Fikret Karabudak

65 Pages·2013·0.54 MB·Turkish

3

T.C.
ERCİYES ÜNİVERSİTESİ
ECZACILIK FAKÜLTESİ

VOLTAMETRİK YÖNTEMLER VE UYGULAMALARI

Hazırlayan
Fikret KARABUDAK

Danışman
Yrd. Doç. Dr. Vedat YILMAZ

Analitik Kimya Anabilim Dalı
Bitirme Tezi

Mayıs–2013
KAYSERİ
i

BİLİMSEL ETİĞE UYGUNLUK

Bu çalışmadaki tüm bilgilerin, akademik ve etik kurallara uygun bir şekilde elde
edildiğini beyan ederim. Aynı zamanda bu kurallar ve davranışların gerektirdiği gibi, bu
çalışmanın özünde olmayan tüm materyal ve sonuçları tam olarak aktardığımı ve
referans gösterdiğimi belirtirim.

Fikret KARABUDAK
ii

“Voltametrik Yöntemler ve Uygulamaları” adlı Bitirme Ödevi Erciyes Üniversitesi
Lisansüstü Tez Önerisi ve Tez Yazma Yönergesi’ne uygun olarak hazırlanmış ve
Analitik Kimya Anabilim Dalında Bitirme Ödevi olarak kabul edilmiştir.

Hazırlayan Danışman
Fikret KARABUDAK Yrd. Doç. Dr. Vedat YILMAZ

Analitik Kimya Anabilim Dalı Başkanı
Prof. Dr. İbrahim NARİN

ONAY :

Bu bitirme ödevinin kabulü Eczacılık Fakültesi Dekanlığı’ nın................... tarih ve
…………..……………sayılı kararı ile onaylanmıştır.

…/…/……
Prof. Dr. Müberra KOŞAR
Dekan
iii

TEŞEKKÜR

Bu tez çalışmasının planlanmasından başlayarak, tez çalışmam sırasında bilgi ve
tecrübeleriyle beni aydınlatan ve tezimin hazırlanmasında bana hiçbir yardımını
esirgemeyen danışman hocam, Yrd. Doç. Dr Vedat YILMAZ’a şükranlarımı sunarım.
Maddi ve manevi hiçbir desteğini esirgemeyen, aynı zamanda eczacılık adına gelişmeler
kaydetmeme vesile olan Ecz. Mine KARAÇİL’e,
Tez çalışmamızda bize yardımlarını esirgemeyen Orhan ER’e
Bütün eğitim dönemlerinde ve tez çalışmam esnasında beni hiç yalnız bırakmayan,
gelişmeme vesile olan, manevi desteklerini üzerimden hiç çekmeyen değerli kardeşim
Muhammed Yaşar ATA’ya ve güzel insan,sevgili arkadaşım Harun Hadi KUŞ’a
Çalışmalarım sırasında maddi ve manevi destekleriyle her zaman yanımda olan, değerli
anneme, babama, Zekiye COŞKUN’a ve kardeşlerim olan Veis KARABUDAK, Salim
KARABUDAK ve Emine BARDAK’a,
sonsuz sevgilerimi ve teşekkürlerimi sunarım.
iv

VOLTAMETRİK YÖNTEMLER VE UYGULAMALARI
Fikret KARABUDAK
Erciyes Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi
Analitik Kimya Anabilim Dalı
Bitirme Ödevi, Mayıs 2013
Danışman: Yrd. Doç. Dr. Vedat YILMAZ

ÖZET
Voltametri, analitin yükseltgenme veya indirgenme hızının, analitin elektrot yüzeyine
kütle transfer hızı ile sınırlı olduğu tam derişim polarizasyonu şartlarında, bir
elektrokimyasal hücrede oluşan akımının ölçülmesi esasına dayanır. Voltametri,
Çekoslavak kimyacı Jaroslav Heyrovsky tarafından 1920’lerin başında geliştirilen ve
voltametrinin özel bir tipi olan polarografi tekniğine dayanarak geliştirilmiştir.
Voltametrinin hala önemli bir kolu olan polarografinin diğer voltametrik tekniklerden
en büyük farkı, çalışma mikroelektrodu olarak bir damlayan civa elektrot (DCE)
kullanılmasıdır. Voltametri, anorganik, fiziko ve biyokimyacılar tarafından çeşitli
ortamlarda meydana gelen yükseltgenme ve indirgenme işlemlerinin incelenmesi,
yüzeylerdeki adsorpsiyon işlemlerinin araştırılması ve kimyasal olarak modifiye edilmiş
elektrot yüzeylerindeki elektron aktarım mekanizmalarının aydınlatılması gibi temel
çalışmalar için oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Analitik amaçlarla, değişik
voltametrik uygulamalar kullanılmaktadır. Sıyırma voltametrisi, günümüzün eser
analitik yöntemlerinden biri olup özellikle çevre numunelerinde metal tayini için
kullanılır. Diferansiyel puls polarografisi ve hızlı taramalı voltametri ilaç etken
maddeleri tayinlerinde önemlidir.

Anahtar Kelimeler: Voltametri, Polarografi, Voltametrik Yöntemler
v

VOLTAMMETRIC METHODS AND THEIR APPLICATIONS

Fikret KARABUDAK

Erciyes University, Faculty of Pharmacy
Department of Analytical Chemistry
Graduation Project, May 2013
Advisor: Yrd. Doç. Dr. Vedat YILMAZ

ABSTRACT
Voltammetry is based on the measurement of current in an electrochemical cell under
conditions of complete concentration polarization in which the rate of oxidation or
reduction of the analyte is limited by the rate of mass transfer of the analyte to the
electrode surface. The field of voltammetry developed from polarography, a type of
voltammetry that was discovered by the Czechoslovakian chemist Jaroslav Heyrovsky
in the early 1920s. Polarography, which is still an important branch of voltammetry,
differs from other types of voltammetry in that a dropping mercury electrode (DME) is
used as the working electrode. Voltammetry is widely used by analytical, inorganic,
physical, and biological chemists for fundamental studies of oxidation and reduction
processes in various media, adsorption processes on surfaces, and electron transfer
mechanisms at chemically modified electrode surfaces. For analytical purposes, several
forms of voltammetry are in current use: Stripping voltammetry is now a significant
trace analytical method, particularly for the determination of metals in the environment.
Differential pulse polarography and rapid-scan voltammetry are important for the
determination of drug substances.

Key Words: Voltammetry, Polarography, Voltammetric Methods
vi

İÇİNDEKİLER
BİLİMSEL ETİĞE UYGUNLUK .................................................................................. i
KABUL ONAY ................................................................................................................ ii
TEŞEKKÜR ................................................................................................................... iii
ÖZET ............................................................................................................................... iv
ABSTRACT ..................................................................................................................... v
İÇİNDEKİLER .............................................................................................................. vi
SİMGELER VE KISALTMALAR .............................................................................. ix
TABLOLAR VE ŞEKİLLER LİSTESİ ..................................................................... xiii
1. GİRİŞ ........................................................................................................................... 1
2. GENEL BİLGİLER .................................................................................................... 3
2.1. Voltametri .............................................................................................................. 3
2.1.1. Voltametride Akımlar ...................................................................................... 4
2.1.2. Voltamogramlar ............................................................................................... 5
2.1.3. Voltametrik Cihazlar........................................................................................ 6
2.2. Voltametrinin Çalışma Prensibi ............................................................................. 7
2.3. Voltametrik Hücrenin Bileşenleri........................................................................... 7
2.3.1. Voltametrik Kap .............................................................................................. 7
2.3.2. Destek Elektrolit .............................................................................................. 8
2.4. Voltametride Kullanılan Elektrotlar ....................................................................... 8
2.4.1. Civa Kökenli Elektrotlar ................................................................................ 10
2.4.1.1. Damlayan Civa Elektrodunun Üstünlükleri ve Sakıncaları .................... 11
2.4.2. Katı Elektrotlar .............................................................................................. 12
2.4.2.1. Platin Elektrot ......................................................................................... 13
2.4.2.2. Altın Elektrot ........................................................................................... 13
2.4.2.3. Karbon Elektrotlar ................................................................................... 13
2.4.2.4. Elmas ....................................................................................................... 13
vii

2.4.2.5. Bizmut Elektrot ....................................................................................... 15
2.4.3. Modifiye Elektrotlar ...................................................................................... 15
2.4.4. Dönen Disk ve Halka Disk Elektrotlar .......................................................... 15
2.4.5. Karşılaştırma (Referans) Elektrodu ............................................................... 16
2.4.6. Yardımcı (Karşıt) Elektrot ............................................................................. 16
2.5. Voltametrik Analizi Etkileyen Parametreler ........................................................ 16
2.5.1. Destek Elektrolitin Seçimi ............................................................................. 16
2.5.2. pH Ayarı ........................................................................................................ 17
2.5.3. Sıcaklık Kontrolü ........................................................................................... 17
2.5.4. Oksijenin Uzaklaştırılması ............................................................................. 17
2.5.5. Polarografik Maksimumların Giderilmesi ..................................................... 19
2.6. Elektrot Seçimi ..................................................................................................... 19
2.7. Direk Voltametrik Teknikler ................................................................................ 19
2.7.1. Doğrusal Taramalı Doğru Akım Polarografisi/Voltametrisi ......................... 20
2.7.2. Akım-Örnekleme (Tast) Polarografisi ........................................................... 20
2.7.3. Normal Puls Voltametrisi ve Polarografisi .................................................... 21
2.7.4. Diferansiyel Puls Voltametrisi ve Polarografisi ............................................ 22
2.7.5. Hidrodinamik Voltametri ............................................................................... 23
2.7.5.1. Voltametrik Dedektörler ......................................................................... 24
2.7.5.2. Amperometrik Sensörler ......................................................................... 24
2.7.6. Kare Dalga Voltametrisi ................................................................................ 26
2.7.7. Döngüsel Voltametri ...................................................................................... 27
2.8. Sıyırma Teknikleri ................................................................................................ 30
2.8.1. Anodik Sıyırma Voltametrisi ......................................................................... 31
2.8.2. Katodik Sıyırma Voltametrisi ........................................................................ 33
2.8.3. Adsorptif Sıyırma Voltametrisi ..................................................................... 34
2.8.3.1. AdSV’de Kullanılan Elektrotlar .............................................................. 34
2.8.3.2. Girişimler ................................................................................................ 36
viii

3. SONUÇ ....................................................................................................................... 38
3.1. İlaçların Voltametrik Analizi ................................................................................ 38
KAYNAKLAR .............................................................................................................. 43
ÖZGEÇMİŞ ................................................................................................................... 51
ix

SİMGELER VE KISALTMALAR
Sembol Adı
A : Elektrot alanı
C : Derişim
CL : Ligand derişimi
D : Difüzyon katsayısı
E : Elektrot potansiyeli
E : Yarı dalga potansiyeli
1/2
E : Biriktirme potansiyeli
b
E : Anodik pik potansiyeli
pa
E : Katodik pik potansiyeli
pk
E :Başlangıç potansiyeli
baş
E : Ara potansiyel
ara
E : Bitiş potansiyeli
bitiş
∆E : Potansiyel farkı
∆E : Sabit genlikli puls potansiyeli
p
e : Elektronun yükü
F : Faraday sabiti
I : Akım
I : Anodik akım
a
I : Katodik akım
k
I : Anodik pik akımı
pa
I : Katodik pik akımı
pk
I : Ortalama difüzyon akımı
d
I : İleri tepkimeye ait pik akımı
pi