Bor Analizi

Önemli bir bitki beslenme elementi olan bor; sulama suyunda 2.0 mg/L’den fazla olması halinde bitkilere zarar verir. Bazı bitkiler 1.0 mg/L hatta daha düşük konsantrasyonlardaki bordan bile zarar görürler. İçme sularında 1.0 mg/L’nin üzerindeki konsantrasyonlara nadiren rastlanır. Genellikle 0.1 mg/L den düşük konsantrasyonlar bulunabilir. Bor sularda doğal olarak bulunabileceği gibi, endüstri atıksularıyla veya temizlik maddelerinin yapısında bulunması nedeni ile diğer atıksularla doğal su ortamlarına ulaşır. Deniz suyunun bor içeriği 5 mg/L mertebelerindedir. Büyük miktarda borun vücuda alınması halinde merkezi sinir sistemi etkilenir, bor alınmaya devam edilirse borizm olarak bilinen klinik sendrom görülür.

 

Kürkünün metodu, 0.10-1 mg/L’lik bor aralığında uygulanır. Eğer konsantrasyon 1-10 mg/L arasında ise karmin metodu uygulanabilir. Bu aralıklar metoduna göre seyreltme veya deriştirme işlemi yapılarak değiştirilebilir. Kolorimetrik yöntemlerde fosfat girişim etkisi yapmaz, buna karşın nitrat azotunun 20 mg/L’yi geçmesi halinde kürküm’in metodu geçersizdir. Numuneler, polietilen şişelerde veya borsuz cam kaplarda saklanır.

 

Bor Analizi (Kürkimin Metodu)

Prensip: Bor içeren su numunesi asitlendirilip kürkümin bulunan ortamda buharlaştırılırsa kırmızı renkli rososiyanin oluşur. Oluşan rososiyanin uygun bir çözücüde çözündürüldüğünde kırmızı renk, görsel olarak veya fotometre ile standart çözeltilerle mukayese edilebilir.

 

Girişimler: 20 mg/L’den daha büyük konsantrasyonlardaki nitrat azotu girişim etkisi yapar. Toplam sertliğin 100 mg/L CaCO₃‘dan fazla olması durumunda da yüksek konsantrasyon değerlerine ulaşılabilir. Düşük bor derişimlerinde orta sertlik değerleri bile çok önemli hata yüzdesine yol açarlar. Girişime, sert tuzların % 95 etil alkolde çözünmemeleri dolayısıyla son çözeltinin bulanık olmasına neden olur.Son çözeltinin filtre edilmesiyle veya orijinal numunenin kuvvetli asidik katyon değiştirici reçineden geçirilmesi ile girişim yapacak katyonlar uzaklaştırılmış olur. Bu işlemlerin yapılmasıyla metot, yüksek oranda katı madde veya sertlik içeren sularda ölçüm yapılmasına imkan sağlar. Minimum tespit edilebilecek miktar, 0.2 mg Bor’dur.

 

Kürkimin Metodu İçin Gerekli Araç ve Gereçler

– Kolorimetrik cihaz (Aşağıdakilerden biri gereklidir)

• Spektrofotometre: Minimum ışık yolu 1 cm olan hücre ile 540 nm dalga boyunda ölçüm yapabilen spektrofotometre gereklidir.
• Filtreli fotometre: 540 nm’de 1 cm ışık yoluna sahip hücre ile yeşil filtre kullanarak ölçülür.

– Buharlaştırma diskleri: 100 veya 150 ml kapasiteli, Vycor camı (yüksek silisli cam) platin yada diğer uygun malzeme kullanılmalıdır.

– Su banyosu: 55±2 °C’de ayarlanmış olmalıdır.

– Cam kapaklı bolan joje: 25 ve 50 ml’lik balon joje kullanılmalıdır.

– İyon değiştirme kolonu: 1.3 mm çapında ve 50 cm uzunluğunda.

 

Kürkimin Metodu İçin Gerekli Reaktifler

– Stok Bor Çözeltisi: 571.6 mg susuz borik asit, H₃BO₃ saf suda çözülerek 1 litreye tamamlanır. 1 ml çözelti= 100 µg Bor’dur. H₃BO₃ 105 °C’de kurutulurken ağırlık kaybına uğradığından, ACS özelliklerini sağlayan reaktif kullanılmalıdır.

– Standart Bor Çözeltisi: 10 ml stok bor çözeltisi 1000 ml’ye tamamlanarak hazırlanır. Bu çözeltinin 1 ml’si 1 µg Bor içerir.

– Kürkümin Reaktifi: 40 mg toz haline getirilmiş kürkümin ve 5.0 g okzalik asit, 80 ml %95’lik etil alkolde çözündürülür. 4.2 ml derişik HCl asit ilave edilir ve çözelti balon jojeye konularak C₂H₅OH ile 100 ml’ye tamamlanır. Çözelti bulanıksa süzülmelidir. Etil alkol yerine %95’lik isopropil alkol’de kullanılabilir. Bu reaktif buzdolabında günlerce muhafaza edilebilir.

– Etil veya isopropil alkol, %95’lik
– Numuneyi yüksek sertlikten ve girişimlerden arındırabilmek için gereken reaktifler:

• Kuvvetli asidik katyon değiştirici reçine
• (1+5)’lik hidroklorik asit

 

Bor Deneyinin Yapılışı

Alınması gereken tedbirler: Reaktiflerin konsantrasyonları, hacimleri, reaksiyon süreleri, kurutma sıcaklığı gibi değişkenler dikkatle kontrol edilmelidir. Buharlaştırma kapları eşit buharlaştırma süresi sağlamak üzere aynı şekil ve büyüklüğün yanı sıra aynı bileşimde olmalıdır. Çünkü buharlaştırma süresinin artması halinde oluşan bileşiğin renk şiddeti artar.

 

Kalibrasyon grafiğinin hazırlanması: Yukarıda özellikleri belirtilen buharlaştırma disklerine pipetle 0; 0.25; 0.50; 0.75 ve 1.0 mg bor içeren çözelti konur ve hacimleri saf su ile 1.0 ml’ye tamamlanır. Üzerlerine 4.0’er ml kürkümin reaktifi ilave edilip yavaşça diskler çalkalanarak karışmaları sağlanır ve diskler 55±2 °C’de su banyosunda 80 dakika bekletilir. Bu süre HCl buharlaşması ve kurutma için yeterlidir. Banyoda bekletme süresi standartlar ve örnekler için eşit olmalıdır. Bu sürenin sonunda diskler banyodan alınır, oda sıcaklığına kadar soğutulup üzerine %95’lik 10 ml etil alkol ilave edilir ve polietilen bir çubukla kırmızı bileşiğin çözünmesi sağlanır. Çözelti 25 ml’lik balon jojeye aktarılır, diskler etil alkolle yıkanarak toplam hacmin 25 ml’ye ulaşması sağlanır. 540 nm’de absorbans veya transmittans okunur. Kalibrasyon grafiği O’dan 1 µg Bor’a kadar lineerdir. Okumaların kurutma işleminden sonra 1 saat içinde yapılması gerekir.

 

Numunelerin hazırlanması: 0.10 mg’dan 1 mg/L’ye kadar bor içeren sular için 1 ml numune hacmi yeterlidir. 1 mg/L’den büyük değerler için bordan arıtılmış saf su ile 1 ml’de 0.5 µg bor içerecek şekilde gerekli seyreltmeler yapılır. 1 ml numune buharlaştırma kabına alınır. Numunelerle beraber kalibrasyon grafiği hazırlanmamışsa yukarıdaki işlemler şahit ve 0.50 µg’lik standart bor çözeltisi için aynen yapılır. Eğer son çözeltide bulanıklık varsa filtre kağıdından numune süzülerek deney yapılmalıdır. Süzme için whatman N = 30 veya eşdeğeri filtre kağıdı kullanılır. Sonuçlar kalibrasyon grafiğinden okunmak suretiyle belirlenir.

 

Bor Analizi Sonucunun Hesabı

Sonuç aşağıdaki formülden hesaplanır.

mg B/l =(A₂ x C) / (A₁ x S)

 

Burada;

A₁: Standardın absorbansı

A₂: Numunenin absorbansı

C: Alınan borun miktarı (µg)

S: Numunenin miktarıdır.

 

Bor Analizi (Karmin Metodu)

Bor varlığında, derişik sülfürik asitle karmin ya da karmin asit çözeltisi parlak kırmızıdan maviye renk değiştirmektedir. Bu metotta su ve atıksuda bulunan iyonlar girişim yapmazlar. Tespit edilebilen minimum konsantrasyon 2 µg Bor’dur.

 

Karmin Metodu İçin Gerekli Araç ve Gereçler

– Spektrofotometre: Minimum ışık yolu 1 cm olan ve 585 nm’de okuma alabilecek nitelikte bir cihaz gereklidir.

 

Karmin Metodu İçin Gerekli Reaktifler

Tüm reaktifler polietilen ya da bor içermeyen kaplarda saklanmalıdır.

 

– Standart bor çözeltisi: 10 ml stok bor çözeltisi 1000 ml’ye tamamlanarak hazırlanır. Bu çözeltinin 1 ml’si 1 µg Bor içerir.

– Hidroklorik asit: Derişik ve (1+11)’lik HCl
– Sülfürik asit: Derişik H₂SO₄

– Karmin reaktifi: 920 mg karmin NF 40 ya da karminik asit 1 litre derişik H₂SO₄ içinde çözülür.

 

Bor Deneyinin Yapılışı

Ön işlem: Numune 1 mg/L’den daha az bor içeriyorsa 2-20 µg Bor içerecek şekilde bir miktar çözelti platin kaba alınır, 1 N NaOH den biraz fazlası ile alkali hale getirilir, buhar ya da sıcak su banyosunda kuruluğa kadar buharlaştırılır. Gerekirse organik maddeler 500-550 °C’de yakılarak uzaklaştırılır. Soğutulmuş kalıntı 2.5 ml (1+11)’lik HCI ile asitlendirilir ve kauçuk çubuk ile çözündürülür. Gerekirse berrak bir çözelti elde edebilmek için santrifüjlenir. 2 ml berrak üst sıvısı bir erlene alınır. Şahit de aynı işlemlerden geçirilir.

 

Renk gelişimi: 100 ml’de 100, 250, 500, 750 ve 1000 µg Bor bulunacak şekilde bir seri bor çözeltisi hazırlanır. Her standarttan 2 ml pipetle alınarak bir erlene konur. Şahit ve kalibrasyon standartları numune ile aynı işlemlere tabi tutulur. 2 damla (0.1 ml) derişik HCI ilave edilir. Dikkatli bir şekilde 10 ml derişik H₂SO₄ konulduktan sonra karıştırılır ve oda sıcaklığına kadar soğutulur. 10 ml karmin reaktifi ilave edilir, karıştırılır. 45-60 dakika sonra şahit, referans olarak kullanılarak 585 nm’de absorbans okunur. Hataların engellenebilmesi için okuma sırasında hava kabarcığı bulunmamasına ve reaktiflerin iyi karışmasına özen gösterilmelidir. Reaktiflerin iyi karışmaması sonucunda hava kabarcıkları oluşabilir. Karmin reaktifi bozulmaya uğradığı için kalibrasyon eğrisi her gün yeniden çizilmelidir.

 

Bor Analizi Sonucunun Hesabı

mg B/l = µg B (yaklaşık 22 ml’lik son hacimdeki) / ml numune