Nikel-Sakkarin Temelli PVC-Membran Karbonat CO32- Seçici Elektrot ve Potansiyometrik Uygulamaları

Yıl 2016, Cilt: 6 Sayı: 2, 283 - 292, 01.06.2016

Cihan Topcu

Öz

Bu çalışmada, nikel-sakkarin Ni-sac kompleksinin iyon seçici elektrotların yapısında aktif bileşen olarak kullanılması ile belirli bir iyonik türe karşı seçici polivinilklorür-membran PVC-membran iyon seçici elektrotların hazırlanabilmesi durumu araştırıldı. Nikel-sakkarin kompleksi kullanılarak farklı oranlarda PVC-plastikleştirici-iyonofor membran bileşimleri hazırlandı. Hazırlanan bu membran bileşimleri, katı-kontakt elektrotların yüzeyine kaplanarak iyon seçici elektrotlar oluşturuldu. Yapılan potansiyometrik ölçümler sonucunda Ni-sac kompleksi ile hazırlanan elektrotların karbonat iyonlarına karşı seçici davranış sergilediği ve en iyi membran bileşiminin %30 PVC, %67 plastikleştirici Dibütilftalat ve %3 iyonofor Ni-sac olduğu belirlendi. Hazırlanan PVCmembran karbonat seçici elektrodun yaygın olarak kullanılan anyonik türlerin yanında karbonat iyonlarına karşı 1.0×10-2-1.0×10-6 M arasında her on katlık derişim değişiminde -24±2 mV eğimle doğrusal cevap sergilediği gözlendi. Elektrodun cevap zamanı ortalama olarak 12 saniye ve tayin limiti ise 6.1×10-7 M olarak belirlendi. PVC-membran karbonat seçici elektrodun potansiyometrik cevabının pH=5.0-9.0 arasında çözeltinin pH değişiminden etkilenmediği tespit edildi. Ayrıca 8 hafta kullanım ömrüne sahip PVC-membran karbonat seçici elektrot, ticari olarak satılan farklı maden suyu numunelerindeki karbonat iyonlarının kantitatif tayininde başarıyla kullanıldı

Anahtar Kelimeler

Karbonat seçici elektrot, Karbonat tayini, Potansiyometri, PVC-membran sensör

PVC-Membrane Carbonate CO3 2- Selective Electrode based on Nickel-Saccharine and Its Potentiometric Applications

Öz

In this study, a nickel saccharine Ni-sac complex was used as ionophore and various membrane compositions PVC-plasticizerionophore at different ratios were prepared by using it as ionophore. Various potentiometric electrodes were constructed by coating the prepared membranes on the solid-contact surfaces of the electrodes and their potentiometric behaviors were investigated. The potentiometric measurements performed with the prepared electrodes showed that the Ni-saccharine complex material exhibited sensitive and selective response towards carbonate ions and the optimum membrane composition providing the best potentiometric characteristics was determined as 30% PVC, 67% plasticizer dibutylphthalate , 3% ionophore Ni-sac . It was observed that the developed carbonate selective PVC-membrane electrode exhibited linear response towards carbonate ions in the concentration range of 1.0×10-2-1.0×10-6 M with a slope of -24±2 mV/decade in the presence of the common anionic species. The detection limit and average response time of the electrode were also determined as 6.1×10-7 M and 12 seconds, respectively. The potentiometric response of the carbonate selective PVC-membrane electrode was independent from the pH of the test solution in the pH range of 5.0-9.0. In addition, the electrode had a life-span of 8 weeks. The proposed PVC-membrane carbonate selective electrode was applied successfully for the quantitative carbonate determination in various commercially available mineral water samples.

Anahtar Kelimeler

Carbonate selective electrode, Carbonate determination, Potentiometry, PVC-membrane sensor

Kaynakça

• Abramova, N., Levichev, S., and Bratov, A. 2010. The influence of CO2 on isfets with polymer membranes and characterization of a carbonate ion sensor. Talanta, 81: 1750-1754.
• Beer, D., Bissett, A., Wit, R., Jonkers, H., Köhler-Rink, S., Nam, N., Kim, BH., Eickert, G., ve Grinstain, M. 2008. A microsensor for carbonate ions suitable for microprofiling in freshwater and saline environments. Limnol. Oceanogr., 6: 532- 541.
• Bobacka, J., Maj-Zurawska, M. and Lewenstam, A. 2003. Carbonate ion-selective electrode with reduced interference from saliyclate. Biosens. Bioelectron., 18: 245-253.
• Choi, YS., Lvova, L., Shin, JH., Oh, SH., Lee, CS., Kim, BY., Cha, GS., ve Nam, H. 2002. Determination of oceanic carbon dioxide using a carbonate-selective electrode. Anal. Chem., 74: 2435-2440.
• Dubbe, A., Wake, M., ve Sadaoka, Y. 1997. Yttria/carbonate composite solid electrolytes for potentiometric CO2 sensors. Solid State Ionics., 96: 201-208.
• Greenberg, JA. and Meyerhoff, E. 1982. Response properties application and limitations of carbonate selective polymer electrodes. Anal. Chim. Acta., 141: 57-64.
• Haider, SZ., Malik, KMA., Ahmed, KJ. 1985. Metal Complexes of Saccharin. Inorg. Synth., 23: 47-51.
• Lee, BH., Shim, Y., Park, SB. 2004. A liphophilic sol-gel matrix for the development of a carbonate-selective electrode. Tech. Not., 76: 6150-615.
• Lee, HJ., Yoon, IJ., Yoo, CL., Pyun, HJ., Cha, GS., Nam, H. 2000. Potentiometric Evaluation of Solvent Polymeric Carbonate-Selective Membranes Based on Molecular Tweezer-Type Neutral Carriers. Anal. Chem., 72: 4694-4699.
• Lee, HK., Oh, H., Nam, KC., Jeon, S. 2005. Urea-functionalized calix[4]arenes as carriers for carbonate-selective electrodes. Sensor Actuat. B-Chem., 106: 207-211.
• Levitchev, SS., Smirnova, AL, Khitrova, VL., Lvova, LB., Bratov, AV., Vlasov, YG. 1997. Photocurable carbonate- selective membranes for chemical sensors containing lipophilic additives. Sensor Actuat. B-Chem., 44: 397-401.
• Maj-Zurawska, M., Sokalski, T., Ostasewska, J., Paradowski, D. Mieczkowski, J., Czarnocki, Z., Lewenstam, A., Hulanicki, A. 1997. Carbonate ion selective electrodes with trifluoroacetophenone derivatives in potentiometric clinical analyser. Talanta, 44: 1641-1647.
• Maj-Zurawska, M., Ziemianek, D., Mikolajczuk, A., Mieczkowski, J., Lewwnstam, A., Hulanicki, A., and Sokalski, T. 2003. Improved selectivity and detection limit of the carbonate-selective electrode. Anal. Bional. Chem., 376: 524-526.
• Sokalski, T., Paradowski, D., Ostaszewska, J., Maj-Zurawska, M., Mieczkowski., Lewenstam, A., Hulanicki, A. 1996. Observation on the behaviour of some trifluoroacetophenone derivatives as neutral carriers for carbonate ion-selective electrodes. Analyst., 121, 133-138.
• Umezawa, Y., Bühlmann, P., Umezawa, K., Tohda, K., Amemıya, S. 2000. Potentiometric selectivity coefficients of ion-selective electrodes: part I. inorganic cations. Pure Appl. Chem., 72: 1851-2082.
• Xie, X., Bakker, E. 2013. Non-selective potentiometric dissolved CO2 sensor with improved characteristics. Anal. Chem., 85: 1332-1336.