ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ

Transkript

1 ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ BAZI GEÇİŞ METALLERİNİN BİRLİKTE SPEKTROFOTOMETRİK TAYİNİNDE ÇOK BİLEŞENLİ KALİBRASYON TEKNİKLERİNİN UYGULANMASI Ceren TALYAK BAĞDU KİMYA ANABİLİM DALI ANKARA 2009 Her hakkı saklıdır

2 TEZ ONAYI Ceren TALYAK BAĞDU tarafından hazırlanan Bazı Geçiş Metallerinin Birlikte Spektrofotometrik Tayininde Çok Bileşenli Kalibrasyon Tekniklerinin Uygulanması adlı tez çalışması 27/07/2009 tarihinde aşağıdaki jüri tarafından oy birliği ile Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim Dalı nda Yüksek Lisans Tezi olarak kabul edilmiştir. Danışman : Prof. Dr. Mustafa TAŞTEKİN Jüri Üyeleri: Başkan : Prof. Dr. Fitnat KÖSEOĞLU Gazi Üniversitesi Eğitim Fakültesi Kimya Bölümü Üye : Prof. Dr. Adnan KENAR Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya A.B.D Üye : Prof. Dr. Mustafa TAŞTEKİN Ankara Üniversitesi Fen Fakültesi Kimya A.B.D Yukarıdaki sonucu Onaylarım Prof. Dr. Orhan ATAKOL Enstitü Müdürü

3 ÖZET Yüksek Lisans Tezi BAZI GEÇİŞ METALLERİNİN BİRLİKTE SPEKTROFOTOMETRİK TAYİNİNDE ÇOK BİLEŞENLİ KALİBRASYON TEKNİKLERİNİN UYGULANMASI Ceren TALYAK BAĞDU Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Kimya Anabilim dalı Danışman: Prof. Dr. Mustafa TAŞTEKİN Bu çalışmada, spektrofotometrik olarak elde edilen verilerin değerlendirilmesinde kemometrik olarak çok bileşenli kalibrasyon teknikleri kullanılmıştır. Fe 3+, Ni 2+, Co 2+ metalleri 5 seviyeli tasarıma göre 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,4 ppm olmak üzere seviyelerinde Training set hazırlanmıştır. Metal katyonlarını kompleksleştirici olarak PAR [4-(2- Piridilazo)rezorsinol] kullanılmıştır. En uygun deneysel koşullar araştırılmış (ph, sıcaklık, kompleksleşme süresi, kompleksin stokiyometrisi, kompleksleşmenin zamana karşı değişimi, alt tayin sınırı ve bazı katyonların bozucu etkileri) ve bunun sonucunda ph 10,5 olacak şekilde ayarlanıp, uygun koşullarda çalışılmıştır. UV spektrofotometresiyle çözeltilerin dalga boyu taraması yapılmış ve verilerden elde edilen matristen CLS (klasik en küçük kareler), PCR (temel bileşen regresyonu) ve PLS1 (kısmi en küçük kareler) tekniklerine göre hesaplamalar yapılmıştır. Bu üç teknikten PRESS değerleri hesaplanarak en uygun tekniğin PCR olduğuna karar verilmiştir. Training setteki her bir çözelti numune kabul edilerek yapılan cross validasyon işleminde % geri kazanım değerleri Fe 3+ için 97,16 ± 2,98 Ni 2+ için 101,89 ± 4,61 ve Co 2+ için 98,78 ± 3,24 olarak bulunmuştur. Bu işlemler numune olarak hazırlanan çözeltilere uygulanarak sonuçlar hesaplanmış ve %95 güven seviyesinde; Fe 3+ için 103,12 ± 9,61, Ni 2+ için 110,18 ± 4,65 ve Co 2+ için 96,80 ± 2,46 geri kazanma verimi elde edilmiştir. Temmuz 2009, 94 sayfa Anahtar Kelimeler: Geçiş metalleri, spektrofotometrik metot, kemometri, kalibrasyon i

4 ABSTRACT Master Thesis THE APPLICATION OF MULTICALIBRATION TECHNIQUES TO THE SIMULTANEOUS SPECTROFHOTOMETRIC DETERMINATION OF SOME TRANSITION METALS Ceren TALYAK BAĞDU Ankara University Graduate School of Natural Applied Sciences Department of Chemistry Supervisor: Prof. Dr. Mustafa TAŞTEKİN In this study, chemometric multivariate calibration techniques were used to evaluate the data obtained spectrophotometrically. 0; 0.1; 0.2; 0.3; 0.4 ppm training set was prepared according to Fe 3+, Ni 2+, Co 2+ five level experimental design. PAR [4-(2-piridilazo) rezorsinol] was used as a ligand. Optimum conditions (ph, temperature, complex-forming time, complex stoichiometry, change of complex-forming against time, limit of quantification (LOQ) and interference of some cations) were investigated and thus ph was arranged to be between and studied under convenient conditions. Wave length scanning of the solutions were performed by UV spectrophotometry and the calculations with the matrix obtained by the data were made by CLS (classical least squares), PCR (principal component analysis) and PLS1 (partial least squares) techniques. By calculating the PRESS data it was determined that PCR is the most convenient tecnique. In cross validation process which assuming all solutions in the training set as a sample, percentage of recovery for Fe 3+, Ni 2+ and Co 2+ was found to be ± 2.98; ± 4.61 and ± 3.24, respectively. Results were calculated by applying this process to the solutions prepared as samples and recovery yield for Fe 3+, Ni 2+ and Co 2+ were obtained to be ± 9.61; ± 4.65 and ± 2.46 at 95% confidence level, respectively. July 2009,94 pages Key Words: Transition metals, spectrophotometric method, chemometry, Calibrations ii

5 TEŞEKKÜR Çalışmalarım sırasında beni yönlendiren, araştırmalarımın her aşamasında yardım ve desteğini esirgemeyen sayın danışman hocam Prof. Dr. Mustafa TAŞTEKİN e emek ve bilgilerini esirgemeyen hocalarım Prof. Dr. Adnan KENAR a, Prof. Dr. Orhan ATAKOL a, her türlü fikir alışverişinde bulunduğum ve birlikte çalıştığım arkadaşlarım Rukiye SAYGILI ya, Nilüfer KAYA ya, her zaman yanımda olup beni destekleyen sevgili aileme ve değerli eşim Özgür BAĞDU ya sonsuz teşekkür ederim. Ceren TALYAK BAĞDU Ankara,Haziran 2009 iii

6 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii TEŞEKKÜR... iii SİMGELER DİZİNİ... vii ŞEKİLLER DİZİNİ... viii ÇİZELGELER DİZİNİ... x 1. GİRİŞ Kaynak Özetleri KURAMSAL TEMELLER Kemometri Deneysel Tasarım Faktöriyel tasarım Kısmi faktöriyel tasarım Beş seviyeli tasarım Taguchi tasarımı Simplex-Centroid tasarım Doehlert tasarımı Kalibrasyon Tek değişkenli kalibrasyon Çok değişkenli klaibrasyon Matrisler Matris transpozu Matrislerin çarpımı Matrislerin tersi Klasik En Küçük Kareler Metodu (CLS) CLS nin avantajları ve dezavantajları Ters En Küçük Kareler Metodu (ILS) ILS nin avantajları ve dezavantajları Temel Bileşen Analizi (PCA) Faktörlerin bulunması ve algoritmalar iv

7 2.8 Temel Bileşen Regresyonu (PCR) Regresyon PLS UV-VIS Spektrofotometrisi UV-VIS spektrofotometreler Cihazın bileşenleri Kompleks kompleks stokiyometrisinin spektrofotometrik tayini MATERYAL VE YÖNTEM Kullanılan Cihazlar UV-VIS spektrofotometre ph metre Atomik absorpsiyon spektrofotometresi Kullanılan Kimyasal Madde ve Çözeltiler Su Diğer kimyasal maddeler Standart referans maddeler Kullanılan çözeltiler Demir, Nikel ve Kobalt çözeltileri Kompleks oluşumunda kullanılan çözeltiler Bozucu etki gösterebilecek türlerle ilgili çözeltilerin hazırlanması Yöntem Kompleks oluşumunda optimum koşulların belirlenmesi ph etkisinin belirlenmesi Kompleks oluşum sıcaklığının belirlenmesi Kompleks stokiyometrisinin tayini Kalibrasyon çözeltileri (training set) Alt tayin sınırının belirlenmesi Bozucu etki yapan türlerin belirlenmesi Fe(III), Ni(II), Co(II) iyonlarının birbirlerine bozucu etkisinin belirlenmesi Geliştirilen metodun standart numuneye uygulanması Cross validasyon işlemi PRESS değerlerinin hesaplanması v

8 Malinowski yöntemiyle temel bileşen analizi ARAŞTIRMA BULGULARI Kompleks Oluşumunda Optimum Koşulların Belirlenmesi Komplekslerin oluşturulması ve spektrumların alınması ph Etkisi Kompleks oluşumuna zamanın etkisi Kompleks oluşum sıcaklığının belirlenmesi Kompleks stokiyometrisinin tayini Kalibrasyon Çözeltilerinin (Training Set Çözeltilerinin) Spektrumları CLS yöntemiyle training set çözeltilerinin değerlendirilmesi PCR yöntemiyle training set çözeltilerinin değerlendirilmesi PLS1 yöntemiyle training set çözeltilerinin değerlendirilmesi Training set çözeltilerinin değerlendirilmesinde CLS, PCR, PLS1 yöntemlerinin karşılaştırılması Alt Tayin Sınırının Belirlenmesi Bozucu Etki Yapan Türlerin Belirlenmesi Fe(III), Ni(II), Co(II) İyonlarının Konsantrasyon Oranlarının Bozucu Etkisinin Belirlenmesi Geliştirilmiş Yöntemin Standart Numuneye Uygulanması TARTIŞMA VE SONUÇ KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ vi

9 SİMGELER DİZİNİ Abs PAR UV-VIS AAS CLS ILS PCR PLS PRESS DOSC RMSEP rms ASA CAF COD Absorpsiyon 4-(2-pridilazo)rezorsinol Ultraviyole ve Görünür Bölge Spektroskopisi Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi Klasik En Küçük Kareler Ters En Küçük Kareler Temel Bileşen Analizi Kısmi En Küçük Kareler Tahmini Artık En Küçük Kareler Toplamı Doğrudan Ortogonal Sinyal Düzeltme Tahmini Artık Kareler Hatası Ortalama Kareler Hatası Kökü Asetil Salisilik Asit Kafein Kodein Fosfat vii

10 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 2.1 Bilimin dairesel akış şeması 13 Şekil 2.2 İki faktörün etkisinin çalışıldığı iki seviyeli faktöriyel tasarımın grafiksel gösterimi..16 Şekil Faktöriyel tasarım (i) AB etkileşmesi, (ii) AC etkileşmesi, (iii) BC, (iv) ABC etkileşmesi Şekil 2.4 Dairesel Üreteç.22 Şekil 2.5 Simplex-Centroid tasarım.25 Şekil 2.6 İki değişkenli bir Doehlert tasarımı..26 Şekil 2.7 a) klasik b) ters kalibrasyonda hatalar arasındaki fark.27 Şekil 2.8 a) Tek Işın yollu cihaz b) çift ışın yollu cihaz.. 43 Şekil 2.9 Sürekli değişim yöntemiyle kompleks stokiyometrisinin belirlenmesi...45 Şekil 2.10 Mol oranı yöntemiyle kompleks stokiyometrisinin belirlenmesi..46 Şekil 4.1 Fe(III)-PAR kompleksinin spektrumu.58 Şekil 4.2 Ni(II)-PAR kompleksinin spektrumu...59 Şekil 4.3 Co(II)-PAR kompleksinin spektrumu Şekil 4.4Fe(III)-PAR, Ni(II)-PAR Co(II)-PAR komplekslerinin spektrumu..60 Şekil 4.5 Fe(III)-PAR, Ni(II)-PAR Co(II)-PAR komplekslerinin üst üste çakışan spektrumları Şekil 4.6 ph-absorbans grafiği...61 Şekil 4.7 Zaman (saniye)-absorpsiyon grafiği Şekil 4.8 Fe(III)-PAR kompleksinin sıcaklık absorpsiyon grafiği..63 Şekil 4.9 Ni(II)-PAR kompleksinin sıcaklık absorpsiyon grafiği...63 Şekil 4.10 Co(II)-PAR kompleksinin sıcaklık absorpsiyon grafiği.64 Şekil 4.11 Job yöntemi ile Fe 3+ ve PAR arasında oluşan yapının kompleks stokiyometrisinin tayini Şekil 4.12 Job yöntemi ile Ni 2+ ve PAR arasında oluşan yapının kompleks stokiyometrisinin tayini Şekil 4.13 Job yöntemi ile Co 2+ ve PAR arasında oluşan yapının kompleks stokiyometrisinin tayini...67 Şekil 4.14 Training set spektrumu...68 Şekil 4.15 Training set nm arası değerlendirilen bölge.69 Şekil 4.16 Training set çözeltilerinin bilinen konsantrasyonlarının CLS yöntemiyle bulunan konsantrasyonlara karşı grafiği...70 Şekil 4.17 CLS yöntemine cross validasyon uygulanarak bulunan sonuçların bilinen konsantrasyona karşı grafiği.. 72 Şekil 4.18 PRESS değerlerine göre temel bileşen sayısı...73 Şekil 4.19 Malinowski yöntemiyle temel bileşen sayısının belirlenmesi 73 Şekil 4.20 Training set çözeltilerinin bilinen konsantrasyonlarının PCR yöntemiyle bulunan konsantrasyonlara karşı grafiği..74 Şekil 4.21 PCR yöntemine cross validasyon uygulanarak bulunan sonuçların bilinen konsantrasyona karşı grafiği.. 76 Şekil 4.22 Fe(III) katyonu için PRESS değerlerine göre temel bileşen sayısı Şekil 4.23 Ni(II) katyonu için PRESS değerlerine göre temel bileşen sayısı...77 viii

11 Şekil 4.24 Co(II) katyonu için PRESS değerlerine göre temel bileşen sayısı Şekil 4.25 Training set çözeltilerinin bilinen konsantrasyonlarının PLS1 yöntemiyle bulunan konsantrasyonlara karşı grafiği Şekil 4.26 PLS1 yöntemine cross validasyon uygulanarak bulunan sonuçların bilinen konsantrasyona karşı grafiği.. 80 Şekil 4.27 Fe(III) için alt tayin sınırı...82 Şekil 4.28 Ni(II) için alt tayin sınırı 83 Şekil 4.29 Co(II) için alt tayin sınırı 83 Şekil 4.30 Nickel Kobalt Erz V numunelerinin spektrumu. 88 ix

12 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 2.1 Tasarım matrisleri Çizelge 2.2 Faktörler Çizelge 2.3 Seviyeler Çizelge 2.4 AB etkileşimleri Çizelge 2.5 Beş Seviyeli tasarımın ilk satırı Çizelge 2.6 Beş Seviyeli tasarımda yineleyici seviyelerin yerleştirilmesi Çizelge 2.7 Beş seviyeli tasarımda dairesel üretecin kullanılması Çizelge 2.8 Beş seviyeli tasarımda [ ] fark vektörü ile 1.kolonun doldurulmas Çizelge 2.9 Beş seviyeli tasarım..24 Çizelge 3.1 Kullanılan kimyasal maddeler Çizelge 3.2 Nickel Kobalt Erz V adlı numunenin bileşimi Çizelge 3.3 Kalibrasyon çözeltilerinin hazırlanmasında kullanılan katyonların seviyeleri Çizelge 3.4 Kalibrasyon çözeltilerinin hazırlanmasında kullanılan çözeltilerin hacimleri Çizelge 3.5 Fe(III), Ni(II), Co(II) iyonlarının konsantrasyonları...55 Çizelge 3.6 Sentetik numunelerin hazırlanmasında kullanılan çözeltilerin hacimleri...55 Çizelge 4.1 Zaman çalışması çözelti hacimleri...62 Çizelge 4.2 Job yöntemi için Fe 3+ -PAR kompleks stokiyometrisinin tayini...64 Çizelge 4.3 Job yöntemi için Ni 2+ -PAR kompleks stokiyometrisinin tayini Çizelge 4.4 Job yöntemi için Co 2+ -PAR kompleks stokiyometrisinin tayini..66 Çizelge 4.5 Training set çözeltileri için CLS, PCR ve PLS1 yöntemlerinin karşılaştırılması...81 Çizelge 4.6 Alt tayin sınırı...84 Çizelge 4.7 Yabancı katyonların bozucu etkileri.85 Çizelge 4.8Sentetik numune sonuçları 86 Çizelge 4.9 Nickel Kobalt Erz V numunesinin sonuçları Çizelge 5.1 CLS, PCR ve PLS1 için hesaplanan PRESS değerleri.89 Çizelge 5.2 Geri kazanım yüzdeleri x

13 1. GİRİŞ Metal iyonları ve metal kompleksleri organizmaların hayati fonksiyonlarında önemli bir yere sahiptir. Son yıllarda metallerin bitki, hayvan ve insanlar üzerindeki olumlu ve olumsuz etkileri yoğun bir şekilde araştırılmaktadır (Wang et al. 1997). Demir, nikel, kobalt metalleri beraber birçok numunede (jeolojik, çevresel, endüstriyel) karşımıza çıkar. Bu metaller kimyasal özellikleri bakımından benzerlik gösterirler. Demir dünyada en çok bulunan elementlerden birisi olup yerkabuğunda %5 oranında bulunur. Demir, bakır ve kalsiyum gibi bazı minerallerin emilimi ve kanda oksijeni taşıyan kırmızı kan hücrelerinin ve çeşitli enzimlerin üretimi için gereklidir. Besin maddeleri ve suda bulunur. Toprakta da bol miktarda demir bileşikleri bulunur. Demirin fazlası insanlar için zehirleyicidir, çünkü aşırı miktarda alınan iki değerli demir (ferros demir) vücuttaki peroksitlerle reaksiyona girerek serbest radikaller yapar. Nikel doğada genelde kobalt ile birlikte bulunur. Nikel paslanmaz çelik, mıknatıs, bozuk para ve özel alaşımlar gibi birçok endüstriyel ürünlerde kullanılmaktadır ( Kobalt, sığır ve koyun gibi geviş getiren hayvanların beslenmesinde ve insandaki alyuvarların olgunlaşmasında gerekli olan B 12 vitamininde yer alır ( Bu metal iyonlarının hassas ve seçici olarak tayinini gerçekleştirmek oldukça önemlidir. Elektrokimya, polarografi, atomik absorpsiyon, atomik floresans gibi çeşitli spektrofotometrik yöntemler bu iyonların tayininde kullanılmaktadır. Ancak UV-VIS spektrofotometri yöntemi tekrarlanabilirliği, kolaylığı ve geniş uygulama alanı nedeniyle tercih edilmektedir. Buna karşın geleneksel spektrofotometrik yöntemler ile bu iyonların bir arada kantitatif tayini spektrumlarının üst üste çakışması sebebiyle mümkün olmamaktadır. Bu sebeple karışımlarda iyonların birlikte tayini önem kazanmaktadır. Numunelerde bulunan türlerin birlikte tayininde son yıllarda çok değişkenli kalibrasyon teknikleri sıklıkla kullanılmaya başlamıştır (Rodriguez et al. 1998, Marx et al. 2002, Bro et al. 2003, Dinç vd.2005, Nadler et al. 2005). Kemometrik yöntemlerin bir çeşit uygulaması olan çok değişkenli kalibrasyon tekniklerinden en çok 1

14 kullanılanları klasik en küçük kareler (CLS), ters en küçük kareler (ILS), temel bileşen regresyonu (PCR) ve kısmi en küçük kareler (PLS) dir. Bu tez çalışmasında, UV-VIS spektrofotometrisiyle çok değişkenli kalibrasyon teknikleri kullanarak demir, nikel ve kobalt iyonlarının bir arada tayini hedeflenmiştir. UV-VIS spektrofotometrisi kullanarak bu iyonların birlikte tayini oldukça zordur, genelde absorpsiyon spektrumları üst üste çakışması nedeniyle kantitatif tayin için uygun değildir. Bu noktada UV-VIS spektrofotometrisi için çok değişkenli kalibrasyon teknikleri önemli rol oynar. Çok değişkenli kalibrasyon teknikleri kolay, hızlı ve ekonomiktir. Herhangi bir ön işlem veya kromotografik ayırma gerektirmez (Safavi 2006). Metodun temeli, 4-(2-pridilazorezorsinol) (PAR) ın sodyum tuzu ile ilgilendiğimiz iyonların renkli komplekslerini oluşturarak, bunların UV-VIS spektrofotometresiyle ölçümünden elde edilen verilerin bilgisayar ortamında çok değişkenli kalibrasyon teknikleri ile değerlendirilmesi esasına dayanmaktadır. 1.1 Kaynak Özetleri K. Zarei et al yılında, koloidal ortamda doğrudan ortogonal sinyal düzeltme-pls metoduyla demir, nikel ve kobaltın birlikte tayini adlı çalışmayı yapmışlardır. Bu çalışmada Fe(II), Ni(II), Co(II) katyonlarının 1-(2-piridilazo)-2-naftol (PAN) ile komplekslerinin kolay ve seçici spektrofotometrik bir metot ile aynı anda tayinleri tarif edilmiştir. Fe(II), Ni(II), Co(II) katyonlarının bu reaktif ile komplekslerinin spektrumları çakıştığı halde herhangi bir ön işlem gerektirmeden PLS ve DOSC (doğrudan ortogonal sinyal düzeltme) ile tayinleri yapılabilmiştir. Optimum koşullar araştırılmış ve edinilen bilgiler doğrultusunda ph = 4, PAN 8, M olacak şekilde ayarlanmıştır. İlgili kompleksler suda çözünmediğinden % 1,4 (h/h) Triton X-100 ve % 30 (h/h) etanol kullanılmıştır o C arasında sonucun değişmediği gözlendiği için oda sıcaklığında çalışılmıştır. Ayrıca absorbansın, iyonik şiddetle değişmediği tespit edilmiştir. Spektrumlar nm aralığında alınarak, 314 veri kullanılmıştır. 2

15 Sonuçlar MATLAB programlama dilinde yazılmış olan bir program ile değerlendirilmiştir. Lineer aralık Co(II) için 0,30-4,50 µg/ml, Ni(II) için 0,20-3,00 µg/ml ve Fe(II) için 0,30-5,00 µg/ml dir. Yaygın olarak bulunan anyon ve katyonların bozucu etkileri araştırılmıştır. Konsantrasyonlarda % 5 hataya sebep olunca bozucu etki olarak kabul edilmiştir. 200 kat olduğunda K +, Na +, Ca 2+, Pb 2+, Sn 2+, NH + 4, Cd 2+, Mo 6+, C 2 O 2-4, S 2 O 2-3, IO - 3, Os 8+, Cl -, SO 2-4, NO - 3 ve CO 2-3 ; 100 kat olduğunda F -, Ce 4+ ; 50 kat olduğunda As 3+, Ba 2+, Al 3+ ve CN - ; 20 kat olduğunda Ag +, Sb 3+, ve BiO - 3 ; 10 kat olduğunda Mg 2+ ; 4 kat olduğunda Mn 2+, Cu 2+, CrO 2-4 ; 1 kat olduğunda Zn 2+ bozucu etki göstermektedir. PLS ve DOSC-PLS den elde edilen sonuçlar istatistiksel olarak karşılaştırılmıştır. Sonuçlardan en iyi metodun DOSC-PLS olduğu görülmüştür. Önerilen bu metot ile sentetik numunelerde Fe(II), Ni(II), Co(II) katyonlarının birlikte tayini yapılmış ve memnun edici sonuçlar alınmıştır. Ali Niazi 2006 yılında, renklendirici reaktif karışımı vasıtasıyla spektrofotometrik olarak PLS kullanarak Fe(II) ve Fe(III) katyonlarının birlikte farmasötikler içinde tayini adlı bir çalışma yapmıştır. Çalışma 1,10-fenantrolin ve 5-sülfosalisilik asit reaktifleriyle ph 4,5 te analitlerin reaksiyonlarına dayanmaktadır. Bütün standart ve sentetik numuneler 0,003 mol/dm 3 1,10-fenantrolin ve 5-sülfosalisilik asit reaktifleriyle muamele edilmiştir. Reaktifle karıştırıldıktan 5-10 dakika sonra spektrumlar alınmıştır nm aralığında 34 farklı Fe(II) ve Fe(III) katyon karışımının spektrumu kaydedilmiştir. Fe(II) 0,1-7,0 µg/ml, Fe(III) 0,5-14,0 µg/ml aralığında çalışılmış, alt tayin sınırlar sırasıyla 0,045 ve 0,158 µg ml - olarak tayin edilmiş, RMSEP değerleri 0,1559 ve 0,2067 olarak hesaplanmıştır. Yabancı iyonların bozucu etkileri araştırılmış, Co 2+, Pb ve WO 4 iyonlarının bozucu etkisi gözlenmiştir. Bu metot farmasötik ürünlerde Fe(II) ve Fe(III) katyonlarının birlikte tayininde başarıyla uygulanmıştır. Leila Hejazi et al yılında, katı faz ekstraksiyonu ve PLS ile eser miktarda Co, Ni, Cu ın birlikte spektrofotometrik olarak tayini adlı bir çalışma yapmışlardır. Bu çalışmada, kolay ve seçici olarak nikel, kobalt, bakırın 1-(2-piridilazo)-2-naftol (PAN) komplekslerinin ekstraksiyonu, zenginleştirilmesi ve tayini yapılmıştır. Kalibrasyon için üçgen tasarıma göre sırasıyla 5,90-41,25; 0,30-29,35; 0,64-41,30 ng/ml kobalt, nikel ve bakır içeren 21 adet çözelti hazırlanmıştır. Cross-validasyon ile PRESS değerleri 3

16 hesaplanmış ve buna göre faktör sayıları kobalt için 7, nikel için 9, bakır için 8 olarak bulunmuştur. Uygun koşullar araştırılmış buna göre çözücü olarak metanol seçilmiş, ph 5,5 olarak ayarlanmıştır. Artık kareler hatası (RMSEP) 0,48 ve 1,37 ng/ml aralığında değişmektedir. Wagner J. Barreto et al yılında, çoklu kalibrasyon metodu kullanarak Hg 2+, Pb 2+ ve Cu 2+ nin aynı anda spektrofotometrik tayini adlı bir çalışma yapmışlardır. Bu çalışmada [NBu 4 ] 2 [Zn(1,3-ditiyol-2-tiyon-4,5-ditiyolat) 2 ] kompleksinin geçiş metallerinin aynı anda spektrofotometrik tayinine uygulanabilirliği araştırılmıştır. Sonuçların değerlendirilmesinde, Temel Bileşen Regresyonu (PCR) kullanılmıştır. Bu metot, sulu çözeltide t=0, 20, 60 ıncı dakikalardaki reaksiyonla Hg 2+, Pb 2+ ve Cu 2+ ı tayin etmekte kullanılmıştır. [NBu 4 ] 2 [Zn(1,3-ditiyol-2-tiyon-4,5-ditiyolat) 2 ] veya [Zn(dmit) 2 ] 2- organik çözücülerde çözünen bir yapı olup, 500 nm de şiddetli pik verir. Kompleks birçok geçiş metaliyle yer değiştirme reaksiyonu vermektedir. [Zn(dmit) 2 ] 2- + Me 2+ [Me(dmit) 2 ] 2- + Zn 2+ Me 2+ = Hg 2+, Pb 2+, Cu 2+, Cd 2+, Mn 2+, Cr 2+, Ni 2+, Co 2+, Fe 2+ [Zn(dmit) 2 ] 2- ın kullanıldığı başka bir spektrofotometrik yöntemle yüksek konsantrasyonda gümüş ve kalay mevcudiyetinde bakır analizi yapılabilmektedir. Karışımların hazırlanmasında simplex-centroid karışım tasarımı kullanılmıştır. Üç çözelti yalnızca tek metal içermekteyken, üç tanesi ikili metal, bir tanesi üçlü metal içermektedir. Tek metal içeren çözeltinin kombinasyonu (100, 0, 0), (0, 100, 0), (0, 0, 100) şeklinde; ikili metal içeren çözeltinin kombinasyonu (50, 0, 50), (50,50,0), (0,50,50) şeklinde ve üçlü metal içeren çözeltinin kombinasyonu (33, 34, 33) şeklindedir. Bu çözeltilere ek olarak (60, 20, 20), (20, 20, 60) ve (20, 60, 20) kombinasyonunda çözeltiler hazırlanmıştır. Çözelti hacimleri 5 ml ye tamamlanmıştır. 4

17 Hg 2+, Pb 2+ ve Cu 2+ için ortalama kareler hatası kökü (rms) sırasıyla t= 0 da 1, , 1, ve 1, ; t=20 de 1, , 2, ve 2, ; t=60 da 1, , 1, ve 1, olarak hesaplanmıştır. Sonuçlar, spektrumları örtüşen metallerin tayininin başarılı olduğunu göstermiştir. A.Safavi et al yılında kısmi en küçük kareler karibrasyonu metoduyla Fe(III), Al(III), Cu(II) ın birlikte tayinini gerçekleştirmişlerdir. Şelatlaştırıcı olarak Alizarin Red S geliştirilmiş ve bununla Fe(III), Al(III), Cu(II) ın bir arada spektrofotometrik tayini gerçekleştirilmiştir. Sistemi etkileyen parametreler ve optimum koşullar araştırılmıştır. ph 1 ile 9 aralığında değiştirildiğinde en yüksen absorpsiyon şiddeti ph 5 iken gözlenmiştir. İyonik şiddetin etkisinin araştırılmasında değişik konsantrasyonlarda NaNO 3 kullanılmış ve iyonik şiddetin artmasıyla hassalığın azaldığı gözlenmiştir. ARS ile reaksiyon stokiyometrisi Fe(III) için 1:2 ve 1:1, Al(III) 1:2 ve 1:1, Cu(II) için ise 1:2 olduğu anlaşılmıştır. Faktör sayıları sırasıyla 6, 5 ve 7 dir. Fe(III), Al(III), Cu(II) ın sırasıyla , , ng/ml lik üçlü karışımlarının analizi için PLS çok değişkenli kalibrasyon metodu kullanılmıştır. Absorbansları nm aralığında ölçülmüştür. Çeşitli sentetik alaşım çözeltilerinde toplam bağıl standart hata % 5 ten daha küçük olarak bu metal iyonları birlikte tayin edilebilmiştir. M.Kompany-Zareh et al yılında, temel bileşen analizi (PCA) ve yapay sinir ağları kullanarak bazı endüstriyel numunelerde ksilenol oranj ile demir ve nikelin birlikte spektrofotometrik tayinini gerçekleştirmişlerdir. Demir ve nikel ksilenol oranj ile sulu çözeltiden ph 4 de birlikte tayin edilmiştir. Çözeltide bulunan Fe(III) ler Fe (II) ye dönüştürüldükten sonra tayin edilmiştir. Al(III) Zr(IV) ve Ti(IV) in bozucu etkilerini giderebilmek amacıyla 0,5 ml % 0,4 lük (a/h) F - çözeltisi kullanılmıştır. Sodyum nitrat kullanılarak iyonik şiddetin çalışmaya etkisi araştırılmış ve tuzun konsantrasyonu 4,0 mol/l olduğunda bile, fazla bir etkisinin olmadığı gözlenmiştir. Spektral verilere temel bileşen analizi (PCA) ve üç katmanlı düğümler içeren yapar sinir ağları (ANNs) uygulanmıştır µg/l Demir ve µg/l Nikel içeren 30 kalibrasyon çözeltisi ve 20 sentetik numune hazırlanmıştır. Demir için bağıl standart sapma % 3,8 ve nikel için bağıl standart sapma % 4,7 olarak hesaplanmıştır. 5

18 Jahanbakhsh Ghasemi et al yılında nitrozo R tuzu kullanılarak karışımlarda PLS ile kobalt, bakır ve nikelin birlikte spektrofotometrik olarak tayini adlı bir çalışma yapmışlardır. Kobalt, bakır ve nikel sırasıyla 0,4-2,6; 0,6-3,4; 0,5-5,5 ppm konsantrasyonlarında çalışılmıştır. Deneysel kalibrasyon seti üç bileşenin karışımından oluşan 36 numune çözeltisidir. Absorpsiyon spektrumu nm aralığında kaydedilmiştir. RMSD değerleri PLS1 kullanılarak kobalt için 0,0192, bakır için 0,0263, nikel için 0,0446 olarak bulunmuştur. Çeşitli katyon ve anyonların bozucu etkileri araştırılmış, konsantrasyonda ± % 5 ten fazla değişikliğe yol açmadığı konsantrasyonlarda bu yabancı iyonların bozucu etki göstermediği kabul edilmiştir. Fe 3+, Hg 2+, Zn 2+ en çok etkisi olan yabancı iyonlar olarak tespit edilmiştir. Optimum koşullar araştırılmış, ph 7,8 ve nitrozo R tuzu konsantrasyonu 1, M olduğunda maksimum absorbans gözlenmiştir. Kobalt, bakır ve nikel için lineer aralık sırasıyla 0,4-2,6 ppm; 0,6-3,4 ppm; 0,5-5,5 ppm olduğu için bu aralıklarda çalışılmıştır. Üçgen deney tasarımı kullanılmış ve numuneler analiz edilmiştir. Gerçek değerler kobalt için 0,99 ppm; bakır için 1,70 ppm; nikel için 0,71 ppm iken sırasıyla 0,98 ± 0,01 ppm; 1,68 ± 0,015 ppm; 0,72 ± 0,021 ppm olarak tayin edilmiştir. Monica C.F.Ferraro et al yılında, kısmi en küçük kareler (PLS1) yöntemi ile farmasötik numunelerden furosemit ve amilorit hidrokloritin birlikte analizi adlı bir çalışma yapmışlardır. Bu metodun konsantrasyon aralığı furosemit için 8,0-13,0 mg/l, amilorit hidroklorit için 1,0-1,6 mg/l olarak seçilmiştir. 4 seviyeli faktöriyel tasarım ile 16 çözelti içeren training set metil alkol-su (1:1) karışımında hazırlanmıştır. 16 sentetik numunenin analizi yapılmıştır. Bu metot üç değişik farmasötik numuneye uygulanmış ve sonuçlar HPLC sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Ortalama geri kazanım furosemit için % 99,59; amilorit hidroklorit için % 101,04 olarak hesaplanmıştır. A.M. Garcia Rodriguez et al yılında, UV-VIS spektrofotometrisiyle çoklu kalibrasyon metodu kullanılarak demir, kobalt, nikel ve bakırın birlikte tayini adlı bir çalışma yapmışlardır. Bu çalışmada iyi bir renklendirici olan 1,5-bis(di-2- pridilmetilen)tiyokarbonohidrazin (DPTH) reaktifiyle demir, kobalt, nikel ve bakırın kompleksleri bir arada tayin edilmiştir. Bu komplekslerin absorpsiyon eğrileri üst üste çakışmaktadır. Bu sebeple PCR, PLS1 ve PLS2 algoritmaları uygulanmıştır. Optimum 6

19 koşullar araştırılmış, sodyum asetat ile ph 4 e tamponlandığında maksimum absorbans gözlenmiştir. DPTH konsantrasyonunun etkisi incelenmiş ve 2, M reaktif uygun bulunmuştur. 30 dakika ile 12 saat aralığında karışımın spektrumunun sabit kaldığı gözlenmiştir. Lambert Beer yasasına uygun olduğu konsantrasyon aralığı kobalt için 0,2-1,3 µg/ml; nikel için 0,1-1,2 µg/ml; demir için 0,1-1,1 µg/ml; bakır için 0,2-1,2 µg/ml olarak bulunmuştur. Yabancı iyonların bozucu etkileri araştırılmış, bu amaçla demir, kobalt, nikel ve bakırın her birinden 0,4 µg/ml içeren karışımlar hazırlanarak yabancı iyondan kütlece 2500 kat içerecek şekilde ilave edilerek başlanmış bozucu etki yok olana kadar devam edilmiştir. En çok bozucu etki gösteren iyonların çinko ve kadmiyum olduğu tespit edilmiştir. Herhangi bir ön işleme tabi tutulmadan biyolojik materyallerde bu iyonlar birlikte tayin edilebilmiştir. En iyi sonuçlar PLS2 kalibrasyon metodu ile elde edilmiştir. PLS2 metoduyla geri kazanımlar demir için % 91, nikel için % 98, kobalt için % 100 ve bakır için % 101 olarak hesaplanmıştır. M. Cholamian et al yılında, nitraminlerin ikili karışımlarının kısmi en küçük kareler (PLS) metoduyla çok değişkenli kalibrasyon ile tayini adlı bir çalışma yapmışlardır. Siklo-1,3,5-trimetilen-2,4,6-trinitramin (RDX) ve siklo-1,3,5,7- tetrametilen-2,4,6,7-tetranitramin (HMX) in spektrumlarının üst üste çakışması sebebiyle PLS metodu uygulanmıştır. Konsantrasyon aralığı HMX için 0,584-10,220 µg/ml, RDX için 0,400-8,000 µg/ml olan 15 adet kalibrasyon çözeltisi hazırlanmıştır. 190 ve 400 nm aralığında absorpsiyon spektrumu alınmıştır. Faktör sayısını belirlemek için cross-validasyon metodu uygulanmış, PRESS değerine karşı çizilen grafikten faktör değerleri 3 ve 4 olarak bulunmuştur. Bu bileşenleri endüstriyel numunelerde tayin etmek amacıyla PLS2 kullanılmıştır. % 97 bulunan RDX % 94 olarak, % 4 bulunan HMX ise, % 3,94 olarak tayin edilebilmiştir. Zouhair Bouhsain et al yılında, PLS-UV spektrofotometrik metot ile farmasötik numunelerden parasetemol, asetilsalisilik asit ve kafeinin birlikte tayini adlı bir çalışma yapmışlardır. Absorpsiyon spektrumu 216 ve 300 nm aralığında okunmuştur. Bu üç bileşeni değişik iki seviyede içeren 8 karışım hazırlanmıştır. Numuneler % 20 etanol-su karışımında hazırlanmıştır. Çözeltilerde parasetemol (PRC) 13,5-33 mg; asetilsalisilik asit (ASA) 18-38,5 mg; kafein (CAF) 2,7-5,5 mg aralıklarındadır. Gerçek ve sentetik 7

20 numunelere bu metot uygulanmış ve sapma sabitleri ile hatalar % 5 den küçük bulunmuştur. Fiorinal Sandoz adlı tablette PRC 300 mg/unit, ASA 200 mg/unit, CAF 40 mg/unit bulunmaktadır. Bu metot ile PRC, ASA ve CAF sırasıyla 308 ± 4, 202 ± 1, 38 ± 1 mg/unit olarak tayin edilmiştir. G. Langergraber et al yılında organik maddelerin ve nitratın atık sudan UV-VIS spektrofotometrisiyle kantitatif olarak tayini adlı bir çalışma yapmışlardır. Tek bir cihaz ile organik maddelerin ve nitratın bir arada tayini yapılmıştır. Bunun için su altı UV- VIS spektrofotometresi kullanılmış ve nm aralığında absorpsiyon spektrumları alınmıştır. Kullanılan su altı UV-VIS spektrometresi 44 mm genişliğe ve 0,6 m uzunluğa sahiptir nm aralığında sonuçları gerçek zamanlı olarak göstermektedir. Bu ölçümle numuneyi yerinde, her hangi bir ön işlem yapmadan tayin etmek mümkündür. Her ölçüm yaklaşık 15 saniye almaktadır. Bu iki ışın yollu 256 piksel, ışın kaynağı olarak ksenon lambası kullanılan bir cihazdır. Boru şeklinde alüminyum gövde ile kaplanmıştır. Veri kaydetme ve suyun seviyesini ölçme özellikleri de bulunmaktadır. PLS kalibrasyon yöntemi kullanılmıştır. Standart hatalar COD (kimyasal oksijen ihtiyacı) için 23,5; NO 3 azotu için 0,29; TSS (bulanıklık) için 7,75 olarak hesaplanmıştır. Erdal Dinç vd yılında, ILS ve PCR teknikleriyle kodein fosfat (COD), asetilsalisilik asit (ASA), kafeinin (CAF) bir arada tabletlerden spektrofotometrik olarak tayini adlı bir çalışma yapmışlardır. Herhangi bir ön işleme tabi tutulmadan bu bileşenlerin üçlü karışımları içerisinden tayinini gerçekleştirmişlerdir nm aralığında absorpsiyon spektrumu alınarak ILS ve PCR teknikleri bu ilaçların sentetik üçlü karışım numunelerine uygulanmıştır µg/ml COD, 0-44 µg/ml ASA, 0-40 µg/ml CAF içeren 18 çözelti training set için hazırlanmış ayrıca sentetik numuneler analiz edilmiştir. PCR için PRESS değerleri hesaplanarak faktör sayılar belirlenmiştir. En küçük PRESS değerleri COD, ASA ve CAF için sırasıyla 0,781; 0,427; 0,345 olarak bulunmuştur. Ortalama geri kazanımlar ve standart sapmalar sırasıyla kodein fosfat için % 100,2 ± 1,23; % 99,5 ± 2,10, asetilsalisilik asit için % 100,5 ± 1,30; % 100,3 ± 1,18, kafein için % 99,4 ± 1,33; % 99,3 ± 1,31 olarak hesaplanmıştır. 8