Kategori: Deney

Alev renkleri

Evet sonunda bu deneyi yapmayı başardım. Deneyin amacı değişik elementlerin oldukça sıcak derecelerde değişik renkler çıkarması. Yüksek sıcaklık elde etmek için piyasada satılan basit bunsen ocaklarından bir tane aldım. Ondan sonra elementleri ve bu elementleri ocağın ateşinde tutabilecek malzemelere baktım.

Ateşte tutmak için en çok kullanılan malzemeler platin ya da magnezyum oksit çubuklar. Platin çubuklar çok daha pahalı olduğu için magnezyum oksit çubuk çözümüne yöneldim. Bu çubukların bazı özellikleri sağlıyor tabii ki. Örneğin bunsen ocağının eriştiği sıcaklıkta erimemeleri lazım. Kendileri o sıcaklıkta değişik bir alev rengi üretip deneyi etkilememeleri lazım ve de elimizi yakmadan bunları tutabilmemiz lazım. Neyse ki magnezyum oksit çubuklar bütün bu özellikleri sağladı.

Sıradaki sorun ise kullanacağım elementlerdi. Bu elementlerin bazıları saf halinde satılmıyor burada. Bu durumda bu elementlerin tuzlarını almam gerekti. Tuzları içinde de en avantajlı olanlar klorürlerdi. Karbonatlar ve sülfatlarla pek başarılı olamamıştım.

Aşağıda şimdiye kadar yaptığım lityum klorür ve potasyum klorür deneylerini görebilirsiniz. Renklerin ne kadar farklı olduğu açıkça görünüyor. Havayi fişeklere değişik renkleri veren yöntem de orada kullanılan elementlerin ya da tuzların bu özelliği.

Lityum
Potasyum

Umarım bu seriye başka elementlerle devam etmenin yolunu da bulurum.

Egzotermik reaksiyon

Egzotermik tepkimelerde çevreye enerji verilir. Bu deneyde çevreye verilen enerjiyi yine Arduino’ya bağlı bir termometre (DS 18B20 sensörüyle) ile gözlemeye çalıştım. Bu basit deneyde 50 ml kadar suya epey toz deterjan ekledim. Aşağıda sıcaklığın değişim grafiğini görüyorsunuz.

Toz deterjanın suda çözünmesi tepkimesinin zamana karşı sıcaklık grafiği

Sıcaklığın hızlı yükselmeye başladığı noktada deterjanı suya döktüm. Sıcaklık iki dakikada yaklaşık 4 derece yükseldi. Ondan sonra yükselme devam ettiyse de yükselişin hızı azaldı.

Endotermik reaksiyon

Endotermik tepkimelerde tepkime çevreden ısı alır. Bunu bir örnekle gözlemlemek istedim. Endotermik tepkime olarak sodyum bikarbonat (soda) ile sitrik asit tepkimesini bir termometre ile takip ettim. Termometre olarak arduino ve DS18B20 sensörünü kullandım. Bu termometre projesiyle ilgili ayrıntılı bilgileri internetten bulabilirsiniz.

Tepkimenin zamana göre grafiği

Deney için 30 ml civarında destile su aldım ve bu suya önce bir tatlı kaşığı kadar sitrik asit ekledim. Bu ekleme anı yukarıdaki grafikte sıcaklığın ilk düşüşe geçtiği noktada görülüyor. Ardından bu çözeltiyi beklettim ve sıcaklık yine yükselmeye başladı. Çok uzun süreceği için ilk sıcaklığa kadar çıkmasını beklemedim ama. Ardından bu çözeltiye bu sefer bir tatlı kaşığı kadar sodyumbikarbonat ekledim. Bu sefer sıcaklık kısa sürede sıfırın altına bile düştü. Çözelti olduğundan bir donma gözlemlemedim ama parmakla dokununca çok soğuk olduğu açıkça hissediliyordu.

Deney bittikten sonra deneyde kullandığım çözeltiyi lavaboya döktüm.

Tepkimenin denklemini aşağıda görebilirsiniz. Tepkime sırasında çözeltinin kabarcıklar çıkarıp taşmasının nedeni açığa çıkan karbondioksit gazıdır.

\(C_{6}H_{8}O_{7} + 3 NaHCO_{3}\longrightarrow Na_{3}C_{6}H_{5}O_{7} + 3H_{2}O + 3CO_{2}\)

Birkaç illüzyon

David Richeson’ın Blog (Division by zero) sayfasında bulduğum aşağıdaki yazıdaki kağıttan yapılmış bazı şekilleri denemeyi başardım. Sayfada her şeklin nasıl yapıldığı anlatılıyor. Oradaki açıklamaların çıktısını yazıcıdan aldım ve makasla kesip işaretli yerlerden katllayıp bant ile yapıştırdım. Aşağıdaki videolarda da denemelerimi görebilirsiniz. Tahtadan yapılmışları ile daha kolay olacağını sanıyorumçünkü ilüzyon tamamen tutuş ve bakış açısına bağlı çalışıyor.

Yazı

Deney dizisi, altıncı bölüm – Final

Bundan önce yaptığım diğer deneyleri birleştirmenin zamanı geldi artık. İyot saat tepkimesi diye de bilinen bu tepkimede bir önceki deneydeki sonucu elde edeceğiz ama her şeyi aynı kapta karıştırmak yerine iki gruba ayıracağız. Bu sayede görsel etki vurgulanmış olur.

Son deneyde iyot çözeltisi ile başlamıştık. Sonra bu çözeltideki iyodu indirgemiştik (askorbik asitle). Ardından da hidrojen peroksitle (oksijenli su) bu iyonları yeniden iyot haline getirip nişastayı boyamasını gördük. Bu son boyama tepkimesi de oldukça hızlı olmuştu. Bu karışımı elde ederken iki tepkime vardı. Biri iyot çözeltisiyle askorbik asitin (C vitamini) ile hızlı tepkimesi, diğeri de hidrojen peroksitle bu iyonların yavaş tepkimesi. Nişastanın da iyonlar iyota dönüşünce boyandığını biliyoruz. O zaman iki karışım hazırlayalım. Birinci kaba iyot çözeltisi ve C vitamini koyalım. İkinci kaba da Hidrojen peroksitle nişasta karışımını koyalım. Birinci kaptaki sıvı çabucak rengini kaybedecek ve ikinci kapta ise ciddi bir tepkime olmayacak.

Bu iki karışımı aynı kaba döktüğümüzde ise bir yarış başlayacak. Hidrojen peroksit bulduğu iyonları yükseltgemeye çalışırken (yavaşça), karışımdaki askorbik asit de bu iyot moleküllerini hızla indirgemeye çalışacak. Bir süre sonra hızlı tepkimede bütün askorbik asit kullanılmış olacağından hidrojeb peroksitin önünde artık bir engel kalmamış olacak ve yavaş da olsa yeterince iyot yükseltgenebilecek ve bu iyot da karışımdaki nişastayla beraber renk değişimini sağlayacak.

Aşağıdaki deneyde bu olayı izleyebilirsiniz. Önce küçük kapta iyot ve askorbik asit çözeltisini hazırladım. Deney daha hızlı olsun diye çok az askorbik asit kullandım. İkinci ve büyük kapta ise hidrojen peroksit ve nişasta karışımını hazırladım. Buna da yine tepkime hızlı olsun diye çok hidrojen peroksit koydum. İki kabı karıştırdığımda kısa süre sonra renk değişimi başladı ve siyaha yakın bir renk oluştu. Daha sonra aynı tepkimeyi daha az hidrojen peroksit kullanarak yaptım. Bu sefer renk değişiminin başlaması biraz daha uzun sürdü.

Deney dizisi, beşinci bölüm – İyodun dönüşü

Son deneyde elde ettiğim karışımın rengi başlangıçtaki iyot çözeltisine benziyordu. Bu deneyde bu karışımın nişastayı boyayıp boyamadığına baktım. Aşağıdaki videoda da görüldüğü gibi renk değişimi hemen meydana geldi. Bu seferki renk ilk deneydeki kadar temiz olmadı ama. Belki de karışımda artık çok daha fazla farklı maddelerin bulunmasındandır.

 

Böylece asıl deneyi meydana getiren bütün adımları tek tek denemiş oldum. Bir sonraki deneyde hepsini doğru sıraya koyarak ilk başta planladığımdeneyi yapmaya çalışacağım.

Deney dizisi, dördüncü bölüm – Oksijenli su da oyuna katılır

Bir önceki deneyde negatif yüklü iyot iyonlarının nişastayla tepkimeye girmediğini görmüştük. Bu deneyde kullanmadığım iyot ve C vitamini karışımının kalan kısmına aşağıdaki videoda görüldüğü gibi bir miktar oksijenli su ekledim. Karışımı biraz çalkaladım ama bir değişiklik olmadı. Bu tepkime yavaş olduğundan ve elimdeki oksijenli su (hidrojen peroxit) çok seyreltik olduğundan biraz daha ekledim ve turuncu bir renk değişimi oldu. Karışımı biraz çalkalayınca da renk daha koyulaştı ve neredeyse ilk baştaki iyot çözeltisinin rengine geldi.Oksijenli su ile iyot iyonları arasında meydana gelen tepkime aşağıdaki gibidir.

\(H_{2}O_{2} + 2I^{-}+2H^{+}\longrightarrow{I_{2}+2H_{2}O} \)

Bu tepkime iyot çözeltisinin C vitaminiyle olan tepkimesinden daha yavaş bir tepkimedir.

Bir sonraki deneyde bu karışımın nişastayı boyayıp boyamayacağına bakacağım.

Deney dizisi, üçüncü bölüm – Nişastanın direnişi

Bir önceki deneyde C vitamini (askorbik asit) eklediğim iyot çözeltisinin rengini kaybettiğini göstermiştim. Bu deneyde elde ettiğim bu karışımın nişasta ile nasıl bir tepkime vereceğini görmek istedim. Videoda da görüldüğü gibi yeni bir nişasta su karışımı hazırladım. Soldaki erlen içinde bir önceki deneyde hazırladığım iyot ve C vitamini çözeltisinin bir kısmını (kalanını bir sonraki deneyde kullanacağım) nişasta karışımına döktüm. Bir süre beklememe rağmen bir renk değişimi olmadı. Demek ki negatif yüklü iyot iyonları nişastayla ilk deneydeki tepkimeye girmiyorlar.

Deney dizisi, ikinci bölüm – İyot ve C vitamini

İkinci hazırlık deneyi de iyot çözeltisiyle C vitamini (askorbik asit) tepkimesi. Aşağıdaki videoda da görüldüğü gibi önce erlende iyot çözeltisini hazırladım. Ardından daha önceden hazırladığım C vitamini çözeltisinden birazını erlendeki çözeltiye ekledim. C vitamini çözeltisi için marketten aldığım 1000 mg’lık C vitamini tabletlerinden iki tanesini bir kapta metal kaşık yardımıyla ezerek (evet, havan daha iyi bir çözüm olabilirdi) suda çözdüm. Tabii ki tamamı çözünmüyor. Artıkları kahve filtresi yardımıyla süzdüm. C vitamini ile iyot çözeltisi bir araya gelince iyot çözeltisi birden rengini kaybetti. Bu tepkime de oldukça hızlıydı.

\(C_{6}H_{8}O_{6} + I_{2} \longrightarrow{C_{6}H_{6}O_{6} + 2H^{+} + 2I^{-}} \)
 
Bu tepkimede de görüldüğü gibi çözeltideki iyot indirgenip negatif yüklü iyonlar haline gelince renk değişiyor.
 
 

Bir sonraki deneyde, elde ettiğim bu karışımını nişastayla etkileşimine bakacağım.

Deney dizisi, birinci bölüm – İyot ve nişasta

Uzun zamandır yapmayı planladığım bir gösteri deneyi için gereken malzemeleri sonunda tedarik ettim ve düşünmeye başladım. İnternette bu deneyin bir sürü filmi var nasıl olsa. Bu durumda deneyde meydana gelen olayları parça parça göstermeye karar verdim.

Bu yazı dizisinde hikayeye bu parçalarla başlayacağım ve en sonunda da yapmak istediğim deneyi yapacağım.

Serinin ilk deneyi ilkokuldan beri yapılan iyot ile nişastanın tepkimesi. Malzeme olarak eczaneden alınan tentürdiyot ve marketten alınan nişasta yeterli. Bunları çözmek için de tepkimeleri etkilemesin diye damıtılmış su kullandım. Aşağıdaki videoda bu deneyi nasıl yaptığımı görebilirsiniz.

Deney erlene iyot çözeltisi koymamla başlıyor. Görüldüğü gibi kırmızıya yakın renkli bir sıvı. Biraz damıtılmış su ekleyerek sıvı miktarını arttırdım. Sonra bir deney kabında nişasta çözeltisi hazırladım.Bu sıvı biraz bulanık oldu çünkü nişasta suda iyi çözünmüyor ama deney için sorun değil. Sonra da iyot çözeltisini nişasta çözeltisine döktüm. Görüldüğü gibi renk çok çabuk bir şekilde koyu laciverde hatta siyaha dönüştü. Bu deneyde göstermek istediğim şey, renk değişiminin ne kadar hızlı olduğuydu. Son deneyde de bu renk değişimini kullanacağız.