Skip to content Skip to navigation

Kâğıt Kromatografisi ile Renkleri Ayrıştıralım

Dr. Tuğba Ecevit
06/03/2019 - 19:36

Yaş: 12-16 - Anahtar Kavramlar: Ayırma yöntemleri, kromatografi, renk, karışım, çözücü, pigment

Parlak ve canlı renkli kalemler veya boyalar kullanmayı birçoğumuz severiz. Peki, bu boya renklerinin nasıl oluştuğunu hiç merak ettiniz mi?

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde kâğıt kromatografisi yöntemini kullanarak keçeli kalemin içindeki renkli mürekkebi ayrıştırıp inceleyeceğiz. Evde ya da okulda kolayca bulunabilecek malzemelerle gerçekleştireceğimiz bu etkinlik sayesinde, bir boyanın aslında farklı renklerin karışımından oluştuğunu görebilirsiniz.

 

Bilmekte Fayda Var!

Boyalar üzerlerine düşen ışığın bir kısmını soğururken bir kısmını yansıtır. Boyalar yansıttıkları ışığın renginde görülürler. Örneğin yeşil bir boya, yeşil dalga boyundaki ışınları yansıtırken diğer dalga boylarındaki ışınları soğurur. Aynı durum diğer renkler için de geçerlidir. Bu nedenle magenta (pembe), sarı ve sayen (camgöbeği mavisi) boyaları karıştırdığımızda, boya karışımı, üzerine düşen ışığın tamamını soğurduğundan siyah görünür.

Boyaların içinde pigment adı verilen renkli maddeler bulunur. Pigmentler doğal yollarla ya da sentetik olarak üretilebilir. Geçmişte mineraller, bitkiler veya kimyasal maddeler öğütülerek pigmentler elde edilirdi. Farklı renk tonları elde etmek için farklı boya pigmentleri karıştırılır. Yani gözümüz bir boyanın rengini tek bir renk gibi algılasa da aslında boya birden fazla rengin bir araya gelmesiyle oluşmuş olabilir.

 

Boya Karışımlarını Nasıl Ayırabiliriz?

Farklı kimyasal maddelerden oluşan karışımları bileşenlerine ayırmak için kullanılan yöntemlerden biri de kromatografidir. Kromatografi sistemlerinde sabit ve hareketli olmak üzere iki farklı faz bulunur. Karışımdaki maddeler bu iki faz arasında farklı oranlarda dağılır. Bu prensipten faydalanılarak karışımlar ayrılabilir.

Farklı kromatografi türleri vardır. Kâğıt kromatografisinde sabit faz bir kâğıttır. Hareketli faz ise uygun bir sıvı veya sıvı karışımı olabilir. Dikdörtgen şeklindeki kâğıt şeride bileşenlerine ayrılmak istenen karışımdan bir miktar damlatılır. Kâğıt şeridin ucu bir çözücüye (örneğin su, yağ veya izopropil alkol) batırılır. Kâğıt yavaş yavaş çözücüyü emer. Çözücü molekülleri kâğıt üzerinde ilerledikçe karışıma temas eder. Karışımın içindeki farklı kimyasal maddeler çözücü moleküller tarafından çözünür ve kâğıt üzerinde ilerler. Ancak maddelerin ilerleme hızları birbirlerinden farklıdır. Her bir bileşenin ilerleme hızı moleküllerinin türüne, büyüklüğüne, çözücü ile aralarındaki etkileşime ve kâğıda ne kadar güçlü tutunduğuna bağlı olarak değişir. Bu farktan faydalanılarak karışımı oluşturan bileşenler ayrılabilir.

Nelere İhtiyacımız Var?

  • Süzgeç kâğıdı
  • Farklı renklerde keçeli kalemler
  • Kurşun kalem
  • Çöp şiş (test edeceğimiz her renk için birer tane)
  • Bardak (test edeceğimiz her renk için birer tane)
  • Makas
  • Cetvel
  • Su
  • Bant, ataş ya da çelik kıskaç

 

Ne Yapıyoruz?

. Süzgeç kâğıdından 4 cm genişliğinde, 8 cm uzunluğunda dikdörtgen şeklinde üç şerit keselim.

. Kestiğimiz her bir şeridin alt kısmının yaklaşık 1 cm yukarısına kurşun kalem ile çizgi çizelim.

. Her bir şerit parçası için, kâğıt üzerine kurşun kalemle çizdiğimiz çizginin ortasına farklı renklerdeki keçeli kalemlerden biri ile küçük bir daire yapalım.

. Kâğıt şeridin üst kısmını ataş yardımı ile çöp şişlere tutturalım.

. Bardakların her birini bir miktar su ile dolduralım.

. Keçeli kalemle işaretlediğimiz kâğıtların her birini ayrı bir bardağa daldıralım ve yalnızca uç kısımlarının suya temas etmesini sağlayalım.

. Birkaç dakika bekleyelim ve kâğıt şeritlerin üzerindeki boyaların rengindeki değişimi gözlemleyelim.

. Gözlemlerimizi kaydetmek için not defterimizde aşağıdaki gibi bir tablo oluşturalım. Farklı renkteki mürekkepler tek bir renk pigmentinden mi yoksa farklı renk pigmentlerinin karışımından mı oluşuyor? Hangi renk pigmenti daha hızlı hareket etti?

Not: Bir rengi oluşturan farklı pigmentleri daha belirgin bir biçimde ayrıştırabilmek için daha uzun şeritler kullanabilirsiniz.

 

Ne Oldu?

Kâğıt kromatografisi yöntemi sayesinde, mürekkeplerin içindeki farklı renk pigmentlerini birbirlerinden ayırabildik ve her bir mürekkebin hangi renk pigmentlerinden oluştuğunu gözlemledik. Siyah mürekkebin magenta (pembe), sarı ve sayen (camgöbeği mavisi) renk pigmentlerinden; mavi mürekkebin pembe ve sayen (camgöbeği mavisi) renk pigmentlerinden; kırmızı mürekkebinse magenta (pembe) ve sarı renk pigmentlerinden oluştuğunu belirledik.

Keçeli kalemdeki mürekkepler genellikle farklı renkteki pigmentlerin karışımından oluşur. Süzgeç kâğıdı suyla temas ettiğinde kâğıt suyu emer. Su molekülleri kâğıt üzerinde ilerledikçe keçeli kalemin mürekkebinin içindeki pigmentler suda çözünür. Renkleri oluşturan pigmentlerin bazıları suda diğer pigmentlere göre daha kolay çözünür. Suda kolay çözünen pigmentler kâğıdın üzerinde hızla ilerler. Bazı pigmentler suda az çözünür. Bu pigmentler ise kâğıt üzerinde daha yavaş hareket eder ve kâğıdın üzerinde çok ilerlemezler. Böylece mürekkebin içindeki farklı pigmentler birbirinden ayrılır.

 

Düşünelim!

Etkinliği sudan başka çözücüler (kolonya, sirke, aseton) kullanarak tekrar edebiliriz. Farklı çözücüler kullandığımızda mürekkepler farklı şekilde mi ayrıştı?

Hangi çözücü, mürekkebi oluşturan renk pigmentlerinin birbirinden daha iyi ayrışmasını sağladı? Bu farklılığın sebebi ne olabilir?

 

Çizim: Erhan Balıkçı

 

Yazar Hakkında:
Dr. Tuğba Ecevit
Hacettepe STEM & Maker Lab. Ekibi Üyesi

 

İlgili İçerikler

Kimya

Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesinde çalışan Dr. Hnin Yin Yin Nyein ve arkadaşları, teri analiz eden bir sensör geliştirdi. Sensörün tasarımı ve üretimi Science Advances’ta yayımlanan makalede detaylı bir biçimde açıklandı.

Kimya

Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü ve Northwestern Üniversitesinde çalışan bir grup araştırmacı elektrik üretmek için yeni bir yöntem geliştirdi. İnce pas (demir oksit) katmanları üzerinde akan tuzlu suyun kinetik enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürüldüğü yöntemle ilgili makale Proceedings of the National Academy of Sciences (USA)’da yayımlandı.

Kimya

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde kolaylıkla bulabileceğiniz malzemelerle hidrofobik kaplama yaparken akıllı yüzeylerin doğadaki örneklerini ve kullanım alanlarını öğreniyoruz.

Kimya

ABD’deki Rutgers Üniversitesinden ve Oregon Eyalet Üniversitesinden araştırmacılar, üzerine baskı yapılan kâğıtların geri dönüştürülmeye ihtiyaç olmaksızın tekrar kullanılması için kâğıt üzerindeki baskının çıkarılmasını sağlayan bir yöntem geliştirdi.

Kimya

Plastikler günlük yaşamımızın bir parçası. Kolay şekillendirilebilmeleri, maliyetlerinin düşük olması, ısı ve elektrik yalıtımı sağlamaları gibi özellikleri nedeniyle yaygın olarak kullanıyorlar. Peki, plastiksiz bir dünya mümkün mü? Biyoplastikler, plastiklerin neden olduğu sorunlara çözüm olabilir mi?

Kimya

Deneyler köşesinin bu etkinliğinde çeşitli kimyasal maddeler kullanarak ve elektrik devresi kurarak yazı yazarken kimyanın alt dallarından biri olan elektrokimyayı daha yakından tanıyoruz.

Kimya

Arşimet prensibine göre su ve hava gibi herhangi bir akışkana bırakılan bir katı cisme akışkan tarafından cismin ağırlığının karşı yönünde yani yukarı doğru bir kuvvet uygulanır. Suya bırakılan katı cisimlere uygulanan bu kuvvete suyun kaldırma kuvveti denir. 

Kimya

Bir periyodik tabloda elementler yapısal özelliklerine göre kategorilere ayrılarak sınıflandırılır. Fakat periyodik tablonun nasıl okunacağı yani periyodik tablodan neler öğrenebileceğimiz bazı önemli fizik kurallarına bağlıdır. 

Kimya

Araştırmacılar maddenin yeni bir halini keşfetti. Deneysel ve kuramsal çalışmalar potasyum metalinin yüksek basınç ve sıcaklık altında hem katı hem de sıvılara benzer özelliklere sahip olduğunu gösteriyor. 

Kimya

İnsan vücudu sürekli ısı yayar. Uzak geçmişte bu ısıyı düzenlemenin tek yolu daha kalın ya da daha ince kıyafetler giymekti. Geçtiğimiz yüzyılda kumaşlar üzerine yapılan bilimsel çalışmalarsa bu durumu değiştirdi. Günümüzde uzun mesafe koşucularının vücutlarını serin tutan ya da dağcıların vücutlarını sıcak tutan kumaşlar var.