Fizik-Kimya-Matematik
Dr. Tuba Sarıgül
07/12/2015 - 16:44

Kırmızı Lahananın Kimyası

Yaş:
16
Zorluk:
Zor

Evde kolayca bulabileceğiniz malzemelerle bir maddenin asit mi yoksa baz mı olduğunu belirlemek ister misiniz?

Asit ve baz terimleri birçoğumuzun okuldan aşina olduğu kavramlar. Aslında günlük hayatımızda kullandığımız ve temas ettiğimiz birçok madde -örneğin sabun, deterjan, limon suyu, soda- asidik ya da bazik özelliğe sahip. Peki, evde kolayca bulabileceğiniz malzemelerle bir maddenin asit mi yoksa baz mı olduğunu belirlemek ister misiniz?

Bu deneyde hem asit ve baz kavramlarının daha kolay anlaşılabilmesini hem de bir çözeltinin asit mi baz mı olduğunu görsel olarak belirleyebilmemizi sağlayan belirteçlerin yani indikatörlerin nasıl çalıştığını açıklamayı hedefliyoruz.

Bilmekte fayda var!

Asit ve baz kavramlarının açıklanmasına yönelik farklı tanımlamalar var. Ancak genel olarak asitler, bir çözücüde çözündükleri zaman çözeltide hidrojen daha doğru bir ifadeyle hidronyum (H3O+) iyonlarının miktarının artmasına sebep olan maddeler olarak tanımlanabilir. Limon suyu, gazlı içecekler, sirke gibi günlük hayatta aşina olduğumuz birçok madde asidik özellik gösterir.

Bazlar ise içinde çözündükleri çözeltide hidronyum iyonlarının miktarının azalmasına sebep olan maddelerdir. Sabun, çamaşır ya da bulaşık deterjanları ve diş macunu gibi maddeler bazik özelliğe sahiptir. Bu maddeler elde kayganlık hissine sebep olur.

Bir çözeltinin asitlik ve bazlık ölçüsü pH ile ifade edilir ve pH hidronyum iyonlarının derişimine bağlı olarak hesaplanır. pH değerinin 7 olması çözeltinin nötr, 7’den düşük olması asidik, 7’den büyük olması ise bazik olduğu anlamına gelir.

Bir maddenin asidik ya da bazik özelliğe sahip olduğunu belirteç olarak isimlendirilen maddeler sayesinde belirleyebiliriz. Belirteçler farklı pH değerine sahip çözeltilerdeki renkleri birbirinden farklı olan moleküllerdir. Renk değişiminin nedeni farklı pH değerlerinde belirteç molekülünün yapısında meydana gelen değişimlerdir.

Nelere ihtiyacımız var?

·      Kırmızı lahana

·      Sıcak su

·      Cam kâse

·      Cam bardak

·      Süzgeç

·      Limon tuzu

·      Sirke

·      Bebek şampuanı

·      Karbonat

·      Toz sabun

·      Çamaşır deterjanı

Ne yapıyoruz?

class=attr__format__media_original

İlk olarak kırmızı lahanayı küçük parçalar halinde keselim. Bu sırada dikkatli olmaya özen gösterelim.

Daha sonra parçalanmış lahana yapraklarının üzerine sıcak su dökelim. Hazırladığımız karışımın sıcaklığı oda sıcaklığına gelinceye kadar bekleyelim. Suyun renginin zaman geçtikçe koyu mora dönüştüğünü görebilirsiniz.

Karışım soğuduktan sonra bir süzgeç yardımıyla lahana yapraklarını sıvı kısımdan ayıralım. Belirteç çözeltimiz hazır. Artık farklı maddelerin asitlik-bazlık derecesini yani pH değerini belirlemek için bu çözeltiyi kullanmaya başlayabiliriz.

Kırmızı lahanadan elde ettiğimiz çözeltinin rengi pH değerine bağlı olarak değişir. pH değeri yaklaşık 7 olan nötr lahana çözeltisinin rengi mordur. pH değerinin daha düşük olması yani asitliğinin fazla olması durumunda çözeltinin rengi kırmızıya dönüşür. pH=7’den daha yüksek pH değerlerinde çözeltinin rengi mordan maviye, daha yüksek pH değerlerinde ise yeşile dönüşür.

Farklı maddelerin asitlik-bazlık derecesini yani pH değerini belirlemek için önce cam bardaklara belirteç çözeltimizden eşit miktarda koyalım. Bu sırada bardakları farklı numaralarla etiketleyerek her bardağa hangi maddeden eklediğimizi not alabiliriz. Böylece bardakların birbirine karışmasını engellemiş oluruz.

İlk bardağa birkaç parça limon tuzu ekleyelim. Koyu mor renkteki lahana çözeltisinin renginin yavaş yavaş kiraz kırmızısına dönüştüğünü gözlemledik.

İkinci bardaktaki çözeltiye birkaç damla sirke ekleyelim. Çözeltinin rengi koyu mordan pembeye dönüştü.

Üçüncü bardağa ise birkaç damla bebek şampuanı ekleyelim. Şampuanı ekledikten sonra çözeltinin renginde herhangi bir değişiklik gözlemlemedik. Çünkü bebek şampuanlarının pH değeri yaklaşık 7’dir.

Dördüncü bardaktaki lahana çözeltisine bir miktar sodyum bikarbonat ekleyelim. Sodyum bikarbonat kısaca karbonat olarak bildiğimiz, pastalara kabarması için ilave edilen bir maddedir. Sodyum bikarbonat eklediğimiz çözeltinin rengi koyu mordan maviye dönüştü.

Beşinci bardağa bir miktar toz sabun ekleyelim. Sabun, lahana çözeltisinin renginin yeşile dönüşmesine sebep oldu.

Son bardağa ise çamaşır deterjanı ekleyelim. Çözeltinin renginin koyu mordan yeşile dönüştüğünü gözlemledik. Ancak bir süre bekledikten sonra yeşil renk sarıya dönüştü.

Farklı asitlik derecelerine sahip kırmızı lahana çözeltisinin renk skalası aşağıdaki şekildedir.

class=attr__format__media_original

Ne oldu?

Yapısındaki antosiyanin pigmentleri kırmızı lahanaya kendine özgü rengini verir. Antosiyaninin yapısındaki pigmentler aynı zamanda birçok meyve ve sebzenin yapısında -örneğin elmada, çilekte, yaban mersininde- bulunur.

Çözeltideki hidronyum iyonlarının miktarı yani çözeltinin pH değeri değiştirildiğinde antosiyanin türü bir pigment olan siyanidinin yapısında değişiklikler meydana gelir. Bu değişim molekülün ışık tayfındaki farklı dalga boyundaki ışınları soğurmasına neden olur.

Bu deney sayesinde siz de kırmızı lahananın farklı pH değerlerindeki gözlemlediğiniz renkleri belirleyebilir, hatta farklı maddeler deneyerek kendi listenize ekleyebilirsiniz.

Fizik-Kimya-Matematik

Matematikte bazı pozitif tam sayıların pozitif bölenleri toplamı, sayının kendisinin iki katına eşittir. Bu tür sayılara “mükemmel sayı” denir.

TÜBİTAK tarafından düzenlenen 29. Bilim Olimpiyatları birinci aşama sınavı başvuruları 27 Mayıs’ta sona eriyor.