TÜBĠTAK BĠDEB LĠSE ÖĞRETMENLERĠ FĠZĠK, KĠMYA, BĠYOLOJĠ, MATEMATĠK- PROJE DANIġMANLIĞI EĞĠTĠMĠ ÇALIġTAYI LĠSE2 (ÇalıĢtay 2012)

Transkript

1 TÜBĠTAK BĠDEB LĠSE ÖĞRETMENLERĠ FĠZĠK, KĠMYA, BĠYOLOJĠ, MATEMATĠK- PROJE DANIġMANLIĞI EĞĠTĠMĠ ÇALIġTAYI LĠSE2 (ÇalıĢtay 2012) ÇANAKKALE Ocak 2012

2 GRUP ÇAY KEYFĠ Proje Ekibi LÜTFĠYE BÜKEN BÜLENT YILMAZ EMĠN YILMAZ

3 PROJE DANIġMANLARI Prof. Dr. Birsen DEMĠRATA ÖZTÜRK Doç. Dr. Nurettin ġahġner

4 PROJE ADI PĠYASADAKĠ MEVCUT ÇAYLARIN AĞIR METAL ĠÇERĠKLERĠNĠN NĠCEL, BOYAR MADDELERĠNĠN NĠTEL OLARAK TAYĠNĠ

5 PROJENĠN AMACI Piyasadaki doğal ve işlenmiş olarak satılan çayların içeriğinde boyar madde varlığı ve ağır metallerin miktarlarının incelenmesi amaçlanmıştır

6 GĠRĠġ Yaprak ve tomurcuklarının sudaki infüzyonu içecek olarak kullanılır En önemli çay üreten ülkeler Çin, Hindistan, Kenya, Sri Lanka ve Türkiye dir. Bu ülkeler toplam dünya çay üretiminin dörtte üçünü karşılar.

7 GĠRĠġ Bitkilerin yapısında bulunabilecek ağır metaller fiziksel özellik açısından yoğunluğu 5g/cm3 den daha büyük olan metaller dir.bu grupta yer alan kurşun, kadmiyum, krom,demir, kobalt, bakır, nikel, cıva ve çinko başta olmak üzere altmıştan fazla metal doğaları gereği, yerkürede genellikle karbonat, oksit, silikat ve sülfür halinde kararlı bileşik olarak veya silikatlar içinde hapis olarak bulunurlar.

8 GĠRĠġ Ağır metallerin ekolojik sistemdeki yayınımları doğal çevrimlerden çok insanın neden olduğu etkiler nedeniyle olmaktadır. Ayrıca kazalar sonucu da ağır metallerin çevreye yayınımı önemli miktarlara ulaģabilmektedir. Ağır metallerin su kaynaklarına ulaģması endüstriyel atıkların veya asit yağmurlarının toprağı ve dolayısı ile bileģimde bulunan ağır metalleri çözmesi ve çözünen ağır metallerin ırmak, göl ve yeraltı sularına tanınmasıyla olur.

9 GĠRĠġ Havaya salınan ağır metaller hayvan ve insanlar tarafından solunum yoluyla alındığı gibi, karaya ulaģan kesimi de bitkiler ve besin zinciri yoluyla alınır. Ağır metaller endüstriyel atık suların içme sularına karıģması yoluyla veya ağır metallerle kirlenmiģ partiküllerin tozlaģması yoluyla da hayvan ve insanlar üzerinde etkili olurlar.

10 MATERYALLER: Rize turist çaykur çay (siyah) ve poģetli, Lipton çay (siyah) ve poģetli, Çaykur yeģil çay, Organik çay (poģetli), Rize doğuģ çay(siyah) ve poģetli, Tomurcuk çay HoĢseda (poģetli),

11 ARAÇ VE GEREÇLER Perkin Elmer Optima 8000, Optical Emission Spectrometer ġekil 1.ICP OES Cihazı

12 ARAÇ VE GEREÇLER T80+ UV-Vis Spectrometer Analitik terazi (0,0001 g hassasiyeli) Deiyonize su Derişik nitrik asit Balon joje (25, 50 ve 100 ml hacminde) Beher (50, 100, 250 ve 500 ml hacminde)

13 ARAÇ VE GEREÇLER Pipet Mezür Huni Huni halkası Spor Piset Süzgeç kağıdı (siyah band) Isıtıcı (Hot plate) Saat camı Etiket Cam kalemi

14 Bazı çay numunelerinin; ICP-OES yöntemi ile deriģime karģı emisyon Ģiddeti, UV-Vis spektrofotometre % geçirgenlik değerleri saptandı.

15 ÇalıĢmalarımızda, ICP-OES yöntemi ile Rize Çaykur, Lipton siyah çay, Rize Çaykur yeģil çay ve organik çay numunelerinin deriģime karģı emisyon Ģiddeti ölçüldü. Rize Çaykur numunesinin, diğer numunelerle aynı Ģartlarda ve deriģimde metal süzgeçli karıģımında da deriģime karģı emisyon Ģiddeti ölçüldü. Ölçümler için kullanılan çay numuneleri aģağıdaki tabloda verildi.

16 ICP-OES yönteminde kullanılan çaylar

17 Çay numunelerinden alınan miktarlar üzerine 90 0 C de kaynayan 100 er ml deiyonize su ilave edilerek aynı sürede infüzyon yapıldı. 20 dakikalık infüzyon süresinden sonra, süzülen çayların her birinden 5 er ml alınarak çeker ocakta kuruluğa kadar çözücüsü uçurularak organik bileģikler uzaklaģtırıldı. Numuneler oda sıcaklığına kadar soğutuldu ve üzerlerine 20 er ml deriģik nitrik asit ilave edildi. Her biri, çeker ocakta renk açılıncaya kadar ısıtıldı.

18 Her biri, çeker ocakta renk açılıncaya kadar ısıtıldı. Daha sonra, oda sıcaklığına kadar soğutularak süzüldü. Süzüntü, deiyonize su ile 25 ml ye tamamlanarak analiz numunesi hazırlandı. Ġnductive Couple Plasma Optik Emisyon Spektroskopisi ile analiz edilmek üzere, her bir analiz numunesinden 15 er ml alındı.

19 Bu miktarlarla yapılan analizde Na ve K elementlerinin tayin aralığının dıģında kalması nedeniyle numuneler, 1/5 oranında deiyonize su ile seyreltildi. Sonuçlar ppm cinsinden listelendi.

20 ICP-OES ile analize baģlamadan önce, merck standardı kullanılarak analizi yapılacak her bir element için 0,050 5 ppm aralığında, 6 farklı deriģimle 3 er adet kalibrasyon grafiği elde edildi. Bu grafiklerde regresyon katsayısı, R 2 = 0, değerlerini aldı.

21

22 Kalibrasyon iģlemleri tamamlandıktan sonra, cihaz kendi içinde 3 ölçüm yaparak bu ölçümlerin ortalama standart sapmasını hesapladı. Bu değer, % 1,88 olarak okundu.

23 ġekil 2.Kalibrasyosyon grafiği

24 Tablo 2: Analiz yapılan dalga boyları

25

26 Emisyon sonuçları aģağıdaki gibi listelendi. Tablo 3: Optik Emisyon Spektroskopisi analiz sonuçları

27

28 Seyrelme faktörü = (15 x 10 3 ) (5) (25/15)(20) = 2500 x 10 3 = 2,5 mg Tablo 4: Çaykur Siyah Çay (Metal)

29 Tablo 5: Organik Çay(Orgalife)

30 Tablo 6: Çaykur Siyah Çay

31 Tablo 7: Lipton Siyah

32 Tablo 8: Çaykur YeĢil Çay

33 Çay numunelerinden alınan miktarlar üzerine 90 0 C de kaynayan 100 er ml deiyonize su ilave edilerek aynı sürede infüzyon yapıldı. 20 dakikalık infüzyon süresinden sonra, süzülen çayların her birinden alınan numunelerle UV-Vis spektrofotometresinde % Geçirgenlik analizi yapıldı

34

35 UV-Vis spektroskopisinde incelenen numunelerin % geçirgenlik spektrumu

36 UV-Vis spektroskopisinde incelenen numunelerin % geçirgenliği

37 Element Analizleri

38 % geçirgenlik incelemesindeki iģlem basamakları, poģet çay numunelerine de uygulandı. Bu incelemede kullanılan çaylar ve alınan miktarlar

39 UV-Vis spektroskopisinde geçirgenlik analizlerinde kullanılan çaylar

40 PoĢet çayların infüzyonu

41 ġekil 3.PoĢet çay ile siyah çayın süzüntüsünün bulanıklığı

42 DEĞERLENDİRME VE TARTIŞMA Optik Emisyon Spektroskopisi analiz sonuçları, TS standartları ile karģılaģtırıldığında; sonuçlarda anlamlı bir fark gözlenmemiģtir.

43 DEĞERLENDİRME VE TARTIŞMA ICP-OES analiz sonuçları, TS standartları ile karģılaģtırıldığında;potasyum(k) için anlamlı bir fark gözlenmedi. Elimizde TS veya ISO standartları olmaması nedeniyle diğer elementleri karģılaģtırmak mümkün olmadı.metal kafes kullanılarak yapılan infüzyon deneyinde süzüntüde demir miktarının yeterince gözlenememesinin nedeni olarak süzgeç kağıdının demiri tuttuğu düģünülmektedir.

44 DEĞERLENDİRME VE TARTIŞMA ICP-OES analiz sonuçları, TS standartları ile karģılaģtırıldığında;potasyum(k) için anlamlı bir fark gözlenmedi. Elimizde TS veya ISO standartları olmaması nedeniyle diğer elementleri karģılaģtırmak mümkün olmadı.metal kafes kullanılarak yapılan infüzyon deneyinde süzüntüde demir miktarının yeterince gözlenememesinin nedeni olarak süzgeç kağıdının demiri tuttuğu düģünülmektedir.

45 DEĞERLENDİRME VE TARTIŞMA UV-Vis spektrometresi ile yapılan siyah çay analizlerinin % geçirgenliğe karģı dalga boylarını veren spektrumları incelendiğinde; Çaykur YeĢil Çay ın geçirgenliğinin diğerlerinden yüksek olduğu görüldü. Geçirgenlik ile bulanıklığın ters orantılı olduğu düģünüldüğünde bulanıklığı en az çay numunesinin yeģil çay olduğu söylenebilir. Siyah çaylar arasında yapılan değerlendirmede; en yüksek geçirgenliğin Rize Çaykur çayına ait olduğu saptandı.

46 DEĞERLENDİRME VE TARTIŞMA PoĢet çaylarla yapılan analizlerde; bulanıklığın daha fazla olduğu, zamanla tortular oluģtuğu gözlendi. Sonuç olarak toz çayların poģet çaylara göre geçirgene bağlı olarak daha sağlıklı olduğu düģünülmektedir.

47 DEĞERLENDİRME VE TARTIŞMA PoĢet çaylarla yapılan analizlerde; bulanıklığın daha fazla olduğu, zamanla tortular oluģtuğu gözlendi.

48 TEġEKKÜR Ülkemizin farklı illerinden gelen öğretmenlere, yeni ufuklar açmak amacıyla tüm imkânları ile destek olan, bizim mesleki geliģimimize katkıda bulunan ve bu çalıģtay boyunca bize karģı sergilediği anlayıģlı tutumundan dolayı ÇalıĢtay Koordinatörü Sayın Prof. Dr. Mehmet AY hocamıza; sunuları ve çalıģmalarıyla bizi aydınlatan, yönlendiren, destek veren, her sorunumuzda yanımızda olan, projemize katkıda bulunan danıģman hocalarımız Sayın Prof. Dr. Birsen DEMĠRATA ÖZTÜRK ve Sayın Doç. Dr. Nurettin ġahġner e; özveri ile bu proje sürecinin her adımında bizim yanımızda olan ve desteğini bizden esirgemeyen Kimya sorumlu asistanı Tuğba GÜNGÖR e, olaylara farklı açılardan bakmamız gerektiğini hatırlatan ve oynattığı oyunlar ile oyunun öğrenmede ne kadar etkili olduğunu gösteren Sayın Uğur DEĞĠRMENCĠOĞLU na, sunuları ile bizleri aydınlatan, fizik, kimya, biyoloji alanlarındaki son geliģmelerden bizi haberdar eden tüm danıģman hocalarımıza, Çanakkale ġehitlikleri ve Çanakkale ġehir gezisinde, sahip olduğu bilgileri bizimle paylaģan, Yrd. Doç. Dr. Hayri ÇAMURCU ya ve emeği geçen tüm ÇOMÜ personeline teģekkür ederiz.

49 KAYNAKÇA Skoog, D.A.,&West, D.M.,&Holler, F.J. (1996). Fundamentals of Analytical Chemsitry. Sounders Collage Publishing. Philadelphia, New York. Shoog & West,çeviri editörü KILIÇ, E; TÜRKER, R.; ANALĠTĠK KĠMYA GÜNDÜZ, T. ; ENSTÜRMANTAL ANALĠZ TSE