KÜKÜRT ATOMU İÇEREN BAZI BİLEŞİKLERİN YÜK-TRANSFER KOMPLEKSLERİNİN SPEKTROFOTOMETRİK OLARAK İNCELENMESİ

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "KÜKÜRT ATOMU İÇEREN BAZI BİLEŞİKLERİN YÜK-TRANSFER KOMPLEKSLERİNİN SPEKTROFOTOMETRİK OLARAK İNCELENMESİ"

Berkant Doğançay
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 Fen ve Mühendislik Dergisi 2000, Cilt 3, Sayı 2 22 KÜKÜRT ATOMU İÇEREN BAZI BİLEŞİKLERİN YÜK-TRANSFER KOMPLEKSLERİNİN SPEKTROFOTOMETRİK OLARAK İNCELENMESİ Ayşegül (YARDIMCI) GÖLCÜ Mustafa DOLAZ Selahattin SERİN KSÜ., Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Kahramanmaraş ÖZET Sülfür atomu içeren bazı donör karekterdeki bileşiklerin (hidrojensülfür, sodyumsülfür, fenilthioüre ve N-Allythioürea), bir π-elektron akseptörü olan tetrachloroquinone (chloranil) ile oluşturduğu yük-transfer komplekslerinin UV-VIS bölgede spektrofotometrik olarak incelenmesi yapılmıştır. Yapılan çalışmalar sonunda donör ve akseptörün 1:1 reaksiyona girdikleri bulunmuştur. UV-VIS SPECTROPHOTOMETRİC İNVESTİGATİONS OF CHARGE- TRANSFER COMPLEXES OF SOMECOMPOUNDS CONTAİNİG SULPHUR ATOM AND CHLORANİL. ABSTRACT The interaction between some electron donors such as hydrogensulphur, natriumsulphur, phenylthioürea and N-Allythioürea, and tetrachloroquinone (chloranil), a π-electron acceptor, has been studied using visible and ultra violet spectra. The acceptor/donor interaction ratio was found to be 1:1. GİRİŞ Yük-transfer kompleksleri kimyasal reaksiyonlara ilaveten, canlı organizmalarda ve biyolojik ortamlarda da önemli derecede rol oynarlar (1,2). Yük transfer komplekslerinin oluşturulması ve yapılarının aydınlatılması, bir çok organik reaksiyonlarda, makromoleküler bileşiklerde ve elektriksel iletkenliklerde son derece önemlidir (3). Yük transfer komplekslerinin önemi anorganik kimyada özellikle büyüktür. Geçiş metal bileşiklerinin renkli olmalarının d orbitallerindeki elektron geçişlerinden ileri geldiği söylenebilir. Elektron geçişleri ile ilgili enerjinin, ışık spektrumunun görünür bölgesine ( nm) rastlaması halinde bileşikler renkli olarak görülür. Elektron geçişleri başlıca iki türdür: Bunlardan birincisinde metalin d orbitallerinin birindeki elektron, yine metalin diğer bir d orbitaline geçer. Böyle geçişlere d-d geçişi denir. d-d geçişlerinde, atomdan atoma elektron göçü söz konusu değildir. İkinci tür elektron geçişlerine yük transfer geçişi denir. Bu geçişlerde iki türdür. Birincisinde akseptör karekterli bir orbitalden donör ağırlıklı bir orbitale (A D) elektron geçişi olur. Diğerinde ise donör ağırlıklı bir orbitalden akseptor ağırlıklı bir orbitale (D A) elektron geçişi vardır. Atomdan atoma elektron geçişi söz konusu olduğundan, bu geçişlere yük transfer geçişleri denir. Yük transfer geçişlerinde atomların başlangıç ve son hallerindeki yüklerinde önemli derecede değişiklik olur. Yük transfer geçişleri izinli geçişler olduğundan olasılığı fazladır ve buna karşılık olan ışık soğurması çok

, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümü, Kahramanmaraş ÖZET Sülfür atomu içeren bazı donör karekterdeki bileşiklerin (hidrojensülfür, sodyumsülfür, fenilthioüre ve N-Allythioürea), bir π-elektron

2 Fen ve Mühendislik Dergisi 2000, Cilt 3, Sayı 2 23 şiddetlidir. d-d geçişleri ise genelde yasaklı geçişlerdir. Onun içinde ışık soğurması zayıftır. Kaba bir karşılaştırma yapılırsa, d-d geçişleri soluk renklere, yük transfer geçişleri de belirgin renklere neden olur denilebilir (4). Bu çalışmada yukarıda adı geçen donör karakterdeki bileşiklerin yük transfer kompleksleri, UV-VIS bölgede incelenmiş ve akseptor/donör birleşme oranı bulunmuştur. MATERYAL VE METOT Reaktif ve Çözeltiler Chloranil Çözeltisi: Etanolde doymuş kloranil çözeltisi, her deney için taze hazırlandı. Na 2 S Çözeltisi: 0,027 gr Na 2 S.3H 2 0 distile suda çözülerek hacim 50 ml'ye tamamlandı ( 4, M). Fenilthioüre Çözeltisi: 0,03 gr fenilthioüre, 2:1 oranında chloroform/etanol karışımında çözüldü ( 4, M). N-Allythioürea: 0,023 gr N-Allythioürea bir miktar etilalkolde çözülerek, hacim 50 ml'ye tamamlandı ( 4, M). H 2 S gazı, katı Na 2 S üzerine derişik HCl asidi gönderilerek elde edilmiş ve elde edilen bu gaz 4, M kloranil çözeltisi üzerine gönderilmiştir. Kloranil ve N-Allythioürea; Carlo Erbaa, sodyumsülfür; Merck, Fenilthioüre; Alfa, firmaları tarafından temin edilmiştir. Cihaz Spektrofotometrik ölçümlerde çift ışık girişli ( Schimadzu 160A) spektrofotometre ve 1 cm kalınlıklı quartz küvetler kullanılmıştır. ARAŞTIRMA BULGULARI VE TARTIŞMA Yük-transfer komplekslerinin oluşumundan hareketle birçok tayin metodları geliştirilmiştir. Örneğin, daha önceki bir çalışmamızda, bu çalışmada kullanılan kloranil ile primer ve sekonder amin grubu içeren bileşiklerden hareketle, yük transfer kompleksi oluşturulup, bu bileşiklerin miktar tayinleri yapılmıştır (5). Amin grubu ihtiva eden bileşiklerin yanısıra kloranil; aminoasitlerin (6), organik bileşiklerdeki halojenlerin (7) ve proteinlerin (8) tayinlerinde de sık sık kullanıldığı literatürlerde kaydedilmiştir. Makalenin başında da söylendiği gibi kloranil donör karakterli bileşiklerle, yük transfer kompleksi oluşturduğunda, oluşan komplekslerin belirgin renklerinin olduğu görülmektedir. Yük transfer komplekslerine ilişkin bilgiler Tablo 1'de verilmiştir.

Bu çalışmada yukarıda adı geçen donör karakterdeki bileşiklerin yük transfer kompleksleri, UV-VIS bölgede incelenmiş ve akseptor/donör birleşme oranı bulunmuştur.

3 Fen ve Mühendislik Dergisi 2000, Cilt 3, Sayı 2 24 Tablo. 1. Yük-Transfer Komplekslerine Ait Karekteristikler Kimyasal Max Dalga boyu Absorbans Molar Renk Formülleri (λmax, nm) (A) absorbtivite (ε) H 2 S Kırmızı 343 0, ,2 Na 2 S Koyu 453 0, ,0 Kahve 426 0, ,2 C 6 H 5 NHCSNH 2 Nefti Yeşil 660 0,328 97,0 C 4 H 8 N 2 S Yeşil 317 0, ,4 Donor-π Elektron Akseptör İlişkisi Kloranilin etilalkoldeki çözeltisi sarı renklidir. Referans olarak etanol kullanılıp UV bölgede absopsiyon piki alındığında, 271 nm'de maximum absorpsiyon piki verdiği gözlenmiştir. 4, M 10 ml kloranil çözeltisi içerisinden H 2 S gazı geçirildiğinde, kloranil çözeltisinin sarı renginin önce koyu kahve rengine, H 2 S konsantrasyonu arttırıldıkça kırmızıya döndüğü gözlenmiştir. Bu kırmızı çözeltinin etanole karşı absorpsiyon piki alındığında 342 nm'de maximum absorbans verdiği gözlenmiştir. Fenilthioürenin alkoldeki çözeltisi, 282 nm'de maximum absorbans piki vermektedir (Şekil 1). Eşit konsantrasyon ve eşit hacimdeki fenilthioüre ve kloranil çözeltisi oda sıcaklığında etkileştirildiğinde, koyu yeşil renkli yük transfer kompleksinin oluştuğu gözlenip, 660 nm'de maximum absorbans verdiği gözlenmiştir (Şekil 2). Şekil.1. Fenithioürenin Absorpsiyon Spektrumu (Alkole Karşı)

Kahve 426 0,894 220,2 C 6 H 5 NHCSNH 2 Nefti Yeşil 660 0,328 97,0 C 4 H 8 N 2 S Yeşil 317 0,420 103,4 Donor-π Elektron Akseptör İlişkisi Kloranilin etilalkoldeki çözeltisi sarı renklidir.

4 Fen ve Mühendislik Dergisi 2000, Cilt 3, Sayı 2 25 Şekil.2. Fenilthioüre Ve Chloranilinin Oluşturduğu Yük Transfer Kompleksinin Absorpsiyon Spektrumu. 4, M 20 ml sodyumsülfür çözeltisi ile aynı hacim ve aynı konsantrasyondaki chloranil çözeltisi oda sıcaklığında, magnetik karıştırıcı ile 15 dakika karıştırıldığında, koyu kahve renkli yük-transfer kompleksinin meydana geldiği görülmüştür. Bu yük-transfer kompleksinin UV-VIS bölgede absorbans piki alındığında 426 nm ve 453 nm'de maximum absorbanslara karşılık gelen iki elektronik geçişinin olduğu görülmüştür (Şekil 3). Şekil.3. Na 2 S Ve Chloranilinin Oluşturduğu Yük Transfer Kompleksinin Absorpsiyon Spektrumu.

koyu kahve renkli yük-transfer kompleksinin meydana geldiği görülmüştür.

5 Fen ve Mühendislik Dergisi 2000, Cilt 3, Sayı 2 26 Yine aynı konsantrasyonda 10 ml chloranil çözeltisi ile eşit hacim ve eşit konsantrasyondaki N-Allythioürea çözeltisi termostatlı su banyosu altında 60 o C'de, 1 saat reflüx edildiğinde yeşil renkli yük transfer kompleksinin oluştuğu görülmüştür. Bu yük transfer kompleksinin UV-VIS bölgedeki absorpsiyon piki, 317 nm'ye karşılık gelen maximum absorbans vermektedir. Job Metoduna 9 Göre Donör/Akseptör Birleşme Oranlarının Bulunması Eşit konsantrasyonda donor (hidrojensülfür, sodyumsülfür, fenilthioüre ve N- Allythioürea) ve π-elektron akseptörü olan chloranil çözeltisi ile toplam hacim 10 ml olacak şekilde bir dizi standart çözeltiler hazırlanıp (0+10'dan 10+0'a), absrobansa karşılık gelen mol kesirleri grafiğe alındığında, donor ve akseptörün 1:1 reaksiyona girerek yük-transfer kompleksi oluşturdukları görülmüştür (Şekil 4). Şekil.4. Donorlarla Chloranilinin Birleşme Oranı. SONUÇLAR Monokromatik yani tek dalga boyundaki ışın demeti saydam bir ortamdan geçirildiğinde bu ışın demetinin gücündeki azalışın, ışığın geçtiği çözeltinin konsantrasyonuna ve aldığı yola bağlı olması, Lambert-Beer Yasası olarak bilinmektedir (10). Bu söylenilenler A=ε LC bağıntısı ile ifade edilir. Burada, A= Absorbans değeri ε= Molar Absorptivite L= Işığın çözelti içerisinde katettiği yol. C= Işığın geçtiği çözeltinin konsantrasyonudur.

Bu yük transfer kompleksinin UV-VIS bölgedeki absorpsiyon piki, 317 nm'ye karşılık gelen maximum absorbans vermektedir.

6 Fen ve Mühendislik Dergisi 2000, Cilt 3, Sayı 2 27 Bu veriler ışığı altında bu çalışmada göstermektedir ki, oluşan yük transfer komplekslerinin konsantrasyonunun artmasıyla, absorbans şiddeti de artmaktadır. Buda bu maddelerin miktar tayinlerinde, chloranil ile yük transfer kompleksi oluşturmasından yararlanılabileceğini göstermektedir. Bu tür bir çalışma halen laboratuvarımızda sürdürülmektedir. KAYNAKLAR 1. FOSTER, R., J Phys Chem. 1980, 84, TAMARU, K., Catal Rev, 1970, 4, LATHA, J., PALANIAPPAN,S., & SATHYANARAYANA.,D.N., Indian Journal of Chemistry, 1994, 33A, TUNALI N.K. ve ÖZKAR, S."Anorganik Kimya", Gazi Üniversitesi, Fen Edb Fakültesi Yayınları, Yayın No: 59, Ankara (1997). 5. GÖLCÜ, A., A.Ü, Sağlık Bilimleri Ens. (Yüksek Lisans Tezi), AL-SULİMANY, F.; TOWNSHEND, ALAN.: Anal. Chim. Acta., 66, , AL-ABACHI, M.Q.; AL-GHABSHA, T.S.; AL-HAFIDH, M.S.; Microchem. J, 41 (3), , BİRKS, J.B.; Slıfkın, M.A.: Nature., 197, 42-45, PATTERGILL, M. D. and SANDS, V. J. Chem. Educ., 58, 244, BİRYOL, İ., ''Analitik Kimya Ders Kitabı'', A.Ü, Ecz.Fak.Yayınları, Yayın No:62, Ankara (1987).

Bu tür bir çalışma halen laboratuvarımızda sürdürülmektedir. KAYNAKLAR 1. FOSTER, R., J Phys Chem. 1980, 84, 2135. 2. TAMARU, K., Catal Rev, 1970, 4, 161. 3. LATHA, J., PALANIAPPAN,S.

Benzer belgeler

İÇİNDEKİLER. 1 Projenin Amacı... 1. 2 Giriş... 1. 3 Yöntem... 1. 4 Sonuçlar ve Tartışma... 6. 5 Kaynakça... 7

İÇİNDEKİLER. 1 Projenin Amacı... 1. 2 Giriş... 1. 3 Yöntem... 1. 4 Sonuçlar ve Tartışma... 6. 5 Kaynakça... 7 İÇİNDEKİLER 1 Projenin Amacı... 1 2 Giriş... 1 3 Yöntem... 1 4 Sonuçlar ve Tartışma... 6 5 Kaynakça... 7 FARKLI ORTAMLARDA HANGİ RENK IŞIĞIN DAHA FAZLA SOĞURULDUĞUNUN ARAŞTIRILMASI Projenin Amacı : Atmosfer