Bilimi Eve Getiren Aktiviteler 4: Kağıt Kromatografisi

Bilimi Eve Getiren Aktiviteler 4: Kağıt Kromatografisi

Anahtar Kavramlar

• Renkler
• Çözeltiler
• Moleküller
• Kromatografi
• Ana renkler

Renkler Nasıl Oluşur?

Parlak ve canlı renkli kalemler veya boyalar kullanmayı sever misiniz? Bu renklerin nasıl oluştuğunu hiç merak ettiniz mi?

Haydi renk dedektifi olalım!

Renk çeşitliği, farklı renkli moleküllerin bir araya gelmesiyle oluşur. Çoğu boya kalemi ona rengini veren bir boya karışımından meydana gelir. Farklı renkler elde etmek için boya malzemeleri karıştırılır. “Sarı No. 5” gibi bazı renkli moleküller sentetiktir. Karotenoid gibi diğerleri ise doğal kaynaklardan elde edilir. Karotenoidler havucunuzu turuncu yapan moleküllerdir. Saftan gibi konsantre doğal ürünlerden elde edilir.

Turuncu ve yeşil gibi birçok renk, ana renklerin harmanlaması ile elde edilir. Gözlerimiz tek bir renk gibi görse de birden fazla rengin bir araya gelmesiyle oluşur.

Nesnelerin Rengini Nasıl Görüyoruz?

Nesneleri görüyoruz çünkü ışıkları gözlerimize yansıyor. Bazı moleküller yalnızla belirli renkleri yansıtır. Yansıyan bu renkli ışık gözlerimize ulaşır ve beynimize belli bir renkte olduğu sinyalini verir. Çoğu zaman gördüğümüz renkler, farklı renk moleküllerinin bir karışımı tarafından yansıtılan ışığın bir birleşimidir.

Kromatografi Nedir?

Kağıt kromatografisi, bir çözeltinin bileşenlerini ayırmak için kimyagerler tarafından kullanılan bir yöntemdir. Çözeltiyi bileşenleri ayırmak için özel kağıt şeridine ufak bir miktar numune alınır. Kağıt şeridin ucu su, yağ veya izopropil alkol gibi bir çözücüye batırılır ve kağıt yavaş yavaş çözücüyü emer. Farklı renk molekülleri kağıt üzerinde farklı hızlarda hareket eder. Kromatografik kağıdı üzerinde renk şeritleri oluşur ve sonuç olarak çözelti bileşenlerine ayrılır.

Bu etkinlik ile çocuklarınıza keçeli kalemlerin içindeki gizli renkleri keşfetmelerine yardımcı olabilirsiniz. Çocuklarınız bu sayede renkleri ayrıştırmak için kendi kağıt kromatografisini tasarlar. Kromatografi, renk pigmentlerini ayırma süreci hakkında bilgi edinmek için bu aktiviteyi çocuğunuzla birlikte yapın.

Gerekli Malzemeler

• İki tane beyaz kahve filtresi
• Makas
• Cetvel
• İstediğiniz renklerde keçeli kalem ya da mürekkepli kalem
• Kurşun kalem ( test edeceğiniz her renk için bir tane)
• Su bardağı (test edeceğiniz her renk için bir tane)
• Su
• Bant ya da klips
• Not almak için kağıt ve kalem

Hazırlanışı

• Kahve filtrelerini yaklaşık olarak 2 cm genişliğinde ve en az 6 cm uzunluğunda olacak şekilde denemek istediğiniz renk sayısınca kesin.
• Her kağıt şeridin alt ucundan yaklaşık 1 cm yukarısını kurşun kalem ile çiziniz.
• Test etmek istediğiniz rengi alın ve kurşun kalem ile belirlediğiniz hattın ortasına kısa bir çizgi çizin.
• Kağıt şeridin üst kısmını bir kurşun kalemin etrafına sarın ve yapıştırın.
• Daha sonra içerisinde biraz su bulunan bardağın içine sallandırın. Kağıdın ucunun sıvıya değmesine dikkat edin. Suyun mürekkep ile çizdiğiniz yere değmesi gerekmez.
• Birkaç dakika bekleyin ve renk değişimini gözlemleyin.
• Denemek istediğiniz her renk için yukarıdaki aşamaları tekrarlayın.

Not: Renklerin tam spektrumunu görmek için daha uzun şeritlere ihtiyacınız olabilir.

Bilimsel Sorgulama

1. Test etmek istediğiniz renklerin bir renk karışımıyla mı yoksa tek bir renk molekülünden mi oluştuğunu düşünüyorsunuz? Aşağıdaki tabloya benzer bir tablo oluşturarak önce tahminlerinizi yazınız.

2. Suyun ne gibi rol oynayacağını düşünüyorsunuz?
3. Kağıt şeritleri su yükselirken gözlemleyin. Kağıt şeritlerdeki renkli çizgilere ne oldu?
4. Herhangi bir renk ayrımı görüyor musunuz?
5. Hangi renkleri algılarsınız?
6. Renkler hareket etti mi?
7. Farklı renklerin hareket hızları aynı mı?
8. En üstte hangi renkler var? Yani hangi renk pigmentleri daha hızlı hareket etti?
9. En altta hangi renkler var? Hangi renk pigmentleri yavaş hareket etti?
10. Şeritleri sudan çıkardıktan sonra renkler hareket etmeye devam ediyor mu?
11. Her bir kağıt şerit kaç tane renk bileşeni içeriyor?
12. Toplam kaç renk tespit edebilirsiniz?

Bilimsel Görüş

Keçeli kalemdeki mürekkepler genellikle farklı renklerin karışımından oluşur. Bazı renkler, içerdikleri kimyasal maddelerden dolayı suda diğer renklere oranla daha kolay çözünür. Böyle renkler kağıtta hızla yükselir. Bazı renkler ise suyu sevmeyen kimyasal maddeler içerir. Bu renkler suda yavaş çözündüğü için renk pigmentleri yavaş hareket eder ve kağıdın alt kısmında kalır çok fazla yukarı çıkamazlar. Kromatografi sayesinde renklerin ya da renkleri oluşturan boyaların ayrışması sağlanır. Kahve filtre kağıdı, boyayı emer ve farklı renkler farklı hızlarda kağıt üzerinde hareket eder. Bu hareket sonucunda kağıt üzerinde renk spektrumları oluşur. Örneğin kahverengi mürekkebin; mavi, sarı ve pembe renklerden oluştuğunu gözlemlediniz.
Bu aktivitede kromatografi kağıdı olarak kahve filtresi kullanarak renkleri bileşenlerine ayırdınız. Kahve filtre kağıdı yerine kurutma kağıdı kullanmayı da deneyebilirsiniz. Daha kesin sonuçlar elde etmek için ise bilimsel kromatografi kağıdı kullanmalısınız.

Kaynak: Scientific American

Yazar Hakkında:

Dr. Tuğba Ecevit
Yüksek lisans eğitimini Kimya bölümünde, doktora eğitimini Hacettepe Üniversitesi İlköğretim Bölümü Fen Eğitimi alanında tamamladı | Uzmanlık alanı fen eğitimi ve kimyadır | Bilim iletişimi, informal ortamlarda bilim eğitimi, yaşam kimyası ve polimer kimyası araştırma alanları içerisindedir | Ayrıca çocuklar için eğlenerek öğrenebilecekleri evde bilim, mutfakta bilim, eğlenceli kimya deneyleri ve bilim şovları düzenlemektedir.
tubaecevit@hacettepe.edu.tr