO 3 2- >HPO 4 2- >NO 3 - >Br - >NO 2 - >CN - >CI - >HCO 3 - >H 2 PO 4 - >CH 3 COO - >
IO 3 - >HCOO - >BrO 3 - >CIO 3 - >F - >OH -
Sabit faz gözeneklerinden daha fazla solvatize olmufl iyonlar›n uzaklaflt›r›lmas›,
iyon-seçicilik etkilerinde daha yüksek çapraz ba¤lanmayla sonuçlanmaktad›r. Bu
iyonlar sabit faza daha az tutunduklar› için küçük ve daha büyük yüklü olanlardan
daha h›zl› elue olurlar ve bunlar daha küçük gözeneklerden geçebilirler. Daha büyük
yüklü ve küçük yar›çapl› iyonlar polarize olabilirler ve daha uzun süre al›konurlar.
Yukar›daki listede son iki özelli¤in etkisini belirlemek oldukça zordur.
HAREKETL‹ FAZ TÜRLER‹
Non-suppressed ve suppressed iyon de¤iflim kromatografisi için birbirinden farkl›
hareketli fazlar kullan›lmaktad›r.
Non-Suppressed ‹yon De¤iflim Kromatografisi ‹çin
Hareketli Fazlar

198 Aletli Analiz Laboratuvar›
Anyonlar ‹çin Eluentler
Non-suppressed iyon de¤iflim kromatografisinde anyonlar için en çok kullan›lan
hareketli fazlar (eluentler); aromatik karboksilik asitler ve tuzlar, alifatik karboksilik
asitler, aromatik ve alifatik sülfonik asitler, KOH, borat kompleksleri, EDTA ve
inorganik tuzlard›r.
• Aromatik karboksilik asitler ve tuzlar›: Aromatik karboksilik asitlerin
tuzlar›, non-suppressed iyon kromatografisi ile anyonlar›n ayr›lmas›nda çok
yayg›n olarak kullan›lan eluent türleridir. Bunlar düflük iletkenli¤ine sahiptirler.
Seyreltik çözeltilerde düflük background iletkenli¤ine sahip eluentler kullan›lmaktad›r.
Aromatik k›s›m yo¤un bir UV kromoforudur. Bu nedenle aromatik
asit tuzlar› dolayl› spektrofotometrik dedeksiyon için uygundur. Bu
asitlerin tümü zay›ft›r, bu nedenle tampon özelli¤ine sahiptir ve bunlar›n bir
ço¤u poliprotik oldu¤undan genifl bir pH aral›¤›nda tampon özelli¤i sa¤layabilirler.
Aromatik karboksilat tuzlar›ndan hareketli faz haz›rlamak oldukça
kolayd›r. ve ‘dan daha düflük iletkenli¤e sahip LiOH’in uygun miktar›n›n asit
ile kar›flt›r›lmas›yla bu hareketli faz kolayca haz›rlanabilir. Yüksek pH gerekti¤inde
LiOH’in yerine pH’y› artt›rmak için tamponu kullan›lmaktad›r.
• Alifatik karboksilik asitler: Alifatik karboksilik asitlerin tuzlar›ndan elde
edilen hareketli fazlar, non-suppressed sistemlerde yayg›n olarak kullan›lmaktad›r.
Sitrik, tartarik, süksinik, fumarik, malik, asetik ve formik asitler bilinen
eluent türleridir. Sitrat d›fl›nda bunlar›n hepsi zay›f eluentlerdir. Oldukça
iletken, UV absorpsiyonu zay›f ve iyon-de¤iflim seçimlilik katsay›lar› düflüktür.
Zay›f al›konan anyonlar›n kar›fl›mlar›n›n ayr›lmas› için uygundurlar.
• Aromatik ve alifatik sülfonik asitler: Sülfonik asitler non-suppressed
iyon kromatografisinde, çal›fl›lan eluent pH aral›¤›nda, sulu çözeltide tamamen
iyonlafl›rlar. Bu nedenle eluent pH’s›, çözünenin al›konma zaman›nda
kritik bir faktör olmamaktad›r. Aromatik sülfonik asitler, aromatik karboksilik
asitlerin üstün özelliklerinin ço¤una sahiptir. Örne¤in; bunlar düflük iletkenli¤e,
kuvvetli UV absorbans›na ve büyük iyon de¤iflim seçimlilik katsay›s›na
sahiptirler. Bu tür gruplar, iletkenlik ve dolayl› spektrofotometrik dedeksiyon
için uygun kuvvetli eluentlerdir. En büyük dezavantajlar›, tampon
kapasitesinden yoksun olmalar›d›r. Bu nedenle ay›rma için pH’›n önemli oldu¤u
durumlarda hareketli faza ek tampon eklenmesi gerekmektedir. Alifatik
sülfonik asitler, daha k›sa zincirli ve yüksek iletkenli¤e sahiptirler. Bunlar›n
zay›f UV absorpsiyonu ve ortalama bir iyon de¤iflim seçimlili¤i vard›r
ve do¤rudan UV dedeksiyonu için uygundurlar.
• Potasyum hidroksit: Hidroksit iyonu iyon de¤ifliminde yar›flan en zay›f
iyondur ve çok yüksek iletkenli¤e sahiptir. Zay›f al›konan iyonlar (F - ,CIO 3
-
BrO 3 - ,CI - ,NO 2 - ,Br - ve NO 3 - ) veya yüksek pH gerektiren zay›f asitler (fenol,
silikat, siyanosülfit ve arsenit) için bu eluent son derece uygundur. Dedeksiyon
modu genellikle dolayl› iletkenliktir.
• Borat kompleksleri: Hem H 3 BO 3 ‘in hem de BO 3 3- ‘›n, mannitol, glukoz,
fruktoz, ksiloz, gliserol, sorbitol veya maltoz gibi polihidroksi bilefliklerle
veya glukonik, tartarik, glukoronik ve galaktoronik gibi asidik bilefliklerle
oluflturdu¤u nötral veya anyonik kompleksler iyi bilinmektedir. Glukonik
asit ile yapt›¤› kompleks çok yayg›n olarak kullan›lmaktad›r.
• Etilendiamintetraasetik asit (EDTA): EDTA, anyonlar için, bir alifatik
polikarboksilik asit eluenti olarak kullan›labilir. EDTA ayn› zamanda, çok
yüklü metalik katyonlar için de kuvvetli bir komplekslefltiricidir. EDTA’n›n
ikinci en önemli uygulamas› da kompleksleflme kapasitesidir.

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
199
• ‹norganik tuzlar: CI - ,SO 4 2- veya PO 4 3- gibi inorganik anyonlar güçlü eluentler
olmalar›na karfl›n, yüksek iletkenliklerinden dolay› do¤rudan iletkenlik dedeksiyonunda
tercih edilmezler, fakat di¤er dedeksiyon yöntemlerinde (UV absorbsiyonu,
k›r›lma indisi, elektrokimyasal ve post-kolon reaksiyonu gibi) kullan›labilirler.
Katyonlar ‹çin Eluentler
Non-suppressed iyon de¤iflim kromatografisinde katyonlar için en çok kullan›lan
hareketli fazlar (eluentler), inorganik asitler ve organik bazlard›r.
• ‹norganik asitler: Nitrik asit gibi inorganik asitlerin seyreltik çözeltileri,
non-suppressed iyon kromatografisiyle aminlerin ve alkali metal katyonlar›-
n›n ayr›lmas›nda çok kullan›lan eluentlerdir. Eluentin gücü, yaln›zca onun
pH’s› ile belirlenmektedir. Hidronyum iyonu, bu çözünenler için yar›flan etkili
bir katyondur ve hareketli faz›n çok yüksek iletkenli¤i, hassas ve dolayl›
iletkenlik dedeksiyonunu olanakl› k›lmaktad›r.
• Organik bazlar: Organik bazlar›n protonlanmas› pH’›n azalmas›yla artmaktad›r.
Bundan dolay› bunlar, düflük pH’larda katyon de¤iflim eluentleri olarak
kullan›lmaktad›rlar. Tek yüklü protonlanm›fl bazlar yaln›zca tek yüklü
aminlerde etkin olurken, iki yüklü bazlar genellikle iki yüklü katyonlar›n ayr›lmas›
için daha uygun olmaktad›r.
‹yon de¤iflim kromatografisi kullan›larak saf su üretimi için afla¤›da SIRA verilen S‹ZDE kimyasal eflitli¤i
yorumlay›n›z.
3
SIRA S‹ZDE
Cu 2+
H + iyon de¤iflimi
2NO 3
- OH– iyon de¤iflimi
2H +
DÜfiÜNEL‹M
2H + +2OH -
2OH – saf H
SORU 2 O
DÜfiÜNEL‹M
SORU
Suppressed ‹yon Kromatografisi ‹çin Hareketli
D‹KKAT
Fazlar
D‹KKAT
Daha önceden de de¤inildi¤i gibi suppressor, iletkenlik dedektörü ve kromatografik
kolon aras›na yerlefltirilen bir alettir. Amaç, eluentin background SIRA S‹ZDEiletkenli¤ini
SIRA S‹ZDE
azaltmak ve e¤er mümkünse analit iyonlar›n›n iletkenli¤ini art›rmakt›r. Suppressorler
afla¤›daki mekanizmalara göre çal›fl›rlar:
• Hidronyum iyonlar›yla eluent katyonlar› yer de¤ifltirirler.
AMAÇLARIMIZ
Bu amaçla, zay›f asitlerin
sodyum tuzlar›n› içeren hareketli fazlar (karbonat, borat) kullan›labilir.
AMAÇLARIMIZ
• Hidroksit iyonlar›yla eluent anyonlar› yer de¤ifltirirler. Bu amaçla CI - ve
NO - K ‹ T A P
3 tuzlar› kullan›labilir.
• Eluent iyonlar› çöktürmeyle tamamen uzaklaflt›r›l›r. Buna bir örnek olarak
Ba 2+ ve Pb 2+ iyonlar›n›n SO 2- 4 ile çöktürülerek ayr›lmas› verilebilir.
• Cu +2 TELEV‹ZYON
veya di¤er kompleks oluflturabilen iyonlarla kompleksleflerek hareketli
fazdaki yüklü iyonlar indirgenir. Bu tür suppressorler için hareketli fazlar
uygun flelat içermelidir.
‹NTERNET
Hareketli Faz›n Özellikleri
Hareketli faz›n elüsyon fliddeti; iyonik fliddetin, pH’›n veya anyonun türünün de-
¤ifltirilmesiyle denetlenebilir. ‹yon kromatografisinde kullan›lan hareketli fazlar,
afla¤›daki gibi benzer özelliklere sahip olanlar›n s›n›fland›r›ld›¤› sulu tuz çözeltileridir.
Bunlar;
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET

200 Aletli Analiz Laboratuvar›
• Dedeksiyon moduyla uygunluk (suppressed veya nonsuppressed),
• Yar›flan iyonun yap›s›,
• Yar›flan iyonun deriflimi,
• Hareketli faz›n pH’s›,
• Hareketli faz›n tampon kapasitesi,
• ‹yonik örnek bilefliklerinin kompleks oluflturma yetene¤i,
• Organik modifiye edicilerdir.
Dedeksiyon Moduyla Uygunluk (Suppressed veya Nonsuppressed)
‹stenilen ay›rma için, uygun hareketli faz›n belirlenmesinde kullan›lan dedeksiyon
modu son derece önemlidir. Elde edilen background ve dedektör sinyali çok yüksek
olmamal›d›r. Aksi taktirde temel çizginin (baseline) kararl›l›¤›, genifl bir dinamik
aral›kta ve elde edilen do¤rusall›ktan sapacakt›r. Yüksek duyarl›l›k gerekti¤inde,
hareketli faz›n verece¤i yüksek cevap (iletkenlik dedektöründe yüksek iletkenlik,
UV-görünür bölge dedektöründe yüksek absorbans) onun kullan›m›n› olanaks›z
hale getirecektir. Partiküler ay›rma için alternatif olarak yaln›zca yüksek iletkenli¤e
sahip hareketli faz kullan›lacaksa, kolon ç›k›fl›yla dedektör aras›nda iletkenli-
¤i sa¤layacak bir suppressor kullan›lmal›d›r.
Yar›flan ‹yonun Yap›s›
Sabit faza, hareketli faz iyonlar›n›n ilgisi, çözünen iyonlar›n ilgisini etkileyen benzer
faktörlerden (yük yo¤unlu¤u, hidratlaflma derecesi, polarite gibi) etkilenmektedir.
Sabit faza ilgisi daha fazla olan hareketli faz iyonlar› daha kuvvetlidir. Bu durum
sabit fazla örnek iyonlar›n›n daha düflük etkileflimine yol açmakta, dolay›s›yla
al›konma zaman› da daha düflük olmaktad›r. Hareketli fazdaki karfl›t iyonun deriflimi,
örnek iyonlar›n›n al›konmas›n› etkilemektedir. Deriflim daha yüksek oldu-
¤unda sabit fazdan örnek iyonlar›n›n yer de¤ifltirmesi ve yar›fl› daha kuvvetli olmakta
ve daha düflük al›konma sürelerinde elde edilmektedir. Çözünen ve hareketli
faz›n iyonlar› aras›ndaki yar›fla deriflimin etkisi, çift yüklü iyonlara göre tek
yüklü iyonlarda daha fazlad›r. Çünkü çift yüklü iyonlar daha kuvvetli eluenttirler.
Öncelikle uygun yüklü hareketli faz›n seçimi yap›lmakta, daha sonraki aflamada
seçicili¤i etkileyen etkenler düflünülmektedir. Bunlar, istenen yüke sahip hareketli
faz, tuz gruplar› içinde polarite ve büyüklük gibi etkenlerdir. Son aflamada ise istenen
ay›r›m› sa¤layacak hareketli faz›n tuz deriflimi ayarlanmaktad›r.
Hareketli Faz›n pH’s›
Hareketli faz›n pH’s›, faz›n özelliklerini belirlemede önemli bir parametredir. Çünkü
bu pH, hem çözünen iyonlar›n›n hem de hareketli faz iyonlar›n›n yükünü etkilemektedir.
pH’›n etkisi özellikle anyonlar›n ayr›lmas›nda anyonlar›n iyonlaflmas›-
n› etkiledi¤inden dolay› önem kazanmaktad›r. Çünkü, asit anyonunun yükü pH ile
artmakta, böylece zay›f asit eluentlerinin elüsyon gücü, asit tamamen ayr›fl›ncaya
kadar pH ile artmaktad›r. Hareketli fazdaki zay›f bazlar için tam tersi bir etki gözlenmektedir.
pH’s›n›n azalmas›yla, daha yüksek protonlanma derecesi oluflmakta
ve hareketli faz kuvvetli bir eluent gibi davranmaktad›r. Benzer flekilde, zay›f asit
ya da bazlardan türetilmifl çözünen iyonlar›n iyonlaflma derecesi pH’ya ba¤l›d›r.
Bu durumda, artan çözünen yükü, onun sabit fazdaki fonksiyonel gruplara olan ilgisiyle
artmakta, böylece al›konma süreleri de uzamaktad›r. Bu etkinin görüldü¤ü
örnekler; F - ,CO 3 2- ,PO 4 3- ,SiO 3 2- ,CN - ve aminlerdir. Bu iyonlar pH’ya ba¤l› olmayan
di¤er iyonlarla kar›fl›m halinde oldu¤unda, hareketli faz›n pH’s›n›n denetimi
önemli olmaktad›r.

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
201
Hareketli Faz›n Tampon Kapasitesi
Hem çözünen iyonlar hem de hareketli faz pH’dan etkilendi¤inden, hareketli faz›n
tampon kapasitesi çok önemlidir ve yüksek de¤erde olmal›d›r. Poliprotik çözünen
iyonlar›n al›konmas› pH ile belirgin flekilde de¤iflebilmekte ve tek de¤erlikli yükten
iki veya üç de¤erlikli yüke kadar artmaktad›r. Bu durumda, hareketli faz›n pH
de¤erinin sabit bir de¤erde tutulmas› çok önemlidir ve bu nedenle yüksek kapasiteli
tamponlar kullan›lmaktad›r.
‹yonik Örnek Bileflenlerinin Kompleks Oluflturma Yetenekleri
Metalik iyon ay›rmalar› düflünüldü¤ünde, hareketli faz›n tuzlar›n›n kompleks oluflturmaya
yatk›nl›klar› çok önemlidir. Burada, komplekslefltirici reaktifler metal
iyonlar›yla kompleks olufltururlar. Yeni oluflan türler farkl› al›konma zamanlar›na
sahip olmakta ve bundan dolay› da ay›rma ifllemi etkilenmektedir. Kompleksleflme
derecesi, hareketli faz›n pH’s› kadar komplekslefltiricinin deriflimine de ba¤l›d›r.
Organik Modifiye Ediciler
Suyla kar›flabilen organik çözücüler; CH 3 OH, C 2 H 5 OH, gliserol, CH 3 CN ve (CH 3 )CO
iyon de¤iflim ay›rmalar› için hareketli faza bazen modifiye edici olarak eklenmektedirler.
Organik çözücülerdeki alkali metallerin iyon kromatografik ay›r›m›nda bu
çözücüler, ay›rma ifllemiyle ilgili parametrelerin de¤iflimini etkileyebilmektedir.
Örne¤in; sabit faza organik iyonlar›n ilgisinin, dolay›s›yla kompleksleflme derecesinin
de¤iflimi, örnekte veya sabit fazda ya da hareketli fazdaki zay›f asit ve bazlar›n
iyonlaflma derecelerinin de¤iflimine yol açmaktad›r.
Suppressed iyon kromatografisinde anyon analizlerinde genel olarak SIRA hangi S‹ZDEtür hareketli
faz kullan›l›r
4
SIRA S‹ZDE
‹YON SEÇ‹C‹L‹⁄‹
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
‹yon seçicili¤i, birçok yönden iyon de¤ifliminin bir tamamlay›c›s›d›r. ‹yon de¤iflim
reçinesi, analit iyonlar›yla genelde ayn› yüke ve yüksek iyon de¤iflim SORUkapasitesine
SORU
sahip olmas›na karfl›n, iyon de¤ifliminde oldu¤u gibi, sabit faz, bir iyon de¤iflim reçinesidir.
D‹KKAT
D‹KKAT
‹yon seçicili¤i ifllemi (fiekil 9.6), yüksek deriflimli iyon de¤iflim bölgesi içeren
bir sabit faz ve seyreltik bir hareketli faz aras›nda bir elektriksel potansiyelin kurulmas›
prensibine dayanmaktad›r.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Reçinedeki iyon de¤iflimi bölgelerinin yüksek deriflimi, elektriksel nötralli¤i
sa¤lamak için, sabit fazdaki karfl›t yüklü iyonlar›n yüksek deriflimde olmas›n› gerektirmektedir.
Difüzyon kuvvetleri, hareketli ve sabit fazlardaki karfl›t iyonlar›n
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
deriflimini eflitlemeye çal›flmas›na karfl›n, bu s›rada sabit fazla ayn› yüklü olan analit
iyonlar› ayr›lmaktad›r. Bu yüksek potansiyel enerjisine Donnan K ‹ T Apotansiyeli P denilmektedir.
Donnan potansiyeli, nötral moleküllerin sabit faza geçmesine izin ve-
K ‹ T A P
rirken, analit iyonlar›n› ise itmektedir.
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

202 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 9.6
Karboksilik asit
için iyon
seçicili¤inin
gösterimi
Sabit faz
Hareketli faz
Zay›f asit analiti
Kuvvetli asit analiti
‹yon seçicili¤i yönteminin en yayg›n uygulamas› H 3 O + formunda sülfolanm›fl
makroporöz katyon de¤iflim reçinesiyle organik asitlerin ayr›lmas›d›r. Makroporöz
anyon de¤iflim reçinesi kullan›larak zay›f bazlar›n ayr›lmas› da olas›d›r, fakat çok
yayg›n de¤ildir.
SUPPRESSOR
Suppressor’ler, hareketli faz›n oldukça iyonik olmas› durumunda kullan›lmakta ve
iletkenli¤i azaltmaktad›rlar. Suppressor olmad›¤›nda çok yüksek iletkenli¤e sahip
tayin edilemeyen türler, suppressor kullan›m›yla belirlenebilmektedir. Ay›rma kolonlar›nda
karfl›t yüklü fonksiyonel gruplar içeren iyon de¤iflim tipi kolonlar suppressor
olarak kullan›lmaktad›r. Örne¤in; Na + ve K + katyonlar›n› içeren bir kar›fl›-
m›n ayr›m›nda, katyon de¤ifltirici reçine ve HCl’den oluflmufl bir hareketli faz kullan›ld›¤›nda,
kolonun sonundaki asidik ortam içinde, Na + ve K + katyonlar›, Cl - anyonlar›na
efllik edecekler ve böylece elektronötrallik korunacakt›r. Ay›rma kolonundan
sonra hareketli faz, hareketli iyonlar› OH - olan bir anyon de¤ifltiricinin yer
ald›¤› ikinci bir kolona do¤ru akacakt›r. Klorür iyonlar› bu kolonda tutunacak ve
böylece yer de¤ifltirdi¤i OH - iyonlar› ile H + iyonlar› reaksiyona girerek suyu oluflturacakt›r.
Suppressor’den sonra sadece Na + OH - ve K + OH - türleri ortamda bulunacakt›r
ve bunlar›n iletkenlikleri NaCl ve KCl’den daha yüksektir. H + ve Cl - türleri
ise gözden kaybolacakt›r. Bu durum, Na + ve K + türlerinin analizini kolaylaflt›racakt›r
(fiekil 9.7).

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
203
fiekil 9.7
Ay›rma Kolonu
M + katyonun elusyonu
Anyon de¤ifltirici
‹letkenlik dedektörü
Suppressor ile
elusyon
Suppressor’den önce
iyonlar
H + _
Cl M + H 2 O
M + _
OH H 2 O
_
Cl + R 4 N + _
OH
_
OH + R 4 N + _
OH
Özet olarak; bir suppressor içeren anyonik reçine [ArCH 2 (NR) 3 OH] hareketli faz›
nötrallefltirmek amac›yla bir katyonik ay›r›m kolonuyla (ArSO 3 H) etkileflecektir.
Yüksek iyonik kapasiteli fibre veya mikromembran suppressor’ler flu anda klasik
suppressor’lerin yerini alm›flt›r. fiekil 9.8, anyonik kolonlarda kullan›lan tipik
bir elektrolit çözeltisindeki A - anyonunun membran suppressor’e do¤ru geçiflini
göstermektedir.
Son zamanlarda, elektrolitik reaksiyonlar için otorejenerasyon (autoregenerating)
suppressor’ler kullan›lmaktad›r. Bunlar hem elektroliz ile rejenere edilebilen
reçinenin yer ald›¤› özel bir kolon hem de suyun elektrolizi ile rejenere iyonlar›n
üretildi¤i bir membran suppressordan oluflmaktad›r (fiekil 9.9). Burada HCl çözeltisi
içindeki bir katyonun suppressor’e do¤ru geçifli gösterilmifl ve suppressor olarak
da anyon geçifline izin veren bir membran kullan›lm›flt›r.
_
A anyonun dusyonu
Na + A _
+
Na + _
HCO 3
A _
SO -2
4 SO -2
4
H 2 SO 4
+
Na 2 SO 4
fiekil 9.8
(a) A - anyonunun
bir anyon ay›rma
kolonundan
gözenekli membran
suppressore do¤ru
ak›fl›
H + H +
Na + H 2 O Na +
_
H 2 SO 4
HCO 3 + H + H 2 CO 3
H 2 CO 3 Katyonlar› geçirebilen
yar› geçirgen zar
H +
+
A _
H 2 O
Dedektöre do¤ru

204 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 9.9
(b) M +
katyonunun bir
katyon ay›rma
kolonundan
kendili¤inden
rejenere olan
membrana ak›fl›
+
+
+
+
+
Anot
+
+
+
H 2
O
(&O 2
)
+
H
H 2
O
Cl _
M + katyonun elusyonu
M + Cl _
+
Cl _ H + M +
M + OH _
+
H 2
O
Dedektöre do¤ru
H 2
O
H + + OH H 2
O (&O 2
)
Cl _ OH _
H 2
O
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
_
Katot
Anyonlar› geçirebilen
yar› geçirgen zar
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
5
Suppressed SIRA iyon S‹ZDE kromatografisi ile F - analizi yapmak istiyorsunuz. Eluent olarak NaOH,
rejenerant olarakta H 2 SO 4 kullan›yorsunuz. Acaba eluentin OH - iyonlar›n› da kromatogramda
görürmüsünüz Neden
DÜfiÜNEL‹M
‹YON KROMATOGRAF‹S‹ DEDEKTÖRLER‹
SORU
‹letkenlik dedektörü, SORU iyon kromatografisinde en çok kullan›lan dedektör türüdür.
Hücre s›cakl›¤›n›n denetimi ve elektronikteki geliflmelere paralel olarak bu tür dedektörlerde
kromatogramlardaki gürültü azalm›flt›r. Yeni hücre tasar›mlar› ve suppressor
teknolojisinin geliflmesiyle birçok iyon için düflük deriflimlerde bile analiz
D‹KKAT
D‹KKAT
gerçeklefltirilebilmektedir. 25 µL enjeksiyonda 0,1 ng veya 10 µg L -1 (ppb)’den daha
düflük deriflimler SIRA S‹ZDEbelirlenebilmektedir.
Elektrokimyasal veya amperometrik dedektörler; CN - ,SO 2- 3 ve I - gibi elektro-
SIRA S‹ZDE
aktif iyonlar›n analizinde s›kl›kla kullan›lmaktad›r. Son y›llardaki geliflmeler sonucunda
aminler AMAÇLARIMIZ ve indirgenmifl sülfür gruplar› içeren birçok elektroaktif bilefli¤in
AMAÇLARIMIZ
analizi de bu dedektörler ile yap›labilir hale gelmifltir.
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
K ‹ T A P
‹letkenlik Dedektörleri
‹letkenlik ölçümlerinde; L, iki elektrot aras›nda ölçülen iletkenli¤i, A elektrotlar›n
alan›n› ve R iletken alandaki karfl›l›kl› direnci gösterir [L=1/R (Siemens)]. Verilen
TELEV‹ZYON
iyonlar için çözeltilerin iletkenlikleri elektrolitin deriflimine ba¤l› olarak de¤iflecektir.
Bu iliflki, birçok seyreltik çözelti için do¤rusald›r.
Spesifik iletkenlik l (S mol -1 ), hücre sabiti K cell ’in ölçülmesine izin vermektedir.
‹NTERNET
l= LK cell (9.1)
Buradaki K cell,
K cell = d/A (9.2)
eflitli¤i ile verilir. Bu eflitlikte d, elektrotlar aras›ndaki uzakl›kt›r.

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
205
Eflde¤er iyonik iletkenlik (K o ) ise, 25 o C’de ve molar deriflim s›f›ra giderken
iyonlar›n iletkenli¤ini göstermektedir.
K o = 1000l/Cz (9.3)
Burada C, molar deriflim
z ise çözeltideki iyonun yüküdür.
Çözeltinin iletkenli¤indeki de¤ifliklik (DL), KD’ya ba¤l›d›r. KD, X - iyonunun eflde¤er
iletkenli¤i ile elue edilen iyonun (E’nin) eflde¤er iletkenli¤i aras›ndaki fark›n
deriflimle çarp›m›na eflittir.
DK= C x (Kx-K E ) (9.4)
Dedektör hücresi kolonun sonunda yer al›r ve küçük bir hacime sahiptir. Dedeksiyon
yönteminin duyarl›l›¤›n› artt›rmak için kolon ve dedektör aras›na elektrolitteki
iyonlar› nötralize eden bir alet yerlefltirilir. Bu alet, suppressor olarak adland›r›l›r
ve ilk defa 1975’de kullan›lmaya bafllanm›flt›r.
‹letkenlik dedektörleri kendi aras›nda suppressed ve non-suppressed olarak
ikiye ayr›l›rlar:
Suppressed ‹letkenlik
1970’li y›llar›n ortalar›nda Small ve arkadafllar› iyon de¤iflim kromatografisi için
analit iyonuyla yer de¤ifltiren bir eluent iyonunun gerekli oldu¤unu öne sürmüfllerdir.
‹letkenlik, hemen hemen bütün iyonlar için uygun bir dedeksiyon yöntemidir,
fakat eluentin background iletkenli¤i yöntemin duyarl›l›¤›n› azaltmaktad›r. Bu
sorunu gidermek için analitik kolon ile dedektör aras›na analitik kolonla z›t özellik
gösteren ikinci bir kolon (suppressor kolon) yerlefltirilmektedir.
Anyonlar›n belirlenmesinde suppressor, H 3 O + formunda bir katyon de¤ifltirici
ve katyonlar›n belirlenmesinde ise, OH - formunda bir anyon de¤ifltiricidir. Bir zay›f
asit veya baz›n tuzu eluent olarak kullan›ld›¤›nda, suppressor, eluentten gelen
iletkenlik sinyalini azalt›r. Örne¤in; içinde NaHCO 3 /Na 2 CO 3 ’›n eluent olarak kullan›ld›¤›
bir suppressor fiekil 9.10’da gösterilmektedir. Karbonat ve bikarbonat anyonlar›,
ay›rma s›ras›nda analit anyonlar› ile Cl - ( vb.) yer de¤ifltirirler. Eluent daha
sonra H 3 O + formunda bir katyon de¤iflim kolonu boyunca hareket eder. Sodyum
iyonu H 3 O + iyonu ile yer de¤ifltirir ve oldukça zay›f iletkenlik sinyaline sahip bir
zay›f asit olan H 2 CO 3 ’i oluflturur. Benzer reaksiyon katyonlar için de gerçekleflir.
Suppressor’un di¤er bir avantaj› da suppressor kullan›lmas›yla analit iyonlar›na
karfl› verilen cevab›n artmas›d›r. Kohlrausch Yasas›’na göre; bir iyonik bilefli¤in ölçülen
iletkenli¤i, anyon ve katyonun eflde¤er iletkenliklerinin toplam›na eflittir.

206 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 9.10
Kolon tipi bir
suppressor’de
reaksiyon
Analitik kolon
Eluent iyonu
Analit iyonu
Suppressor
reçinesi
Suppressor
reçinesi
Suppressor
H 3 O + iyonunun eflde¤er iletkenli¤i di¤er tüm katyonlar içinde en yüksektir, dolay›s›yla
her iyonun ölçülen iletkenli¤i suppressor’den sonra artar. Çünkü H 3 O +
karfl›t iyonlar› toplam iletkenli¤in daha fazla artmas›na yard›mc› olur. Benzer flekilde
OH - iyonlar› tüm anyonlar içerisinde en yüksek eflde¤er iletkenli¤e sahiptir, dolay›s›yla
iyonlar›n toplam iletkenli¤i suppressor’den sonra artar. Suppressor kolon
kullanman›n bafll›ca dezavantaj› bunun dedeksiyondan önce analitin dispersiyonuna
neden olmas›d›r.
Non-Suppressed ‹letkenlik
Non-suppressed iyon kromatografisi, bazen single kolon iyon kromatografisi olarak
da adland›r›lmaktad›r. Yöntem, daha yüksek background iletkenliklerinde kullan›lmaktad›r.
Yüksek background’da s›cakl›¤›n dikkatlice denetimi zorunludur.
Bu nedenle non-suppressed sistemlerdeki iletkenlik dedektörleri bir termostatl›
hücre içermeli ve bazen de analitik kolon ve dedektör hücresinin bulundu¤u bölge
izole edilmelidir. Non-suppressed iyon kromatografisinde kullan›lan analitik
kolonlar genellikle daha düflük kapasitelidir. Bunun do¤al bir sonucu olarak da
daha seyreltik eluentler kullan›labilir ve daha düflük background iletkenli¤i elde
edilebilir. Dedektör ile analitin geçifli s›ras›ndaki iletkenlik de¤iflimi kaydedilir. Bu
de¤iflim art›fl ve azal›fl fleklinde olabilir. Zay›f eluent iletkenli¤inden dolay› eluent
anyonlar›n›n eflde¤er iletkenli¤i analit iyonlar›ndan daha düflüktür.
En çok kullan›lan non-suppressed eluent sistemleri benzoat, ftalat ve borat/glikonat’t›r.
Çok az da olsa bazen de yüksek iletkenli¤e sahip NaOH de non-suppressed
sistemde anyonlar›n belirlenmesinde eluent olarak kullan›lmaktad›r. Bu durumda
analitin elusyonu s›ras›nda iletkenlikte bir azalma gözlenmekte, bu azal›fl›n nedeni,
ço¤u anyonun OH – anyonundan daha düflük eflde¤er iletkenli¤e sahip olmas›d›r.
Ço¤u non-suppressed katyon sistemlerinde HCl veya HNO 3 gibi çok yüksek
iletkenli¤e sahip eluentler kullan›lmaktad›r. Bu durumda, analit katyonunun iletkenlik
ölçümünde azalma gözlenmektedir. Analit katyonunun eflde¤er iletkenli¤i,
çok yüksek iletkenli¤e sahip H 3 O + iyonunun iletkenli¤iyle karfl›laflt›r›ld›¤›nda daha
düflüktür.

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
207
Suppressed ve non-suppressed iletkenlik dedektörleri karfl›laflt›r›l›rsa, non-suppressed
yöntemin zay›f asit anyonlar›n› ve zay›f baz katyonlar›n› kolayl›kla belirleyebilme
gibi bir üstünlü¤ü vard›r. Örne¤in; pK b ’si 9 olan bir katyon suppressorlü
dedeksiyondan (pH=7) sonra sadece % 1 iyonik karakter gösterir, fakat non-suppresorlü
iletkenlik dedektöründe ayn› katyon, 1 mM HCl içinde (pH=3) yaklafl›k %
99 iyoniktir.
UV-Görünür Bölge Dedektörleri
‹yon de¤iflim ay›rmalar›nda, seçicili¤i oldukça yüksek olan spektrofotometrik dedektörler
s›kl›kla kullan›lmaktad›r. ‹yon kromatografisinde spektrofotometrik dedektör
kullan›m› HPLC’deki organik bilefliklerin ay›r›m›ndan daha farkl›d›r. Bir UVgörünür
bölge dedektörü Lambert-Beer yasas›na göre Kolon tipi bir suppressor’de
reaksiyon davran›r.
A=fbC (9.5)
Burada; A, absorbans›
C, türlerin deriflimini
f, absorptivite katsay›s›n›
b, hücrenin kal›nl›¤›n› göstermektedir.
Lambert-Beer eflitli¤i, iyonlar›n ayr›lmas› ve belirlenmesi için koflullar›n seçilmesinde
son derece önemlidir. ‹yon de¤iflim eluentlerinde, iyon düflük absorptiviteye,
örnek iyonlar› ise yüksek absorptiviteye sahip, fakat bunun tersi de do¤rudur.
Belirli bir dalga boyu için bir iyonun absorptivitesi bilinmiyorsa iyonun bilinen
derifliminden bir spektrofotometre arac›l›¤›yla dalga boyu ölçülebilir.
Anyonlardan oluflan baz› iyonlar ›fl›¤› absorplayan kromofor gruplar içerirler.
Bu duruma en iyi örnek, NO 2 - ve NO 3 - anyonlar›d›r. Bunlar, gibi kromofor içermeyen
anyonlar kaydedilmeksizin ultraviyole bölgede 215 nm’de absorbans de¤eriyle
kaydedilirler. Aril aminler ve organik asitler gibi birçok organik iyonun dedeksiyonu
için iyon de¤iflim kromatografisini izleyen basamakta absorbans da kullan›-
labilir. Buna ra¤men en yayg›n iyonlar kromofor grubu içermeyenlerdir, fakat yine
de ayn› yüklü bir kromoforik eluent iyonu kullan›larak da dolayl› tayin yap›labilir.
Bu yöntem dolayl› fotometrik dedeksiyon olarak bilinmektedir.
‹yon kromatografisinde kullan›lan UV dedektörleri iki bölümde incelenebilir.
Bunlar;
• Örnek iyonlar›n›n absorbans›n›n veya eluent iyonlar›n›n absorbans›ndaki
düflüflün ölçülmesi (do¤rudan spektrofotometrik ölçüm),
• Post-kolon türevlendirmesidir.
Do¤rudan Spektrofotometrik Ölçüm
UV-görünür bölge dedektörleri genelde 254 nm’de kullan›l›r ve bunlar ço¤u inorganik
iyona bu dalga boyunda cevap vermezler. Bununla beraber ço¤u iyon, daha
düflük dalga boylar›nda yo¤un bir flekilde ›fl›¤› absorplar ve do¤rudan spektrofotometrik
olarak ölçülebilirler. Örne¤in; 190-210 nm dalga boyu aral›¤›nda UVgörünür
bölge dedektörü ile N 3 - ,CI - ,Br - ,BrO 3 - ,I - ,IO 3 - ,NO 2 - ,NO 3 - ,SO 3 2- ,S 2-
SeO 3 2- ve S 2 O 3 2- vb. anyonlar kolayl›kla belirlenebilir. 210-220 nm dalgaboyu aral›¤›nda
ise UV-görünür bölge dedektörü ile yukar›da de¤inilen anyonlar belirlenebildi¤i
gibi ayr›ca tritiyonat, tetratiyonat ve pentatiyonat da ng düzeyinde tayin edi-

208 Aletli Analiz Laboratuvar›
lebilmektedir. UV-görünür bölge dedeksiyonu özellikle daha uzun dalga boyunda
absorpsiyon yapan I - −
ve NO 3 gibi anyonlar›n tan›nmas›nda oldukça yararl›, fakat
bu tip dedektörlerle SO 2- 4 do¤rudan belirlenemez. Çünkü 190-210 nm aral›¤›nda
absorpsiyon yapmamaktad›r. 210-220 nm aral›¤›nda ise ne ne de belirlenememektedir.
Ayr›ca UV-görünür bölgede metal-klorür kompleksinin absorpsiyonu s›v›
kromatografisinde metal iyonlar›n›n belirlenmesinde s›kl›kla kullan›lmaktad›r.
Di¤er önemli bir yöntem olan dolayl› dedeksiyonda, UV-görünür bölgede kuvvetli
absorpsiyon yapan bir element ve örnek iyonlar›n› absorplamayan fakat eluenti
absorplayan bir dalga boyu seçilmektedir. Özetle, bir iyon de¤iflimini içeren
bu ifllemde, örnek iyonu eluent iyonlar›yla yer de¤ifltirerek elue edilmektedir. Örnek
iyon piki elue edildi¤inde, sinyalde bir düflme gözlenmektedir. Bu dedeksiyonda
eluent ›fl›¤› kuvvetlice absorplamakta, dolay›s›yla fotoço¤alt›c› tüpe veya fotodiyota
çok az ›fl›k ulaflmaktad›r. Kayna¤›n d›fl›ndan saç›lan ›fl›k bu koflullarda gürültüye
neden olmaktad›r. Ayr›ca yüksek absorbans aral›klar›nda çal›flan bir dedektör
do¤rusal sonuçlar vermemekte, fakat yine de yöntem e¤er yüksek duyarl›-
l›kta bir dedektör varsa birçok türün ayr›lmas›nda kullan›labilmektedir. Bir spesifik
ay›rmay› gerçeklefltirmek için, eluent deriflimi, istenen elusyon sürelerine ba¤l›
olarak artabilir veya azalabilir. Eluent derifliminin de¤iflmesiyle background sinyali
de de¤iflecektir. Dalga boyu ayarlanmas›yla spektrofotometrik dedektörün absorbans
aral›¤› sabit tutulmakta ve genel olarak yüksek eluent deriflimlerinde duyarl›l›k
azalmaktad›r.
Post-Kolon Türevlendirmesi
Post-kolon türevlendirmesinde iyon de¤iflim kolonuna eluent olarak renk verici
bir reaktif konulmakta ve analiz, hücre boyunca ak›fl dedeksiyonuyla gerçeklefltirilmektedir.
Renk oluflturma reaksiyonu oldukça h›zl›d›r. Bu süre yaklafl›k olarak
1-100 milisaniyedir. Renk oluflturucu reaktifin absorpsiyon background’u düflük
olmal›, bunun tersine istenilen duyarl›l›¤a ba¤l› olarak metal reaktif kompleksinin
absorbans› yüksek olmal›d›r. Reaktifin ve kolon eluentinin h›zl› ve etkili kar›flabilmesi
için ve pik genifllemesini minumuma indirgemek amac›yla kar›flt›rma bölümü
olabildi¤ince küçük olmal›d›r. Bu kriterleri sa¤layan bir renk oluflturma reaktifi birçok
metal iyonuyla reaksiyona girmektedir. Bu tip reaktiflere örnek olarak; arsenazo
(III), arsenazo (I), 4-(2-piridilazorezorsinol) (PAR) vb. verilebilir. Bunlardan arsenazo
(I), Mg 2+ ve Ca 2+ ; arsenazo (III), Th 4+ , Zr 4+ , Hf 4+ , Al 3+ , Cr 3+ , lantanitler (II-
I), Cu 2+ , Zn 2+ , Pb 2+ , Ca 2+ , Ba 2+ , Sr 2+ ; PAR, Th 4+ , Zr 4+ , Hf 4+ , lantanitler (III), Bi 3+ ,
Fe 2+ , Fe 3+ , V 4+ , Mn 2+ , Co 2+ , Ni +2 , Cu 2+ , Zn 2+ , Cd 2+ , Pb 2+ , Hg 2+ ile kolayl›kla kompleksleflebilir.
Bu kompleksleflmeler s›ras›nda % 0,0125 PAR çözeltisi, 5 M NH 4 OH
içerisinde; % 0,00375 arsenazo (III) çözeltisi 2 M NH 4 OH ve 1 M CH 3 COONH 4 içerisinde
ve arsenazo (I) çözeltisi ise 3 M NH 4 OH içerisinde haz›rlanmaktad›r. Birçok
inorganik anyon spektrofotometrik olarak bir post-kolon reaktifi kullan›lmas›yla
belirlenebilir. Örne¤in; demir perklorat buharlar› kolon eluentiyle kar›flt›¤›nda
renksizdir. Çünkü C1O 4 - zay›f bir komplekslefltirici anyondur, fakat ço¤u anyon
demir ile kompleksleflti¤inde 330-340 nm’de belirlenebilen bir renkli kompleks
oluflturur. Benzer dedeksiyon yöntemi; ortafosfat, pirofosfat, nitriloasetik asit, ED-
TA vb. iyonlara da uygulanabilir. Bu dedeksiyon yönteminde, iyon ay›rmalar›nda,
s›n›rl› say›da eluent kullan›lmaktad›r. Eluent, demir reaktifiyle kompleks oluflturmamal›d›r.
Bu nedenle ço¤u eluent çözeltisi NO 3 - ve C1O 4 - tuzlar›ndan haz›rlanmaktad›r.
Ayr›ca amino asitler de ninhidrin reaktifiyle post-kolon reaksiyonundan
sonra belirlenmektedir.

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
209
UV-görünür bölgede tekli kolonla yap›lan dedeksiyonda ço¤unlukla 190-370 nm
dalga boyu aral›¤› kullan›lmakta, fakat UV-görünür bölgede post-kolon reaktifleri
tercih edilmektedir. Örne¤in; PAR ile metallerin oluflturdu¤u kompleksin dedeksiyonu
s›ras›nda 520-535 nm dalga boyu aral›¤›, arsenazo (III) ile metallerin dedeksiyonunda
ise 653 nm dalgaboyu kullan›lmaktad›r (Small 1989; Gjerde ve Fritz 1986).
‹yon kromatografisinde en yayg›n olarak kullan›lan absorbans dedeksiyonu, bir
iyon de¤iflim ay›r›m›n› izleyen bir analitin kromoforik veya kromoforik karakterinin
artmas›n› sa¤layan bir türevlendirme reaksiyonudur. Genelde post-kolon reaksiyonlar›
h›zl›d›r ve analitlerin yoklu¤unda giriflim olmaz. Bu yöntem geçifl metalleri
ve amino asitlerin belirlenmesinde yayg›n olarak kullan›lmaktad›r.
Tekli-Potansiyel Amperometrik Dedektörler
‹ndirgenebilen veya yükseltgenebilen herhangi bir analit amperometrik dedeksiyon
ile belirlenebilir. Amperometrik dedeksiyonun en basit formu tekli-potansiyel
veya do¤ru ak›m (DC) amperometresidir. ‹fllem s›ras›nda kolon d›fl›ndaki iki elektrot
aras›na bir potansiyel uygulanmakta ve elektroaktif analitin anotta yükseltgenmesi
veya katotta indirgenmesi s›ras›ndaki ak›m de¤iflimi ölçülmektedir. ‹letkenlik
dedektörüyle tayinleri zor olan CN - ve S 2- gibi zay›f asit anyonlar›n›n tekli-potansiyel
amperometri ile tayinleri bu tip dedektörlerle kolayl›kla yap›labilmektedir.
Uygulanan potansiyel, giriflim yapan analitlerin cevab›n› en aza indirirken, ilgilenilen
analitin cevab›n› maksimuma ç›karacak flekilde ayarlanmaktad›r.
Puls Amperometrik Dedektörler
Puls amperometrik dedeksiyonda, bir çift elektrot, örnek çözeltisine dald›r›larak
elektrotlar aras›na bir gerilim uygulanmaktad›r. Örnek içerisinde bulunan elektroaktif
türün miktar›na ba¤l› olarak bir ak›m ölçülmektedir. Uygulanan gerilim sabit
veya puls fleklinde olabilir. Puls amperometrik dedektörde (PAD), çok k›sa süreyle
(genelde 100 ms) bir çal›flma gerilimi uygulanmakta ve çal›flma potansiyeli uygulan›rken
ak›m ölçülmektedir. PAD, anyon de¤iflim ay›r›m›ndan baflka karbonhidratlar›n
tayininde de s›kl›kla kullan›lmaktad›r. Yöntem, son y›llarda aminler, indirgenmifl
sülfür türleri ve di¤er elektroaktif bilefliklerin belirlenmesinde de kullan›lmaktad›r
(Buchberger 2000).
Optik Dedektörler
En yayg›n olarak kullan›lan optik dedektörler, absorbans ve floresans dedektörleridir.
Floresans dedektörleri iyon kromatografisinde nadir olarak kullan›l›rken, absorbans
dedektörlerinin kullan›m› oldukça yayg›nd›r. Absorbans dedeksiyonunda,
post-kolon türevlendirmesinden sonra fotometrik dedeksiyon ve dolayl› fotometrik
dedeksiyon kullan›labilmektedir.
‹yon de¤iflim ifllemi s›ras›nda, sabit fazdaki fonksiyonel gruplar›n iyonik deriflimi
sabit kalmaktad›r. Analit iyonlar›n›n dedektörde belirlenebilmesi için eluent
iyonlar›n›n kromofor grup içermemesi gerekmektedir.
Potansiyometrik Dedektörler
‹yon seçici elektrotlar, iyon kromatografisinde elue edilen iyonlar›n do¤rudan ve
dolayl› dedeksiyonunda kullan›lmaktad›r. Do¤rudan dedeksiyon yönteminde,
elektrot belli iyonlara karfl› seçicidir. Örne¤in; NO 2 - ‘in dedeksiyonunda bir membran
elektrot, halojenürlerin dedeksiyonunda ise Ag/Ag 2 S elektrot kullan›lmaktad›r.
Anyonlar›n dedeksiyonu için iyon kromatografisinde potansiyometrik dedek-

210 Aletli Analiz Laboratuvar›
tör olarak çeflitli iyon seçici membran elektrotlar kullan›lmakta, fakat bu elektrotlar
belirli iyonlara yüksek seçicilik gösterdiklerinden iyon kromatografisi ile ayr›-
lan birçok anyonu kaydedememektedirler. Buna karfl›n, dolayl› dedeksiyonda örnekten
farkl› deriflimlerde elue edilen bir eluent iyonunu belirleyen elektrot (ço-
¤unlukla bak›r tel) kullan›lmaktad›r (Chen ve Hibbert 1997).
Potansiyometrik yöntemler, analit iyonlar›n›n (genellikle anyon ve katyon) iç
elektrolit çözeltisine difüzlenerek oluflturdu¤u potansiyel (mV) de¤iflikliklerinin ölçümünü
içermektedir. Referans elektrodu ile indikatör (çal›flma) elektrodu aras›nda
ölçülen bu potansiyel fark› analit iyon deriflimi ile orant›l› olmaktad›r. Referans
elektrodun bulundu¤u hücrenin deriflimi ve potansiyeli bilindi¤i için ölçülen potansiyel
fark›ndan analitin deriflimi hesaplanmaktad›r. Bu yöntemde analit iyonu
hiçbir de¤iflikli¤e (bozunmaya, kompleksleflme vb.) u¤ramadan dedektörün içerisine
difüzlenmekte ve ayn› flekilde tekrar d›flar› ç›kmaktad›r. Genel olarak referans
elektrodunun yan›nda iyon seçici elektrotlar (ISE) kullan›lmaktad›r. Yöntemin temeli
Nernst eflitli¤ine dayanmaktad›r.
M n+ (suda) +ne- ⇌ M (k)
E =E - 0,0592 log(9.6) 1
(9.6)
ind. 0
n +n
M
E hücre = E ind. - E ref. (9.7)
Yöntemin duyarl›l›¤› genel olarak 10 -3 -10 -5 M ar as›nda de¤iflir ve tayin s›n›r› amperometrik
dedektörden daha düflüktür. Çok küçük deriflimlere inmek için duyarl›l›¤›
artt›ran özel sistemler gerekmektedir. Potansiyometrik dedektörler iyon kromatografisine
ba¤land›¤›nda ak›flkan (flow) sisteme benzerler. Ak›fl h›z› sistemin
duyarl›¤›na göre ayarlanmaktad›r. Elde edilen pikin yüksekli¤i ve alan› kullan›larak
deriflimi bilinmeyen iyonun deriflimi bulunmaktad›r. Burada y ekseninde potansiyel
(mV) bulunmaktad›r. Bu de¤er, referans elektrodu ile indikator elektrot
aras›ndaki potansiyel fark›d›r. Bu potansiyel fark› iyon deriflimiyle ilgili oldu¤u için
nicel analizde kullan›labilir (Ngila 1998).
Potansiyometrik iyon seçici elektrotlar›n birçok tek ve çok yüklü iyonlar›n do¤rudan
belirlenmesi ve iyon kromatografi gibi ak›flkan sistemlerde dedektör olarak
kullan›lmas› üzerine çal›flmalar artarak devam etmektedir. Bu elektrotlar›n, h›zl› ve
tekrarlanabilir sonuçlar vermesi, tayin s›n›r›n›n düflük olmas›, maliyetinin uygun
olmas› ve istenilen boyutlarda üretilmesi bunlar›n kullan›m›n›n yayg›nlaflmas›n›
sa¤lam›flt›r. Bu avantajlar›n›n yan›s›ra, mikro ak›fl hücreleri tasar›m› ve çok küçük
örnek hacimlerine uygulanabilmesi, bunlar›n mikrokapiler s›v› kromatografisinde
dedektör olarak kullan›m›na da olanak sa¤lam›flt›r. Bunun yan›nda iyon seçici
elektrotlar spesifik iyonlar için yüksek seçicilik gösterdi¤inden, seçici oldu¤u iyonlar
için, iyon kromatografisi sistemine de kolayca uygulanabilirler. ‹yon seçici elektrotlar›n
aktif maddesi de¤ifltirilerek, bunlar›n baz› iyonlara seçicilik, baz› iyonlara
da duyarl›l›k gösterdi¤i gözlenmifltir. Bu amaçla genel kullan›m için bir iyon kromatografi
dedektörü tasarlanabilece¤i gibi, sadece tek yüklü anyon ve katyonlara
duyarl› potansiyometrik dedektörler de düflünülebilir (Ifl›ldak ve Asan 1999). Watanabe
ve arkadafllar› (1991), dört farkl› katyon seçici iyonofor kullanarak haz›rlad›klar›
potansiyometrik dedektörü, iyon kromatografisinde tek yüklü katyon seçici
dedektör olarak kullanm›fllard›r. Kwon ve arkadafllar› (1994) ile Lee ve grubu-

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
211
nun (1994) gerçeklefltirdikleri di¤er çal›flmalarda ise, çoklu iyon seçici potansiyometrik
iyon kromatografisi dedektörü tasarlayarak, bunu kullanm›fllard›r. Hong ve
ark.’da (1995) tek ve iki yüklü katyonlar›n ayn› anda iyon kromatografisinde belirlenebilmesi
için uygun bir potansiyometrik dedektör önermifllerdir.
Anyon ve katyonlar›n eflzamanl› olarak tayinleri birkaç yolla gerçeklefltirilebilmektedir.
Bunlar afla¤›daki bafll›klar alt›nda özetlenebilir.
1) Analitik kolon veya kolonlarda, bütün anyon ve katyonlar eflzamanl› olarak
tek tek ayr›labilir ve uygun bir dedektör sistemiyle ayr›lan iyonlar tan›mlanabilir.
Bu ifllem, afla¤›da belirtilen farkl› yaklafl›mlarla baflar›labilmektedir.
a) “Dual-channel” (çift kanall›) sisteminde, kanallardan birisi anyonlar›n di¤eri
ise katyonlar›n tayininde kullan›lmaktad›r (Cheam ve Chau 1987; Ding ve
ark. 1995). Bu yöntem iki iyon kromatografisi cihaz›n›n birarada bulundu¤u
sadece tek bir enjeksiyon vanas› arac›l›¤› ile çal›flan bir sisteme benzer olup,
çok yayg›n ve ekonomik de¤ildir.
b) “Single-channel” sistemi; anyon ve katyonlar›n ay›r›m›n› sa¤lamak için anyon
ve katyon de¤iflim kolonlar›n›n ard arda kullan›ld›¤› bir sistemdir. Baflar›l›
bir tayin için hem anyonlar›n hem de katyonlar›n birbirinden tamam›yla
ayr›lmas› gerekmektedir. Sistem farkl› dedeksiyon yöntemlerinin birlikte
kullan›m›na izin vermektedir. Bu durumda ise bütün iyonlar›n birbirinden
ay›r›m› gerekmeyebilir. Bu yöntem ile anyon ve katyonlar›n eflzamanl› tayinleri
baflar›yla yap›labilmektedir (Tarter 1989; Gun ve Tarter 1987; Jones
ve ark. 1985; Iskandarani ve Miller 1985; Frenzel ve ark. 1993).
c) Mixed-bed kolonlar›n kullan›m›n› içermektedir. Bunun için, okzalik asit eluenti,
ICS-A23 anyon ve CHI katyon de¤ifltiricilerle haz›rlanan mixed-bed kolon
ile anyonlar›n ve alkali metallerin eflzamanl› tayinleri gerçeklefltirilmektedir
(Ding ve ark. 1995). Benzer bir tayin, silika bazl› shim-pack WAX-1 kolon
kullan›larak da baflar›labilir (Legras 1993).
d) Kimyasal türevlendirme yard›m›yla ay›r›m öncesi katyonlar anyonlara dönüfltürülerek
yayg›n anyonlarla birlikte bir anyon de¤iflim kolonunda tayin
edilebilmektedir (Christopher 1993).
2) Anyonlar›n kendi içinde, katyonlar›n da kendi içinde ba¤›ms›z olarak ayr›lmas›n›
ve anyonlar›n anyon-duyarl› dedektör, katyonlar›n da katyon-duyarl›
dedektör arac›l›¤› ile tayinini içermektedir. Bu yöntem ilk defa Ifl›ldak ve
Covington (1993) taraf›ndan gelifltirilmifltir. Yöntemde ard arda anyon ve
katyon de¤iflim kolonlar› kullan›larak tek yüklü anyon ve katyonlar›n analizi
çok k›sa bir sürede ppb düzeylerinde gerçeklefltirilmifltir. Anyon ve katyonlar›n
ay›r›m› için anyon ve katyon de¤iflim kolonlar› ard arda kullan›l›rken,
bunlar›n tayinleri için, kolonlar›n hemen arkas›na yerlefltirilmifl anyon
ve katyonlara duyarl› elektrotlar kullan›lm›flt›r.
Floresans Dedektörleri
Floresans dedeksiyonu yüksek duyarl›l›¤a sahiptir. Birçok iyonik türün iyon kromatografisiyle
analizinde floresans özelli¤i gözlenmedi¤i için, do¤rudan dedeksiyon
modu sadece s›n›rl› alanda kullan›lmaktad›r. Genelde hareketli faz, floresans
dedektöründe bir sinyal üreten iyonlarla bir tür oluflturan iyon çifti reaktifi veya bir
flelat içermektedir.

212 Aletli Analiz Laboratuvar›
K›r›lma ‹ndisi Dedektörleri
‹yon kromatografisiyle, çözünenlerin ço¤u k›r›lma indisi dedektörüyle do¤rudan
belirlenemezler, fakat polikarboksilik asitler, polifosfonatlar veya sülfonyum iyonlar›
gibi büyük moleküller ve baz› inorganik iyonlar bu tip dedektörlerle belirlenebilirler.
K›r›lma indisi dedektörüyle do¤rudan dedeksiyonu yap›lamayan iyonlar
için dolayl› dedeksiyon modu kullan›lmaktad›r. Buna karfl›n k›r›lma indisi dedektörü
ile yap›lan çal›flmalarda bu dedektörün duyarl› oldu¤u fakat biraz kar›fl›kl›¤a
neden oldu¤u bulunmufltur. CI - ,NO 3 - ve SO 4 2- gibi baz› anyonlar›n minumum belirlenebilen
miktarlar› bu tip dedektörler kullan›ld›¤›nda 20-50 ng aras›nda de¤iflmektedir.
Bu de¤erler iletkenlik dedeksiyonlar›nda 1-5 ng aras›ndad›r. Son y›llarda
ise k›r›lma indisi dedektörlerinin kararl›l›¤› artt›r›lm›flt›r. Böylece hücre s›cakl›¤›
denetlenebilmektedir. Yeni tip dedektörler oda s›cakl›¤›ndaki de¤iflimlere karfl›
çok daha az duyarl›d›r.
Alevli Atomik Absorpsiyon Ve Atomik Emisyon
Dedektörleri
Bir HPLC sistemiyle atomik absorpsiyon spektroskopisinin do¤rudan birlefltirilmesi
iki yöntemin ak›fl h›zlar›n›n karfl›laflt›r›lmas›n› gerektirmektedir. ‹yon kromatografisi
sisteminin ç›k›fl›na atomik absorpsiyon veya atomik emisyon cihaz› ba¤lanmaktad›r.
Bu nedenle bazen saf su, çözücü olarak kullan›lmaktad›r.
‹ndüklenmifl Eflleflmifl Plazma (ICP) Dedektörü
Emisyon spektroskopisiyle ICP veya kütle spektrometresiyle ICP, son y›llarda iyon
kromatografisi için dedektör olarak ve alev emisyon spektrometresiyle yer de¤ifltirme
olarak ortaya ç›km›flt›r. HPLC’nin, ICP-MS ile do¤rudan birlefltirilmesiyle uygun
özellikteki türlerin analizi yap›labilmektedir. ‹yon kromatografisiyle ICP-MS’in
birlefltirilmesi bir anyonik forma dönüfltürülebilen durumlarda matriksin gram miktar›n›n
eliminasyonuna olanak tan›maktad›r. Bu nedenle eser miktardaki katyonik
safs›zl›klar belirlenebilmektedir. Bu tür analizler Mo, W, Re, As ve P matriksleri
üzerinde uygulanmaktad›r.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
6
Spektrofotometrik SIRA S‹ZDE dedektör ile iyon kromatografisiyle her iyon do¤rudan analiz edilebilirmi
Neden
SU NUMUNELER‹NDE DÜfiÜNEL‹M KLOR (CI – ) VE N‹TRAT (NO – 3 )
ANAL‹Z‹
‹yon kromatografisi SORU cihaz› kullan›larak su numunesi içerisindeki Cl - ve NO - 3 iyonlar›n›n
tayini gerçeklefltirilecektir.
D‹KKAT
D‹KKAT
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler
Bu deney için afla¤›daki kimyasal maddeler ve laboratuvar malzemeleri gereklidir.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Kimyasallar
Laboratuvar malzemeleri
•NaCl
•Balon joje (25 mL)
AMAÇLARIMIZ •NaNO 3
•Beher
AMAÇLARIMIZ
•Na 2 CO 3
•Beher
•NaHCO 3
•Analitik terazi
K ‹ T A P
K ‹ T A P
•Tart›m ka¤›d›
•Spatül
•Huni
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
213
Cihaz ve Özellikleri
Cihaz: Dionex DX-100 ‹yon Kromatografis
Dedektör: ‹letkenlik dedektörü.
Suppressor: Dionex marka ASRS (Anion Self Regenerated Suppressor)
Kolon: Dionex marka IonPac AS9-SC (anyon ay›rma kolonu)
Eluent: 1,8 mM Na 2 CO 3 /1,7 mM NaHCO 3 tampon çözeltisi
Enjeksiyon Loop hacmi: 25 nL
Gerekli çözeltiler: 100 mg L -1 Cl - ve 100 mg L -1 NO 3 - stok çözeltileri (Her bir iyonun
tuzundan deiyonize suda çözülerek haz›rlan›r.) Standart çözeltileri ise stok çözeltilerinden
deiyonize su ile seyreltilerek 2,5; 5,0; 10; 15 ve 20 mg L -1 deriflimlerde haz›rlan›r.
Deneyin Yap›l›fl›
Cihaz aç›l›r ve pompas› çal›flt›r›l›r. Ak›fl h›z› 1 ml dk -1 ’e ayarlan›r ve ak›fl h›z›n›n kararl›
hale gelebilmesi için 10 dakika beklenir. En düflük deriflimli Cl - çözeltisi standard›ndan
1 ml kadar fl›r›ngaya al›n›r. fi›r›ngada hava kabarc›klar› kalmamal›d›r
varsa uzaklaflt›r›larak örnek iyon kromatografisi kolonuna enjekte edilir (ifllem en
az 3 kez tekrarlanmal›d›r) ve al›konma süresi tespit edilir. Ayn› flekilde Cl - iyonuna
ait di¤er standart çözeltilerde analizlenerek elde edilen verilerden standart çözelti
deriflimine karfl› iletkenlik de¤erleri grafi¤e geçirilir ve do¤ru denklemi elde
edilir. Son olarak analizi yap›lacak olan su örne¤i (gerekiyorsa ön ifllemlerin ard›ndan)
kolona enjekte edilir ve önceden al›konma süreleri belirlenmifl olan Cl - ve
NO 3 - iyonlar›na ait piklerin alanlar› belirlenir ve standartlar ile oluflturulan do¤rudan
veya do¤ru denkleminden yararlan›larak su örne¤i içerisindeki her bir iyonun
deriflimi belirlenir.

214 Aletli Analiz Laboratuvar›
Özet
A MAÇ
1
A MAÇ
2
‹yon kromatografisinin temel prensiplerini de¤erlendirebilmek
ve iyon kromatografisi ile ilgili terimleri
yorumlamak.
‹yon kromatografisi, sulu çözeltilerdeki baz› spesifik
analitik sorunlar›n çözümü için gelifltirilmifltir.
Sulu çözeltide katyonlar›n, anyonlar›n kantitatif
olarak belirlenmesinde ve ayr›lmas›nda klasik
yöntemlerde karfl›lafl›lan pek çok sorun, iyon
kromatografisi kullan›lmas›yla giderilebilmektedir.
‹yon kromatografisi di¤er kromatografik yöntemlere
göre baz› üstünlüklere sahiptir; duyarl›l›-
¤› yüksek, bilinen birçok inorganik iyon için tayin
s›n›r› yaklafl›k 1-5 µg L -1 (ppb) aras›ndad›r,
rutin analizler için kesinlik yaklafl›k % 3, fakat bir
iç (internal) standart kullan›larak analizin dikkatli
ve denetim alt›nda yap›lmas›yla ba¤›l standart
sapmay› % 1’den daha düflük elde etmek olas›-
d›r, bir numunedeki çok farkl› iyonlar tek basamakta
kolayca belirlenebilmektedir, di¤er analitik
yöntemlerde kar›fl›kl›¤a yol açan matriks sorunlar›
ile iyon kromatografisinde karfl›lafl›lmamaktad›r.
‹yon kromatografisi, iyonlar›n ayr›lmas›
ve deriflimlerinin belirlenmesi için kullan›lan
kromatografik bir yöntem olmas›n›n yan›s›ra, anyon
ve katyon de¤ifliminde de oldukça s›k kullan›lan
bir ay›rma yöntemidir. Bununla beraber
iyon seçicilik, iyon paylafl›m› ve flelat oluflturma
yöntemleri de birçok yönden avantajlar sa¤lamaktad›r.
‹yon kromatografisi; toksikolojide, adli
t›pta, içme suyu ve at›ksulardaki kirliliklerin,
hava kirlili¤inin, endüstriyel at›klar›n, biyolojik
çözeltilerdeki iyonik türlerin belirlenmesinde, g›-
da ve içecek analizleri gibi birçok alanda kullan›lmaktad›r.
A MAÇ
3
‹yon kromatografisi cihaz›n›n bileflenlerini tan›mlamak.
Tüm iyon kromatografisi sistemlerinde, bir eluent
ve pompas›, enjeksiyon k›sm›, iyon ay›r›mlar›n›n
gerçekleflti¤i bir ay›rma kolonu ve dedektör
bulunmaktad›r. Baz› iyon kromatografi sistemlerinde
ay›rma kolonu ile dedektör aras›nda, eluent
iyonlar›n›n background iletkenli¤ini azalt›p,
örnek iyonlar›n›n tek ve daha iletken forma dönüflmesini
sa¤lamak amac›yla bir suppressor kolon
kullan›lmaktad›r. Bu tür sistemlere suppressed
iyon kromatografisi, buna karfl›n suppressorün
kullan›lmad›¤›, dolay›s›yla ay›rma kolonundan
ç›kan örnek iyonlar›n›n do¤rudan dedektöre
ulaflt›¤› sistemlere ise non-suppressed iyon
kromatografisi ad› verilmektedir
‹yon kromatografisinde kullan›lan hareketli ve
sabit faz›n sahip olmas› gereken özellikleri yorumlamak.
‹yon de¤ifltiriciler, yüzeydeki iyonik fonksiyonel
gruplar›n ve destek olarak kullan›lan matriksin
yap›s›yla tan›mlanmaktad›r. ‹yon kromatografisinde
yayg›n olarak kullan›lan fonksiyonel gruplar;
sülfonik, karboksilik, fosfonik, fosfinik, arsenik,
selenoik asitler, fenoller gibi katyon de¤ifltiriciler
ve kuaterner amonyum, tersiyer, sekonder
ve primer aminler gibi anyon de¤ifltiricilerdir.
‹yon kromatografisinde sabit faz için destek maddesi
olarak kullan›lan malzemeler; silika-bazl›,
sentetik organik polimerler ve hidröz oksitler olmak
üzere üç bafll›k alt›nda toplanabilir. ‹yon kapasitesi,
fliflme ve seçicilik kullan›lacak sabit faz›n
bilinmesi gereken özellikleridir. Non-suppressed
ve suppressed iyon de¤iflim kromatografisi
için birbirinden farkl› hareketli fazlar kullan›lmaktad›r.
Non-suppressed iyon de¤iflim kromatografisinde
anyonlar için; aromatik karboksilik
asitler ve tuzlar, alifatik karboksilik asitler,
aromatik ve alifatik sülfonik asitler, KOH, borat
kompleksleri, EDTA ve inorganik tuzlar hareketli
faz olarak kullan›l›rken katyonlar için inorganik
asitler ve organik bazlar kullan›lmaktad›r.
Suppressed iyon kromatografisi için hareketli fazlar;
zay›f asitlerin sodyum tuzlar›n› içeren hareketli
fazlar (karbonat, borat), CI - ve NO 3 - tuzlar›
kullan›labilir. Genel olarak iyon kromatografisinde
kullan›lan hareketli faz›n dedeksiyon moduna
uygunlu¤u (suppressed veya nonsuppressed),
yar›flan iyonun yap›s›, yar›flan iyonun deriflimi,
hareketli faz›n pH’s›, hareketli faz›n tampon kapasitesi
ve iyonik örnek bilefliklerinin kompleks
oluflturma yetene¤i gibi özellikleri dikkate al›nmal›d›r.

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
215
A MAÇ
4
‹yon kromatografisi cihaz›nda kullan›lan dedektör
sistemlerini de¤erlendirmek.
‹letkenlik dedektörü, iyon kromatografisinde en
çok kullan›lan dedektör türüdür. Hücre s›cakl›¤›-
n›n denetimi ve elektronikteki geliflmelere paralel
olarak bu tür dedektörlerde kromatogramlardaki
gürültü azalm›flt›r. ‹yon de¤iflim ay›rmalar›nda,
seçicili¤i oldukça yüksek olan spektrofotometrik
dedektörler de s›kl›kla kullan›lmaktad›r.
Analitin indirgenip yükseltgenebilen bir tür olmas›
durumunda amperometrik dedektörler kullan›labilir.
Son y›llarda iyon kromatografisinde
potansiyometrik dedektörlerde yayg›n olarak
kullan›lmaktad›r. Floresans, k›r›lma indisi, alevli
atomik absorpsiyon ve atomik emisyon ve ICP
dedektörleride amaca uygun olarak kullan›labilen
di¤er dedektör türleridir.
A MAÇ
5
‹yon kromatografisi cihaz›n› kullanarak Su Numunelerinde
Klor ve Nitrat Analizi deneylerini
gerçeklefltirmek.
Analiz edilecek iyonlar›n standart çözeltilerini
haz›rlayarak kalibrasyon do¤rusu oluflturulur ve
daha sonra su örneklerindeki klor ve nitrat iyonlar›n›n
oluflturulan kalibrasyon do¤rusu yard›-
m›yla nicel analizleri gerçeklefltirilir.

216 Aletli Analiz Laboratuvar›
Kendimizi S›nayal›m
1. Afla¤›dakilerden hangisi iyon kromatografisinde kullan›lan
anyonik kolon için kullan›lan sabit faz›n özelliklerindendir
a. Asidik özellikte olmas›
b. Nötral yap›da olmas›
c. Bazik özellikte olmas›
d. pH8 olmas›
e. Sülfonik asit tuzlar› kullan›lmas›
reçine
reçine
N
N
CH 2 CO 2
_
CH 2 CO 2
_
CH 2 CO 2
_
CH 2 CO 2
_
at›k su
reçine
Asit çözeltisi
Pb 2+
reçine
4.Yukar›da at›k su içerisinden kurflun (Pb 2+ ) iyonlar›-
n›n uzaklaflt›r›lmas› için flematik olarak gösterilen kromatografi
türü afla¤›dakilerden hangisidir
a. Adsorpsiyon kromatografisi
b. Katyon de¤iflim kromatografisi
c. Jel geçirgenlik kromatografisi
d. Anyon de¤iflim kromatografisi
e. Jel fitrasyon kromatografisi
N
N
CH 2 CO 2
_
CH 2 CO 2
_ Pb 2+
CH 2 CO _
2 H
CH 2 CO _ Pb 2+
2 H
7. Post-kolon türevlendirmesinin tan›m› afla¤›dakilerden
hangisidir
a. UV-görünür bölgede kuvvetli absorpsiyon yapan
bir element ve örnek iyonlar›n› absorplamayan
fakat eluenti absorplayan bir dalga boyu
seçilerek gerçeklefltirilir.
b. Eluent deriflimi de¤ifltirilerek gerçeklefltirilir.
c. Analiz çözeltisine renk verici farkl› maddeler eklenmesiyle
gerçeklefltirilir.
d. ‹yon de¤iflim kolonuna eluent olarak renk verici
bir reaktif konulmakta ve analiz, hücre boyunca
ak›fl dedeksiyonuyla gerçeklefltirilmektedir.
e. Rejenerant çözeltisinin bileflimi de¤ifltirilerek
gerçeklefltirilir.

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
217
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
8. ‹yon kromatografisinde seçicilik afla¤›dakilerden hangisine
ba¤l› de¤ildir
a. Eluent iyonlar›n›n özelliklerine
b. Eluent iyonlar›n›n deriflimine
c. S›cakl›¤a
d. Sabit faz›n çevresine yak›n fonksiyonel gruba
e. Enjeksiyon h›z›na
9. Afla¤›dakilerden hangisi iyon kromatografisinde en
s›k kullan›lan dedektördür
a. ‹letkenlik
b. Spektrofotometrik
c. Potansiyometrik
d. K›r›lma indisi
e. Floresans
10. ‹yon de¤iflim kapasitesi afla¤›daki terimlerin hangisinin
bir özelli¤idir
a. Hareketli faz›n
b. Sabit faz›n
c. Suppressorun
d. Eluent pompas›n›n
e. Dedektörün
1. c Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Sabit Faz›n Özellikleri” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
2. e Yan›t›n›z yanl›fl ise, “‹yon Kromatografisi Cihaz›”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
3. a Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Suppressor” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
4. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, “‹yon Kromatografisi” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
5. a Yan›t›n›z yanl›fl ise, “‹yon De¤iflimi” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
6. e Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Sabit Faz›n Özellikleri” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
7. d Yan›t›n›z yanl›fl ise, “UV-Görünür Bölge Dedektörleri”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
8. e Yan›t›n›z yanl›fl ise, “‹yon Seçicili¤i” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
9. a Yan›t›n›z yanl›fl ise, “‹yon Kromatografisi Dedektörleri”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
10. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Sabit Faz›n Özellikleri” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.

218 Aletli Analiz Laboratuvar›
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
S›ra Sizde 1
Sulu örnekler için, ön ifllemler gerekmeyebilir, fakat
bazen de numuneyi iyon kromatografisi sistemine vermeden
önce seyreltme veya süzme ifllemleri gerekebilir.
Toprak veya hava filtreleri gibi çözünmeyen kat› numunelerin
analizi için genellikle bunlar›n önce sulu çözelti
içerisine ekstrakte edilmesi gerekmektedir.
S›ra Sizde 2
‹yon kromatografi sistemlerinde ay›rma kolonu ile dedektör
aras›nda, eluent iyonlar›n›n background iletkenli¤ini
azalt›p, örnek iyonlar›n›n tek ve daha iletken forma
dönüflmesini sa¤lamak amac›yla bir suppressor kolon
kullan›lmas› durumunda oluflan iyon kromatografisi
sistemlerine suppressed iyon kromatografisi denir.
Suppressorün kullan›lmad›¤›, dolay›s›yla ay›rma kolonundan
ç›kan örnek iyonlar›n›n do¤rudan dedektöre
ulaflt›¤› sistemlere ise non-suppressed iyon kromatografisi
ad› verilmektedir.
S›ra Sizde 3
1. eflitlikte bir katyon de¤iflimi sözkonusudur. Burada
asidik yap›da bir eluent kullan›lm›fl ve Cu 2+ iyonlar›yla
eluentten gelen H + iyonlar› yer de¤ifltirmifltir. 2. eflitlikte
ise anyon de¤iflimi görülmektedir. Burada da bazik
yap›l› bir eluent kullan›lm›fl ve eluentin OH - iyonlar› ile
NO 3 - iyonlar› yer de¤iflrimifltir. A盤a ç›kan H + iyonlar›
ile OH - iyonlar› su oluflturmufltur.
S›ra Sizde 4
Suppressed iyon kromatografisinde anyon analizlerinde
genel olarak bazik türler kullan›lmaktad›r.
S›ra Sizde 5
OH - iyonlar› kromatogramda gözlenmez. Çünkü; anyon
ay›rmalar›nda suppressed sistemlerde katyon de¤iflim
membranlar› kullan›l›r. F - analizi s›ras›nda rejeneranttan
gelen H + iyonlar› ile eluentten gelen OH - iyonlar›
su oluflturarak kolonu terk ederler.
S›ra Sizde 6
Spektrofotometrik dedektör ile iyon kromatografisinde
her iyon do¤rudan analiz edilemez. Çünkü; analiz edilecek
iyonun ›fl›¤› absorplayan kromofor gruplar içermesi
gerekir. Örne¤in; NO 2 - , NO 3 - gibi.
Yararlan›lan Kaynaklar
BUCHBERGER, W.W.(2000) Detection techniques in
ion analysis: What are our choices, J. Chromatogr.
A, 884, 3-22.
CHEAM, V. ve CHAU, A.S.,(1987). Automated simultaneous
analysis of anions and monovalent and
divalent cations, Analyst, 112, 993-997.
CHEN, Z. ve HIBBERT, D.B. (1997) Simultaneous amperometric
and potentiometric detection of
inorganic anions in flow systems using platinum
and silver/silver chloride electrodes, Anal.
Chim. Acta, 350, 1-6.
CHRISTOPHER, A.A.I.(1993). Simultaneous
determination of anions divalent cations
using ion chromatography with
ethylenediaminetetraaceticacid as eluent,
Analyst, 118, 1035-1041
DING, M.Y., SUZUKI, Y. ve KOIZUMI, H.,(1995). Simultaneous
determination of organic acids,
inorganic anions and cations in beverages by
ion chromatography with a mixed-bed stationary
phase of anion and cation exchangers,
Analyst, 120, 1773-1777.
FRENZEL, W., SCHEPERS, D. ve SCHULZE, G.,(1993).
Simultaneous ion chromatographic determination
of anions and cations by series conductivity
and flame photometric detection, Anal.
Chim. Acta, 277, 103-111.
GJERDE, D.T. ve FRITZ, J.S.,(1986). Ion chromatography,
2 nd Edi., Chromatographic Methods (Eds.:
Bertsch, W., Jennings, W.G. ve Kaiser, R.E.), Dr. Alfred
Hüthig Verlag, Heidelberg, Germany, 24-30.
GUN, D.C. ve TARTER, J.G.,(1987). Simultaneous determination
of sodium and chloride by ion
chromatography at the µg/l level, J. Chromatogr.,
404, 285-291.
HONG, U.S., KWON, H.K., NAM, H., CHA, G.S., KWON,
K.H. ve PAENG, K.J.,(1995). Simultaneous determination
of alkali and alkaline earth metals by
ion chromatography with neutral carrier-based
ion-selective electrode detector, Anal. Chim.
Acta, 315, 303-310.
ISILDAK, I. ve ASAN, A.,(1999). Simultaneous detection
of monovalent anions and cations using
all solid-state contact PVC membrane anion and
cation-selective electrodes as detectors in single
column ion chromatography, Talanta, 48, 967-
978.

9. Ünite - ‹yon Kromatografisi
219
IS›LDAK, I. ve COVINGTON, A.K.,(1993). Ion selective
electrode potentiometric detection in ion
chromatography, Electroanalysis, 5, 815-824.
ISKANDARANI, Z. ve MILLER, T.E.,(1985). Simultaneous
independent analysis of anions and cations
using indirect photometric chromatography,
Anal. Chem., 57, 1591-1594.
JONES, V.K., FROST, S.A. ve TOUTER, J.G.,(1994). Simultaneous
ion chromatographic analysis of
anions and mono or divalent cations, J. Chromatogr.
Sci., 23, 442-445 (1985). Kwon ve arkadafllar›.
LEE, K. S., SHIN, J. H., CHA, M. J., CHA, G. S., TROJA-
NOWICZ, M., LIU, D., GOLDBERG, H. D., HOWER,
R. W. ve BROWN, R. B.,(1994). Multiionophorebased
solid-state potentiometric ion sensor as
a cation detector for ion chromatography, Sensors
and Actuators B: Chemical, 20, 239-246.
LEGRAS, C.A.A.,(1993). Simultaneous determination
of anions and divalent cations using ion chromatography
with
ethylenediaminetetraaceticacid as eluent,
Analyst, 118, 1035-1041.
NGILA, J.C.,(1998). Flow injection potentiometric
analysis with PowerLab, Phys. Sci., AN101A, 1-4.
ROUESSAC, F. ve ROUESSAC, A.,(2000). Chemical
analysis-modern instrumental methods and
techniques, 4 th Edi., John Wiley ( Sons, Ltd., New
York, USA.
SHULAMIT, L.,(2002). Analysis of ions using high
performance liquid chromatography, Ion chromatography,
Articles, Procedures, Tutorials, Presentations
and Educational Materials.
SMALL, H.,(1989). Ion chromatography, Plenum
Press, New York, USA.
SMALL, H., STEVENS, T.S. ve BAUMAN, W.S.,(1975).
Novel ion exchange chromatographic method
using conductimetric detection, Anal. Chem., 47,
1801-1809.
SMITH, F.C. ve CHANG, R.C.,(1991). The practice ion
chromatography, Krieger Publishing Company,
Florida, USA.
STATLER, J.,(1997). Ion chromatography, Handbook
of Instrumental Techniques for Analytical Chemistry
(Ed.: Settle, F.A.), Prentice Hall, USA, 199-210.
TARTER, J.G.,(1989). Eluent selection criteria for the
simultaneous determination of anions and cations,
J. Chromatogr. Sci., 27, 462-467.
WATANABE, K., TOHDA, K., SUGIMOTO, H., EITO-
KU, F., INOUE, H., SUZUKI, K. ve NAKAMURA, S.,
(1991). Ion-sensitive field effect transistor as a
monovalent cation detector for ion chromatography
and its application to the measurement
of Na+ and K+ concentrations in serum, J. Chromatogr.
Biomed. App., 566, 109-116.

ALETL‹ ANAL‹Z LABORATUVARI
10
Amaçlar›m›z
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
Termal Analiz Tekniklerini tan›mlayabilecek,
Termogravimetrik Analiz (TGA) verilerini ve cihazlar›n› tan›mlayabilecek,
Diferansiyel Termal Analiz (DTA) tekni¤ini yorumlayabilecek,
Diferansiyel Tarama Kalorimetrisi (DSC) yöntemini ve analizlerini tan›mlayabilecek,
Termomekanik Analizi (TMA) ve analiz sonucu elde edilebilecek bilgileri yorumlayabilecek,
Termoelektrik ve Termooptik Analiz yöntemlerini tan›mlayabilecek,
CaC 2 O 4 H 2 O Bilefli¤inin Termogravimetrik Analizi deneyini gerçeklefltirebilecek
bilgi ve beceriler kazanabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Termal Analiz
• Termogram
• Termogravimetri
• Diferensiyel termal analiz
• Diferensiyel Tarama Kalorimetrisi
• Termomekanik Analiz
• Termoelektrik Analiz
• Termooptik Analiz
‹çerik Haritas›
Aletli Analiz
Laboratuvar›
Termogravimetrik
Yöntemler
• G‹R‹fi
• TERMAL ANAL‹Z TEKN‹KLER‹N‹N
SINIFLANDIRILMASI
• TERMOGRAV‹METR‹K ANAL‹Z
(TGA)
• D‹FERANS‹YEL TERMAL ANAL‹Z
(DTA)
• D‹FERANS‹YEL TARAMA
KALOR‹METR‹S‹ (DSC)
• TERMOMEKAN‹K ANAL‹Z (TMA)
• TERMOELEKTR‹K ANAL‹Z (TEA)
• TERMOOPT‹K ANAL‹Z (TOA)

Termogravimetrik
Yöntemler
G‹R‹fi
Laboratuvar ortam›nda yürütülen deneyler, genellikle sabit s›cakl›k alt›nda (izotermal
koflullar) gerçeklefltirilir. Çünkü s›cakl›k de¤iflimi maddenin baz› özelliklerinin
de de¤iflmesine neden olabilir. Bu de¤iflimin belirlenebilmesi için yap›lan ve
belirli bir özelli¤in kontrollü bir s›cakl›k de¤ifliminde belirlenmesi ifllemine termal
analiz ad› verilir. Termal analizin en yayg›n uygulamas› termogravimetridir ve
analizi yap›lan numune kütlesinin s›cakl›¤›n bir fonksiyonu olarak ölçülmesi temeline
dayan›r. Örne¤in s›cakl›k dakikada 20 derece artt›r›larak numunenin kütlesi
ölçülür ve ard›ndan zamana ve s›cakl›¤a ba¤l› olarak çizilen kütledeki de¤iflim grafi¤i
analiz için kullan›l›r. Termal analizin di¤er bir uygulamas› olan kalorimetri ile
s›cakl›¤a ba¤l› olarak entalpi de¤iflimi incelenirken, termomekanik analizde s›cakl›k
de¤iflimine ba¤l› olarak boyutsal ve mukavemet de¤iflimleri incelenmektedir.
S›cakl›k de¤iflimi ile en çok etkilenen de¤iflken kütle oldu¤u için termogravimetri,
termal analizin en yayg›n uygulamas›d›r. Termal yöntemler, maddelerin yap› analizleri,
safl›k kontrolleri, polimer, seramik, kil veya cam malzemelerin incelenmesi,
kompozit malzemelerin dayan›kl›l›k testi, bozunma, yükseltgenme ve hal de¤iflimi
tepkimelerinin incelenmesi gibi pek çok alanda kullan›lmaktad›r.
‹zotermal koflul: S›cakl›k
de¤ifliminin s›f›r oldu¤u yani
s›cakl›¤›n sabit kald›¤›
kofluldur.
Termal analiz: Bir maddenin
belli bir s›cakl›k program›
alt›nda özelliklerinde
meydana gelen de¤ifliklerin
incelenmesidir.
TERMAL ANAL‹Z TEKN‹KLER‹N‹N SINIFLANDIRILMASI
Termal analiz teknikleri, numunenin durumuna göre (s›cakl›k, kütle, hacim vb.),
kullan›lan tekni¤e veya maddenin özelli¤ine göre (›s› transferi, ›s› kapasitesi vb.)
ve numunenin de¤iflen bir özelli¤inin (kimyasal bileflim, kristal yap› vb.) belirlenmesine
göre s›n›fland›r›lmaktad›rlar. Çizelge 10.1 de belirlenebilen numune özelli-
¤inin kütle, s›cakl›k, entalpi veya mekanik olufluna göre baz› termal analiz tekniklerinin
ismi ve k›saltmalar› verilmifltir.

222 Aletli Analiz Laboratuvar›
Çizelge 10.1.
Baz› Termal Analiz
Teknikleri
Ölçülen özellik Teknik ad› K›saltma
Kütle Termogravimetrik Analiz TGA
S›cakl›k Diferansiyel Termal Analiz DTA
Entalpi Diferansiyel Tarama Kalorimetrisi DSC
Mekanik Termomekanik Analiz TMA
Elektrik özelli¤i Termoelektrik Analiz TEA
Manyetik özelli¤i Termomanyetik Analiz TMA
Optik özelli¤i Termooptik Analiz TOA
Termogram:
Termogravimetrik analizde
elde edilen termal de¤iflim
e¤risidir.
TERMOGRAV‹METR‹K ANAL‹Z (TGA)
Termal analizde, s›cakl›¤a karfl› incelemesi yap›lan maddelerin belirli bir fiziksel
veya kimyasal özelli¤inin ölçümünün gerçeklefltirildi¤ini daha önce ö¤renmifltik.
Termogravimetrik yöntemde ölçümü yap›lan bu fiziksel özellik, kütledeki de¤iflimdir.
Tüm termal analiz deneylerinde elde edilen termal de¤iflim e¤rileri, termogravimetrik
analizde termogram ad›n› almaktad›r. Bu tan›mdan, kütle de¤ifliminin
meydana geldi¤i olaylar›n termogravimetrik metotla analiz edilebilece¤i anlafl›lmaktad›r.
Çeflitli maddelerin kristal suyunun kaybedilmesi, uçucu maddelerin
uzaklaflmas›, bilefliklerin ayr›flmas›, süblimleflme ve desorpsiyon gibi reaksiyonlar
kütle de¤ifliminin görüldü¤ü olaylara örnek olarak verilebilir. Genel olarak kütle
de¤ifliminin nedeni, su gibi uçucu bileflenlerin uzaklaflmas›d›r. Erime gibi kütle de-
¤iflimine neden olmayan faz de¤iflimleri bu yöntemle incelenemez. fiekil 10.1 de
CaC 2 O 4 .H 2 O bilefli¤ine ait termogram görülmektedir. S›cakl›k artmas› ile
CaC 2 O 4 .H 2 O bilefli¤inin kütlesi belirli s›cakl›k aral›klar›nda azalm›fl belirli s›cakl›k
aral›klar›nda ise sabit kalm›flt›r. S›cakl›k art›fl› ile kütlenin de¤iflmedi¤i bölgeler kalsiyum
bilefliklerinin kararl› oldu¤u s›cakl›klard›r. Termogram e¤rileri yorumlan›rken,
kütlede de¤iflimlerin meydana geldi¤i s›cakl›klar veya kütle de¤iflimlerinin
miktar› kullan›labilir. Bu de¤iflimlerin meydana geldi¤i s›cakl›klar, deney s›ras›ndaki
de¤iflkenlerden kolayl›kla etkilendi¤inden, hassas deney sonuçlar›na ihtiyaç duyuldu¤unda
ço¤unlukla kütle de¤iflimleri kullan›l›r. Termogravimetri ile, nitel bileflimi
bilinen numunelerin nicel analizleri yap›labilirken, bileflimi bilinmeyen örneklerin
ise bileflimleri hakk›nda öngörüde bulunulabilir.
fiekil 10.1
CaC 2 O 4 .H 2 O
bilefli¤ine ait
termogram

10. Ünite - Termogravimetrik Yöntemler
223
Termogravimetrik analizde numune kontrollü bir flekilde ›s›t›l›rken a¤›rl›¤› da
çok duyarl› bir terazi ile sürekli olarak ölçülmelidir. Bu nedenle fiekil 10.2 de
görüldü¤ü gibi bir termogravimetri cihaz›n›n temel bileflenleri; duyarl› bir analitik
terazi, ›s›tma bölmesi, s›cakl›k ölçüm ve kontrol birimi, ›s›tma ifllemleri s›ras›nda
numunenin atmosfer bileflenleri ile tepkime vermemesi için inert gaz sistemi sa¤layan
düzenek ve veri de¤erlendirilmesi için bilgisayard›r.
fiekil 10.2
Termogravimetrik
analiz için
kullan›lan cihaz
S›cakl›k ölçüm ve kontrol ünitesi, ›s›tma bölmesi içinde s›cakl›¤›n do¤ru biçimde
ölçülmesine olanak sa¤layacak flekilde numunenin yak›n›nda olmal› ve ortam
atmosferi numunenin etraf›n› uygun bir biçimde tamamen sarmal›d›r. Ortam atmosferi
ço¤u deneyde büyük öneme sahiptir ve ölçüm ünitesi vakum, inert veya reaktif
gaz / s›v› ortamlarda çal›flabilmelidir. Baz› düzeneklerde s›cakl›k kontrolü numune
yerine f›r›n üzerinden yap›labilir. Termogravimetrik analizlerde kullan›lan f›r›nlar›n
baz›lar›nda vakum veya yüksek bas›nç alt›nda testleri gerçeklefltirebilmek
mümkün olmaktad›r. Ço¤u termal analiz için basit bir lineer ›s›tma program› yeterlidir.
Dolay›s›yla tipik bir enstrüman, s›cakl›¤› oda s›cakl›¤›ndan öngörülen s›cakl›-
¤a kadar ç›kar›r, ard›ndan basitçe kapan›r veya programlanm›fl bir so¤utma e¤risini
izler. Genellikle termogravimetrik analiz için kullan›lan cihazlar, 5-25 derece/dakika
›s›tma h›z›na sahip olabilir. Baz› ünitelerde so¤utma do¤al yolla gerçekleflirken,
di¤erlerinde maksimum s›cakl›¤› izotermal olarak koruyabilmek için ilave düzenekler
vard›r. Lineer programlanm›fl so¤utma, basitçe gücün kapat›lmas›yla oda s›cakl›¤›na
kadar so¤uma, kontrollü ›s›tma gücü ile ön görülen h›zda so¤utma program›-
na uyma ya da belirlenmifl bir ara so¤uma kademesinde izotermal koflullar alt›nda
bekletme flekillerinde olabilir. Bilgisayar ünitesi, ölçüm ünitesinden ve s›cakl›k ölçerden
gelen sinyalleri toplar ve kaydeder. Cihazlar için haz›rlanm›fl yaz›l›mlarla bu
sinyaller verilere dönüfltürülerek, analiz ihtiyaçlar› do¤rultusunda incelenen malzemeye
yönelik termal analiz e¤rileri çizilir. fiekil 10.3 de termogravimetrik analiz
sonucunda elde edilebilecek termogramlar ve yorumlar› verilmifltir.

224 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 10.3
(1)Termogravimetrik olarak analize
uygun olmayan bir numune, kütle
de¤iflimi yok, (2) desorpsiyon veya
kuruma, (3) tek basamakl› bozunma,
(4) çok basamakl› bozunma, (5) ›s›tma
h›z› fazla veya ara ürün oluflmayan
analiz, (6) atmosfer bileflenleri ile
tepkime (7) atmosfer bileflenleri ile
tepkime sonucu oluflan ürünün yüksek
s›cakl›klarda parçalanmas›
SIRA S‹ZDE
1
Termogravimetrik SIRA S‹ZDE analiz sonucunda elde edilen termogramdan numune hakk›nda hangi
bilgileri elde edebiliriz yorumlay›n›z.
DÜfiÜNEL‹M
D‹FERANS‹YEL DÜfiÜNEL‹M TERMAL ANAL‹Z (DTA)
Diferansiyel termal analiz yönteminde numune ve referans madde aras›ndaki s›-
SORU
cakl›k fark› (∆T) SORU belirlenir ve uygulanan s›cakl›¤a karfl› grafi¤e geçirilir. DTA çal›flmalar›nda
numune ve referans madde aras›ndaki s›cakl›k fark›, numunenin bir
kimyasal tepkime vermesi, faz de¤ifltirmesi ya da yap›sal bir de¤iflim olmas› durumunda
oluflur ve diferansiyel termogramda ekzotermik olaylar numune s›cakl›¤›-
D‹KKAT
D‹KKAT
Ekzotermik olay:
Gerçekleflmesi s›ras›nda n›n referans madde s›cakl›¤›na göre artmas›, endotermik olaylar ise azalmas› olarak
elde edilir. SIRA fiekil S‹ZDE10.4 de DTA analizi sonucu elde edilen endotermik ve ekzo-
çevreye ›s› veren olaylard›r.
Endotermik SIRA S‹ZDE olay:
Gerçekleflmesi için çevreden termik pikler görülmektedir. Fiziksel de¤iflimler endotermik olup bunlar bafll›ca,
›s› almas› gereken
olaylard›r.
buharlaflma, süblimleflme, fuzyon, absorpsiyon ve desorpsiyondur. Adsorpsiyon
AMAÇLARIMIZ
ve kristallenme AMAÇLARIMIZ ise ekzotermik olaylard›r.
fiekil 10.4
K ‹ T A P
DTA analizi
sonucu elde edilen
endotermik ve
TELEV‹ZYON ekzotermik pikler
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

10. Ünite - Termogravimetrik Yöntemler
DTA cihazlar›nda, numune ve referans
madde elektrik ile ›s›t›lan bir f›r›n içindeki
termoçiftlerinin üzerine birer aliminyum
veya platin kap içerisinde yerlefltirilir. Numune
ve referans madde s›cakl›¤› termoçiftler
ile izlenir. fiekil 10.5 de DTA için
kullan›lan cihaz flematik olarak gösterilmektedir.
Cihaz›n bafll›ca bileflenleri termal
analiz için kullan›lan cihazlarda oldu-
¤u gibi, f›r›n, s›cakl›k ölçüm ve kontrol
birimi, atmosfer kontrolü ve kaydedicidir.
Atmosfer kontrolü ile DTA cihazlar›nda,
numune ve referans maddenin azot gibi
inert veya oksijen gibi aktif bir gaz ile temas›
sa¤lanabilir. Referans madde olarak
alümina, silisyum karbür veya cam boncuklar
kullan›labilir.
DTA sadece kütle de¤iflimlerini de¤il ayn› zamanda ›s› absorpsiyonu ve ›s› verilmesi
gibi de¤iflimlerin de incelenmesine olanak sundu¤undan termogravimetrik
analizden daha yayg›n kullan›lmaktad›r.
DTA, polimerik
malzemelerin analizlerinde,
do¤al ve sentetik ürünlerin
bileflimlerinin ve termal özelliklerinin
incelenmesinde, silikatlar
ve seramikler gibi
anorganik bilefliklerin termal
analizlerinde, organik maddelerin
erime ve bozunma
noktalar›n›n tayininde ve faz
diyagramlar›n›n oluflturulmas›nda
kullan›lmaktad›r. fiekil
10.6 da DTA ile analiz edilmifl
bir polimerin faz diyagram›
görülmektedir.
fiekil 10.5
Diferansiyel Termal
Analiz sistemi
Termoçift:
S›cakl›k ölçmeye yarayan
alg›lay›c›.
fiekil 10.6
Polimerik bir
maddeye ait faz
diyagram›
225
D‹FERANS‹YEL TARAMA KALOR‹METR‹S‹ (DSC)
Kalorimetre numuneye giren veya numuneden yay›lan ›s›y› ölçerken, diferansiyel
kalorimetre bir referansa göre numunenin ›s›s›n› ölçer. Diferansiyel tarama kalorimetrisi
ile yap›lan analizlerde ise numune ve inert referans madde kontrollü bir s›-
cakl›k program› ile ›s›t›l›r ve numune ile referans madde aras›nda s›cakl›k fark› olufltu¤unda
d›flar›dan ›s› verilerek ayn› s›cakl›kta kalmalar› sa¤lan›r. fiekil 10.7 de görüldü¤ü
gibi DSC analizlerinde d›flar›dan verilen ›s›ya karfl› s›cakl›k de¤erleri grafi¤e geçirilerek
termogram elde edilir. Kristallenme gibi ekzotermik tepkimelerde numune
s›cakl›¤› yükselir, bu nedenle referans maddeye ›s› eklenir ve negatif bir sinyal elde
edilir. Süblimleflme gibi endotermik tepkimelerde ise numunenin s›cakl›¤› azalaca-
¤›ndan numuneye d›flar›dan ›s› verilir ve pozitif sinyal elde edilir. Numune ve referans
madde birbirinden yal›t›lm›fl iki ayr› kaba konularak ›s›t›l›r ve termoçift ile s›cakl›klar›
ölçülür. DSC analizleri entalpi de¤iflimlerinin yan›nda numune ve referans
maddesinin ›s› kapasiteleri aras›nda bir fark olmas› durumunda da kullan›labilir.

226 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 10.7
Polimerik bir
maddeye ait faz
diyagram›
fiekil 10.8
DSC analizlerinde numune ve referans madde genellikle alüminyumdan yap›lm›fl
kaplar içerisine yerlefltirilir ve bu kaplar termoçift içeren metal veya seramik
levhalar üzerine konulur. Kaplar aras›ndaki s›cakl›k fark› termal enerji fark›na dönüfltürülür.
Pek çok cihaz, ›s› ak›fl›n› ölçen levhalar› bir terazi içerisine yerlefltirilecek
flekilde tasarlanm›flt›r. Böylece ayn› anda DSC, DTA ve TGA analizlerini gerçeklefltirmek
mümkün olmaktad›r. fiekil 10.8 de DCS analizleri için kullan›lan iki
tip cihaz ve bileflenlerinin flematik görünümü verilmifltir.
(a) Güç dengeleme tipi DSC (b) Is› ak›s› tipi DSC
DSC nin yayg›n olarak kullan›lan iki türü vard›r: Güç Dengeleme DSC ve Is›
Ak›s› DSC. Güç dengeleme DSC analizlerinde numune ve referans maddenin s›-
cakl›klar› ba¤›ms›z olarak kontrol edilebilen iki özdefl f›r›n taraf›ndan dengelenir.
F›r›nlar›n ayn› s›cakl›k için harcad›¤› güç tüketim de¤erleri referansa göre numunenin
entalpi veya ›s›l kapasiteki de¤iflikliklerinin sonucudur. Bu tüketim de¤erleri
belirlenerek DSC analizi gerçeklefltirilmifl olur. Is› ak›s› tipi DSC analizlerinde ise
numune ve referans madde, düflük ›s› ak›s› direncine sahip, metal bir levha yard›-
m›yla birbirine ba¤lan›r ve f›r›n içine yerlefltirilir. Numune ve referanstaki s›cakl›k
fark› entalpi veya ›s› kapasitesi de¤iflikliklerinin sonucu olarak kaydedilir.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
2
DTA ve DSC SIRA analizleri S‹ZDE sonucunda elde edilen verileri ve iki analiz aras›ndaki farklar›
yorumlay›n›z.
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE

10. Ünite - Termogravimetrik Yöntemler
TERMOMEKAN‹K ANAL‹Z (TMA)
Günlük hayatta malzemelerin boyutsal ve mekanik kararl›l›¤›n›n tasar›mda öngörülen
veya beklenmedik s›cakl›k de¤iflimlerinde korunmas› son derece önemlidir.
Pek çok plastik üretim aflamas›nda ›s›t›larak ak›flkan hale getirilir, g›dalar ›s›t›l›r,
pastörize edilir veya dondurulur, seramikler ise son boyutlar›na getirilebilmek için
f›r›nlan›r. Termomekanik analiz, sabit bir mekanik gerilim alt›nda s›cakl›¤›n bir
fonksiyonu olarak maddenin uzunluk veya hacim gibi boyutlar›ndaki de¤iflimin
ölçülmesi olarak tan›mlanabilir. Bu yolla termal genleflme katsay›lar› (α) ve bu
özelli¤in s›cakl›k veya zamana ba¤l› de¤iflimi belirlenebilir. Pek çok malzeme uygulanan
gerilim alt›nda belirli bir s›cakl›kta maddenin erimesi veya cams› geçifl s›-
cakl›¤› vb. ile iliflkili olarak deforme olur. Baz› durumlarda da maddeler ifllenmeleri
s›ras›ndaki kat›laflma veya donma esnas›nda kal›nt› gerilimler biriktirebilirler.
Bu tür malzemeler ›s›tma s›ras›nda bu gerilimlerin ortadan kalkmas›n›n sonucu
olarak boyutsal de¤iflime u¤rarlar.
Termomekanik analiz için kullan›lan
cihaz fiekil 10.9 da görülmektedir.
Numune, yak›n›na yerlefltirilmifl
termoçift veya termometre ile birlikte
s›cakl›k kontrollü bir ortama yerlefltirilir.
Oda s›cakl›¤›n›n alt›ndaki
ölçümler için s›v› azotun yerlefltirilece¤i
bir k›s›m, ortam atmosferinin
kontrolü içinse inert veya reaktif gaz
girifline uygun bir bölme bulunur.
DSC veya TGA analizlerine göre cihaza
yerlefltirilen numunenin ve f›r›-
n›n kütlesi çok daha büyük oldu¤u
için TMA için kullan›lan ›s›tma ve so-
¤utma h›zlar› çok daha küçüktür.
Basma veya çekme yükü alt›ndaki
ölçümler için fiekil 10.10 da görülen
çeflitli ölçüm uçlar›ndan yararlan›l›r.
Ölçüm ucundan numunenin üst
yüzeyine statik yükün uygulanmas›
basit cihazlarda do¤rudan bir a¤›rl›k
yard›m› ile daha yayg›n olarak
kullan›lan modern cihazlarda elektromanyetik
bir motor ile gerçeklefltirilir.
Ölçüm ucunun hareketleri çeflitli
tipteki sensörler yard›m›yla ölçülür
ve en yayg›n kullan›lan sensör,
do¤ru ak›mla beslenen, iki sar›mdan
oluflan Lineer De¤iflken Fark Dönüfltürücüsüdür (LVDT). TMA analizleri
için kullan›lan ölçüm ucu türleri, basma, delme, e¤me, çekme ve hacimseldir.
Basma ölçüm ucu, numune yüzeyinin genifl bir alan›na düflük yük alt›nda uygulanarak
termal genleflme ölçümlerinde kullan›l›r ve bu yönteme Termodilatometre
ad› verilir. Delme ölçüm ucu, yumuflama s›cakl›¤›n›n ölçülmesi amac› ile
düflük numune yüzey alan›nda yüksek yük uygulanarak kullan›l›r. Çekme ölçüm
fiekil 10.9
Termomekanik
analiz için
kullan›lan cihaz›n
flematik gösterimi
227
Termal Genleflme Katsay›s›:
Bir maddenin ›s› etkisiyle
genleflti¤i miktar›n
belirlenmesi için kullan›lan
katsay›d›r.
fiekil 10.10
TMA analizleri için
kullan›lan ölçüm
ucu türleri
Sensör:
Fiziksel ortam
de¤iflikliklerini alg›layan,
alg›lay›c› ad› da verilen
cihazlard›r.
Termodilatometre:
Maddenin mekanik
özelliklerinin s›cakl›k ile
de¤ifliminin incelenmesidir.

228 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 10.11
TMA analizi için
kalibrasyon
grafi¤i
ucu çekme gerilmesi alt›nda, ince filmler ve fiberler gibi kendini destekleyemeyen
numunelerin ölçümlerinde kullan›l›r. Hacimsel ölçüm uçlar›, alümina tozu
veya silikon ya¤› gibi asal bir malzeme taraf›ndan sar›lm›fl düzensiz flekildeki numunelerin
termal hacimsel genleflmesinin ölçümünde kullan›l›r.
fiekil 10.11 de TMA cihaz›n›n kalibrasyonu için elde edilmifl e¤ri görülmektedir.
Kalibrasyonda yayg›n olarak kullan›lan bu yöntemde bizmut, kalay gibi düflük
erime noktas›na sahip malzemeler alümina, cam gibi ›s›ya dayan›kl› paneller
aras›na yerlefltirilir. Basma yükü alt›nda malzeme erime noktas›na ulafl›ld›¤›nda
flekilde görülen basamakl› yap› oluflur.
TERMOELEKTR‹K ANAL‹Z (TEA)
Dielektrik analiz, periyodik bir elektrik alan içerisindeki malzemenin özelliklerindeki
de¤iflimi ölçerken, termoelektrik analiz numuneyi ayn› zamanda bir s›-
cakl›k program› ile ›s›t›r. Polimerlerin iletkenlik, dielektrik sabiti gibi özellikleri
dielektrik analiz ile elde edilebilirken, TEA ile cams› geçifl s›cakl›¤› gibi bilgiler
de elde edilebilmektedir.
TERMOOPT‹K ANAL‹Z (TOA)
Termal analiz tekniklerinden biri olan termooptik analiz, numunenin belirli bir h›zda
›s›t›lmas› ve maddenin davran›fl›n›n mikroskop alt›nda incelenmesi esas›na dayan›r.
Termooptik analiz s›cakl›¤›n bir fonksiyonu olarak morfolojik ve yap›sal de-
¤iflikliklerin incelenmesine olanak tan›r. Bu tür de¤ifliklikler, erime noktas›, kristallenme,
faz dönüflümleri gibi fiziksel veya kimyasal olaylar sonucunda oluflur.
Daha önce bahsedildi¤i gibi gazlar› içeren kimyasal tepkimelerin kütlesindeki
de¤ifliklik ile s›cakl›k aras›ndaki iliflki TGA ile incelenebilmektedir. Bu tür malzemelerin
çözünmesi veya çevresindeki gazlarla olan tepkimesine ba¤l› kütle de¤iflimi,
ayn› anda meydana gelen morfolojik de¤iflimlerle birlikte mikroskop alt›nda
gözlenerek do¤rulanabilir. Mikroskop içindeki f›r›na yerlefltirilen numunenin kütlesini
belirlemek için bir termo terazi kullan›l›r. Böylece termomikroskop ile oksidasyon
ve faz dönüflümleri gibi tepkimelerin kütle üzerindeki de¤iflimi hem TGA
hemde TOA analizleri yap›larak efl zamanl› olarak incelenir.

10. Ünite - Termogravimetrik Yöntemler
229
CaC 2 O 4 H 2 O Bilefli¤inin Termogravimetrik Analizi
Bu deneyde CaC 2 O 4 H 2 O bilefli¤ine kontrollü s›cakl›k program› uygulanarak numune
kütlesi, s›cakl›¤›n veya zaman›n fonksiyonu olarak kaydedilip grafi¤e al›nacakt›r.
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler
Bu deney için afla¤›daki kimyasal maddeler ve laboratuvar malzemeleri gereklidir.
Kimyasallar
Laboratuvar malzemeleri
CaC 2 O 4 H 2 O
Analitik terazi
Spatül
Beher
Deneyin Yap›l›fl›:
Yaklafl›k 5 mg CaC 2 O 4 H 2 O bilefli¤i tart›l›r ve cihaz içine yerlefltirilir. Uygun s›cakl›k
program› yap›larak termogravimetrik analiz cihaz› çal›flt›r›l›r ve s›cakl›¤a karfl›
kütledeki de¤iflim de¤erleri kaydedilerek grafi¤e geçirilir.

230 Aletli Analiz Laboratuvar›
Özet
A MAÇ
1
A MAÇ
2
A MAÇ
3
Termal analiz tekniklerini tan›mlamak.
Laboratuar ortam›nda yürütülen deneyler genellikle
sabit s›cakl›k alt›nda (izotermal koflullar)
gerçeklefltirilir. Çünkü s›cakl›k de¤iflimi maddenin
baz› özelliklerinin de de¤iflmesine neden
olabilir. Bu de¤iflimin belirlenebilmesi için yap›-
lan ve belirli bir özelli¤in kontrollü bir s›cakl›k
de¤iflminde belirlenmesi ifllemine termal analiz
ad› verilir. Termal analizin en yayg›n uygulamas›
termogravimetridir ve analizi yap›lan numunenin
kütlesinin s›cakl›¤›n bir fonksiyonu olarak
ölçülmesi temeline dayan›r. Termal analiz teknikleri,
numunenin durumuna göre (s›cakl›k,
kütle, hacim vb.), kullan›lan tekni¤e veya maddenin
özelli¤ine göre (›s› transferi, ›s› kapasitesi
vb.) ve numunenin de¤iflen bir özelli¤inin (kimyasal
bileflim, kristal yap›s› vb.) belirlenmesine
göre s›n›fland›r›lmaktad›rlar.
Termograjimetrik analiz (TGA) verilerini ve
cihazlar›n› tan›mlamak.
Termogravimetrik analiz (TGA) yönteminde ölçümü
yap›lan özellik kütledeki de¤iflimdir yani
termogravimetrik metotla kütledeki de¤iflimler
analiz edilebilir. Tüm termal analiz deneylerinde
elde edilen termal de¤iflim e¤rileri, termogravimetrik
analizde termogram ad›n› almaktad›r. Termogravimetri
cihaz›n›n temel bileflenleri; duyarl›
bir analitik terazi, ›s›tma bölmesi, s›cakl›k ölçüm
ve kontrol birimi, ›stma ifllemleri s›ras›nda
numunenin atmosfer bileflenleri ile tepkime vermemesi
için inert gaz sistemi sa¤layan düzenek
ve veri de¤erlendirilmesi için bilgisayard›r.
Dijeransiyel termal anliz (DTA) tekni¤ini
yorumlamak.
Diferansiyel termal analiz (DTA) yönteminde numune
ve referans madde aras›ndaki s›cakl›k fark›
(∆T) belirlenir ve uygulanan s›cakl›¤a karfl›
grafi¤e geçirilir. DTA çal›flmalar›nda numune ve
referans madde aras›ndaki s›cakl›k fark›, numunenin
bir kimyasal tepkime vermesi, faz de¤ifltirmesi
ya da yap›sal bir de¤iflim olmas› durumunda
oluflur ve diferansiyel termogramda ekzotermik
olaylar numune s›cakl›¤›n›n referans
madde s›cakl›¤›na göre artmas›, endotermikolaylar
ise azalmas› olarak elde edilir.
A MAÇ
4
A MAÇ
5
A MAÇ
6
A MAÇ
7
Dijeransiyel tarama kalorimetrisi (DSC)
yöntemini ve analizlerini tan›mlamak.
Diferansiyel tarama kalorimetrisi (DSC) ile yap›lan
analizlerde numune ve referans madde DTA da
oldu¤u gibi kontrollü bir s›cakl›k program› ile ›s›-
t›l›r ve örnek ile referans madde aras›nda bir s›-
cakl›k fark› olufltu¤unda d›flar›dan ›s› verilerek ayn›
s›cakl›kta kalmalar› sa¤lan›r. DSC analizlerinde
d›flar›dan verilen ›s›ya karfl› s›cakl›k de¤erleri grafi¤e
geçirilerek termogram elde edilir.
Termomekanik analizi (TMA) ve analiz sonucu
elde edilebilecek bilgileri yorumlamak.
Termomekanik analiz (TMA) yöntemi programl›
bir s›cakl›k veya zamana karfl› maddenin mekanik
özelliklerindeki de¤iflimin incelendi¤i tekniktir.
Termomekanik analiz ile genellikle kat›lar›n, s›-
cakl›k ile boyutlar›nda meydana gelen de¤iflim ölçülür
ve kalibrasyon sonras›nda malzemelerin
do¤rusal genleflme katsayas› (() belirlenir. Yöntem
termodilatometre olarak da adland›r›l›r.
Termoelektrik ve Termooptik analiz yöntemlerini
tan›mlam›k.
Periyodik bir elektrik alan içerisindeki maddelerin
özelliklerinin bir s›cakl›k program› ile de¤ifliminin
incelenmesine termoelektrik analiz ad› verilir.Termooptik
analiz ise belirli bir h›zda ›s›t›lan
maddenin davran›fllar›n›n mikroskop alt›nda incelenmesidir.
Ca C 2 O 4 H 2 O birlefli¤inin Termogravimetrik
analizi gerçeklefltirmek.
Bahsi geçen deneylerin laboratuvarda baflar›yla
uygulanabilmesi için bu deneylere ait bölümlerin
dikkatle okunmas› gerekir.

10. Ünite - Termogravimetrik Yöntemler
231
Kendimizi S›nayal›m
1. Afla¤›dakilerden hangisi termogravimetrik analiz tekni¤i
ile belirlenen özelliklerden biridir
a. Hacim
b. Kütle
c. Entalpi
d. Manyetik
e. Optik
2. Numune ve referans madde s›cakl›klar›n› eflitlemek
için verilen ›s› miktar›n› ölçen termal yöntem afla¤›dakilerden
hangisidir
a. Diferansiyel termal analiz
b. Diferansiyel taramal› kalorimetri
c. Termalgravimetrik analiz
d. Termoelektrik analiz
e. Termomanyetik analiz
3. Termogram›n tan›m› afla¤›dakilerden hangisidir
a. Maddenin mekanik özelliklerinin s›cakl›k ile de-
¤ifliminin incelenmesidir.
b. Gerçekleflmesi s›ras›nda çevreye ›s› veren olaylard›r.
c. Bir termogravimetri cihaz›n›n temel bileflenlerine
verilen isimdir.
d. Termogravimetrik analizde elde edilen termal
de¤iflim e¤risidir.
e. Gerçekleflmesi s›ras›nda çevreden ›s› alan olaylard›r.
4. Afla¤›dakilerden hangisi termogravimetrik analiz cihaz›
bileflenlerinden biri de¤ildir
a. Duyarl› bir analitik terazi
b. F›r›n
c. ‹nert gaz sistemi sa¤layan düzenek
d. Bilgisayar
e. Kolon
5. Afla¤›dakilerden hangisi diferansiyel termal analiz
ile belirlenen de¤iflimlerden biri de¤ildir
a. Genleflme katsay›s›
b. Buharlaflma
c. Süblimleflme
d. Fuzyon
e. Absorpsiyon
6. Afla¤›dakilerden hangisi termal yöntemlerinin kullan›m
alanlar›ndan biri de¤ildir
a. Yo¤unluk analizleri
b. Kompozit malzemelerin dayan›kl›l›k testi
c. Polimer, seramik, kil veya cam malzemelerin incelenmesi
d. Safl›k kontrolleri
e. Yap› analizleri
7, 8 ve 9. sorular yukar›daki flekle göre çözülecektir.
7. fiekilde 1 ile numaraland›r›lan kütledeki azalma afla-
¤›daki de¤iflimlerden hangisinin sonucudur
a. Kristallenme
b. Oksitlenme
c. Cams› geçifl
d. Bozunma
e. Erime
8. fiekilde 2 ile numaraland›r›lan de¤iflim afla¤›daki
olaylardan hangisinin sonucudur
a. Cams› geçifl
b. Erime
c. Oksitlenme
d. Bozunma
e. Kristallenme
9. fiekilde 3 ile numaraland›r›lan de¤iflim hangi tip olay
sonucu elde edilir
a. Dengeleme
b. Endotermik
c. Is› ak›s›
d. Ekzotermik
e. Genleflme
10. Sabit bir gerilim alt›nda s›cakl›¤›n bir fonksiyonu
olarak maddelerin uzunluk veya hacim gibi boyutlar›ndaki
de¤iflimin ölçülmesi olarak tan›mlanan termal analiz
türü afla¤›dakilerden hangisidir
a. Termomanyetik analiz
b. Termogravimetrik analiz
c. Termomekanik analiz
d. Termoelektrik analiz
e. Termooptik analiz

232 Aletli Analiz Laboratuvar›
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
1. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Termogravimetrik Analiz
(TGA)“konusunu yeniden gözden geçiriniz.
2. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Diferansiyel Tarama Kalorimetrisi
(DSC)” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
3. d. Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Termogravimetrik Analiz
(TGA)” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
4. e Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Termogravimetrik Analiz
(TGA)” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
5. a Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Diferansiyel Termal Analiz
(DTA)” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
6. a Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Girifl” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
7. c Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Diferansiyel Tarama Kalorimetrisi
(DSC)” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
8. e Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Diferansiyel Tarama Kalorimetrisi
(DSC)” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
9. d Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Diferansiyel Tarama Kalorimetrisi
(DSC)” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
10. c Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Termomekanik Analiz
(TMA)” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
Yararlan›lan Kaynaklar
Brown, M. (1998). Handbook of Thermal Analysis
and Calorimetry, Elsevier Science B.V., The
Netherlands
Harvey, D. (2000). Modern Analytical Chemistry,
The McGraw-Hill Companies, USA
Skoog,D.A; West, D.M; Holler, F.J. (1996). Fundamentals
ofAnalytical Chemistry, Saunders College
Publishing, Seventh Edition
Y›ld›z, A.; Genç Ö.; Bektafl S. (1997). Enstrümental
Analiz Yöntemleri, Hacettepe Üniversitesi Yay›nlar›,
‹kinci Bask›

ALETL‹ ANAL‹Z LABORATUVARI
11
Amaçlar›m›z
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
Polarografi ve voltametrinin temel prensiplerini aç›klayabilecek,
Polarografik ve voltametrik ölçümlerde kullan›lan analiz sistemlerini tart›flabilecek,
Polarografik ve voltametrik yöntemleri tan›mlayabilecek,
Polarogram ve voltamogramlar› yorumlayabilecek,
Polarografik ve voltametrik yöntemlerle nitel ve nicel analiz gerçeklefltirebilecek
bilgi ve beceriler kazanabileceksiniz.
Anahtar Kavramlar
• Polarografi ve Voltametri
• Polarogram ve voltamogram
• Referans elektrot
• Karfl›t elektrot
• Çal›flma elektrodu
• Destek elektrolit
• Polarografi ve nitel analiz
• Voltametri ve nicel analiz
• Yar›-dalga gerilimi
• Difüzyon ak›m›
‹çerik Haritas›
Aletli Analiz
Laboratuvar›
Polarografik ve
Voltametrik
Yöntemler
• G‹R‹fi
• POLAROGRAF‹ VE
VOLTAMETR‹N‹N TEMEL
PRENS‹PLER‹
• POLAROGRAF‹ VE VOLTAMETR‹
ANAL‹Z S‹STEMLER‹
• POLAROGRAF‹K VE VOLTAMETR‹K
YÖNTEMLER
• POLAROGRAF‹ VE VOLTAMETR‹
UYGULAMALARI

Polarografik ve
Voltametrik Yöntemler
G‹R‹fi
Maddelerin çeflitli uyar›c›lara karfl› verdi¤i tepkiler, yap›lar› ve çeflitli özelliklerinin
ortaya ç›kar›lmas›na yard›mc› olmaktad›r. Bu kapsamda uyar›c› olarak elektrik enerjisinin
kullan›m› ise polarografi ve daha genel bir ifade olan voltametri kavram›n›n
do¤mas›na neden olmufltur. Voltametri, genel olarak maddelerin gerilim alt›ndaki
yüzeylerde göstermifl oldu¤u tepkilerin incelenmesi olarak tan›mlanabilir. Çeflitli
alanlarda uygulamaya sahip olmas›na karfl›n, son y›llarda teknolojinin ilerlemesiyle
voltametrinin analitik amaçl› kullan›m› h›zla artmaktad›r. Çeflitli türde tek kullan›ml›k
sensör ve çiplerin gelifltirilmesiyle voltametri günlük yaflam›m›za da girmeye
bafllam›flt›r. Bu durumun en yayg›n örne¤i bir damla kan ile kandaki SIRA S‹ZDE glukoz miktar›n›
ölçebilen ve fleker hastalar› taraf›ndan çok yo¤un kullan›lan sistemlerdir.
Voltametrinin temeli 1922 y›l›nda Çekoslavak bilim adam› DÜfiÜNEL‹M Jaroslav Heyrovsky
taraf›ndan at›lm›flt›r. Heyrovsky civay› elektrot olarak kullanm›fl ve civa yüzeyinde
çeflitli türlerin indirgenme ve yükseltgenme davran›fllar›n› incelemifltir. 1959 y›l›nda
da bu alana katk›lar›ndan dolay› Nobel Kimya ödülüne lay›k
SORU
görülmüfltür.
Voltametri, polarografiden türemifl olmas›na karfl›n günümüzde polarografiyi D‹KKAT de içine
alan genifl bir kavram olarak kullan›lmaktad›r.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
POLAROGRAF‹ VE VOLTAMETR‹N‹N TEMEL
PRENS‹PLER‹
Voltametrik ölçümler klasik anot ve katot elektrotlara ilave AMAÇLARIMIZ olarak bir referans
AMAÇLARIMIZ
elektrodun da kullan›ld›¤› üç elektrotlu sistemlerde gerçeklefltirilir. Sistemde yer
alan elektrotlar çal›flma (veya indikatör), referans (veya karfl›laflt›rma) ve karfl›t Voltametri: Bir yüzeye
elektrotlar olarak adland›r›l›r. Voltametri, çal›flma elektrot geriliminin K ‹ T A P belirli bir uygulanan gerilimin K ‹ T A P
fonksiyonu olarak oluflan
flekilde de¤ifltirildi¤i ve bu esnada çal›flma elektrodu yüzeyinde yükseltgenme veya
indirgenme tepkimeleri sonucu oluflan ak›m›n ölçülmesine dayanan bir elektro-
elektrokimyasal yöntemdir.
ak›m›n ölçüldü¤ü
kimyasal yöntem olarak tan›mlan›r. Çal›flma elektrodu olarak TELEV‹ZYON damlayan civa kullan›ld›¤›nda
ise yöntem polarografi olarak adland›r›l›r. Tan›mdan da anlafl›laca¤› gi-
elektrodu olarak damlayan
Polarografi:
TELEV‹ZYON
Çal›flma
civa elektrodun kullan›ld›¤›
bi voltametrik yöntemlerle bir maddenin incelenebilmesi için sistemde bir yan›t bir voltametrik yöntemdir.
oluflturmas› yani yükseltgenmesi veya indirgenmesi gerekir. Bu tepkimeler sonu-
‹NTERNET
cunda sistemde oluflan ak›m faradayik ak›m olarak adland›r›l›r. Bir yükseltgenme-indirgenme
tepkimesinden kaynaklanmayan ak›m ise faradayik olmayan ak›m
olarak adland›r›l›r.
SIRA S‹ZDE
‹NTERNET
Faradayik ak›m: Bir
yükseltgenme veya
indirgenme tepkimesi
sonucu oluflan ak›m

236 Aletli Analiz Laboratuvar›
Kütle aktar›m›:
Elektrokimyasal ölçümler
esnas›nda çözeltide bulunan
türlerin elektrot yüzeyine
do¤ru veya elektrot
yüzeyinden çözeltiye do¤ru
hareket etmeleridir.
Elektriksel göç: Çözeltideki
katyon ve anyonlar›n
elektrotlar aras›na bir
gerilim uyguland›¤›nda
s›ras›yla negatif ve pozitif
yüklenmifl elektrotlara do¤ru
hareket etmeleridir.
Difüzyon: Moleküllerin,
deriflimin yüksek oldu¤u
bölgelerden düflük oldu¤u
bölgelere hareket
etmeleridir.
Voltamogram: Voltametrik
ölçümlerde elde edilen
cevap e¤risi
Polarogram: Polarografik
ölçümlerde elde edilen
cevap e¤risi
fiekil 11.1
Voltametrik
ölçümlerin
gerçeklefltirildi¤i bir
analiz sisteminin
flematik görünümü
Bir bilefli¤in voltametrik davran›fl›n›n incelenebilmesi için afla¤›da verilen dört
bileflenin bir araya getirilmesi gerekir.
• Yükseltgenme veya indirgenme özelli¤i gösterebilen bir analit
• Ölçüm çözeltisi
• Elektrotlar
• Ölçüm sistemi
Voltametrik ölçümler esnas›nda analit ve/veya elektrokimyasal tepkime ürünlerinin
çal›flma elektrot yüzeyi ve çözelti aras›nda kütle aktar›m› söz konusudur.
Çözelti ortam›nda kütle aktar›m› konveksiyon (kar›flt›rma), elektriksel göç ve difüzyon
olmak üzere üç farkl› yolla gerçekleflir. Moleküllerin tafl›nma flekillerine
göre ölçüm esnas›nda oluflturduklar› cevaplar da farkl›l›k gösterir. Destek elektrolit
kullan›ld›¤› durumlarda elektriksel göç ile analit iyonlar›n›n tafl›nmas› ihmal edilebilir
boyutlardad›r. Voltametrik ölçümlerde baz› analizler haricinde genellikle
analit moleküllerinin kütle aktar›m›n›n difüzyon ile olmas› istenir.
Moleküllerin gerilim uyaran›na verdi¤i cevab›n (ak›m de¤erlerinin) uygulanan
gerilimin fonksiyonu olarak grafi¤e geçirilmesi sonucunda voltamogram olarak
adland›r›lan sistem ç›kt›lar› elde edilir. Ayn› flekilde polarografik ölçümler sonucunda
elde edilen sistem ç›kt›lar› ise polarogram olarak adland›r›l›r. Voltamogram
ve polarogramlarda yer alan e¤riler voltametrik dalga olarak adland›r›l›r. Voltamogram
ve polarogramlardan elde edilen bilgiler analitlerin nitel ve nicel analizlerinde
kullan›l›r.
POLAROGRAF‹ VE VOLTAMETR‹ ANAL‹Z S‹STEMLER‹
Polarografi ve voltametri analiz sistemleri temel olarak elektrokimyasal hücre, potansiyostat/galvanostat
ve kaydedici olmak üzere üç k›s›mdan oluflur. Voltametrik
analizlerde kullan›lan bir analiz sistemi fiekil 11.1’de flematik olarak gösterilmifltir.
Sistemde kaydedici olarak önceleri mekanik kaydediciler kullan›l›rken günümüzde
farkl› türde bilgisayar yaz›l›mlar› kullan›lmaktad›r. Potansiyostat/galvanostat ise
çal›flma elektroduna gerilim ve ak›m uygulanmas› ve bu uyaranlar varl›¤›nda elektrot
yüzeyinde oluflan de¤iflimleri alg›lamak için kullan›l›r. Günümüzde pek çok
firma taraf›ndan farkl› özelliklerde potansiyostat ve galvanostat cihaz› üretilmektedir.
Bu cihazlar ile hem polarografi hem de voltametri ölçümleri gerçeklefltirebilmektedir.
Sistemin deneysel aç›dan en önemli k›sm› ise elektrokimyasal hücredir.
Potansiyostat/Galvanostat

11. Ünite - Polarografik ve Voltametrik Yöntemler
237
Bu nedenle elektrokimyasal hücreleri daha detayl› inceleyece¤iz. Elektrokimyasal
hücre olarak genellikle borasilikat camdan yap›lm›fl üç veya befl boyunlu hücreler
kullan›l›r, fakat gerekti¤i durumlarda bir beher de bu amaçla kullan›labilir. Elektrokimyasal
hücreyi fiekil 11.1’den de görüldü¤ü gibi elektrotlar ve elektrokimyasal
ölçüm çözeltisi olmak üzere iki ana k›sma ay›rabiliriz.
Elektrotlar
Voltametri çal›flmalar›nda daha önce de belirtildi¤i gibi çal›flma, referans ve karfl›t
olmak üzere üç tür elektrot kullan›l›r. fiimdi bu elektrotlar› s›rayla inceleyelim.
Çal›flma Elektrodu
Çal›flma elektrodu sistemde gerilim uygulanmas› sonucunda yüzeyinde indirgenme
veya yükseltgenme olaylar›n›n gerçekleflti¤i elektrottur. Voltametrik çal›flmalarda
genellikle çeflitli flekil ve büyüklükte iletken yüzeyler kullan›l›r. Bu elektrotlar
platin (Pt), alt›n (Au) veya gümüfl (Ag) gibi metallerin veya cams› karbon, grafit ve
bor katk›l› elmas gibi karbon malzemelerin küçük diskler halinde bir polimer içerisine
gömülmesiyle elde edilir. Voltametrik analizlerde ayr›ca civan›n karbon, platin,
alt›n veya gümüfl üzerine kaplanmas› ile haz›rlanan civa-filmleri, indiyum kalay
oksit gibi yar› iletkenler ve as›l› halde bir civa damlas› da çal›flma elektrotu olarak
kullan›labilmektedir. Polarografik çal›flmalarda ise damlayan civa elektrot kullan›l›r.
Damlayan civa elektrotunda, civa damlalar›n›n oluflumu yer çekimi etkisiyle
gerçekleflir. Bunun yan›nda damla oluflumunu mekanik olarak kontrol edebilen
sabit civa elektrotlar da bulunmaktad›r. Bu elektrotlar hem damlayan civa hem de
as›l› civa damla elektrot gibi çal›flabilmektedir. Voltametrik ve polarografik çal›flmalarda
kullan›lan çal›flma elektrotlar› Çizelge 11.1’de özetlenmifltir.
Çizelge 11.1
Voltametrik ve
polarografik
analizlerde
kullan›lan elektrotlar
Çizelge 11.1.’den de görüldü¤ü gibi dört farkl› türde civa elektrot bulunmaktad›r,
bu da civan›n voltametrik ve polarografik analizlerde yo¤un olarak kullan›ld›-
¤›n› göstermektedir. Bu elektrotlar›n yo¤un olarak kullan›lmas› civan›n çal›flma
elektrotu olarak pek çok avantaja sahip olmas›ndan kaynaklan›r. Bu avantajlar›
afla¤›daki gibi s›ralayabiliriz.

AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
238 Aletli Analiz Laboratuvar›
Amalgam: Baz› metallerin
civa yüzeyinde indirgenerek
elementel halde civa içinde
birikmeleri ile oluflan
metalik çözelti
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
• Hidronyumun indirgenmesi için yüksek afl›r› gerilime sahip olmas›
• Amalgam oluflturarak pek çok metalin civa içinde çözünmesi
• Her damla ile yeni bir elektrot yüzeyi oluflturmas›
• Tekrarlanabilirli¤inin yüksek olmas›
Bu avantajlar›na ra¤men civan›n pozitif gerilimlerde çal›flmaya uygun olmamas›,
zehirli oluflu ve en önemlisi de genetik mutasyonlara yol açt›¤›n›n ortaya ç›kma-
SIRA S‹ZDE
s›yla voltametrik çal›flmalarda kullan›m› giderek azalmaktad›r. Bunun yerine kat›
elektrotlar›n DÜfiÜNEL‹M kullan›m› giderek artmaktad›r. Ayr›ca son y›llarda Pt, Au, Ag, ve karbon
gibi kat› elektrotlar›n yüzeyleri çeflitli flekillerde modifiye edilerek yeni nesil
elektrotlar haz›rlanmakta ve bunlar›n voltametrik analizlerde etkinlikleri yo¤un
SORU
olarak araflt›r›lmaktad›r.
D‹KKAT
Voltametrik ve D ‹KKAT polarografik analizlerde kullan›labilen dört farkl› türde civa elektrodu bulunmaktad›r.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Baz› metallerin SIRA civa S‹ZDE ile amalgam oluflturmas› analiz amaçl› kullan›labilir mi
1
AMAÇLARIMIZ Voltametrik analizlerde en büyük sorun ölçümlerin tekrarlanabilir bir yüzeyde
DÜfiÜNEL‹M AMAÇLARIMIZ
DÜfiÜNEL‹M
gerçeklefltirilme zorunlulu¤udur. Ölçüm esnas›nda çal›flma elektrot yüzeyi analit
veya analitin elektrokimyasal tepkime ürünleri taraf›ndan kirlenebilir veya elektrot
K SORU ‹ T A P
kendisi yükseltgenerek K SORU ‹ T A P yüzeyinde oksit tabakas› oluflturabilir. Böyle durumlarda
elektrot yüzeyi de¤iflti¤i için bir sonraki ölçüm farkl› bir yüzeyde gerçeklefltirilmifl
D‹KKAT
olur. Bu da elde D‹KKAT edilen verilerin tekrarlanabilirli¤ini düflürür. Bu durum her ölçüm
TELEV‹ZYON sonunda çal›flma TELEV‹ZYON elektrot yüzeyinin temizlenmesi veya tek kullan›ml›k elektrotlar›n
kullan›lmas› ile önlenebilir. Tek kullan›ml›k elektrot olarak karbon bask›, karbon
pasta veya kalem ucu grafit elektrotlar kullan›labilir.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Elektrot yüzeylerinin temizlenmesi mekanik veya elektrokimyasal olmak üzere
‹NTERNET
‹NTERNET
AMAÇLARIMIZ iki yolla gerçeklefltirilebilir. Mekanik temizleme, elektrotlar›n farkl› tanecik büyüklü¤üne
sahip AMAÇLARIMIZ
alumina veya elmas tozu içeren bir yüzeyde z›mparalanmalar› ile ger-
çeklefltirilebilir. Elektrokimyasal temizleme ise elektrotlar›n bir elektrokimyasal hücrede
asidik K veya ‹ T bazik A P çözelti içinde elektroliz edilmeleri ile gerçeklefltirilebilir.
K ‹ T A P
Polarografik ölçümlerde damlayan civa elektrot kullan›ld›¤› için her damla ile
yeni bir elektrot yüzeyi oluflturur ve böylece tekrarlanabilir sonuçlar elde edilir.
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Kalomel: Hg 2 Cl 2 pastas›
kalomel olarak adland›r›l›r.
TELEV‹ZYON
Referans Elektrot
Referans elektrotlar tersinir bir yar›-tepkime içeren ve üzerinden küçük ak›mlar
geçti¤inde yar›-tepkime gerilimi de¤iflmeyen yar›-hücrelerdir. Voltametrik ölçümlerde
çal›flma
‹NTERNET
elektroduna uygulanan gerilim de¤erleri için referans olarak kullan›-
l›r. Genellikle gümüfl-gümüfl klorür (Ag/AgCl) veya kalomel elektrotlar kullan›l›r.
Çizelge 11.2’de bu elektrotlara ait yar› tepkimeler, doygun potasyum klorür ortam›ndaki
elektrot gerilim de¤erleri ve flematik olarak yap›lar› verilmifltir.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
2
Çizelge 11.2’de SIRA Ag/AgCl S‹ZDE ve kalomel elektrotlar›n yar›-tepkime gerilim de¤erleri verilirken
yanlar›nda neden potasyum klorür deriflimi belirtilmifltir
DÜfiÜNEL‹M
SORU
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE

11. Ünite - Polarografik ve Voltametrik Yöntemler
239
Çizelge 11.2
Doygun Ag/AgCl ve
kalomel referans
elektrotlar
Karfl›t Elektrot
Karfl›t elektrot, voltametrik ölçümlerde referans elektrodu korumak amac›yla kullan›l›r.
Çal›flma elektrodu yüzeyinde oluflan ak›m ak›fl› karfl›t elektrot vas›tas›yla
sa¤lan›r, böylece referans elektrot yüzeyinden ak›m geçmesi önlenmifl olur. Karfl›t
elektrot olarak genellikle inert metaller veya karbon elektrotlar kullan›l›r. En yayg›n
kullan›lan karfl›t elektrot ise platindir.
Elektrokimyasal Ölçüm Çözeltisi
Elektrokimyasal ölçüm çözeltisi analit, destek elektrolit ve çözücüden oluflur.
Voltametrik ölçümlerde analiz çözeltisine destek elektrolit ad› verilen ve çözeltinin
yeterince iletken olmas›n› sa¤layan kimyasallar ilave edilir. Ölçüm çözeltisindeki
destek elektrolit miktar› analit iyonlar›n›n yaklafl›k 100 kat› civar›ndad›r. Baz› yükseltgenme/indirgenme
tepkimelerinde protonlar da yer al›r. Bu tür analitlerin analizlerinde
ölçüm çözeltisinin belirli bir pH de¤erine tamponlanmas› gerekir. Böyle
durumlarda destek elektrolit olarak çeflitli türde zay›f asit veya baz tuzlar› kullan›-
l›r. Çözücü olarak çeflitli türde bileflikler kullan›labilmesine karfl›n en çok kullan›-
lanlar› su ve asetonitrildir. Çizelge 11.3’de destek elektrolit olarak kullan›lan bilefliklerden
baz›lar› görülmektedir.
Destek elektrolit:
Voltametrik ve polarografik
analizlerde ölçüm çözeltisine
elektriksel direnci azaltmak
için fazla miktarda ilave
edilen bilefliklerdir.
Suda çözünebilenler
NaCl, KCl, HCl
H 2 SO 4 NaOH
NaNO 3 , HNO 3
HClO 4 , LiClO 4
KH 2 PO 4
*(CH 3 ) 4 NCl: Tetrametil amonyum klorür
*(C 2 H 5 ) 4 NCl: Tetraetil amonyum klorür
*(C 4 H 9 ) 4 NCl: Tetrabütil amonyum klorür
Asetonitrilde çözünebilenler
*(CH 3 ) 4 NCl, (CH 3 ) 4 NBr
*(C 2 H 5 ) 4 NCl, (C 2 H 5 ) 4 NClO 4 , (C 2 H 5 ) 4 NBr
*(C 4 H 9 )4NCl, (C 4 H 9 ) 4 NClO 4
(C 2 H 5 ) 4 NBF 4
Çizelge 11.3
Elektrokimyasal
ölçümlerde
kullan›labilen baz›
destek elektrolitler
Baz› durumlarda elektrokimyasal ölçüm çözeltisinde istenmeyen bileflenlerde bulunabilir.
Bu durumun en iyi örne¤i atmosferdeki oksijenin belirli bir miktarda ölçüm
çözeltisinde çözünmüfl halde bulunmas›d›r. Hava ile dengede olan bir sulu
çözeltide yaklafl›k 4 mM O 2 çözünmüfl olarak bulunur. Çözünmüfl oksijen afla¤›daki
tepkimeler sonucunda indirgenerek suya dönüflür. Bu tepkime esnas›nda oluflan
voltametrik sinyal analit sinyallerini örtebilir. Bu durum özellikle polarografik
analizlerde çok önemlidir. Bu nedenle çözünmüfl oksijenin analiz öncesinde çözeltiden
uzaklaflt›r›lmas› gerekir. Çözünmüfl oksijen çözeltiden belirli bir süre azot
veya argon gibi bir inert gaz geçirilmesi suretiyle uzaklaflt›r›labilir. Bu ifllem gaz giderme
olarak adland›r›l›r.
Gaz giderme: Voltametrik
veya polarografik analizlerde
ölçüm çözeltisinde yer alan
çözünmüfl oksijenin,
çözeltiden azot veya argon
gaz› geçirilerek
uzaklaflt›r›lmas›d›r.

240 Aletli Analiz Laboratuvar›
O 2 (g) + 2H + + 2 e – ⇋ H 2 O 2
H 2 O 2 + 2H + + 2 e – ⇋ 2H 2 O
SIRA S‹ZDE
3
Gaz giderme SIRA ifllemi S‹ZDE ile çözeltiden çözünmüfl oksijenin uzaklaflt›r›ld›¤›n› nas›l anlars›n›z
Elektrokimyasal Çal›flma Aral›¤›
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
Elektrokimyasal çal›flma aral›¤›n› vermeden önce voltametrik verilerin gösterimine
k›saca de¤inece¤iz. Voltametrik verilerin gösteriminde gerilim de¤erleri x eksenine
ak›m de¤erleri SORUde y eksenine yerlefltirilir. Gerilim ve ak›m de¤erlerinin iflaret-
S ORU
lendirilmesi ise Çizelge 11.4’deki gibi iki farkl› flekilde gerçeklefltirilir. Birinci gösterim
IUPAC taraf›ndan kabul edilen iflaretleme sistemidir. Bu sistemde x ekseni-
IUPAC
D‹KKAT
(International Union
D‹KKAT
Pure and Applied Chemistry) nin sa¤ taraf› pozitif sol taraf› ise negatif iflaretlendirilir. Gerilim de¤erleri negatiften
pozitife do¤ru tarand›¤›nda oluflan yükseltgenme ak›m de¤erleri pozitif iflaret-
uluslar aras› saf ve
uygulamal› kimya birli¤inin
k›saltmas›d›r. SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
lendirilir. Di¤eri ise geleneksel polarografik gösterim biçimidir. Bu sistemde ise x
ekseninin sa¤ taraf› negatif sol taraf› ise pozitif iflaretlendirilir. Gerilim de¤erleri pozitiften
negatife do¤ru tarand›¤›nda oluflan indirgenme ak›m de¤erleri ise pozitif
AMAÇLARIMIZ
iflaretlendirilir.
AMAÇLARIMIZ
Elektrokimyasal çal›flma aral›¤›, negatif ve pozitif gerilim bölgesinde gidilebilen
K ‹ T A P
maksimum K de¤erler ‹ T A Paras›nda kalan bölge olarak tan›mlan›r (Çizelge 11.4). Elektrokimyasal
çal›flma aral›¤›n›n büyüklü¤ü kullan›lan çal›flma elektrodu, destek elektrolit
ve çözücünün ortak etkisi ile belirlenir. Burada s›n›r kelimesiyle sistemin yukar›da
belirtilen TELEV‹ZYON üç bilefleninden herhangi birisinin yükseltgenme veya indirgenme
TELEV‹ZYON
tepkimesine girdi¤i gerilim de¤eri kastedilmektedir. Sistem bileflenleri elektrokimyasal
tepkimeye girdi¤i zaman oluflan ak›m de¤erleri analit iyonlar›ndan kaynaklanabilecek
ak›m de¤erlerini kapat›r. Bu nedenle bu gerilim de¤erlerinden sonra
‹NTERNET
yükseltgenen ‹NTERNET veya indirgenen analitlerin analizleri gerçeklefltirilemez.
Çizelge 11.4
Voltametrik veriler
için gösterim
biçimleri ve
elektrokimyasal
çal›flma aral›¤›
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
4
Bütün moleküller SIRA S‹ZDE voltametrik yöntemlerle analiz edilebilir mi
POLAROGRAF‹K VE VOLTAMETR‹K YÖNTEMLER
DÜfiÜNEL‹M
Voltametrik analizlerde elde edilen cevap e¤risi olan voltamogramlar›n flekli uygulanan
gerilim ve elektrokimyasal tepkimede etkin olan kütle aktar›m mekanizmas›-
na ba¤l› olarak SORU de¤iflir. Buna göre voltametrik yöntemler kütle aktar›m›n›n sadece
difüzyonla gerçekleflti¤i durgun yöntemler ve hareketli bir ortamda konveksiyon ve
difüzyonun etkin oldu¤u dinamik yöntemler olmak üzere ikiye ayr›labilir. Voltametrik
yöntemler gerilimin uygulanma flekline göre de do¤rusal taramal› voltametri, dö-
D‹KKAT
nüflümlü voltametri ve puls yöntemleri olmak üzere üçe ayr›labilir. Bunlar haricinde
birde analit iyonlar›n›n bir ön basamakla çal›flma elektrodu yüzeyinde biriktiril-
SIRA S‹ZDE
di¤i ve daha sonra voltametrik ölçümlerinin al›nd›¤› s›y›rma yöntemleri mevcuttur.
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P

11. Ünite - Polarografik ve Voltametrik Yöntemler
241
Do¤rusal Taramal› Voltametri
Ad›ndan da anlafl›laca¤› gibi do¤rusal taramal› voltametride çal›flma elektrotunun
gerilimi belirli bir h›zda art›r›l›r veya azalt›l›r. Gerilimin art›fl veya azal›fl h›z› tarama
h›z› ad› verilen bir parametre ile belirlenir. Do¤rusal taramal› voltametri ölçümleri
durgun ve dinamik koflullarda gerçeklefltirilebilir. Durgun koflullarda ölçüm çözeltisi
kar›flt›r›lmaz ve kütle aktar›m› destek elektrolit varl›¤›nda sadece difüzyon yolu
ile gerçekleflir. Dinamik koflullarda ise kütle aktar›m› konveksiyon ve difüzyon
ile gerçekleflir. Dinamik koflullarda gerçeklefltirilen do¤rusal taramal› voltametri,
hidrodinamik voltametri ve polarografi olmak üzere ikiye ayr›l›r.
Hidrodinamik voltametride, dinamik koflullar mekanik olarak ölçüm çözeltisinin
kar›flt›r›lmas›, çal›flma elektrodunun belirli bir h›zda döndürülmesi veya analiz
çözeltisinin ölçüm sisteminden belirli bir h›zda geçirilmesi ile oluflturulabilir. Polarografide
ise dinamik koflullar çal›flma elektrodu olan civan›n bir kapilerden belirli
bir h›zda damlat›lmas› sonucunda gerçeklefltirilebilir. Çizelge 11.5’de do¤rusal taramal›
voltametri analizlerinde kullan›lan uyarma sinyali ve bu koflullarda elde edilebilecek
hipotetik voltamogramlar görülmektedir.
Çizelge 11.5
Do¤rusal taramal›
voltametride
kullan›lan uyarma
sinyali ve hipotetik
voltamogramlar
Çizelge 11.5’de görülen her üç voltamogramda analit iyonlar› olmad›¤› zaman
elde edilen e¤riler art›k ak›m olarak adland›r›l›r. Analit içeren bir çözeltide çal›flma
elektrodunun gerilimi belirli bir h›zda de¤ifltirildi¤inde, gerilim de¤eri analitin yükseltgenme
veya indirgenme gerilim de¤erine yaklaflt›¤›nda analit molekülleri elektrot
yüzeyinde tepkimeye girmeye bafllar ve bunun sonucunda da ak›m de¤erinde
art›fl gözlenir. Ak›m de¤eri belirli bir s›n›r de¤erine kadar artar. Görüldü¤ü gibi dinamik
koflullarda ak›m s›n›r de¤erine ulaflt›ktan sonra sabit kal›rken durgun koflullarda
zamanla azalmaktad›r. Dinamik koflullarda en yüksek ak›m de¤eri s›n›r ak›-
m› olarak adland›r›l›rken durgun koflullarda pik ak›m› olarak adland›r›l›r. Her iki
koflulda da en yüksek ak›m miktar›ndan art›k ak›m ç›kar›ld›¤›nda elde edilen ak›m
de¤eri difüzyon ak›m› (I d ) olarak adland›r›l›r. Hidrodinamik voltametride elde edilen
difüzyon ak›mlar› polarografiye göre, polarografide elde edilen ak›m de¤erle-

242 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 11.2
Damlayan civa
elektrodunda civa
damlalar›n›n
oluflumu ve ak›m
aras›ndaki iliflki
ri de durgun koflullarda elde edilenlere
göre çok daha büyüktür. Difüzyon
ak›m›n›n yar›s›na karfl›l›k
gelen gerilim de¤eri ise yar› dalga
gerilimi (E 1/2 ) olarak adland›r›l›r.
Polarogramdaki e¤rilerin t›rt›kl›
olmas› fiekil 11.2 yard›m›yla aç›klanabilir.
Görüldü¤ü gibi ak›m civa
damlas› oluflmaya bafllad›¤› andan
itibaren artmaktad›r. Civa damlas›
koptuktan sonra ak›m de¤eri belirli
bir miktar düflmektedir. Daha
sonra yeni civa damlas› ile yeniden
artmaktad›r. Bu süreç polarogramlar›n
t›rt›kl› olmas›na neden olur.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
5
Voltamogramlarda SIRA S‹ZDE s›n›r ak›m› ve art›k ak›m aras›ndaki fark niye difüzyon ak›m› olarak
adland›r›l›r
DÜfiÜNEL‹M
Dönüflümlü Voltametri
Dönüflümlü voltametride ölçüm, çal›flma elektrodunun gerilimi belirli bir de¤ere
artt›r›ld›ktan SORU veya azalt›ld›ktan sonra ayn› h›zda tekrar bafllang›ç de¤erine getirilmesiyle
gerçeklefltirilir. Uyarma için kullan›lan gerilim zaman e¤risi üçgen fleklindedir.
Üçgen D‹KKAT uyarma sinyalinin ne kadar zamanda tamamlanaca¤› ise tarama h›z›
olarak tan›mlanan bir parametre taraf›ndan belirlenir. Çizelge 11.6’da dönüflümlü
voltametri için bir uyarma sinyali ve tersinir bir tepkime için bu uyarma sinyaline
SIRA S‹ZDE
karfl›l›k gelen hipotetik bir voltamogram görülmektedir.
Çizelge 11.6
AMAÇLARIMIZ
Dönüflümlü AMAÇLARIMIZ
voltametri için
uyarma sinyali ve
hipotetik K ‹ T A tersinir P bir
K ‹ T A P
tepkime için
voltamogram
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Dönüflümlü voltametri ölçümleri kar›flt›r›lmayan ve yeterli miktarda destek
‹NTERNET
elektrolit içeren çözeltilerde gerçeklefltirilir, bunun sonucunda da kütle aktar›m›
yaln›zca difüzyonla gerçekleflir. ‹leri yöndeki gerilim taramas› esnas›nda analitin
elektrokimyasal tepkimesi sonucu oluflan ürün bazen geri yönde gerilim taramas›
esnas›nda elektrokimyasal tepkimeye girebilir. Bunun sonucunda da geri yöndeki
tarama esnas›nda da ak›m oluflumu gözlenir. Çizelge 11.6’da verilen voltamogram
bu tür bir analite aittir. ‹leri ve geri yönde gerilim taramas› esnas›nda elde edilen
ak›mlar, I ileri ve I geri olarak adland›r›l›r. Bu iki ak›m de¤eri eflit olan türlerin elektrot
tepkimesi tersinir olarak adland›r›l›r.

11. Ünite - Polarografik ve Voltametrik Yöntemler
243
Dönüflümlü voltametri, moleküllerin yükseltgenme ve indirgenme özellikleri
hakk›nda çok önemli bilgiler verir. Bu bilgiler ›fl›¤›nda moleküllerin yükseltgenme
ve/veya indirgenme gerilim aral›klar›n›n belirlenmesi, elektrokimyasal tepkimelerin
tersinir olup olmad›¤›n›n belirlenmesi, elektrokimyasal tepkimede aktar›lan
elektron say›s›n›n belirlenmesi, elektrokimyasal tepkimeyi bir kimyasal tepkimenin
izleyip izlemedi¤i ve elektrokimyasal tepkimede protonlar›n yer al›p almad›¤›-
n›n belirlenmesi gibi analizler gerçeklefltirilebilir. Ayr›ca, tersinir bir elektrokimyasal
tepkimeye giren türlerin difüzyon katsay›lar› da hesaplanabilir.
Çizelge 11.6’da verilen dönüflümlü voltamogramda geri tarama s›ras›nda SIRA S‹ZDE gözlenen pik
hangi türe ait olabilir
6
SIRA S‹ZDE
Puls Yöntemleri
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
Bu yöntemlerde çal›flma elektrodunun gerilim de¤eri belirli bir h›zda art›r›l›rken
ayn› anda belirli aral›klarla küçük gerilim pulslar› uygulan›r ve oluflan SORUak›m de¤erleri
farkl› puls zamanlar›nda ölçülerek kaydedilir. Puls yöntemleri ak›m›n ölçülme
SORU
zaman›na göre normal puls voltametrisi (polarografisi), diferansiyel D‹KKAT puls voltametrisi
(polarografisi) ve kare dalga voltametrisi (polarografisi) olarak üçe ayr›labilir.
D‹KKAT
Diferansiyel puls ve kare dalga yöntemlerinde kullan›lan uyarma sinyali ve elde
edilebilecek bir voltamogram Çizelge 11.7’de gösterilmifltir.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Puls yöntemlerinin en önemli avantaj› nicel analizlerde do¤rusal taramal› yöntemlere
göre daha düflük deriflim de¤erlerine inebilmesidir. Do¤rusal taramal› yöntemlerle
yaklafl›k 10 -5 AMAÇLARIMIZ
M deriflim düzeyine inilebilirken puls yöntemleri ile 10 -8 M
AMAÇLARIMIZ
seviyelerine inilebilmektedir.
K ‹ T A P
K ‹ T A P
Çizelge 11.7
Diferansiyel puls ve
kare dalga
TELEV‹ZYON
yöntemleri TELEV‹ZYON için
uyarma sinyali ve
karfl›l›k gelen
hipotetik bir
voltamogram
SIRA ‹NTERNET S‹ZDE
‹NTERNET SIRA S‹ZDE
S›y›rma Yöntemleri
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
S›y›rma yöntemlerinde analit iyonlar› fiziksel veya elektrokimyasal SORU yöntemlerle voltametrik
ölçüm öncesinde çal›flma elektrodu yüzeyinde biriktirilir ve daha sonra bi-
SORU
riktirilen türün yukar›da anlat›lan voltametrik yöntemlerden herhangi D‹KKATbiri ile analizi
gerçeklefltirilir. S›y›rma yöntemlerinde elde edilen ak›m de¤erleri elektrot yüze-
D‹KKAT
yinde biriktirilen türün elektrokimyasal tepkimesinden kaynaklan›r. Analit iyonlar›
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
elektrot yüzeyine adsorpsiyon ile fiziksel olarak biriktirilece¤i gibi, analit iyonlar›
içeren çözeltide çal›flma elektrodunun elektroliz edilmesiyle anodik veya katodik
olarak da biriktirilebilir. Bu yöntemle özellikle de metal analizlerinde AMAÇLARIMIZ 10 -10 -10 -11 M
gibi çok düflük deriflim de¤erlerine inilebilir. AMAÇLARIMIZ
Polarografik ve voltametrik yöntemlerle ilgili daha detayl› bilgiyi Y›ld›z, K ‹ TGenç A P ve Bektafl’›n
“Enstrümental Analiz ‹lkeleri” isimli kitab›nda bulabilirsiniz.
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

244 Aletli Analiz Laboratuvar›
POLAROGRAF‹ VE VOLTAMETR‹ UYGULAMALARI
Polarografik ve voltametrik yöntemlerin çeflitli amaçlarla kullan›mlar› yan›nda nitel
ve özellikle de nicel analiz amaçl› kullan›mlar› son y›llarda giderek artmaktad›r.
Burada polarografik ve voltametrik yöntemlerle nitel ve nicel analizin nas›l gerçeklefltirildi¤ini
görece¤iz. Bir polarografik veya voltametrik analiz yap›labilmesi için
öncelikli olarak analizi yap›lacak maddeye göre analiz koflullar›n›n oluflturulmas›
gerekir. Bu koflullar› afla¤›daki gibi s›ralayabiliriz;
• Destek elektrolitin belirlenmesi
• Elektrotlar›n belirlenmesi
• Çözücünün belirlenmesi
• Voltametrik yöntemin belirlenmesi
• Analitik yöntemin belirlenmesi
Yukar›da verilen de¤iflkenlerden ilk dördünü ünite kapsam›nda daha önce inceledik.
Burada beflinci de¤iflkenimiz olan analitik yöntemin fleçimi üzerinde duraca¤›z.
E¤er SIRA nitel S‹ZDE analiz yap›lmas› planlan›yorsa o zaman analit için elde edilen
SIRA S‹ZDE
voltamogram veya polarogramlardan yar›-dalga gerilim (E 1/2 ) de¤eri belirlenir. Belirlenen
E 1/2 de¤erleri ayn› koflullarda analiz edilmifl muhtemel standart maddelerin
E 1/2 de¤erleriyle k›yaslanarak analiz gerçeklefltirilir. E 1/2 de¤erleri kullan›l›rak
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
nitel analiz yap›labilmesi için bir numunedeki bileflenlerin yar›-dalga gerilimlerinin
SORU
voltametrik olarak SORUbirbirinden iyi bir flekilde ayr›lm›fl olmas› gerekir.
Analit deriflimi ile difüzyon ak›m› aras›nda belirli bir aral›kta do¤rusal bir iliflki
D‹KKAT
söz konusudur. D‹KKAT Nicel analizlerde bu iliflkiden yararlan›l›r. Nicel analizlerde kalibrasyon
grafi¤i, standart ekleme ve iç standart ekleme yöntemlerinden birisi kullan›l›r.
Kalibrasyon grafi¤i di¤er iki yönteme göre uygulamas› daha kolay oldu¤u için
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
daha çok tercih edilir. Baz› durumlarda ise standart ekleme veya iç standart ekleme
yöntemlerinin kullan›lmas› gerekir.
AMAÇLARIMIZ Polarografi ve voltametri yöntemlerinin nitel ve nicel analiz uygulamalar›n› afla-
AMAÇLARIMIZ
¤›daki deneyler yard›m›yla inceleyece¤iz.
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
Kalibrasyon K grafi¤i, ‹ T A standart P ekleme ve iç standart ekleme konular› ile ilgili daha detayl›
bilgi için Anadolu Üniversitesi AÖF Analitik Kimya kitab›n› tekrar inceleyiniz.
Baz› ‹laçlarda TELEV‹ZYON Parasetamol Etken Maddesinin
Voltametrik Tayini
Parasetamol a¤r› kesici ve atefl düflürücü pek çok ilac›n etken maddesidir. 1893 y›-
l›nda Von Mering taraf›ndan bulunmufl ve son otuz y›ldan beri ilaç olarak kullan›lmaktad›r.
‹laçlarda ‹NTERNETparasetamol
etken maddesinin nicel analizi için kullan›lan pek
çok yöntem aras›nda voltametrik yöntemlerde yer almaktad›r. Parasetamol kat›
elektrotlar yüzeyinde iki elektron alarak yükseltgenir. Bu yükseltgenme tepkimesi
yar› tersinirdir. Oluflan yükseltgenme ürününün bir k›sm› su ile kimyasal tepkimeye
girerek benzokininimine dönüflür. Parasetamolün yar›-tersinir yükseltgenmesine
ait mekanizma fiekil 11.3’de verilmifltir.
Bu deneyde baz› ilaçlardaki parasetamol etken maddesinin miktar› diferansiyel
puls voltametrisi yard›m›yla belirlenecektir.

11. Ünite - Polarografik ve Voltametrik Yöntemler
245
fiekil 11.3
Parasetamole ait
yar›-tersinir
yükseltgenme
mekanizmas›
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler
Bu deney için afla¤›daki kimyasal maddeler ve laboratuvar malzemeleri gereklidir.
Kimyasallar
Potasyum dihidrojenfosfat, KH 2 PO 4
Parasetamol, C 8 H 9 O 2 N
Deiyonize su
Parasetamol içeren ilaçlar; Parol,
Vermidon, Minoset, Theraflu
Laboratuvar malzemeleri
Analitik terazi
Balon joje
Beher
Manyetik ›s›t›c› kar›flt›r›c›
Manyetik çubuk
Tart›m ka¤›d›
Spatül
Mikropipet
Baget
Deneyde Kullan›lacak Çözeltilerin Haz›rlanmas›
1) 250 mL 0,1 M KH 2 PO 4 (pH 2, pH 6 ve pH 10) çözeltilerinin haz›rlanmas›:
250 mL 0,1 M çözelti haz›rlamak için gerekli KH 2 PO 4 (MA= 136,09 g mol -1 ,
% 99,5) miktar› zincir kural› yard›m›yla afla¤›daki gibi bulunur.
m = (0,1 mol L -1 ) × (250 × 10 -3 L) × (136,09 g mol -1 ) × (100/99,5) = 3,4200 g
3,4200 g KH 2 PO 4 uygun bir flekilde tart›l›r ve yaklafl›k 230 mL deiyonize su
ile çözülür. Daha sonra çözeltinin pH’s› 2’ye ayarlan›r ve 250 mL’ye seyreltilir.
Ayn› miktarlarda KH 2 PO 4 tart›larak iki farkl› çözelti daha haz›rlan›r ve
bu çözeltilerin pH de¤erleri de 6 ve 10’a ayarlan›r.
2) 25 mL 10 mM parasetamol çözeltisinin haz›rlanmas›:
25 mL 10 mM çözelti haz›rlamak için 0,0386 g parasetamol (M A = 151,17 g
mol -1 , % 98) bir tart›m ka¤›d› yard›m›yla tart›l›r ve deiyonize su ile çözülerek
25 mL’ye seyreltilir.
3) ‹laç numunelerinin haz›rlanmas›:
‹laç numunesinden 3 tablet al›narak tart›l›r. Tabletler bir havanda iyice ö¤ütülerek
toz hale getirilir. Toz haldeki ilaç numunesinden yaklafl›k 0,1 g tart›l›r
ve tart›m miktar› not edilir. Tart›lan miktar 25 mL’lik bir behere aktar›l›r
ve yeterli miktarda deiyonize su ile çözülür. Çözünmeyen taneciklerin uzaklaflt›r›lmas›
için çözelti mavi bant süzgeç k⤛d›ndan süzülür. Çözelti daha
sonra 25 mL’lik bir balon jojeye aktar›larak iflaret çizgisine kadar seyreltilir
ve balon joje etiketlenir. Di¤er ilaç numuneleri de ayn› flekilde haz›rlan›r.

246 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 11.4
Voltametrik
analizler için
deney düzene¤i
Deneyde Kullan›lacak Elektrokimyasal Sistem
Voltametrik ölçümlerde fiekil 11.4’de verilen deney düzene¤i ve afla¤›daki elektrotlar
kullan›lacakt›r.
Çal›flma elektrotu: Kalem ucu grafit elektrot (KUE)
Referans elektrot: Doygun kalomel elektrot (DKE)
Karfl›t elektrot: Platin tel
Karfl›t
E.
Çal›flma
E.
Referans
E.
Potansiyostat/galvanostat
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
Deneyin Yap›l›fl›:
Deney; kalem ucu grafit elektrotlar›n haz›rlanmas›, parasetamolün elektrokimyasal
davran›fl›n›n incelenmesi, kalibrasyon grafi¤i oluflturulmas› ve ilaç numunelerinin
analiz edilmesi olmak üzere dört basamakta gerçeklefltirilecektir.
a) Kalem ucu grafit elektrotlar›n haz›rlanmas›:
Ticari olarak temin edilen kalem uçlar› uygun bir flekilde ortadan ikiye kesilir.
Daha sonra bir pens yard›m›yla kesilen taraflar› ayn› yöne gelecek flekilde
bir beher içine aktar›l›r. Analiz esnas›nda bu uçlardan bir tane al›narak
SIRA S‹ZDE
bir pens yard›m›yla özel olarak dizayn edilmifl elektrot tutaca¤› içine yerlefltirilir.
DÜfiÜNEL‹M Her ölçüm sonunda kalem uçlar› yenisi ile de¤ifltirilir.
b) Parasetamolün elektrokimyasal davran›fl›n›n incelenmesi:
Parasetamolün elektrokimyasal davran›fl›n›n incelenmesi için dönüflümlü
SORU
voltametri kullan›lacakt›r.
D‹KKAT
Potansiyostat/galvanostat D‹KKAT cihaz›n›n kullan›m› deneye bafllamadan önce laboratuvar sorumlusu
taraf›ndan anlat›lacakt›r.
SIRA S‹ZDE
•
SIRA S‹ZDE
Befl boyunlu bir elektrokimyasal hücreye 10 mL 0,1 M KH 2 PO 4 (pH 6) tampon
AMAÇLARIMIZ çözeltisinden ilave edilir (fiekil 11.5a). Daha sonra elektrotlar fiekil
11.5b’de görüldü¤ü gibi hücreye yerlefltirilir ve cihaz ile ba¤lant›lar› yap›l›r.
AMAÇLARIMIZ
0,0 V ile 1,0 V aral›¤›nda 100 mV s -1 tarama h›z›nda dönüflümlü voltamogram›
al›n›r. Bu ölçüm FTpH6-1 olarak kaydedilebilir.
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
• Elektrokimyasal K ‹ T A P hücrede yer alan tampon çözelti üzerine bir mikropipet
yard›m›yla 10 mM parasetamol çözeltisinden 100 µL ilave edilir (fiekil 11.6a).
Manyetik kar›flt›r›c› yard›m›yla iyice kar›flt›r›ld›ktan sonra ölçüm al›n›r (fiekil
11.6b). TELEV‹ZYON Bu ölçüm FTpH6PSL(0,1)-1 olarak kaydedilebilir.
‹NTERNET
‹NTERNET

11. Ünite - Polarografik ve Voltametrik Yöntemler
247
• 1 ve 2. basamaktaki ifllemler pH 2 ve 10 tampon çözeltileri kullan›larak tekrarlan›r.
Elde edilen voltamogramlar incelenerek en uygun elektrokimyasal
gerilim aral›¤›, parasetamolün yükseltgendi¤i ve indirgendi¤i gerilim de¤erleri
ve son olarak da analiz için uygun pH de¤eri seçilir.
fiekil 11.5
Elektrokimyasal
hücreye
(a) tampon çözelti
konulmas› ve
(b) elektrotlar›n
yerlefltirilmesi
a) b)
fiekil 11.6
Destek elektrolit
içeren
elektrokimyasal
hücreye
(a) parasetamol
ilavesi ve
(b) parasetamolün
dönüflümlü
voltamogram›
a) b)
Parasetamol için fiekil 11.3’de verilen yükseltgenme mekanizmas›n› SIRA dikkate S‹ZDEalarak farkl›
pH de¤erlerinde elde edilen dönüflümlü voltamogramlardaki yükseltgenme gerilim de¤erlerinin
farkl› olmas›n› beklermisiniz
DÜfiÜNEL‹M
c) Parasetamol tayini için kalibrasyon grafi¤inin oluflturulmas›:
Parasetamolün nicel analizi için daha duyarl› bir elektrokimyasal SORU yöntem
olan diferansiyel puls voltametrisi kullan›lacakt›r.
D‹KKAT
7
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ

248 Aletli Analiz Laboratuvar›
• Befl boyunlu elektrokimyasal hücreye uygun pH de¤erindeki (bir önceki
aflamada belirlenen pH’da) 0,1 M KH 2 PO 4 tampon çözeltisinden 10 mL ilave
edilir. Daha sonra elektrotlar çözeltiye dald›r›l›r ve cihaz ile ba¤lant›lar›
yap›l›r. Bir önceki aflamada belirlenen uygun gerilim aral›¤›nda diferansiyel
puls voltametri ölçümü gerçeklefltirilir. Bu ölçüm DP-FT-1 olarak kaydedilebilir.
• Elektrokimyasal hücrede yer alan tampon çözelti üzerine bir mikropipet
yard›m›yla 10 mM parasetamol çözeltisinden 50 µL ilave edilir. Manyetik kar›flt›r›c›
yard›m›yla iyice kar›flt›r›ld›ktan sonra 1. basamakta kullan›lan koflullarda
diferansiyel puls voltametri ölçümü al›n›r. Bu ölçüm DP-FT-PSL(0,05)-
1 olarak kaydedilebilir.
• ‹kinci basamaktaki ifllemler elektrokimyasal hücrede yer alan çözelti üzerine
toplamda 100, 200, 300, 400 ve 500 µL 10 mM parasetamol çözeltisi içerecek
flekilde yap›lan ekleme ifllemleri sonucunda tekrarlanarak analiz sürdürülür.
• 10 mL 0,1 M KH 2 PO 4 çözeltisine 10 mM parasetamol çözeltisinden 50, 100,
200, 300, 400 ve 500 µL ilave edildi¤inde analiz çözeltisindeki parasetamol
deriflimleri
M 1 × V 1 = M 2 × V 2 formülüne göre hesaplan›r.
• Kaydedilen voltamogramlardan her bir deriflim de¤eri için parasetamol yükselgenme
pik ak›mlar› bulunur ve Çizelge 11.8’e kaydedilir. Çizelgedeki de-
¤erler kullan›larak deriflime karfl› pik ak›m› grafi¤e geçirilerek kalibrasyon
grafi¤i oluflturulur.
Çizelge 11.8
Kalibrasyon grafi¤i
verileri
‹lave edilen prasetamol
miktar›, µL
Deriflim mM
Pik ak›m›, µA
0 50 100 200 300 400 500
SIRA S‹ZDE
Kalibrasyon SIRA grafi¤i S‹ZDE fleklinin nas›l olmas›n› beklersiniz
8
d) ‹laç numunelerinin analiz edilmesi:
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
Kalibrasyon grafi¤i oluflturulduktan sonra ilaç numunelerinin analizine geçilir.
• Elektrokimyasal hücreye standartlar›n analizinde kullan›lan pH de¤erindeki
SORU
0,1 M SORU KH 2 PO 4 tampon çözeltisinden 10 mL ilave edilir. Çözelti üzerine haz›rlanan
ilaç (Vermidon) numunesinden bir mikropipet yard›m›yla 150 µL
D‹KKAT
ilave D‹KKAT edilir. Manyetik kar›flt›r›c› ile iyice kar›flt›r›ld›ktan sonra diferansiyel
puls voltametri ölçümü gerçeklefltirilir. Bu ölçüm DP-FT-VDN(150)-1 olarak
kaydedilebilir. Ölçüm ifllemi iki defa daha tekrarlan›r ve sonuçlar DP-FT-
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
VDN(150)-2 ve DP-FT-VDN(150)-3 olarak kaydedilebilir
Di¤er ilaç örnekleri içinde ayn› ifllemler tekrarlan›r.
AMAÇLARIMIZ • ‹laç numunesi (Vermidon) için kaydedilen voltamogramlardan parasetamol
AMAÇLARIMIZ
pik ak›m› de¤erleri bulunur ve Çizelge 11.9’a kaydedilir. Ortalama ak›m de-
¤eri ve kalibrasyon grafi¤i kullan›larak analiz çözeltisindeki parasetamol deriflimi
K hesaplan›r.
‹ T A K ‹ T A P
P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

11. Ünite - Polarografik ve Voltametrik Yöntemler
Ölçüm say›s› 1 2 3
Parasetamol pik ak›m› µA
249
Çizelge 11.9
Kalibrasyon grafi¤i
verileri
Ortalama pik ak›m›, µA
• Analiz çözeltisindeki parasetamol deriflimi belirlendikten sonra afla¤›daki
formül yard›m›yla ilaç numunesindeki parasetamol deriflimine geçilir.
M 1 × V 1 = M 2 × V 2
M (ilaç numunesi) × 150 µL = M (Analiz çözeltisi) × 10000 µL
• ‹laç numunesinin deriflimi belirlendikten sonra afla¤›daki formül yard›m›yla
tart›lan (0,1 g) ilaç numunesindeki parasetamol miktar› bulunur.
m (parasetamol) = M (ilaç numunesi) × (25 x 10 -3 L) × (151,17 g mol -1 )
• Son olarak da afla¤›daki formül yard›m›yla bir tablet ilaçtaki parasetamol
miktar›na geçilir.
m (parasetamol/tablet) = m (parasetamol) × (tablet a¤›rl›¤›/tart›lan ilaç miktar›)
‹kinci basamakta ilaç numunelerinin ölçümü niçin üç defa tekrarlanm›flt›r SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
9
Deney Raporunun Haz›rlanmas›
DÜfiÜNEL‹M
Deneysel çal›flmalar bittikten sonra elde edilen veriler ve afla¤›daki öneriler dikkate
DÜfiÜNEL‹M
al›narak deney raporu haz›rlanmal›d›r.
• Çözelti haz›rlama sürecinde yer alan hesaplamalar, SORU
SORU
• pH 2, 6 ve 10 tamponunda al›nan dönüflümlü voltamogramlar,
• Optimum pH de¤erinde al›nan diferansiyel puls voltamogram›,
D‹KKAT
• Farkl› standart parasetamol deriflimleri için pik ak›mlar› ve kalibrasyon grafi¤i,
D‹KKAT
• ‹laç örneklerine ait diferansiyel puls voltamogramlar›,
• ‹laç örnekleri için pik ak›mlar›,
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
• ‹laç örnekleri için hesaplanan parasetamol miktarlar›,
• ‹laç örnekleri için üretici firma taraf›ndan belirtilen bileflim
AMAÇLARIMIZ
de¤erleri
AMAÇLARIMIZ
Baz› Metal ‹yonlar›n›n Polarografik Yöntemlerle Nitel ve
Nicel Analizlerinin Gerçeklefltirilmesi
K ‹ T A P
Bu deneyde bilinmeyen numune çözeltisinde bulunan baz› metal iyonlar›n›n nitel
ve nicel analizleri diferansiyel puls voltametrisi kullan›larak gerçeklefltirilecektir.
Deneyde Kullan›lacak Kimyasal Maddeler ve Malzemeler
TELEV‹ZYON
Bu deneyde kullan›lacak kimyasal maddeler ve laboratuvar malzemeleri afla¤›-
da verilmifltir.
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
Kimyasallar
Potasyum klorür, KCl
Triton-X-100
Kadmiyum nitrat, Cd(NO 3 ) 2
Kobalt nitrat hekzahidrat, Co(NO 3 ) 2 .6H 2 O
Nikel nitrat hekzahidrat, Ni(NO 3 ) 2 .6H 2 O
Kurflun nitrat, Pb(NO 3 ) 2
Çinko nitrat hekzahidrat, Zn(NO 3 ) 2 .6H 2 O
Azot gaz›
Deiyonize su
Bilinmeyen çözeltileri
Laboratuvar malzemeleri
‹NTERNET
Analitik terazi
Balon joje
Beher
Pipet
Baget
Tart›m ka¤›d›
Spatül
Mikropipet
‹NTERNET

250 Aletli Analiz Laboratuvar›
SIRA S‹ZDE
Deneyde Kullan›lacak Çözeltilerin Haz›rlanmas›
1) 250 mL 0,2 M KCl çözeltisinin haz›rlanmas›:
250 mL 0,2 M çözelti haz›rlamak için 3,7651 g KCl (MA= 74,55 g mol -1 , %
99) tart›l›r ve deiyonize su ile çözüldükten sonra 250 mL’ye seyreltilir.
50 mL 0,1 M SIRA KCl S‹ZDE çözeltisi nas›l haz›rlan›r
2) % 2’lik Triton X-100 çözeltisinin haz›rlanmas›:
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
25 mL % 2’lik çözelti haz›rlamak için yaklafl›k 0,5 mL Triton X-100 (% 98, d:
1,07 g mL -1 ) al›n›r ve deiyonize su ile 25 mL’ye seyreltilir.
S ORU
3) 50 mL SORU 100 mM metal standartlar›n›n haz›rlanmas›:
Metal standartlar›n›n haz›rlanmas› için afla¤›da çizelgede verilen metal tuzlar›
kullan›lacakt›r. 50 mL 100 mM metal çözeltisi haz›rlamak için gerekli
D‹KKAT
D‹KKAT
metal tuzu miktar› zincir kural› yard›m›yla hesaplanm›fl ve Çizelge 11.10’da
verilmifltir.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Çizelge 11.10
Kütlece yüzde Molekül kütlesi 50 mL 100 mM metal çözeltisi
Metal tuzlar› etiket Metal tuzu
%
g mol -1 için gerekli metal tuz miktar›, g
AMAÇLARIMIZ bilgileri ve ilgili
çözeltiler için AMAÇLARIMIZ
Cd(NO 3 ) 2 99 236,42 1,1940
tart›lmas› SIRA S‹ZDEgereken
SIRA S‹ZDE
miktarlar
Co(NO 3 ) 2 .6H 2 O 98 291,03 1,4850
K ‹ T A P
K ‹ T A P
Ni(NO 3 ) 2 .6H 2 O 99 290,81 1,4687
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
Pb(NO 3 ) 2 98 331,23 1,700
TELEV‹ZYON
SORU
10
Zn(NO 3 ) 2 .6H TELEV‹ZYON
2 O 99 297,47 1,5023
SORU
D‹KKAT
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
Metal tuzlar› D‹KKAT için Çizelge 11.10’da verilen de¤erlerin tam olarak tart›m› zor oldu¤u için,
bu de¤erlere ‹NTERNET yaklafl›k de¤erler tart›larak çözeltiler haz›rlanmal› ve her metal için kesin
deriflim de¤eri SIRA hesaplanarak S‹ZDE balon joje üzerine etiketlenmelidir.
Deneyde Kullan›lacak Elektrokimyasal Sistem
AMAÇLARIMIZ Polarografik ölçümlerde Volta Lab PGSTAT 402 potentiostat/galvanostat ve fiekil
11.7’de verilen elektrokimyasal hücre kullan›lacakt›r. Elektrokimyasal hücrede
AMAÇLARIMIZ
afla¤›daki elektrotlar yer almaktad›r.
K ‹ T A P
Çal›flma K elektrodu: ‹ T A P Sabit civa elektrot
Referans elektrot: Ag/AgCl elektrot
Karfl›t elektrot: Platin tel
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
fiekil 11.7
Polarografi
analizleri için
‹NTERNET elektrokimyasal
hücre
Sabit Civa
elektrot ‹NTERNET
Referans
E.
Çal›flma
E.
Gaz girifli
Karfl›t
E.

SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
11. Ünite - Polarografik ve Voltametrik Yöntemler
DÜfiÜNEL‹M
SIRA S‹ZDE
Deneyin Yap›l›fl›:
SORU
Gerekli çözeltiler haz›rland›ktan sonra polarografik ölçümlere DÜfiÜNEL‹M geçilir.
DÜfiÜNEL‹M 251
SIRA S‹ZDE
SORU
DÜfiÜNEL‹M
Polarografik ölçüm sisteminin kullan›m› laboratuvar sorumlusu taraf›ndan D‹KKATdeneye bafllamadan
önce
SORU
anlat›lacakt›r.
D ‹KKAT
S ORU
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
Deney esnas›nda elde edilen polarogramlar deney raporunun haz›rlanmas› D ‹KKAT aflamas›nda
D‹KKAT
kullan›lacakt›r, bu nedenle isimlendirme ifllemi uygun bir flekilde yap›lmal› ve polarogramlar
tam olarak tan›mlanmal›d›r.
AMAÇLARIMIZ SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
a) Standart çözeltilerin analizi:
• 10 mL 0,2 M KCl çözeltisi elektrokimyasal hücreye aktar›l›r. AMAÇLARIMIZ K ‹ T Gerilim A P de¤eri
0,0 V ile -1,5 V aral›¤›nda taran›r. Bu ölçüm esnas›nda oksijenden kaynaklanan
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
iki adet polarografik dalga gözlenmelidir.
• Elektrokimyasal hücredeki çözelti içinden 5 dk boyunca TELEV‹ZYON
K ‹ azot T A gaz› P geçirilir.
Daha sonra gerilim de¤eri 0,0 V ile -1,5 V aral›¤›nda tekrar taran›r. Elde edilen
polarogram tan›k analiz olarak kaydedilir.
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
• 0,2 M KCl içerisinde haz›rlanm›fl olan 1,0 mM Co 2+ TELEV‹ZYON çözeltisinden 10 mL
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET
elektrokimyasal hücreye aktar›l›r. Çözelti içinden 5 dk süreyle azot gaz› geçirilir.
Daha sonra gerilim de¤eri 0,0 V ile -1,5 V aral›¤›nda taran›r.
• 0,2 M KCl içerisinde haz›rlanm›fl olan 1,0 mM Co 2+ çözeltisinden ‹NTERNET 10 mL yeni
bir elektrokimyasal hücreye aktar›l›r. Üzerine % 2’lik Triton X-100 çözeltisinden
‹NTERNET
100 µL ilave edilir ve üçüncü basamaktaki elektrokimyasal ölçüm
tekrarlan›r. Üçüncü ve dördüncü basamakta elde edilen polarogramlar aras›nda
herhangi bir fark olup olmad›¤› not edilir.
• Di¤er metaller için 4. basamaktaki ifllemler yinelenir. Ölçümler sonucunda
her metal için E 1/2 de¤erleri belirlenir ve Çizelge 11.11’e kaydedilir.
Metal Cd 2+ Co 2+ Pb 2+ Zn 2+ Ni 2+
E 1/2 /V
Çizelge 11.11
Metal iyonlar› için
yar›-dalga gerilimleri
Birinci ifllemde oksijenin indirgenmesine ait polarografik dalgalar SIRA hangi S‹ZDE tepkimelerden
kaynaklan›r
11
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
‹kinci ifllemde elde edilen polarogram›n fleklinin nas›l olmas›n› beklersiniz SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SIRA S‹ZDE
12
b) Bilinmeyen kar›fl›m›n nitel ve nicel analizi:
SORU
SORU
•
DÜfiÜNEL‹M
Belirlenecek metal iyonlar›n›n bir kar›fl›m›n› içeren bilinmeyen numuneleri
laboratuvar sorumlusundan temin edilecektir. Temin edilen D‹KKAT çözelti 0,2 mL %
2’lik Triton X-100 ilave edilerek 0,2 M KCl çözeltisiyle 20 SORU mL’ye seyreltilir.
DÜfiÜNEL‹M
D‹KKAT
SORU
• Haz›rlanan çözeltinin 10 mL’si temiz bir elektrokimyasal hücreye aktar›l›r ve
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
5 dk boyunca içinden azot gaz› geçirilir. Gerilim de¤eri 0,0 V ile -1,5 V aral›¤›nda
taranarak çözeltide bulunan metal iyonlar›n›n E 1/2 de¤erleri belirle-
D‹KKAT
D‹KKAT
nir. Bu de¤erler daha önceden belirlenen E 1/2 de¤erleri AMAÇLARIMIZ ile karfl›laflt›r›larak
SIRA S‹ZDE
çözeltideki metal iyonlar› belirlenir. AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
• ‹kinci bir 10 mL’lik k›s›m içerisinden 5 dk azot gaz› geçirilir ve bu kez diferansiyel
puls yöntemi kullan›larak 0,0 V ile -1,5 V aral›¤›nda
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T ölçüm A P al›n›r.
K ‹ T A P
AMAÇLARIMIZ
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON

252 Aletli Analiz Laboratuvar›
• Laboratuvar sorumlusu taraf›ndan size belirtilen metalin nicel analizini yapmak
için bu metalin 0,2, 0,50, 1,0 ve 2,0 mM deriflime sahip çözeltileri haz›rlan›r
ve her deriflim de¤eri için üçüncü aflamadaki ifllemler tekrarlan›r. Polarogramlardan
elde edilen difüzyon ak›m› (I d ) de¤erleri Çizelge 11.12’ye
kaydedilir. Deriflim de¤erlerine karfl› elde edilen difüzyon ak›m› de¤erleri
grafi¤e geçirilerek kalibrasyon grafi¤i oluflturulur. Kalibrasyon grafi¤i yard›-
m›yla da bilinmeyen çözeltideki metal miktar› hesaplan›r.
Çizelge 11.12
Farkl› deriflimlerde
metal iyonu için elde
edilen ak›m de¤erleri
Metal deriflimi, mM 0,1 0,2 0,5 1,0 2,0
Difüzyon ak›m›, mA
Deney Raporunun Haz›rlanmas›
Deneysel çal›flmalar bittikten sonra elde edilen veriler ve afla¤›daki öneriler dikkate
al›narak deney raporu haz›rlanmal›d›r.
• Her metal için elde edilen polarogramlar,
• Metallerin E 1/2 de¤erlerini içeren çizelge,
• Bilinmeyen çözelti için elde edilen polarogram,
• Bilinmeyen çözelti için belirlenen E 1/2 de¤erleri,
• Bilinmeyen çözeltisindeki metal iyonlar›n›n neler oldu¤u,
• Nicel analizi yap›lan metal için çeflitli deriflim de¤erlerinde elde edilen difüzyon
ak›mlar›,
• Nicel analizi yap›lan metalin ayn› koflullardaki difüzyon ak›m de¤eri,
• Nicel analizi yap›lan metal için oluflturulan kalibrasyon grafi¤i,
• Nicel analizi yap›lan metalin bilinmeyen çözeltideki miktar›.

11. Ünite - Polarografik ve Voltametrik Yöntemler
253
Özet
A MAÇ
1
A MAÇ
2
Polarografi ve voltametrinin temel prensiplerini
aç›klamak.
Voltametri, çal›flma elektrot geriliminin belirli bir
flekilde de¤ifltirildi¤i ve bu esnada çal›flma elektrodu
yüzeyinde yükseltgenme veya indirgenme
tepkimesi sonucu oluflan ak›m›n ölçülmesine dayanan
bir elektrokimyasal yöntem olarak tan›mlan›r.
Çal›flma elektrodu olarak damlayan civa
kullan›ld›¤›nda ise yöntem polarografi olarak adland›r›l›r.
Tan›mdan da anlafl›laca¤› gibi voltametrik
yöntemlerle bir maddenin incelenebilmesi
için sistemde bir yan›t oluflturmas› yani yükseltgenmesi
veya indirgenmesi gerekir.
Polarografik ve voltametrik ölçümlerde kullan›-
lan analiz sistemlerini tart›flmak.
Polarografi ve voltametri analiz sistemleri temel
olarak elektrokimyasal hücre, potansiyostat/galvanostat
ve kaydedici olmak üzere üç k›s›mdan
oluflur. Elektrokimyasal hücre elektrotlar ve ölçüm
çözeltisi olmak üzere ikiye ayr›l›r.
Voltametri çal›flmalar›nda daha önce de belirtildi¤i
gibi çal›flma, referans ve karfl›t olmak üzere
üç tür elektrot kullan›l›r.
Çal›flma elektrodu sistemde gerilim uygulanmas›
sonucunda yüzeyinde indirgenme veya yükseltgenme
olaylar›n›n gerçekleflti¤i elektrottur.
Referans elektrotlar tersinir bir yar›-tepkime içeren
ve üzerinden küçük ak›mlar geçti¤inde yar›-
tepkime gerilimi de¤iflmeyen yar›-hücrelerdir.
Voltametrik ölçümlerde çal›flma elektroduna uygulanan
gerilim de¤erleri için referans olarak kullan›l›r.
Karfl›t elektrot, voltametrik ölçümlerde referans
elektrodu korumak amac›yla kullan›l›r. Çal›flma
elektrodu yüzeyinde oluflan ak›m ak›fl› karfl›t
elektrot vas›tas›yla sa¤lan›r, böylece referans
elektrot yüzeyinden ak›m geçmesi önlenmifl olur.
Ölçüm çözeltisi analit, destek elektrolit ve çözücüden
oluflur. Voltametrik ölçümlerde analiz çözeltisine
destek elektrolit ad› verilen ve çözeltinin
yeterince iletken olmas›n› sa¤layan kimyasallar
ilave edilir. Çözücü olarak çeflitli türde bileflikler
kullan›labilmesine karfl›n en çok kullan›-
lanlar› su ve asetonitrildir.
A MAÇ
3
Polarografik ve voltametrik yöntemleri tan›mlamak.
Voltametrik ölçümlerde gözlenen ak›m de¤erleri
uygulanan gerilimin bir fonksiyonudur. Bu nedenle
gerilimin uygulanma flekline göre elde edilen
ak›m de¤erleri de farkl›l›k göstermektedir.
Yayg›n olarak kullan›lan voltametrik yöntemler,
do¤rusal taramal› voltametri, dönüflümlü voltametri,
puls yöntemleri ve s›y›rma yöntemleri olmak
üzere dörde ayr›labilir.
Do¤rusal taramal› voltametride çal›flma elektrotunun
gerilimi belirli bir h›zda art›r›l›r veya azalt›l›r.
Gerilimin art›fl veya azal›fl h›z› tarama h›z›
ad› verilen bir parametre ile belirlenir. Do¤rusal
taramal› voltametri ölçümleri statik ve dinamik
koflullarda gerçeklefltirilebilir. Statik koflullarda
ölçüm çözeltisi kar›flt›r›lmaz ve kütle aktar›m›
destek elektrolit varl›¤›nda sadece difüzyon yolu
ile gerçekleflir. Dinamik koflullarda ise kütle aktar›m›
konveksiyon ve difüzyon olmak üzere iki
yolla gerçekleflir. Dinamik koflullarda gerçeklefltirilen
do¤rusal taramal› voltametri, hidrodinamik
voltametri ve polarografi olmak üzere ikiye
ayr›l›r.
Dönüflümlü voltametride ölçüm, çal›flma elektrodunun
gerilimi belirli bir de¤ere art›r›ld›ktan veya
azalt›ld›ktan sonra ayn› h›zda tekrar bafllang›ç
de¤erine getirilmesiyle gerçeklefltirilir. Uyarma
için kullan›lan gerilim zaman e¤risi üçgen fleklindedir.
Üçgen uyarma sinyalinin ne kadar zamanda
tamamlanaca¤› ise tarama h›z› olarak tan›mlanan
bir parametre taraf›ndan belirlenir.
Puls yöntemlerinde çal›flma elektrodunun gerilim
de¤eri belirli bir h›zda art›r›l›rken ayn› anda
belirli aral›klarla küçük gerilim pulslar› uygulan›r
ve oluflan ak›m de¤erleri farkl› puls zamanlar›nda
ölçülerek kaydedilir.
S›y›rma yöntemlerinde analit iyonlar› fiziksel veya
elektrokimyasal yöntemlerle voltametrik ölçüm
öncesinde çal›flma elektrodu yüzeyinde biriktirilir
ve daha sonra biriktirilen türün analizi
gerçeklefltirilir.

254 Aletli Analiz Laboratuvar›
A MAÇ
4
Polarogram ve voltamogramlar› yorumlamak.
Moleküllerin gerilim uyaran›na verdi¤i cevab›n
(ak›m de¤erlerinin) uygulanan gerilimin fonksiyonu
olarak grafi¤e geçirilmesi sonucunda voltamogram
olarak adland›r›lan sistem ç›kt›lar› elde
edilir. Ayn› flekilde polarografik ölçümler sonucunda
elde edilen sistem ç›kt›lar› ise polarogram
olarak adland›r›l›r. Voltamogram ve polarogramlardaki
e¤riler voltametrik veya polarografik dalga
olarak adland›r›l›r. Analit iyonlar› olmad›¤› zaman
elde edilen e¤riler art›k ak›m olarak adland›r›l›r.
Analit içeren bir çözeltide çal›flma elektrodunun
gerilimi belirli bir h›zda de¤ifltirildi¤inde,
gerilim de¤eri analitin yükseltgenme veya indirgenme
gerilim de¤erine yaklaflt›¤›nda analit molekülleri
elektrot yüzeyinde tepkimeye girmeye
bafllar ve bunun sonucunda da ak›m de¤erinde
art›fl gözlenir. Ak›m de¤eri belirli bir de¤ere kadar
artar ve daha sonra sabit kal›r. Ak›m›n sabit
kald›¤› bu de¤er s›n›r ak›m› olarak adland›r›l›r.
S›n›r ak›m› ve art›k ak›m aras›ndaki fark da difüzyon
ak›m›n› verir. Difüzyon ak›m›n›n yar›s›na
karfl›l›k gelen gerilim de¤eri ise yar› dalga gerilimi
olarak adland›r›l›r.
A MAÇ
5
Polarografik ve voltametrik yöntemlerle nitel ve
nicel analiz gerçeklefltirmek.
Polarografik ve voltametrik yöntemlerin çeflitli
amaçlarla kullan›mlar› yan›nda nitel ve özellikle
de nicel analiz amaçl› kullan›mlar› son y›llarda
giderek artmaktad›r. Bir polarografik veya voltametrik
analiz yap›labilmesi için öncelikli olarak
analizi yap›lacak maddeye göre analiz koflullar›-
n›n oluflturulmas› gerekir. Bu koflullar› afla¤›daki
gibi s›ralayabiliriz;
• Destek elektrolitin belirlenmesi
• Elektrotlar›n belirlenmesi
• Çözücünün belirlenmesi
• Voltametrik yöntemin belirlenmesi
• Analitik yöntemin belirlenmesi
E¤er nitel analiz yap›lmas› planlan›yorsa o zaman
analit için elde edilen voltamogram veya
polarogramlardan yar›-dalga gerilim (E 1/2 ) de¤eri
belirlenir. Belirlenen E 1/2 de¤erleri ayn› koflullarda
analiz edilmifl muhtemel standart maddelerin
E 1/2 de¤erleriyle k›yaslanarak analiz gerçeklefltirilir.
Analit deriflimi ile difüzyon ak›m› aras›nda
belirli bir aral›kta do¤rusal bir iliflki söz konusudur.
Nicel analizlerde bu iliflkiden yararlan›-
l›r. Nicel analizlerde kalibrasyon grafi¤i, standart
ekleme ve iç standart ekleme yöntemlerinden birisi
kullan›l›r.

11. Ünite - Polarografik ve Voltametrik Yöntemler
255
Kendimizi S›nayal›m
1. Voltametrik ölçümlerin gerçeklefltirildi¤i bir elektrokimyasal
hücrede afla¤›dakilerden hangisi yer almaz
a. Çal›flma elektrodu
b. Referans elektrot
c. Karfl›t elektrot
d. pH elektrodu
e. Destek elektrolit
2. Destek elektrolitler için afla¤›daki ifadelerden hangisi
yanl›flt›r
a. Ölçüm çözeltisinin iletkenli¤ini sa¤lar.
b. Analit iyonlar›na göre deriflimi daha azd›r.
c. Ölçüm çözeltisinin pH’s›n›n sabit tutulmas›n›
sa¤lar.
d. Sulu çözeltilerde NaCl ve KCl gibi tuzlar kullan›-
l›r.
e. Organik çözücülerde (CH 3 ) 4 NCl ve (CH 3 ) 4 NBr
gibi tuzlar kullan›l›r.
3. Bir polarogram için afla¤›da verilen ifadelerden hangisi
do¤ru yanl›flt›r
a. Gerilime karfl› sistemde oluflan ak›m kullan›larak
oluflturulur.
b. Analiz çözeltisinde analit olmad›¤›nda gözlenen
ak›m, art›k ak›m olarak adland›r›l›r.
c. Analit iyonlar› varl›¤›nda ak›m de¤erinin ulaflt›¤›
en yüksek miktar s›n›r ak›m› olarak adland›r›l›r.
d. Difüzyon ak›m›, art›k ak›m ve s›n›r ak›m aras›ndaki
farka eflittir.
e. Difüzyon ak›m›n›n yar›s›na karfl›l›k gelen gerilim
de¤eri yar›-dalga gerilimi olarak adland›r›l›r.
4. Dönüflümlü voltametri ölçümlerinde kütle aktar›m›
afla¤›dakilerden hangisi ile gerçekleflir
a. Kar›flt›rma
b. Elektriksel göç
c. Difüzyon
d. Elektriksel göç ve difüzyon
e. Kar›flt›rma ve difüzyon
5. Afla¤›dakilerden hangisinde voltametrik veriler için
IUPAC gösterimi do¤ru olarak verilmifltir (I: Ak›m, E:
Gerilim)
a. I +
b.
c.
d.
e.
–
–
+
+
–
0
+
I
0
+
I
0
+
I
0
–
I +
0
–
–
–
+
–
E
+
E
–
E
–
E
+
E
6. Voltametrik ölçümlerden önce gerçeklefltirilen gaz
giderme iflleminin amac› afla¤›dakilerden hangisidir
a. Çözeltide çözünmüfl haldeki argonu uzaklaflt›rmak
b. Çözeltide çözünmüfl haldeki azotu uzaklaflt›rmak
c. Çözeltide çözünmüfl haldeki oksijeni uzaklaflt›rmak
d. Çözeltide çözünmüfl haldeki kloru uzaklaflt›rmak
e. Çözeltide çözünmüfl haldeki helyumu uzaklaflt›rmak

256 Aletli Analiz Laboratuvar›
7. Afla¤›dakilerden hangisi civan›n çal›flma elektrodu
olarak kullan›lmas›n›n nedenlerinden biri de¤ildir
a. Ucuz olmas›
b. Hidrojen gaz› oluflumu için yüksek afl›r› gerilime
sahip olmas›
c. Metallerle amalgam oluflturmas›
d. Yüzeyinin kolayca yenilenmesi
e. Tekrarlanabilir sonuçlar vermesi
8. Afla¤›dakilerden hangisi elektrokimyasal çal›flma aral›¤›
ile ilgili do¤ru bir ifade de¤ildir
a. Negatif ve pozitif gerilim bölgesinde gidilebilen
maksimum aral›kt›r.
b. Aral›¤›n büyüklü¤ü çal›flma elektrodu, destek
elektrolit ve çözücüye ba¤l›d›r.
c. Aral›¤›n d›fl›nda analite ait elektrokimyasal veriler
al›namaz.
d. Aral›¤›n uç noktalar›nda destek elektrolit veya
çözücü elektroaktivite gösterebilir.
e. Aral›¤›n büyüklü¤ü referans ve karfl›t elektroda
ba¤l›d›r.
10. Bir su numunesi uygun koflullarda voltametrik olarak
analiz ediliyor. Elde edilen voltamogramda yar›-dalga
gerilimi -0,37 V ve -0,62 V olan iki pik gözleniyor. Su
numunesinde bulunmas› muhtemel befl metal iyonu ayn›
koflullarda analiz ediliyor ve yar›-dalga gerilimleri
belirleniyor. Elde edilen sonuçlar afla¤›daki gibi oldu-
¤una göre su numunesinde, afla¤›da verilen metal çiftlerinden
hangisinin bulunmas› muhtemeldir
Metal iyonu Cd 2+ Co 2+ Pb 2+ Zn 2+
E 1/2 /mV -610 -1125 -380 -930
a. Cd 2+ ve Co 2+
b. Cd 2+ ve Pb 2+
c. Zn 2+ ve Cd 2+
d. Co 2+ ve Zn 2+
e. Pb 2+ ve Co 2+
9. Kurflun içerdi¤i bilinen 0,5 g örnek uygun bir flekilde
çözüldükten sonra 50 mL’ye seyreltiliyor. Haz›rlanan
bu çözeltiden al›nan 1 mL çözelti asitlendirilip 10 mL’ye
seyreltiliyor ve damlayan civa elektrodu ile polarografik
ölçümü al›n›yor. Pb (II) dalgas›na ait difüzyon ak›m›
12,23 µA olarak belirlenmifltir. Farkl› deriflimlerdeki
standart Pb(II) çözeltileri için ayn› koflullarda elde edilen
difüzyon ak›m de¤erleri afla¤›daki çizelgede verilmifltir.
Buna göre örnekteki kurflun yüzdesi kaçt›r (M A
(Pb) = 207,2 gmol -1 )
Pb(II) deriflimi,
mM
0,50 1,00 2,00 3,00 4,00
S›n›r ak›m›, µA 4,25 8,55 17,37 25,63 34,23
a. % 30
b. % 40
c. % 50
d. % 60
e. % 70

11. Ünite - Polarografik ve Voltametrik Yöntemler
257
Okuma Parças›
“Yeni nesil voltametrik analiz sistemleri-Elektrokimyasal
DNA biyosensörleri”
Deoksiribonükleik asit (DNA), tüm organizmalar ve baz›
virüslerin canl›l›k ifllevleri ve biyolojik geliflmeleri
için gerekli olan genetik bilgileri tafl›yan bir moleküldür.
Kimyasal olarak DNA, nükleotit olarak adland›r›lan
küçük birimlerden oluflan iki uzun polimer zincirinden
oluflur. Bu polimerlerin omurgalar›, ester ba¤lar› ile birbirine
ba¤lanm›fl fleker ve fosfat gruplar›ndan oluflur.
Her bir fleker grubuna baz olarak adland›r›lan dört tip
molekülden biri ba¤l›d›r. DNA'n›n omurgas› boyunca
bu bazlar›n oluflturdu¤u dizi, genetik bilgiyi kodlar. Çift
sarmal oluflumunu iki zincire ba¤l› bazlar aras›ndaki
hidrojen ba¤lar› sa¤lar. DNA'da bulunan dört baz, adenin
(A), sitozin (C), guanin (G) ve timin (T) olarak adland›r›l›r.
fiekil 11.8’de de görüldü¤ü gibi hidrojen ba¤lar›
adenin ile timin ve guanin ile sitozin aras›nda gerçekleflmektedir.
Bu eflleflmeler DNA zincirlerinin birbirine
karfl› çok seçici olmas›n› sa¤lamaktad›r.
Biyosensörler genel olarak biyolojik
tan›ma eleman› ve tan›-
ma olay›n› anlaml› bir sinyale
çeviren bir dönüfltürücüden
oluflur. ‹deal bir tan›ma eleman›
analit moleküllerini anahtarkilit
seçicili¤inde tan›mal›d›r.
Tan›ma eleman› olarak DNA’n›n kullan›ld›¤› biyosensörler
DNA biyosensörleri olarak adland›r›l›r. DNA’n›n
ikili sarmal›n›n bir zinciri bir yüzeye DNA bazlar› serbest
olacak flekilde sabitlendi¤inde, sabitlenen bu dizi
ancak çift sarmal›n di¤er zinciri ile tekrar ikili sarmal›
oluflturabilir. Bu olaya hibridizasyon denir. DNA biyosensörlerinin
temelini hibridizasyon oluflturur. Hibridizasyon
sürecinin bir elektrot yüzeyinde gerçeklefltirilmesi
ve bu olay›n elektrokimyasal olarak tayin edilmesi
ise elektrokimyasal DNA biyosensörlerinin temel amac›d›r.
Elektrokimyasal olarak hibridizasyon olay›n›n izlenmesi
bir elektroaktif indikatör kullan›m› veya DNA
bazlar›ndan guanin veya adeninin elektroaktivitesinin
voltametrik yöntemlerle takip edilmesiyle gerçeklefltirilebilir.
Elektrokimyasal olarak hibridizasyonun izlenmesiyle
son y›llarda çeflitli kal›tsal ve bulafl›c› hastal›klar›n teflhisi,
çevre sa¤l›¤›n› tehdit eden pek çok mikroorganizman›n
tayini ve son olarak da biyolojik ve kimyasal silahlar›n
tayininin gerçeklefltirilmesine yönelik yo¤un çal›flmalar
yap›lmaktad›r. Çeflitli firmalar taraf›ndan bu çal›flmalara
büyük kaynaklar ayr›lmakta ve patentler al›nmaktat›r.
Bu çal›flmalar sonucunda da DNA biyosensörleri
ticari olarak sat›lmaya bafllam›flt›r. Bu alanda yap›-
lan araflt›rmalar gösteriyor ki, DNA biyosensörleriyle
önümüzdeki y›llarda market raflar›nda s›kl›kla karfl›laflabiliriz.
Kaynak: http://www.pharm.ege.edu.tr/pp/
ozsozs/biosensor.pdf Eriflim Tarihi: 17/08/2009
http://tr.wikipedia.org/wiki/DNA
Eriflim Tarihi: 17/08/2009 sitelerinden derlenmifltir.
A: Adenin G: Guanin
C: Sitozin T: Timin
fiekil 11.8 DNA yap› tafllar› ve çift sarmal oluflumu.

258 Aletli Analiz Laboratuvar›
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
1. d Yan›t›n›z yanl›fl ise “Polarografi Ve Voltametri
Analiz Sistemleri” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
2. b Yan›t›n›z yanl›fl ise “Elektrokimyasal Ölçüm Çözeltisi”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
3. d Yan›t›n›z yanl›fl ise “Do¤rusal Taramal› Voltametri”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
4. c Yan›t›n›z yanl›fl ise “Dönüflümlü Voltametri” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
5. e Yan›t›n›z yanl›fl ise “Elektrokimyasal Çal›flma
Aral›¤›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
6. c Yan›t›n›z yanl›fl ise “Elektrokimyasal Ölçüm Çözeltisi”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
7. a Yan›t›n›z yanl›fl ise “Elektrotlar” konusunu yeniden
gözden geçiriniz.
8. e Yan›t›n›z yanl›fl ise “Elektrokimyasal Çal›flma
Aral›¤›” konusunu yeniden gözden geçiriniz.
9. a Yan›t›n›z yanl›fl ise “Baz› ‹laçlarda Parasetamol
Etken Maddesinin Voltametrik Tayini” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
10. b Yan›t›n›z yanl›fl ise “Baz› Metal ‹yonlar›n›n Polarografik
Yöntemlerle Nitel Ve Nicel Analizlerinin
Gerçeklefltirilmesi” konusunu yeniden gözden
geçiriniz.
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
S›ra Sizde 1
Civa ile amalgam oluflturan metaller bu özellikleri sayesinde
çok duyarl› olarak tayin edilebilirler. Bu metaller
önce civa yüzeyinde gerilim alt›nda amalgam oluflturarak
biriktirilirler daha sonra da destek elektrolit içeren
bir çözelti içinde yükseltgenmeleri sonucunda tayin edilirler.
Bu tür analizler s›y›rma analizleri olarak adland›-
r›l›r. Bu yöntemlerle çok düflük deriflimlere inilebilir.
S›ra Sizde 2
Çizelgeden de görüldü¤ü gibi her iki elektrot için yar›-
tepkimelere bak›ld›¤›nda sadece klorür derifliminin de-
¤ifltirilebilece¤i kolayl›kla görülebilir. Klorür derifliminin
de¤ifltirilmesi ise elektrot gerilim de¤erlerini de¤ifltirir.
Bu nedenle de elektrot gerilim de¤erleri verilirken
içerdi¤i potasyum klorür deriflimi de belirtilir.
S›ra Sizde 3
Gaz giderme ifllemi, çözeltiden belirli bir süre azot veya
argon gaz› geçirilmesiyle gerçeklefltirilir. Gaz geçirme
ifllemi yeterli olarak gerçeklefltirilmezse çözünmüfl
oksijen tamamen uzaklaflt›r›lamaz. Çözünmüfl oksijen
iki basamakta suya indirgenir. Bu indirgenmelere ait iki
adet voltametrik dalga gözlenir. Destek elektrolit içeren
çözeltinin voltametrik yöntemlerden herhangi birisiyle
ölçümü al›n›r. E¤er ölçüm sonucu elde edilen voltamogramlarda
oksijene ait indirgenme pikleri gözlenmiyorsa,
bu oksijenin çözeltiden uzaklaflt›¤›n› gösterir.
S›ra Sizde 4
Yükseltgenme veya indirgenme gerilim de¤eri, kullan›-
lan elektrokimyasal ölçüm sisteminin çal›flma aral›¤› d›-
fl›nda olan moleküller voltametrik yöntemlerle analiz
edilemezler.
S›ra Sizde 5
Voltamogramlarda gözlenen maksimum s›n›r ak›mlar›
moleküllerin elektrot yüzeyine difüzyon h›z› taraf›ndan
s›n›rlan›r ve ulafl›labilen maksimum de¤er difüzyon h›-
z›na ba¤l›d›r. Art›k ak›m ise sistemde analit olmad›¤›nda
gözlenen ak›m oldu¤u için analit moleküllerinden
kaynaklanan ak›m bu de¤erden itibaren artmaya bafllar.
Bu nedenle ikisi aras›ndaki fark difüzyon ak›m› olarak
adland›r›l›r.
S›ra Sizde 6
‹leri tarama s›ras›nda analit iyonlar›n›n yükseltgenmesi
veya indirgenmesi sonucu olaflan ürün, geri yöndeki tarama
s›ras›nda elektrot yüzeyinde elektrokimyasal tepkimeye
girebilir. Gözlenen bu pik bu tepkimeden kaynaklan›r.
S›ra Sizde 7
fiekilden de görüldü¤ü gibi yükseltgenme tepkimesinde
protonlar da yer almaktad›r. Çözeltinin pH’s›n›n de-
¤iflmesi protonlar›n yer ald›¤› tepkimelerde yükseltgenme
gerilim de¤erlerini de¤ifltirir. Bu nedenle yükseltgenme
gerilim de¤erlerinin farkl› olmas›n› bekleriz.
S›ra Sizde 8
Pik ak›m› ile deriflim aras›nda do¤rusal bir iliflki olmas›
gerekir, bu nedenle kalibrasyon grafi¤inin do¤ru fleklinde
olmas› gerekir.

11. Ünite - Polarografik ve Voltametrik Yöntemler
259
Yararlan›lan Kaynaklar
S›ra Sizde 9
Analitik ölçümler elde edilen verilerin güvenilirli¤inin
art›r›lmas› için genellikle iki veya üç defa tekrar edilirler.
Bu nedenle ölçümler üç kere tekrarlanm›flt›r.
S›ra Sizde 10
Çözeltiyi haz›rlamak için gerekli KCl miktar› zincir kural›
yard›m›yla afla¤›daki gibi hesaplan›r.
m = (0,1 mol L -1 ) × (50 × 10 -3 L) × (74,55 g mol -1 ) ×
(100 / 99) = 0,3765 g KCl tart›l›r ve deiyonize su ile çözüldükten
sonra 50 mL’ye seyreltilir.
S›ra Sizde 11
Oksijen indirgenmesine ait polarografik dalgalar afla¤›-
daki tepkimelerden kaynaklan›r.
O 2 (g) + 2 H + + 2 e - ⇋ H 2 O 2
H 2 O 2 + 2 H + + 2 e - ⇋ 2H 2 O
S›ra Sizde 12
Bu aflamada çözeltiden çözünmüfl oksijen uzaklaflt›r›ld›¤›
ve çözelti analit iyonlar›n› içermedi¤i için elde edilen
voltamogramda sadece art›k ak›m e¤risinin gözlenmesi
gerekir.
Gündüz, T. (2005). ‹nstrümental Analiz, Gazi Kitabevi,
Türkiye
Harvey, D. (2000). Modern Analytical Chemistry,
McGraw-Hill Higher Education, USA
Monk, P. M. S. (2001). Fundamentals of Electroanalytical
Chemistry, John Wiley & Sons Ltd., England.
Skoog, D. A., Holler, F. J., Nieman, T. A., çeviri editörleri
K›l›ç, E., Köseo¤lu, F. ve Y›lmaz, H. (1998). Enstrümental
Analiz ‹lkeleri, Bilim Yay›nc›l›k, Türkiye.
Y›ld›z, A., Genç, Ö. ve Bektafl, S. (1997). Enstrümental
Analiz Yöntemleri, Hacettepe Üniversitesi Yay›nlar›,
Türkiye.
http://www.pharm.ege.edu.tr/pp/ozsozs/biosensor.pdf
Eriflim Tarihi: 17/08/2009
http://tr.wikipedia.org/wiki/DNA Eriflim Tarihi:
17/08/2009

ALETL‹ ANAL‹Z LABORATUVARI
12
Amaçlar›m›z
Bu üniteyi tamamlad›ktan sonra;
Ifl›¤›n maddeyle etkileflimine dayal› kavramlar› ifade edebilecek,
Ifl›¤›n maddeyle etkileflimine dayanan analiz türlerinden refraktometri ve polarimetriyi
aç›klayabilecek,
Refraktometre ve polarimetre cihazlar›n›n iflleyifllerini aç›klayabilecek,
Refraktometre ve polarimetre cihazlar›yla analiz yapabilecek bilgi ve becerilere
sahip olacaks›n›z.
Anahtar Kavramlar
• Refraktometri
• Ifl›k
• K›r›lma indisi
• Kritik aç›s›
• Polarimetre
• Polarimetri
• Düzlem polarize ›fl›k
• Optikçe aktiflik
• ‹zomer
• Enantiyomer
• Nicoll prizmas›
• Rasemik kar›fl›m
• Çevirme aç›s›
‹çerik Haritas›
Aletli Analiz
Laboratuvar›
Polarimetri ve
Refraktometri
Uygulamalar›
• G‹R‹fi
• REFRAKTOMETR‹
• REFRAKTOMETRE C‹HAZI
• REFRAKTOMETR‹ UYGULAMALARI
• POLAR‹METR‹
• POLAR‹METR‹ UYGULAMALARI

Polarimetri ve
Refraktometri Uygulamalar›
G‹R‹fi
Bu ünitede ›fl›¤›n madde ile etkilefliminden yola ç›k›larak gelifltirilen yöntemlerden
refraktometri ve polarimetri hakk›nda bilgi verilecektir.
REFRAKTOMETR‹
Refraktometri, farkl› ortamlar›n belirli bir k›r›lma indisine sahip olmas›ndan yola
ç›k›larak gelifltirilmifl, bir enstrümantal analiz tekni¤idir. K›r›lma indisi, maddenin
erime noktas›, yo¤unlu¤u gibi maddeye özgü fiziksel özelliklerden birisidir. Refraktometrik
cihazlar›n çal›flma prensibine geçmeden önce ›fl›k ve k›r›lma indisi
hakk›nda bilgi edinilmesi faydal› olacakt›r.
Ifl›k, do¤rusal dalgalar halinde yay›lan elektromanyetik dalgalara verilen add›r.
Ifl›k, foton ad› verilen kütlesiz ve yüksüz atom parçac›klar›ndan oluflur. Fotonlar
kaynaklar›ndan ç›kt›ktan sonra bulunduklar› ortama göre belirli bir do¤rultuda
ilerler. Ifl›¤›n maddeyle etkileflmesi sonucu ›fl›¤›n k›r›lmas›, dispersiyonu, yans›mas›,
saç›lmas› veya absorpsiyonu gerçekleflebilir. Bu durumlara en güzel örnek günefl
›fl›nlar›n›n parlak bir yüzeye çarpt›klar›nda yans›mas›, denize çarpt›klar›nda ise
yönünü bir miktar de¤ifltirerek yoluna devam etmesidir. fiekil 12.1’de ›fl›¤›n hava
ortam›ndan su ortam›na geçmesi s›ras›nda gerçekleflen k›r›lma ve bir aynaya çarpmas›
sonucu gerçekleflen yans›ma olay› görülmektedir.
Refraktometri: Her ortam›n
k›r›lma indisinin farkl›
olmas› prensibini
kullanarak, nitel ya da nicel
analiz yapmaya yarayan bir
yöntemdir.
Ifl›k: Do¤rusal dalgalar
halinde yay›lan
elektromanyetik dalgalara
verilen add›r.
K›r›lma ‹ndisi: Bir ›fl›¤›n
bulundu¤u ortamda ilerleme
h›z›n›n boflluktaki ilerleme
h›z›na oran›n› gösteren
katsay›d›r.
fiekil 12.1
a) Ifl›¤›n hava
ortam›ndan su
ortam›na geçmesi
s›ras›nda
gerçekleflen k›r›lma
olay›
b) Ifl›¤›n yans›mas›
olay›
K›r›lma indisi (n) Eflitlik 12.1’de verilen ba¤lant› ile bulunabilir ve bu de¤er
her madde için farkl› ama birbirine çok benzer yap›lar için de birbirine çok yak›n
ç›kabilmektedir. Bu nedenle k›r›lma indislerinin ±0,0001 duyarl›kla belirlenmesi
gereklidir.

262 Aletli Analiz Laboratuvar›
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
S ORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
n =
c
v
(12.1)
DÜfiÜNEL‹M
Eflitlik 12.1’de verilen n, k›r›lma indisi, c, ›fl›¤›n vakumdaki h›z›, v ise ›fl›¤›n bulundu¤u
ortamdaki h›z›d›r. Bu eflitlikten anlafl›laca¤› üzere k›r›lma indisi bir ›fl›¤›n
bulundu¤u ortamdaki SORU ilerleme h›z›n›n boflluktaki ilerleme h›z›na oran›d›r.
Ifl›¤›n madde içinden geçerken h›z›n›n düflmesinin nedeni; ›fl›¤›n, maddeyi oluflturan ba¤
D‹KKAT
elektronlar› ile etkileflime girmesidir.
AMAÇLARIMIZ
Kritik aç›n›n AMAÇLARIMIZ ölçülmesine dayanan ve yayg›n olarak kullan›lan bir refraktometre türü
Abbe refraktometresi dir. Farkl› cihazlara göre optik dizaynlar ve izlenecek ölçüm yol-
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
K›r›lma indisi s›cakl›¤a, bas›nca ve ›fl›man›n frekans›na ba¤l› bir büyüklüktür.
K›r›lma indisi bas›nç artt›kça artar, s›cakl›k ve kullan›lan ›fl›¤›n dalga boyu artt›kça
AMAÇLARIMIZ azal›r. K›r›lma indislerinin belirlenmesinde genellikle sodyumun sar› ›fl›¤› yani D
çizgisi kullan›l›r AMAÇLARIMIZ
ve okumalar genellikle oda s›cakl›¤› olan 20°C’de gerçeklefltirilir.
Bu nedenle k›r›lma indisi de 20
n D
olarak ifade edilir.
K ‹ T A P
K ‹ T A P
K›r›lma indisine s›cakl›¤›n nas›l bir etkisi olabilir, yorumlay›n›z.
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
1
TELEV‹ZYON
Opti¤in TELEV‹ZYON en temel yasalar›ndan biri olan Snell yasas›na göre ›fl›man›n havadaki
DÜfiÜNEL‹M gelme aç›s›n›n DÜfiÜNEL‹M (α1) sinüsü ile ortamdaki k›r›lma aç›s›n›n (α2) sinüsü aras›nda sabit
bir oran vard›r:
SORU
‹NTERNET
n 1 . sin
SORU
‹NTERNET α1 = n 2 . sin α2 (12.2)
Bu yasaya göre ›fl›n›n gelifl ve yans›ma aç›lar›n›n bilinmesi halinde, iki ortam›n
D‹KKAT
D‹KKAT
k›r›lma indislerinin oranlar› bulunabilir. Ya da bir ortam›n indisi biliniyorsa, di¤er
ortam›n indisi bulunabilir. K›r›lma indisleri farkl› olan bölgelerde ›fl›n iki flekilde
SIRA S‹ZDE
davranabilir: SIRA S‹ZDE
1. n 2 > n 1 oldu¤unda, α 1 , α 2 den daha büyük olacakt›r. Gelifl aç›s› büyüdükçe,
k›r›lma aç›s› büyüse de gelifl aç›s›, k›r›lma aç›s›ndan her zaman daha büyük olmaktad›r.
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
2. n 1 > n 2 oldu¤unda ise yüksek yo¤unluklu ortamdan düflük yo¤unluklu ortama
geçifl s›ras›nda K ‹ T A ki P aç›, gelifl aç›s›ndan daha K ‹ T A P
büyüktür.
SIRA S‹ZDE
TELEV‹ZYON
DÜfiÜNEL‹M
Kritik aç›: Ifl›n›n 90º ile
k›r›lmas›n› sa¤layan gelifl
aç›s›d›r. ‹NTERNET Gelifl aç›s›
SORU
büyüdükçe k›r›lma aç›s›
90º’ye yaklafl›r.
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
2
Ifl›k k›r›lma
SIRA
indisi
S‹ZDE
1,00 olan havadan, k›r›lma indisi 1,44 olan optik fibere do¤ru yol ald›-
¤›nda, fibere 22º’lik aç› ile geliyorsa kaç derecelik aç› ile yoluna devam eder
TELEV‹ZYON
Gelifl aç›s› DÜfiÜNEL‹M büyüdükçe, yans›ma aç›s› da 90° ye yaklafl›r. Ifl›man›n 90° ile k›r›lmas›n›
sa¤layan aç›ya kritik aç› denir. K›r›lma indisi genellikle kritik aç›n›n ölçülmesi
ile belirlenir. ‹NTERNET
SORUOrganik s›v›lar›n k›r›lma indisleri 1,25-1,80 de¤erleri aras›ndad›r.
K›r›lma indisinin ölçülmesiyle nicel analizin yan› s›ra ölçümü yap›lan maddenin
safl›¤› hakk›nda da bilgi edinilebilir.
D‹KKAT
REFRAKTOMETRE C‹HAZI
Refraktometrik SIRA yöntemlerde S‹ZDE en çok tercih edilen cihaz Abbe refraktometresidir.
Abbe Refraktometresi
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON

12. Ünite - Polarimetri ve Refraktometri Uygulamalar›
263
lar› de¤iflse de genellikle bu tür refraktometrelerin çal›flma prensibi ayn›d›r. Kritik aç›-
n›n ölçülmesi, ›fl›¤›n iki prizma aras›na ince bir s›v› film olarak yerlefltirilen numune
üzerine gönderilmesi ve prizma taraf›nda oluflacak karanl›k ve ayd›nl›k bölge s›n›rlar›n›n
saptanmas›yla gerçeklefltirilir. Abbe refraktometresinde kullan›lan prizmalar
camdan yap›lm›flt›r ve oldukça yüksek k›r›lma indisine sahiptir, kullan›lan örneklerin
k›r›lma indisleri prizman›nkinden daha küçüktür. Böylece örne¤e gönderilen ›fl›k k›-
r›lmaya u¤rarken hiçbir zaman kritik aç›dan daha büyük bir aç›yla prizmada ilerleyemeyece¤inden
bu aç›lara karfl›l›k gelen bölge karanl›k, kritik aç›dan daha küçük aç›-
lara karfl›l›k gelen bölge ise ayd›nl›k olur (fiekil 12.2.c). Bu bölgelerin s›n›r› ise kritik
aç›y› verir. Bir Abbe refraktometresine ait gösterimler fiekil 12.2’de verilmifltir.
fiekil 12.2
a) b)
a) Laboratuvarda
kullan›lan bir Abbe
refraktometresine
ait resim
b) Abbe
refraktometresinin
flematik görünümü
15
17
19
c) Abbe
refraktometresinde
gerçekleflen k›r›lma
olay›
c) d)
d) Abbe
refraktometresinin
merce¤inden
bak›ld›¤›nda
gözlenen ayd›nl›k
ve karanl›k
bölgeler.
Abbe refraktometrelerinin bir özelli¤i ›fl›k kayna¤› olarak beyaz ›fl›¤›n yani gün
›fl›¤›n›n kullan›lmas›d›r. Ancak bu durumda dispersiyondan dolay› ayd›nl›k ve karanl›k
bölgeleri ay›ran net bir çizgi yerine bir spektrum band› elde edilir. Bu durumun
engellenmesi için Abbe refraktometrelerinde ›fl›k yolu üzerinde Amici prizmas› ad›
verilen dengeleyici prizmalar bulunmaktad›r. Bu prizmalar sodyumun D çizgisi ile
ayn› k›r›lma indisinin elde edilmesini sa¤larlar. Daha önce de de¤inildi¤i gibi k›rl›ma
indisi s›cakl›¤a ba¤l›d›r ve s›cakl›k artt›kça azal›r. Bu nedenle Abbe refraktometrelerinin
ço¤unda bir termometre ve sabit s›cakl›kta çal›flabilmek için bir su sirkülasyon
sistemi mevcuttur. Ölçümler de genellikle 20°C veya 25°C’de gerçeklefltirilir.
Abbe refraktometrelerinde bulunan Amici prizmas›n›n önemini aç›klay›n›z. SIRA S‹ZDE
S›cakl›k ayar› yap›ld›ktan sonra ölçümü yap›lacak madde alt prizmaya damlat›-
DÜfiÜNEL‹M
l›r ve üst prizma üzerine kapat›l›r. Abbe refraktometresi gün ›fl›¤› ile çal›flt›¤› için
analiz yap›lan ortam›n ayd›nl›k olmas›na dikkat edilmelidir. Analiz için mercekten
bak›l›r, kaba ayar dü¤mesi çevrilerek fiekil 12.2 d’de görülen ayd›nl›k SORU ve karanl›k
3
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE

264 Aletli Analiz Laboratuvar›
bölgeler aras›nda optimum kontrast sa¤lan›r. Daha sonra ince ayar dü¤mesi kullan›larak
ayd›nl›k ve karanl›k bölge aras›ndaki s›n›r›n çapraz çizgilerin merkezine
gelmesi sa¤lan›r. Bu noktada ölçek ayd›nlat›larak k›r›lma indisi okunur. Dijital refraktometrelerde
bu de¤er ekranda kaydedilir. Her bir ölçüm iflleminden sonra
prizmalar uygun bir çözücüye (suda çözünmeyen maddeler için benzen, çözünenler
için saf su veya alkol) bat›r›lm›fl pamuk ile temizlenmelidir.
REFRAKTOMETRE UYGULAMALARI
Refraktometre ile yar› saydam ve saydam s›v›lar›n, parlak ve düzgün yüzeyli yar›
saydam ve saydam kat›lar›n ve çözeltilerin k›r›lma indisi ölçülebilir.
Nitel Analiz
K›r›lma indisinin en genel kullan›m›, numuneye ait ölçülen de¤erin flüphelenilen
maddenin literatürden bulunan k›r›lma indisi de¤eri ile karfl›laflt›r›lmas›d›r. Bu karfl›laflt›rma
bilefli¤in veya organik çözücünün safl›¤›n› belirlemede yard›mc› olmaktad›r.
Saf maddelere ait k›r›lma indisi bilgileri kimyasal kataloglar veya el kitaplar›ndan
bulunabilmektedir. Baz› maddelere ait çeflitli s›cakl›klarda elde edilmifl k›-
r›lma indisi verileri Çizelge 12.1’de verilmifltir.
Çizelge 12.1
Baz› maddelerin
farkl› s›cakl›klardaki
k›r›lma indisi de¤erleri
Madde
15
n D
20
n D
25
n D
Aseton 1,3616 1,3588 1,3560
Etil asetat 1,3747 1,3742 1,3700
Etanol (susuz) 1,3634 1,3613 1,3593
Su 1,3334 1,3330 1,3325
Tipik bir laboratuvar refraktometresi, bir örne¤in k›r›lma indisini ±0,0002 kesinlikle
belirleyebilir. Bununla birlikte küçük miktarlardaki safs›zl›klar, maddeye ait
k›r›lma indisini önemli derecede de¤ifltirebilir. Ancak analiz edilecek numunenin
safl›¤› hakk›nda yeterince bir bilgi yoksa en iyi yol, literatürle yap›lan k›yaslamada
±0,002 lik bir fark›n kabul edilmesidir. Ayr›ca cihaz›n kalibrasyonuyla ilgili bir hatas›
olup olmad›¤› da s›k s›k, k›r›lma indisi bilenen bir maddenin ölçümü yap›larak
kontrol edilmelidir.
K›r›lma indisi ile nitel analiz yapmak mümkündür ancak asla tek bafl›na yeterli
bir yöntem de¤ildir, bir maddenin aç›k yap›s›n›n ayd›nlat›lmas› için mutlaka baz›
spektroskopik teknikler gereklidir. Refraktometre ile yap›lan nitel analizlerde iki
tür k›r›lma indisinden bahsedilir. Bunlar “spesifik k›r›lma indisi” ve “molar k›r›lma
indisi”dir. Spesifik k›r›lma indisi (r); k›r›lma indisi ile yo¤unluk aras›ndaki bir ba-
¤›nt›dan elde edilen bir sabittir ve Eflitlik 12.3’de verilmifltir.
n
r =
n
2
2
−1
1
x
+ 2 d
(12.3)
Maddenin spesifik k›r›lma indisinin maddeye ait mol kütlesinin (M) çarp›m›yla
ise molar veya moleküler k›r›lma indisi ad› verilen baflka bir de¤er elde edilir. Molar
k›r›lma indisi, R ile gösterilir ve afla¤›da verilen Eflitlik 12.4’den bulunur.

12. Ünite - Polarimetri ve Refraktometri Uygulamalar›
265
R = rxM =
n n
2
2
−1
x M
+ 2 d
(12.4)
Molekül kütlesi 98,15 g mol -1 olan bir sülfirik asit çözeltisinin k›r›lma SIRA indisi S‹ZDE1,4175 olarak
verilmifltir. Bu çözeltinin molar k›r›lma indisi 28,1206 olarak bulunuyorsa, yo¤unlu-
¤u nedir
DÜfiÜNEL‹M
Bir molekülün toplam molar k›r›lma indisi, molekül içinde yer alan her bir
atom ve doymam›fl ba¤lar›n k›r›lma indislerinin toplam›d›r. Çeflitli SORU atom ve gruplara
ait k›r›lma indisleri literatürde mevcuttur. Refraktometrik nitel analizde, maddeye
ait flüphelenilen aç›k yap›daki gruplar›n k›r›lma indisi de¤erleri D ‹KKAT toplanarak, Eflitlik
12.4’den bulunan R de¤eri ile karfl›laflt›r›l›r. Çizelge 12.2’de baz› atom ve atom
gruplar›na ait k›r›lma indisi de¤erleri verilmifltir. Bu durumu bir örnek üzerinde inceleyelim.
SIRA S‹ZDE
4
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
Grup
r
AMAÇLARIMIZ D
Çizelge 12.2
Baz› atomlar›n AMAÇLARIMIZ k›r›lma
indisleri (Kay-
H 1,100
nak: Gündüz, T.,
C 2,418
K ‹ T A P
(2005). ‹nstrümental
K ‹ T A P
C=C 1,733
Analiz, Ankara: Gazi
Kitapevi.)
C≡C 2,398
C=O (karbonil) oksijeni 2,211 TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
O-H (hidroksil) oksijeni 1,525
C-O (eter, ester) oksijeni 1,643
Cl
‹NTERNET
5,967
Br 8,865
N (primer alifatik amin) 2,322
S-H 7,69
‹NTERNET
Asetik asit oldu¤undan flüphelenilen bir maddenin k›r›lma indisi 20°C’de 1,3653
olarak ölçülmüfltür. Asetik aside ait mol kütlesi 60,05 g mol -1 , yo¤unluk 1,049 g
cm -3 ise molar k›r›lma indisini hesaplay›n›z ve atomlara ait k›r›lma indisleri toplam›yla
karfl›laflt›r›n›z.
ÖRNEK
Çözüm:
Asetik asite ait aç›k yap›
Atomlara göre k›r›lma indisi de¤erleri Tablo 12.2’den afla¤›daki gibi bulunur:
2 x C = 2 x 2,42 = 4,84
4 x H = 4 x 1,10 = 4,40
1 karbonil oksijeni = 2,21

266 Aletli Analiz Laboratuvar›
1 hidroksil oksijeni = 1,53
12,98
Efltlik 12.4 den bulunan molar k›r›lma indisi:
2
1,
3653 −1
60,
05
R=
x = 12,
80
2
1,
3653 + 2 1,
049
Bu iki de¤er birbirine yak›n bulundu¤u için; bu maddenin asetik asit olma ihtimali
vard›r.
SIRA S‹ZDE
K›zartmada SIRA kullan›lm›fl S‹ZDE ve kullan›lmam›fl ayçiçe¤i ya¤lar›n›n k›r›lma indisleri s›ras›yla
5 1,4790 ve 1,4815 bulunurken, zeytinya¤›yla yap›lan k›zartma sonras› ve öncesi de¤erler
1,4747 ve 1,4745 olarak bulunmufltur. Bu durumu yorumlay›n›z.
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
Sütün Safl›¤›n›n Belirlenmesi
SORU
Çok kolay bozulabilen SORU bir g›da maddesi olan süt ve ürünlerinin analizi teknolojisi,
bilgi ve dikkat isteyen bir aland›r. Üstün kaliteli süt denilince hastal›ks›z, s›hhatli
hayvanlardan hijyenik koflullara uyularak sa¤›lm›fl, sa¤›m› takiben süratle so¤utulup,
fabrikaya ulaflana kadar so¤ukta muhafaza edilmifl, kimyasal bileflimi standart-
D‹KKAT
D‹KKAT
lara uygun, biyolojik niteli¤i de¤iflmemifl, bakteri say›s› az, enzim aktivitesi düflük,
SIRA S‹ZDE
hiçbir flekilde SIRA içine S‹ZDEhile amac›yla yabanc› madde kat›lmam›fl süt anlafl›l›r. Kontrol
testleri olarak duyusal testler, alkol testi, özgül a¤›rl›k, ya¤, sütün s›cakl›k derecesinin
tespiti, bakteri say›m›, asitlik, k›r›lma indisi, ayr›ca süte su kat›ld›¤›ndan flüphe
ediliyorsa AMAÇLARIMIZ
peroksidaz testi, sütün asitli¤ini nötralize etmek için veya koruyucu
AMAÇLARIMIZ
olarak karbonat, hidrojen peroksit, formaldehit vb maddelerle katk›l› oldu¤undan,
K ‹ T A P
flüphe ediliyorsa K ‹ T Aveya P inhibitör madde (antibiyotik, deterjan kal›nt›s› vb.) aranmas›
gerekiyorsa çok çeflitli testler yapmak gerekebilir.
Numune alma:
Al›nan numune al›nd›¤› kitleyi temsil etmelidir. Süt ya¤›n›n süt içinde emülsiyon
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
halde bulunmas›ndan dolay› sütün homojenli¤i zamanla bozulur. Bu yüzden örnek
al›nmadan önce sütün iyice kar›flt›r›larak homojen yap›n›n sa¤lanmas› gerekir.
Analiz çok k›sa bir sürede yap›lmal›d›r. Kullan›lan malzemeler mikrobiyolojik
‹NTERNET
analizlerde ‹NTERNET steril olmal›, kimyasal analizlerde bulaflmaya neden olmamal›, temiz ve
kuru olmal›d›r.
Genellikle sütün 38-40°C’ye kadar ›s›t›l›p, 20°C’ ye so¤utulduktan sonra analizin
yap›lmas› gerekir.
K›r›lma ‹ndisinin Ölçülmesi:
Sütün k›r›lma indisi 1,3440-1,3480 aras›nda oldukça dar bir s›n›r içerisinde de-
¤iflmektedir. Bu de¤er sütte gerçek bir çözelti meydana getiren süt flekeri ve mineral
maddelerle ilgilidir.
Saf suyun k›r›lma indisi 1,3329’dur. Süte kat›lan su ile fleker ve mineral madde
miktar›nda bir azalma olaca¤›ndan, k›r›lma indisini kat›lan su oran›nda düflürür.
Nicel Analiz
Refraktometrenin en çok kullan›ld›¤› alanlardan birisi, bir çözelti içinde çözünmüfl
maddenin miktar›n›n bulunmas›d›r. Çünkü k›r›lma indisi ile deriflim aras›nda büyük
ölçüde bir do¤rusall›k mevcuttur. Bu özellikten faydalan›larak çizilen kalibras-

12. Ünite - Polarimetri ve Refraktometri Uygulamalar›
267
yon grafiklerden nicel analiz gerçeklefltirilebilir. Endüstriyel alanda en çok yap›lan
refraktometrik analiz türlerine örnek olarak meyve, meyve sular› ve fluruplardaki
fleker yüzdelerinin bulunmas›, radyatör sular›nda antifiriz derifliminin bulunmas›,
bira veya flaraptaki alkol yüzdelerinin bulunmas› verilebilir. Sukroz yüzdesini
(w/w) do¤rudan vermek üzere kalibre edilmifl “Brix skalas›” içeren özel refraktometrelerde
mevcuttur.
Asetik Asit Çözeltisinin % Bilefliminin Belirlenmesi
4’er ml, hacimce %10, %20, %30, %40 ve %50 lik asetik asit-su kar›fl›mlar› haz›rlan›r.
Bu kar›fl›mlar›n k›r›lma indisleri refraktometrede ölçülür. Elde edilen verilerden
bir kalibrasyon grafi¤i oluflturulur. Bileflimi bilinmeyen bir asetik asit çözeltisinin
k›r›lma indisi ölçülerek % bileflimi tayin edilir.
Asetik Asit Çözelti Deriflimi
n D
20
%10
%20
%30
%40
%50
% x
Do¤ru Denklemi
POLAR‹METR‹
Polarimetri, refraktometri gibi ›fl›¤›n madde ile etkilefliminden yola ç›k›larak tasarlanm›fl
baflka bir aletli analiz tekni¤idir. Düzlem polarize ›fl›¤›n yönünü de¤ifltirme
özelli¤i gösteren maddelere optikçe aktif maddeler denir ve optikçe aktif
maddelerin polarize ›fl›¤› çevirme miktar›n› ölçen cihazlara polarimetre ad› verilir.
Polarimetre cihaz› ile yap›lan analizlere geçmeden önce optikçe aktif maddeler
hakk›nda bilgi edinilmesi faydal› olacakt›r.
Optikçe Aktiflik ve Steroizomerizm
Polarize ›fl›¤›n yönünü de¤ifltirme özelli¤i gösteren maddelere optikçe aktif maddeler
ad› verildi¤i söylenmiflti. Birçok organik madde, ya¤lar, aminoasitler ve flekerler
optikçe aktif özelli¤e sahiptirler. Ayn› kapal› molekül formülüne sahip fakat
farkl› aç›k yap›lara sahip moleküllere izomer denir. ‹zomerler geometrik (yap›sal)
ya da optik izomerler (stereoizomerler) olmak üzere iki gruba ayr›l›r.
Geometrik izomerler, yap›sal izomerlerdir ve ba¤lanma yönünden farkl›l›k gösterirler.
Bu da, atomlar›n birbirlerine ba¤lan›fl s›ralar›n›n farkl› olmas› demektir.
Örne¤in, n- bütan ve izo bütan.
Polarimetri: Optikçe aktif
maddelerin ›fl›¤› belirli bir
oranda çevirme özelli¤inden
faydalan›larak
gerçeklefltirilen aletli analiz
yöntemidir.
Polarimetre: Optikçe aktif
maddelerin polarize ›fl›¤›
çevirme miktar›n› ölçen
cihazlara denir.
Polarize ›fl›k: Her yöne
da¤›lan normal bir ›fl›¤›n,
özel bir maddeden (kalsit
gibi) geçirilmesiyle elde
edilen belirli bir düzlemdeki
›fl›klara verilen add›r.
n-bütan
izo-bütan

268 Aletli Analiz Laboratuvar›
Bütanda dört karbon atomu düz zincir halinde s›ralan›rken, izobütanda dallanma
görülmektedir.
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
S ORU
6
C 5 H 12 kapal› SIRA formülüne S‹ZDE sahip kaç adet geometrik izomer yaz›labilir
Optik izomerler (stereoizomerler) ise, asimetrik karbon atomundan kaynaklan›r.
Atomlar›n dizilifli ayn›d›r, ancak uzayda yönleniflleri farkl›d›r. Örne¤in, cis- ve
DÜfiÜNEL‹M
trans- 1,4- hidroksi siklohekzan.
SORU
OH
OH
D‹KKAT
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
OH
cis-1,4 dihidroksihekzan
OH
trans-1,4 dihidroksihekzan
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
Optikçe aktif maddelere örnek olarak glisin aminoasidi verilebilir.
-
COO
-
COO
TELEV‹ZYON +
+
H 3
N C H H C NH 3
‹NTERNET
‹NTERNET
H
H
Enantiyomer: Birbirinin
ayna SIRA görüntüsünü S‹ZDE veren
stereoizomerlere verilen özel
add›r.
Diastreomer: DÜfiÜNEL‹MBirbirinin ayna
görüntüsünü vermeyen
stereoizomerlere verilen özel
add›r. SORU
Yukar›daki moleküllerden ›fl›¤› sa¤a çeviren levo (+), sola çeviren ise dekstro
(-) izomer SIRA olarak S‹ZDE adland›r›l›r. Bu ifadeler D- ve L- olarak k›salt›larak molekülün
önüne yaz›l›rlar. Farkl› dizilimdeki bu moleküller, yukar›da oldu¤u gibi, ayn› zamanda
birbirinin ayna görüntüsünü veriyorsa enantiyomer ad›n› al›r. Enantiyomer
olmayan steroizomerler ise diastreomer ad›n› al›r. Afla¤›da verilen fiekil
DÜfiÜNEL‹M
12.3’de bir moleküle ait streoizomerlerden hangilerinin enantiyomer hangilerinin
diastreomer SORU oldu¤u aç›kça görülmektedir.
D‹KKAT
Glisin molekülünün D‹KKATayna görüntülerini üst üste çak›flt›rmak isterseniz, bu iki molekülün
üst üste gelmedi¤ini görürsünüz. T›pk› ellerimiz gibi; ellerimizi karfl›l›kl› tuttu¤umuzda
SIRA S‹ZDE
birbirinin ayna görüntüsünü verir, ama üst üste bire bir çak›flmaz. Ama bir futbol topunu
SIRA S‹ZDE
düflünecek olursan›z, ayna görüntüsüyle üst üste çak›flt›rabilirsiniz. Zaten bu tip simetrik
nesnelerde enantiyomerlik de söz konusu olamaz.
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
SIRA S‹ZDE
Afla¤›da verilen SIRA molekülün S‹ZDE ayna görüntüsünü çizerek elde edilen bu iki molekülün enantiyomer
olup olmad›¤›n› belirtiniz.
7
K ‹ T A P
K ‹ T A P
DÜfiÜNEL‹M
DÜfiÜNEL‹M
CH 3
CH 3
TELEV‹ZYON
SORU
TELEV‹ZYON
SORU
D‹KKAT
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
D‹KKAT
‹NTERNET
SIRA S‹ZDE
OH
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ

12. Ünite - Polarimetri ve Refraktometri Uygulamalar›
269
fiekil 12.3
Organik bir
moleküle ait
stereoizomerler
Enantiyomerler fiziksel ve kimyasal aç›dan birbirlerine oldukça benzerler bu
nedenle de enantiyomerlerin birbirlerinden ayr›lmalar› zordur. Enantiyomerlerin
biri polarize ›fl›¤› sa¤a çevirirken di¤eri sola (birbirine z›t) çevirmekle beraber, çevirme
aç›lar› ayn›d›r. Eflit oranlarda + ve - enantiyomer içeren bir kar›fl›m optikçe
aktiflik göstermez. Çünkü toplam çevirme aç›s› s›f›r olur. Bu tür kar›fl›mlara rasemik
kar›fl›m ad› verilir.
Çevirme Aç›s›: Optikçe aktif
bir maddenin, polarize ›fl›k
yönünü de¤ifltirme
miktar›d›r ve α ile ifade
edilir.
Rasemik Kar›fl›m: Eflit
oranlarda + ve -
enantiyomer içeren ve
optikçe aktiflik göstermeyen
kar›fl›mlara denir.
Polarize ›fl›¤› sa¤a çeviren histidin molekülü hangi ön eki al›r
Bahsi geçen bu çevirme aç›s›n›n polarimetre ad› verilen özel cihazlarla ölçüldü-
¤ü söylenmiflti. fiimdi polarimetre cihaz›n›n çal›flma prensibine
DÜfiÜNEL‹M
ve ne amaçla kullan›ld›¤›na
de¤inelim.
SORU
POLAR‹METRE C‹HAZI
SIRA S‹ZDE
Farkl› tipte polarimetre cihazlar›na ait resimler fiekil 12.4’de verilmifltir.
D‹KKAT
SIRA S‹ZDE
8
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
SORU
D‹KKAT
fiekil 12.4
Polarimetre SIRA cihaz› S‹ZDE
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
K ‹ T A P
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
TELEV‹ZYON
Eski tip bir polarimetre
Dijital polarimetre
‹NTERNET
‹NTERNET

270 Aletli Analiz Laboratuvar›
fiekil 12.5
Eski tip polarimetrelerde ›fl›k ayar› elle afla¤›daki fiekil 12.5.a’da görülen yar› alanlar›n
ayn› olmas› sa¤lanacak flekilde yap›l›rken, yeni tip polarimetrelerde çevirme
aç›s›n› otomatik olarak do¤rudan ekrandan okumak mümkündür. fiekil 12.5’de eski
tip polarimetrelerde gözlenebilen ayd›nl›k ve karanl›k yar› alanlara ait diyagram›n
yan› s›ra cihaz›n bütününü gösteren bir çizgi diyagram› da yer almaktad›r.
a) Polarimetrede
gözlenen ayd›nl›k
ve karanl›k yar›
alanlar
b) Bir polarimetre
cihaz›na ait çizgi
diyagram›
Nicoll prizmas›: ‹ki kalsitin
yani kristal kalsiyum
karbonat›n kama fleklinde
birbirine kanada balmas› ile
yap›flt›r›lmas›yla elde edilen
düzenektir.
Polarimetre cihazlar›nda fiekil 12.5. b’den görülece¤i üzere temel olarak bir ›fl›k
kayna¤›, bir polarizatör, numune tüpü ve bir analizör bulunmaktad›r. Ifl›k kayna¤›
olarak genellikle sodyumun sar› ›fl›¤› kullan›l›r. Numune tüpleri çeflitli uzunlukta
olabilirler, ancak en çok 1 veya 2 dm boyutundakiler kullan›l›r. Polarizör ve analizör
olarak ise Nicoll prizmas› ad› verilen düzenekler kullan›l›r.
Monokromatik ›fl›k bir süzgeçten geçtikten sonra toplay›c› merce¤e gelir. Bu
mercekten ç›kan ›fl›nlar buradan sabit konumdaki ilk Nicoll prizmas›na yani polarizöre
gelirler. Buradan polarize olarak ç›kan ›fl›n polarimetre tüpüne gelir. Polarimetre
tüpünde optikçe aktiflik gösteren bir madde varsa buradan ç›kan polarize
›fl›klar 2. Nicoll prizmas›ndan yani analizörden geçerken kuartz levhadan geçen
›fl›nlar yap›flt›r›lm›fl yüzeyde yans›t›l›r. Bu durumda dürbünden bakarken fiekil 12.5
a’da görüldü¤ü gibi bir yan› ayd›nl›k, bir yan› karanl›k iki alan mevcuttur. 2. Nicoll
prizmas› polarimetre üzerinde bulunan bir dü¤me yard›m›yla çevrilerek ›fl›nlar›n
eflit miktarda geçmesi sa¤lan›r. Bu durum ise her iki yar›m dairenin renklerinin eflit
olmas› ile anlafl›l›r ve bu noktada ölçüme son verilir. Yap›lan çevirmenin derecesi
dürbün ekran›nda görülen bir ölçek yard›m›yla belirlenir ve do¤rudan optik aktif
maddenin polarize ›fl›¤› çevirme aç›s›na eflittir. Her hangi bir maddenin çevirme
aç›s› ölçülmeden önce cihaz›n ayarlanmas› gerekir, bu amaçla öncelikle optikçe
aktif maddenin çözüldü¤ü saf çözücü numune tüpüne koyularak ölçek okunur ki
bu durumda yaklafl›k 0°C’lik bir de¤er görülmelidir. Daha sonra ise numuneyi içeren
çözelti tüpe yerlefltirilir ve ölçülür. Elde edilen de¤er ile ayarlama s›ras›nda elde
edilen de¤er aras›ndaki fark numuneye ait çevirme aç›s›d›r.
Optik çevirme aç›s›na etki eden faktörler: 1- S›cakl›k 2- Çözelti deriflimi 3- Numune
tüpünün uzunlu¤u yani ›fl›¤›n ald›¤› yol 4- Çözücü türü 5- Kullan›lan ›fl›¤›n
dalga boyudur.
Bu nedenle çevirme aç›s› 20°C’de sodyumun sar› ›fl›¤› veya D çizgisi olarak adland›r›lan
589 nm dalga boyunda okunur ve αD
⎡ 20 ⎤
⎢ ⎥ olarak gösterilir. 20°C oda ›s›-
⎣ ⎦

12. Ünite - Polarimetri ve Refraktometri Uygulamalar›
271
s›nda ve D sodyum ›fl›¤›nda okunan bu aç› spesifik çevirme aç›s› olarak adland›r›-
l›r. Formülü afla¤›da verildi¤i gibidir:
⎡ 20 α
α
⎤
⎢
⎣ D ⎥
⎦
= cxl
(12.5)
Spesifik çevirme aç›s›na ait bu eflitlikte α polarimetre ile ölçülen çevirme aç›s›
(°), c, çözelti deriflimi (g cm -3 ), l ise numune tüpünün uzunlu¤u (dm) dur. Saf s›-
v›ya ait çevirme aç›s›, deriflim yerine yo¤unluk kullan›larak bulunabilir.
10 cm uzunlu¤undaki bir polarimetre tüpüne 1,0 M L-histidin (C 6 H 9 N 3 O 2 , 155,15
g mol -1 ) çözeltisi konularak çevirme aç›s› ölçülmüfl ve +1,08° bulunmufltur. Saf L-
histidin için spesifik çevirme aç›s› 8,5-10,5° aral›¤›nda oldu¤una göre bu çözeltinin
saf olup olmad›¤›n› yorumlay›n›z.
ÖRNEK
Çözüm:
Öncelikle deriflim birimi olarak molariteden g cm -3 de¤erine geçmek gerekir.
C Histidin = 1,0 mol L -1 = 1,0 mol dm -3 x 155,15 g mol -1 1 cm
x =0,155 g cm -3
-3
1000 dm
Verileri Eflitlik 12.5’de yerine koyar›z.
⎡
⎣
20
⎢α D
⎤ +1,08°
3
⎥ =
= +6,97° cm g
⎦
-3
0,155 g cm x 1 dm
-1 -1
dm
-3
Elde edilen bu spesifik aç› olmas› gereken aral›ktan daha düflüktür. Bu da çözeltide
safs›zl›k olarak bir miktar D-Histidin olabilece¤ini göstermektedir. Aral›¤›n
daha üstünde bir de¤er bulunmas› durumunda ise farkl› safs›zl›klar›n olma ihtimali
düflünülebilir.
10 cm uzunlu¤undaki bir polarimetre tüpüne 0,5 M D-tirozin (C 9 H 11
SIRA NO 3
S‹ZDE , 181,19 g mol -1 )
çözeltisi konularak çevirme aç›s› ölçülmüfl ve -0,98º bulunmufltur. Saf D-tirozin için spesifik
çevirme aç›s› -9 ile -11º aral›¤›nda oldu¤una göre bu çözeltinin saf olup olmad›¤›n›
DÜfiÜNEL‹M
yorumlay›n›z.
9
SIRA S‹ZDE
DÜfiÜNEL‹M
Çevirme aç›s› bulunurken en çok karfl›lafl›lan sorun bir çözeltiye SORU ait okunan
SORU
+35° lik aç›n›n gerçekten +35° mi yoksa -325° mi oldu¤udur. Ancak sadece çok
deriflik çözeltilerde 325 gibi de¤erler okunabilece¤inden bu de¤erin D‹KKAT +35 oldu¤unu
D‹KKAT
kabul etmek mant›kl› olacakt›r. Günümüzde piyasada çok çeflitli polarimetre aletleri
mevcuttur. Özellikle geliflen teknoloji ile paralel olarak gelifltirilen dijital polarimetreler
oldukça fazla tercih edilmektedir. Dijital polarimetrelerde herhangi bir
SIRA S‹ZDE
SIRA S‹ZDE
dü¤me ayar› veya ölçek okumas› yap›lmadan do¤rudan çevirme aç›s› elde edilebilmektedir.
AMAÇLARIMIZ
AMAÇLARIMIZ
POLAR‹METR‹ UYGULAMALARI
Polarimetre cihaz›n›n en yayg›n kullan›m alan› enantiyomer K bileflimlerinin ‹ T A P belirlenmesi
gibi nicel analizlerdir. Bunun yan› s›ra safl›k tayini ve tepkime h›zlar›n›n
belirlenmesi gibi uygulamalar› da mevcuttur.
TELEV‹ZYON
K ‹ T A P
TELEV‹ZYON
‹NTERNET
‹NTERNET

272 Aletli Analiz Laboratuvar›
Sakkarozun Bozunma H›z›n›n Tayini
Çay flekeri olarak da bilinen sakkaroz C 12 H 22 O 11 formülüyle gösterilen ve bir glukoz
ve bir fruktoz molekülünün bir araya gelmesiyle meydana gelen disakkarittir.
Birçok fleker molekülü gibi optikçe aktif bir maddedir. Asidik ortamda tekrar kendini
oluflturan bu iki moleküle parçalan›r. Sakkaroz polarize ›fl›k düzlemini sa¤a,
glukoz ve fruktoz ise sola çevirir. Çevirme aç›lar›nda oluflan bu de¤iflime göre tepkime
h›z› takip edilebilir. Hidroklorik asitli ortamda meydana gelen tepkime afla-
¤›da verildi¤i gibidir:
H 3 O +
C 12 H 22 O 11 + H 2 O $ C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6
Glukoz Fruktoz
Tepkime h›z› afla¤›da verilen eflitli¤e göre bulunur:
-kt
log ( α1- α2) = + log( aC (1- ))
2,303
0 e -kdt
(12.6)
Bu denkli¤i “y=mx+b” do¤ru denklemi olarak düflünürsek; zamana (t) karfl› log
(α t -α∞) de¤erlerinin grafi¤e geçirilmesi ile k yani tepkime h›z› elde edilmifl olunur.
Yar›lanma ömrü ise afla¤›da verilen eflitlikten bulunur:
2,303 log 2
t 1/2 = (12.7)
k1
Deneyin Yap›l›fl›:
5 gr Sakkaroz tart›l›r. Suda çözülerek 25 mL’ ye tamamlan›r (stok çözelti). Bu
stok çözeltiden 12,5 mL al›narak 25 mL’ ye su ile tamamlan›r (referans çözeltisi).
Haz›rlanan çözeltiler 25°C’ye ayarl› su banyosunda tutulur. Polarimetre cihaz› aç›-
l›r yaklafl›k 10 dakika kararl› hale gelmesi beklenir.
Tepkime öncesi bafllang›ç de¤erinin bulunabilmesi amac›yla referans çözelti
olarak haz›rlanan sakkaroz çözeltisi numune tüpüne hava kabarc›¤› olmayacak flekilde
doldurulur. Tüp polarimetre kab›na yerlefltirildikten sonra dijital göstergeden
çevirme aç›s› de¤eri okunur.
Stok olarak haz›rlanan çözeltiden bir erlene 12,5 mL al›n›r ve üzerine 12,5 mL
1,0 M HCl ilave edilir, zaman› not edilir ve hemen polarimetre tüpüne doldurularak
çevirme aç›s› okunur. Bu çözelti su banyosu içinde tutulmakta olan erlene geri
boflalt›l›r, çünkü bu s›rada tepkime devam etmektedir. Bu okuma bafllang›çta sakkoraza
ait çevirme aç›s›ndan daha düflük bir de¤er verecektir.
Ayn› çözelti 10 dak. sonra tekrar numune tüpüne dikkatlice doldurularak ölçüm
yap›l›r ve 60 dakika boyunca 10 dakikada bir ölçümlere devam edilir. Son yap›lan
ölçümlerde ›fl›¤›n tamamen sola çevrildi¤ini gösteren - dereceler elde edilir.
60. dakikada elde edilen çevirme aç›s› de¤eri ise α ∞ olarak kabul edilir.
Ayn› ifllemler katalizör olan HCl’in tepkime h›z›na etkisini gözlemlemek amac›yla
4,0 M HCl çözeltisi kullan›larak tekrar edilir. Bu sefer ölçümler 5 dakikada bir
gerçeklefltirilir.
Veriler:
Elde edilen veriler afla¤›daki tablolarda yerlerine yaz›l›r:
fieker + 1 M HCl

12. Ünite - Polarimetri ve Refraktometri Uygulamalar›
273
t(dak) 0 10 20 30 40 50 60
α
α t - α ∞
log(α t - α ∞)
fieker + 4 M HCl
t(dak) 0 5 10 15 20 25 30
α
α t - α ∞
log(α t - α ∞)
Hesaplamalar:
1. x eksenine t de¤erleri, y eksenine log(α t -α∞) de¤erleri yaz›larak grafik oluflturulur.
2. Eflitlik 12.6 da verilen denkleme göre do¤ru grafi¤inin e¤iminden k de¤eri
bulunur.
3. ‹ki farkl› tepkime için elde edilen k de¤erleri karfl›laflt›r›larak yorumlan›r.
4. ‹ki farkl› tepkime için yar›lanma ömürleri Eflitlik 12.7 kullan›larak hesaplan›r.
Deriflimin Çevirme Aç›s›na Etkisi
1. 100 ppm, 200 ppm, 500 ppm ve 1000 ppm lik glikoz çözeltileri, çözücü olarak
su kullan›larak haz›rlan›r.
2. Haz›rlanan çözeltiler su banyosunda tutularak 25°C sabit s›cakl›¤a gelmeleri
sa¤lan›r ve her bir çözeltiye ait çevirme aç›lar› polarimetre cihaz› ile okunur.
3. Deriflime karfl› çevirme aç›lar›ndan oluflan bir kalibrasyon grafi¤i çizilir.
4. Deriflimi bilinmeyen bir fleker çözeltisi veya meyve suyu numunesi yine su
banyosunda tutulup, polarimetre tüpüne doldurularak çevirme aç›s› tespit
edilir.
5. Çözeltinin deriflimi veya meyve suyundaki fleker miktar› kalibrasyon grafi¤i
yard›m›yla belirlenir.
Glikoz Çözelti deriflimi (ppm)
100
200
500
1000
X
Do¤ru Denklemi

274 Aletli Analiz Laboratuvar›
Özet
A MAÇ
1
A MAÇ
2
Ifl›¤›n maddeyle etkileflimine dayal› kavramlar›
ifade etmek.
Ifl›k, do¤rusal dalgalar halinde yay›lan elektromanyetik
dalgalara verilen add›r. Fotonlar kaynaklar›ndan
ç›kt›ktan sonra bulunduklar› ortama
göre belirli bir do¤rultuda ilerler. Ifl›¤›n maddeyle
etkileflmesi sonucu ›fl›¤›n k›r›lmas›, dispersiyonu,
yans›mas›, saç›lmas› veya absorpsiyonu gerçekleflebilir.
Bu durumlara en güzel örnek günefl
›fl›nlar›n›n parlak bir yüzeye çarpt›klar›nda yans›-
mas›, denize çarpt›klar›nda ise yönünü bir miktar
de¤ifltirerek yoluna devam etmesidir.
Ifl›¤›n maddeyle etkileflimine dayanan analiz türlerinden
refraktometri ve polarimetriyi aç›klamak.
Refraktometri, ›fl›¤›n maddeyle etkileflimi sonucu
gerçekleflen k›r›lma olay› ile ilgili olarak, her maddenin
kendine özgü bir k›r›lma indisi olmas›ndan
yola ç›k›larak gelifltirilmifl bir aletli analiz
metodudur. Polarimetri de refraktometri gibi ›fl›-
¤›n madde ile etkilefliminden yola ç›k›larak tasarlanm›fl
baflka bir aletli analiz tekni¤idir. Polarimetride,
düzlem polarize ›fl›¤›n yönünü de¤ifltirme
özelli¤i gösteren optikçe aktif maddelerin polarize
›fl›¤› çevirme miktar› ölçülerek çeflitli analizler
gerçeklefltirmek mümkündür.
A MAÇ
3
A MAÇ
4
Refraktometre ve polarimetre cihazlar›n›n iflleyiflleri
hakk›nda bilgi sahibi olmak.
Kritik aç›n›n ölçülmesine dayanan ve yayg›n olarak
kullan›lan bir refraktometre türü Abbe refraktometresi
dir. Farkl› cihazlara göre optik dizaynlar
ve izlenecek ölçüm yollar› de¤iflse de genellikle
bu tür refraktometrelerin çal›flma prensibi
ayn›d›r. Kritik aç›n›n ölçülmesi, ›fl›¤›n iki prizma
aras›na ince bir s›v› film olarak yerlefltirilen
numune üzerine gönderilmesi ve prizma taraf›nda
oluflacak karanl›k ve ayd›nl›k bölge s›n›rlar›-
n›n saptanmas›yla gerçeklefltirilir. Abbe refraktometrelerinde
›fl›k kayna¤› olarak gün ›fl›¤›ndan
faydalan›l›r. Polarimetre cihazlar›nda da temel
olarak bir ›fl›k kayna¤›, bir polarizatör, numune
tüpü ve bir analizör bulunmaktad›r. Ifl›k kayna¤›
olarak genellikle sodyumun sar› ›fl›¤› kullan›l›r.
Numune tüpleri çeflitli uzunlukta olabilirler, ancak
en çok 1 veya 2 dm boyutundakiler kullan›-
l›r. Polarizör ve analizör olarak ise Nicoll prizmas›
ad› verilen düzenekler kullan›l›r.
Refraktometre ve polarimetre cihazlar›yla çeflitli
uygulamalar yapmak.
Bu tip basit enstrümantal cihazlarla kalibrasyon
grafikleri oluflturularak nicel analiz gerçeklefltirilebilmektedir.
Ayr›ca nitel analiz de yapmak
mümkündür ancak asla tek bafl›na yeterli yöntemler
de¤illerdir, bir maddenin aç›k yap›s›n›n
ayd›nlat›lmas› için mutlaka baz› spektroskopik
teknikler gereklidir. Bu tip cihazlar anacak ölçülen
de¤erlerin literatür bilgisi ile k›yaslanarak safl›k
veya kalite kontrollerinde kullan›labilirler.
Özellikle g›da, ilaç ve petrol sanayilerinde oldukça
fazla kullan›lmaktad›rlar. Bu dersin kapsam›nda
da çeflitli nitel ve nicel analiz uygulamalar›
verilmifltir.

12. Ünite - Polarimetri ve Refraktometri Uygulamalar›
275
Kendimizi S›nayal›m
1. Afla¤›dakilerden hangisi ›fl›¤›n tam tan›m›d›r
a. Do¤rusal dalgalar halinde yay›lan elektrofotonlard›r.
b. Do¤rusal dalgalar halinde yay›lan elektromanyetik
dalgalard›r.
c. Do¤rusal alanda yay›lan enerjidir.
d. Do¤rusal alanda yay›lan dalgalard›r.
e. Polarize flekilde da¤›lan fotonlard›r.
2. Ifl›k afla¤›daki maddelerden hangisi ile etkileflti¤inde
yüksek oranda yans›r
a. Buz
b. Cam
c. Alüminyum folyo
d. Koyu renkli kumafl
e. Kolonya
3. K›r›lma indisi afla¤›dakilerden hangisine ba¤l› olarak
de¤iflir
a. Hacim
b. Kütle
c. Renk
d. S›cakl›k
e. Erime noktas›
4. Abbe refraktometrelerinde ›fl›k kayna¤› olarak afla¤›-
dakilerden hangisi kullan›l›r
a. Gün ›fl›¤›
b. Döteryum lambas›
c. Sodyum ›fl›¤›
d. Tungsten lamba
e. Floresan lamba
5. Afla¤›daki tayinlerin hangisinde refraktometrik yöntem
tercih edilmez
a. Meyve suyunda sakkaroz miktar›
b. Sütün safl›¤›n›n belirlenmesi
c. Zeytinya¤›n›n kalite kontrolü
d. Gübredeki azot miktar›
e. Kolada glukoz miktar›
6. Bir tuzlu su çözeltisine ait k›r›lma indisi 1,5020 olarak
belirlenmifltir. Yo¤unlu¤u ise piknometre ile ölçülmüfl
ve 1,024 g cm -3 olarak bulunmufltur. Bu verilere
göre çözeltinin spesifik k›r›lma indisi (r) afla¤›dakilerden
hangisidir
a. 0,2675
b. 0,2882
c. 0,3007
d. 0,3022
e. 0,7219
7. Optikçe aktif maddeler ile ilgili afla¤›daki ifadelerden
hangisi yanl›flt›r
a. Optikçe aktif maddeler düzlem polarize ›fl›¤›n
yönünü de¤ifltirir.
b. Optik izomerlere stereoizomerler de denir.
c. Enantiyomerler birbirlerinin ayna görüntüsüdür.
d. Geometrik izomerler optikçe aktiflerdir.
e. Optikçe aktiflik asimetrik karbon atomundan
kaynaklan›r.
8. Polarimetrelerde Nicoll prizmas› hangi amaçla kullan›l›r
a. Ifl›k kayna¤› olarak
b. Polarizör ve analizör olarak
c. Numune damlatmak için
d. Cihaz›n kalibrasyonu için
e. Sodyumun D çizgisini elde etmek için
9. Afla¤›dakilerden hangisi optik çevirme aç›s›na etki
eden faktörlerden biri de¤ildir
a. S›cakl›k
b. Çözelti deriflimi
c. Numune tüpünün uzunlu¤u
d. Çözücünün türü
e. Kullan›lan cihaz›n modeli
10. 10 cm uzunlu¤undaki bir polarimetre tüpüne deriflimi
0,300 g cm -3 olan L-histidin (155,15 g mol -1 ) çözeltisi
konularak çevirme aç›s› ölçülmüfl ve +1,45° bulunmufltur.
Buna göre çözeltiye ait spesifik çevirme aç›s›
nedir
a. 0,483
b. 0,750
c. 4,830
d. 5,035
e. 7,500

276 Aletli Analiz Laboratuvar›
Kendimizi S›nayal›m Yan›t Anahtar›
1. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Refraktometri” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
2. c Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Refraktometri” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
3. d Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Refraktometri” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
4. a Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Abbe Refraktometresi” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
5. d Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Refraktometri Uygulamalar›”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
6. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Refraktometri Uygulamalar›”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
7. d Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Optikçe Aktiflik ve Steroizomerizm”
konusunu yeniden gözden geçiriniz.
8. b Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Polarimetre Cihaz›” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
9. e Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Polarimetre Cihaz›” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
10. c Yan›t›n›z yanl›fl ise, “Polarimetre Cihaz›” konusunu
yeniden gözden geçiriniz.
S›ra Sizde Yan›t Anahtar›
S›ra Sizde 1
S›cakl›k artt›kça tanecik hareketlili¤i artar, dolay›s›yla
birim hacimdeki tanecik say›s› azal›r. Bu nedenle ›fl›n›n
maddeyle etkileflimi azal›r ve k›r›lma indisi küçülür.
S›ra Sizde 2
Bu problemin çözümünde Eflitlik 12.2 kullan›l›r.
n 1 . sinα 1 = n 2 . sin α 2
1,00x sin 22 ° = 1,44 x sin α 2
sinα 2 = (1,00/1,44) sin 22°= 0,260
α 2 = sin -1 (0.260) = 15 0
S›ra Sizde 3
Abbe refraktometrelerinde ›fl›k kayna¤› olarak gün ›fl›-
¤›n›n kullan›lmas› nedeniyle dispersiyondan dolay› ayd›nl›k
ve karanl›k bölgeleri ay›ran net bir çizgi yerine
bir spektrum band› elde edilir. Amici prizmas› ad› verilen
dengeleyici prizmalar bu durumu bertaraf ederek
sodyumun D çizgisi ile ayn› k›r›lma indisinin elde edilmesini
sa¤larlar.
S›ra Sizde 4
R = rxM =
n n
2
2
-1
x M
+2 d
1, 4175 -1 98,15
27,180 = x
2
1, 4175 + 2 d
27,180 = 0,2517x
98,15
d
d = 0,909gcm
-3
2
S›ra Sizde 5
Ayçiçek ya¤›n›n k›r›lma indisinde k›zartma ile oluflan
fark, doymam›fl (çift) ba¤lar›n k›zartma sonras› bozulmas›ndan
kaynaklanmaktad›r. Zeytinya¤›nda fark olmamas›
ise ayçiçe¤i ya¤›na göre k›zartma olay›ndan daha
az etkilendi¤ini gösterir, dolay›s›yla daha kaliteli bir
ya¤ oldu¤u söylenebilir.

12. Ünite - Polarimetri ve Refraktometri Uygulamalar›
277
S›ra Sizde 6
Üç adet izomer yaz›labilir.
H H H
H 3
C C C C CH 3
H
H
n-pentan
CH 3
H
H 3
C C CH 3
CH 3
2,2 dimetil propan
H 3
C C C CH 3
CH 3
S›ra Sizde 7
Molekülün ayna görüntüsü ile kendisi ayn›d›r, üst üste
çak›flabilir. Bu nedenle enantiyomerlik söz konusu
olamaz.
H
H
H
2-metil bütan
Yararlan›lan Kaynaklar
Erdik, E., Obal›, M., Yüksek›fl›k, N., Öktemer, A., Pekel,
T. (2007). Denel Organik Kimya, 4. Bask›, Ankara:
Gazi Kitapevi.
Gündüz, T., (2005). ‹nstrümental Analiz, Ankara: Gazi
Kitapevi.
Übeyli, E. D., Güler, ‹., (Ekim 2001). Refraktometreler
ve Kalibrasyon Metotlar›, IV.Ulusal Ölçüm Bilim
Kongresi, Eskiflehir.
http://www.gidacilar.net/sut-kabulunde-kalite-kontro-
lu-t630.htmls=3d776248a56194e09d1b9b36c39e24-
49&amp
http://tr.wikipedia.org/wiki/Polarimetre
http://tr.wikipedia.org/wiki/Refraktometri
http://kimya.us/genel-konular/organik-molekullerdestereo-izomerlik-7.html
http://www2.ups.edu/faculty/hanson/labtechniques/refractometry/intro.htm
CH 3
CH 3
CH 3
CH 3
OH
OH
S›ra Sizde 8
L-Histidin olarak adland›r›l›r.
S›ra Sizde 9
Öncelikle deriflim birimi olarak molariteden g cm-3 de-
¤erine geçmek gerekir.
C tirozin = 0,50 mol L -1 = 0,50 mol dm -3 x 181,19 g mol -1 x
1 cm -3
1000 dm -3 = 0,091 g cm-3
Verileri Eflitlik 12.5’de yerine koyar›z.
⎡
α
20 ⎤ -0, 98°
D
0, 091 g cm -3 = -10,77°
3
⎢ ⎥ =
cm g
-1
dm
-1
⎣ ⎦
× 1 dm
Bulunan spesifik çevirme aç›s› verilen aral›kta oldu¤u
için, D-tirozin çözeltisinin saf oldu¤u söylenebilir.

Sözlük
279
Sözlük
A
Absorpsiyon: Kimyasal bir türün, elektromagnetik ›fl›man›n
baz› frekanslar›n›n fliddetini seçimli olarak azaltmas› sürecidir.
Amalgam: Baz› metallerin civa yüzeyinde indirgenerek elementel
halde civa içinde birikmeleri ile oluflan metalik
çözeltidir.
Analitik Duyarl›k: Kalibrasyon e¤risinin e¤iminin, bir deriflimde
yap›lan ölçümün standart sapmas›na bölünmesi
ile bulunur.
Anorganik madde: Su, asitler, bazlar, tuzlar, iyonlar, karbondioksit,
oksijen gibi yap›s›nda karbon elementi d›-
fl›nda pek çok elementi içerebilen moleküllerdir. Organik
molekülde oldu¤u gibi yap›s›nda karbon içermek
zorunda de¤ildir.
Anyon: negatif yüklü iyon
Atomlaflt›rma: Analiti serbest atomlar›na dönüfltürme ifllemidir.
B
Basit formül: Bir bileflikteki elementlerin türünü ve atom say›lar›n›n
oran›n› gösterir.
Bofl çözelti (blank): Analit d›fl›ndaki tüm bileflenleri içeren
çözeltidir.
C
Çal›flma aral›¤›: Analitin kabul edilebilir düzeyde kesin ve
do¤ru olarak miktar›n›n tayin edilebilece¤i en alt deriflim
ile kalibrasyon do¤rusunun do¤rusall›ktan sapmaya
bafllad›¤› deriflim de¤eri aras›nda bulunan ve en do¤ru
çal›flma imkan›n› veren deriflim aral›¤›d›r. Analitik bir
yöntemin geçerli olabilmesi için bu aral›¤›n en az 102
olmas› istenir.
Çevirme Aç›s›: Optikçe aktif bir maddenin, polarize ›fl›k yönünü
de¤ifltirme miktar›d›r ve · ile ifade edilir.
D
Dam›tma: S›v›lar›n ›s›t›larak buhar haline dönüflmesi ve daha
sonra oluflan buhar›n yo¤unlaflt›r›larak tekrar s›v› hale
dönüflmesi suretiyle saflaflt›r›lmas›d›r.
Dedektör: Bir spektrometrede numunenin ›fl›¤› absorplay›p
absorplamad›¤›n› anlamak için, ›fl›k kayna¤›ndan gelen
›fl›¤›n fliddetinin ölçülmesi amac›yla kullan›lan bileflene”dedektör”
ad› verilir.
Destek elektrolit: Voltametrik ve polarografik analizlerde ölçüm
çözeltisine elektriksel direnci azaltmak için fazla
miktarda ilave edilen bilefliklerdir.
D›fl geçifl: Temel halden üst enerji seviyelerine uyar›lan singlet
elektronlar çözeltide çözücü molekülleri ve di¤er çözünen
moleküller aras›ndaki çarp›flmalar sonucu enerjisini
çözücüye veya çözünene verebilir. Bu olaya d›fl geçifl
denir.
Diastreomer: Birbirinin ayna görüntüsünü vermeyen stereoizomerlere
verilen özel add›r. Difüzyon Moleküllerin,
deriflimin yüksek oldu¤u bölgelerden düflük oldu¤u bölgelere
hareket etmeleridir.
Dolgulu kolon: ‹ç çap› 2-4 milimetre, boylar› 1,5-10 m aras›nda
olan, sabit s›v› faz ile kaplanm›fl inert kat› destek
malzemesi ile doldurulan, paslanmaz çelik, cam, teflon
ve çeflitli metallerden yap›lm›fl kolon çeflididir.
Dönüm noktas›: Bir titrasyonda eflde¤erlik noktas›n› belirlemek
için kullan›lan ve indikatörün renginin de¤iflmesi
gibi fiziksel bir de¤iflimin gözlendi¤i noktad›r.
E
Elektriksel göç: Çözeltideki katyon ve anyonlar›n elektrotlar
aras›na bir gerilim uyguland›¤›nda s›ras›yla negatif ve
pozitif yüklenmifl elektrotlara do¤ru hareket etmeleridir.
Eluent: Kromatografide ay›rman›n gerçekleflmesi için kullan›-
lan yürütücü çözücüdür.
Ekzotermik olay: Gerçekleflmesi s›ras›nda çevreye ›s› veren
olaylard›r.
Enantiyomer: Birbirinin ayna görüntüsünü veren stereoizomerlere
verilen özel add›r.
Endotermik olay: Gerçekleflmesi için çevreden ›s› almas›
gereken olaylard›r.
Eflde¤erlik noktas›: Bir titrasyonda eklenen, deriflimi bilinen
standart çözelti miktar›n›n, deriflimi bilinmeyen analit
miktar›na eflit oldu¤u ve tepkimenin tamamland›¤› deneysel
olarak tayin edilemeyen teorik noktad›r.
F
Faradayik ak›m: Bir yükseltgenme veya indirgenme tepkimesi
sonucu oluflan ak›md›r.
Floresans: So¤uk cisimlerde moleküler fotonun absorbsiyonu
sonucunda daha uzun bir dalga boyunda di¤er bir
fotonun emisyonunu tetiklemesiyle gerçekleflen ›fl›k verme
olay›d›r. Absorblanan ve yay›lan fotonlar aras›ndaki
enerji fark› moleküler titreflimler ya da ›s› olarak ortaya
ç›kar.
Fosforesans: Moleküldeki uyar›lm›fl singlet elektronun sistemler
aras› geçiflle triplet hale geçebilir. Uyar›lm›fl triplet
halden singlet temel hale geçerek enerjisini vermesi
olay›d›r.

280 Aletli Analiz Laboratuvar›
G
Gaz giderme: Voltametrik veya polarografik analizlerde ölçüm
çözeltisinde yer alan çözünmüfl oksijenin, çözeltiden
azot veya argon gaz› geçirilerek uzaklaflt›r›lmas›d›r.
Gözlenebilme (teflhis) s›n›r›: Analit sinyalinin gözlenebildi-
¤i fakat kabul edilebilir do¤ruluk ve kesinlikte analit tayin
s›n›rlar› içerisine girmeyen en düflük deriflimdir. Kör
çözeltinin standart sapmas›n›n (SS) 3,3 kat›n›n”kalibrasyon
grafi¤inin e¤imine (m) bölünmesi ile bulunur
(3,3xSS/m).
Gradient elüsyon: Analiz süresince elüent bileflimin de¤ifltirildi¤i,
çözücü programlamas› ile yap›lan elüsyondur.
Gravimetrik analiz: Bir analitin miktar›n›n kütle ölçüm temeline
dayanarak nicel olarak belirlendi¤i analitik yöntemlerdir.
H
Hidrojen Ba¤›: Hidrojen ba¤lar›, bir hidrojen atomunun oksijen
ve azot gibi bir elektronegatif atoma kovalent ba¤lanmas›
halinde, elektronlar›n oksijen ve azot atomuna
hidrojenden daha yak›n bulunmalar› nedeniyle elektropozitif
hale gelen hidrojenin baflka bir elektronegatif
atom taraf›ndan çekilmesi sonucu meydana gelen ba¤lard›r.
I-‹
‹ç geçifl: Bir molekülün, ›fl›n yaymadan daha düflük bir elektronik
enerji seviyesine geçmesi olay›d›r.
‹ndikatör: Bir titrasyonda dönüm noktas›n›n gözlenebilmesini
sa¤layan organik boyar bilefliklerdir.
‹sokrotik elüsyon: Analiz süresince elüent bilefliminin sabit
tutuldu¤u elüsyon sürecidir.
Ifl›k: do¤rusal dalgalar halinde yay›lan elektromanyetik dalgalara
verilen add›r.
IUPAC: (International Union Pure and Applied Chemistry)
uluslar aras› saf ve uygulamal› kimya birli¤inin k›saltmas›d›r.
‹yonlaflma enerjisi: Gaz halindeki nötral bir atomdan bir
elektron uzaklaflt›rmak için verilmesi gerekli enerjidir.
‹zotermal koflul: S›cakl›k de¤ifliminin s›f›r oldu¤u yani s›cakl›¤›n
sabit kald›¤› kofluldur.
K
Kalibrasyon duyarl›¤›: Kalibrasyon e¤risinin e¤imidir. Kesinli¤i
yak›n olan iki yöntem içinde daha dik kalibrasyon
e¤risi veren yöntem tercih edilir.
Kalitatif analiz: Kar›fl›mda bileflenlerin ne oldu¤unun belirlendi¤i
analiz.
Kalomel: Hg2Cl2 pastas› kalomel olarak adland›r›l›r.
Kantitatif analiz: Kar›fl›mda bileflenlerin miktarlar›n›n ne oldu¤unun
belirlendi¤i analiz
Kapiler kolon: ‹ç çap› 0,1-0,5 milimetre, boylar› 25-50 m aras›nda
veya daha fazla olan, ço¤unlukla sabit s›v› faz›n
kolon çeperine kapl› oldu¤u kolon çeflididir.
Katalizör: Kimyasal reaksiyonlar›n h›z›n› artt›ran maddelerdir.
Katyon: pozitif yüklü iyon
Kemilüminesans: Kimyasal reaksiyon sonucunda ortaya ç›-
kan ›fl›kt›r.
K›r›lma ‹ndisi: Bir ›fl›¤›n bulundu¤u ortamda ilerleme h›z›-
n›n boflluktaki ilerleme h›z›na oran›n› gösteren katsay›-
d›r.
Kolon Kanamas›: Kolon sabit faz›n›n s›cakl›¤›n etkisiyle buharlafl›p
dedektöre kadar ulaflmas›na denir.
Kritik aç›: Ifl›n›n 90º ile k›r›lmas›n› sa¤layan gelifl aç›s›d›r. Gelifl
aç›s› büyüdükçe k›r›lma aç›s› 90º’ye yaklafl›r.
Kromofor: Belli bir dalga boyu aral›¤›ndaki ›fl›¤›n absorpsiyonundan
sorumlu olan fonksiyonel gruptur.
Kromatogram: Kromatografik tekniklerde, bir kar›fl›mda bulunan
bileflenlere karfl› dedektör cevab›n›n (sinyalinin)
hareketli faz›n hacmi veya zaman›n fonksiyonu olarak
çizildi¤i grafiklerdir.
Kuantum verimi º: Lüminesans yapan moleküllerin say›s›n›n
toplam uyar›lm›fl molekül say›s›na oran›d›r.
Kütle aktar›m›: Elektrokimyasal ölçümler esnas›nda çözeltide
bulunan türlerin elektrot yüzeyine do¤ru veya elektrot
yüzeyinden çözeltiye do¤ru hareket etmeleridir.
M
Molekül formülü: Bir bileflikteki elementlerin türünü ve atom
say›lar›n› gösterir.
Monokromatör: Bir spektrometrede ›fl›k kayna¤›ndan ç›kan
polikromatik (çok dalga boylu) ›fl›k demetinden monokromatör
ad› verilen düzenek yard›m› ile monokromatik
(yani tek dalga) boylu ›fl›k seçilir ve bu ›fl›k ince bir aral›ktan
geçirilerek numuneye gönderilir.
N
Nebulizatör: S›v›lar›n çok küçük damlac›klar halinde püskürtülmesini
sa¤layan cihazd›r.
Nicoll prizmas›: ‹ki kalsitin yani kristal kalsiyum karbonat›n
kama fleklinde birbirine kanada balmas› ile yap›flt›r›lmas›yla
elde edilen düzenektir.
Normal-faz kromatografi: Sabit faz›n polar bir madde, hareketli
faz›n ise nispeten polaritesi düflük bir madde oldu-
¤u s›v›-s›v› kromatografi türüdür.

Sözlük
281
O
Oksokrom: Ifl›¤›n dalga boyunu kayd›ran ve absorpsiyon
katsay›s›n› artt›ran gruptur.
Organik bileflik: Yap›s›nda mutlaka karbon ve hidrojen atomlar›
tafl›yan ve genellikle canl›lar›n yap›s›nda bulunan
(protein, karbonhidrat, nükleik asit vb.) maddelerdir.
P
Piroliz: Organik maddelerin oksijensiz ortamda s›cakl›k etkisiyle
termal olarak bozunmas›d›r.
Polarimetri: Optikçe aktif maddelerin ›fl›¤› belirli bir oranda
çevirme özelli¤inden faydalan›larak gerçeklefltirilen aletli
analiz yöntemidir.
Polarimetre: Optikçe aktif maddelerin polarize ›fl›¤› çevirme
miktar›n› ölçen cihazlara denir.
Polarite: Yük da¤›l›m›n›n homojen olmamas› durumunda oluflan
kutuplaflmad›r.
Polarize ›fl›k: Her yöne da¤›lan normal bir ›fl›¤›n, özel bir
maddeden (kalsit gibi) geçirilmesiyle elde edilen belirli
bir düzlemdeki ›fl›klara verilen add›r.
Polarografi: Çal›flma elektrodu olarak damlayan civa elektrodun
kullan›ld›¤› bir voltametrik yöntemdir.
Polarogram: Polarografik ölçümlerde elde edilen cevap e¤risidir.
R
Rasemik Kar›fl›m: Eflit oranlarda + ve – enantiyomer içeren
ve optikçe aktiflik göstermeyen kar›fl›mlara denir.
Refraktometri: her ortam›n k›r›lma indisinin farkl› olmas›
prensibini kullanarak, nitel ya da nicel analiz yapmaya
yarayan bir yöntemdir.
T
Tayin s›n›r›: Analitin kabul edilebilir düzeyde kesin ve do¤ru
olarak miktar›n›n tayin edilebilece¤i, do¤rusall›k s›n›-
r›n›n en alt deriflimini oluflturan deriflimdir. Kör çözeltinin
standart sapmas›n›n (SS) 10 kat›n›n kalibrasyon grafi¤inin
e¤imine (m) bölünmesi ile bulunur (10xSS/m).
Termal analiz: Bir maddenin belli bir s›cakl›k program› alt›nda
özelliklerinde meydana gelen de¤ifliklerin incelenmesidir.
Termodilatometre: Maddenin mekanik özelliklerinin s›cakl›k
ile de¤ifliminin incelenmesidir.
Termogram: Termogravimetrik analizde elde edilen termal
de¤iflim e¤risidir.
Ters-farz kromatografi: Sabit faz›n apolar bir madde, hareketli
faz›n ise nispeten polaritesi daha yüksek bir madde
oldu¤u s›v›-s›v› kromatografi türüdür.
Titreflimsel durulma: Uyar›lm›fl molekülün baflka molekül
veya çözücü molekülleri ile çarp›flmas› sonucu enerjisini
kaybetmesi olay›d›r.
Türbin (spinner): NMR tüpünün cihaz›n içine güvenli olarak
yerlefltirilmesini ve tüpün manyetik alanda belirli bir
h›zda dönmesini sa¤layan plastik parçad›r.
V
Volumetrik analiz: Deriflimi bilinen bir çözeltinin analit ile
tepkimeye giren miktar›n›n (hacminin) ölçümüne dayanan
analitik yöntemdir.
Voltametri: Bir yüzeye uygulanan gerilimin fonksiyonu olarak
oluflan ak›m›n ölçüldü¤ü elektrokimyasal yöntemdir.
Voltamogram: Voltametrik ölçümlerde elde edilen cevap e¤risidir.
S
Serbestlik Derecesi: Bir cismin ya da sistemin uzaydaki konumunu
tam olarak belirtmek için gerekli parametre say›s›d›r.
Atomlar, üç kartezyen koordinat (x, y, z) do¤rultusunda
hareketlerinden kaynaklanan,”serbestlik derecesi”
ne sahiptir.
Sistemler aras› geçifl: Uyar›lm›fl bir elektronun spinin ters
dönmesi ve molekülün multiplisitesinin de¤iflmesidir.
Smith-Hieftje Yöntemi: Oyuk katot lamba yüksek ak›mla
çal›flt›r›ld›¤›nda lambadan yay›lan ›fl›n›n bir k›sm›n›n lamba
içinde oluflan atomlar tarf›ndan absorpsiyonudur.
Standart ilave yöntemi: Kalibrasyon e¤risi oluflturma tekniklerinden
biridir.