Çanakkale Fen Lisesi MELEK GÜLÜ (HIBISCUS) EKSTRAKTININ ASİT BAZ İNDİKATÖRÜ OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Transkript

1 TÜBİTAK - BİDEB KİMYA BİLİM DANIŞMANLIĞI ÇALIŞTAYI Çanakkale Fen Lisesi 29 Ağustos 09 Eylül 2007 MELEK GÜLÜ (HIBISCUS) EKSTRAKTININ ASİT BAZ İNDİKATÖRÜ OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI Berrin KAYAN Yusuf ÇELEBİ Proje Danışmanı Prof.Dr.Mustafa SOYLAK

2 İÇİNDEKİLER SAYFA NO PROJENİN ADI PROJE AMACI 1. GİRİŞ 2. MATERYAL VE METOD 2.1. Materyal 2.2. Metot 2.3. Deneysel Kısım 2.3.a. Ekstrakt Hazırlama 2.3.b. Ön Denemeler 2.3.c.Çözelti Hazırlama 2.3.d. Asit Baz Titrasyonları 3. BULGULAR VE SONUÇ: 4. TEŞEKKÜR 5. KAYNAKÇA

3 MELEK GÜLÜ (HIBISCUS) EKSTRAKTININ ASİT BAZ İNDİKATÖRÜ OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI Berrin KAYAN, Yusuf ÇELEBİ PROJE AMACI: Melek Gülü (Hibiscus) bitkisinden elde edilen ekstraktların asit baz indikatörü olarak kullanılabilirliğinin araştırılması. Böylece asit baz titrasyonlarına alternatif bir indikatör sunulması amaçlanmıştır. 1. GİRİŞ: Kimyacılar için asit baz reaksiyonları, haliyle indikatörler büyük önem taşımaktadır. Bu reaksiyonlarda indikatörler titrasyonun bitiş noktasını saptamak amacıyla kullanılmaktadır. İndikatör, çözeltinin ph sına bağlı olarak renk değiştiren kompleks yapıdaki organik bileşiklere denir. İndikatörler, asit baz, redoks ve çöktürme indikatörleri olarak üçe ayrılmaktadır. Asit baz indikatörleri zayıf organik asit veya bazdırlar. Genelde indikatörler HIn sembolü ile gösterilmektedir. Bu indikatörlerin ayrışma tepkimeleri aşağıdaki gibidir. HIn In - + H + Örneğin metil kırmızısı indikatörü, [HIn] formundayken kırmızı, disosiye olduktan sonra [In - ] formunda ise sarı renktedir. Le Chatelier prensibine göre H + konsantrasyonun artması, dengenin sola kaymasına neden olmakta ve bu nedenle HIn ın kırmızı rengi (asit rengi ) gözlenmektedir. Bunun tersi olarak da OH - (baz) eklenmesi ile H + konsantrasyonu azalacağı için denge sağa kayacak ve In - rengi (baz rengi) olan sarı renk gözlenecektir. Diğer bir gösteriş şekli ile; 10-7 = [In - ][H + ] => 10-7 = [In - ] 3

4 [HIn] [H + ] [HIn] Eğer ph = 5 ise [H + ] derişimi 10-5 olacağından bunu da formüldeki yerine koyulursa 10-7 = [In - ] 1 = [In - ] 10-5 [HIn] 100 [HIn] olacaktır. Bu da [HIn] derişiminin [In - ] derişiminden 100 kat fazla olacağını ve bu nedenle HIn rengi olan kırmızı rengin gözleneceğini belirtmektedir. [1] Metil kırmızısı, metil turuncusu, fenol kırmızısı gibi sentetik indikatörlerin yanı sıra, bitkilerden elde edilen birçok doğal indikatör vardır. Örneğin gül yaprağı ve kırmızı lahanadan elde edilen ekstraklar indikatör olarak kullanılabilir. Bu proje oluşturulurken aynı mantıktan yola çıkılarak, Hibiscus bitkisinden elde edilen eksraktın doğal indikatör olarak kullanılıp kullanılamayacağı araştırıldı. Ebemgömecigillerden (Malvengewaechse, Malvaceae) [2] olan Hibiscus un yaklaşık olarak on kadar türü bulunmaktadır. Her türünün kökeni farklı ülkelere dayanmaktadır. En yaygın olanlarının anavatanı Afrika ve Asya dır. Türkiye de sadece trionum diye adlandırılan türü Çanakkale, Kırklareli, İstanbul, Kastamonu, Konya ve Mersin illerinde doğada bulunmakta, diğer türleri ise kültür bitkisi olarak yetiştirilmektedir.[3] Eskiden Hibiscus türleri ile bamya türleri birlikte anılmakta iken günümüzde ebemgömecigillerin bir alt türevi olan bu iki tür farklı alt gruplara ayrılmıştır. Hatta bu iki türün bir sayılmasından dolayı Hibiskus, Türkiye de Kara bamya veya Afrika bamyası olarak anılmaktadır.[2] Projemizde Melek Gülü adıyla geçen Hibiscus, ülkemizde ayrıca Japon Gülü olarakta adlandırılmaktadır. Hibiscus, genelikle bir yıllık bitki olup boyu 2 metreye kadar ulaşan, çok çatallı otsu bitkidir. Yaprakları gövdeye oturmuş üç parça halinde olup ortadaki parçası uzunca ucu sivri dil şeklinde kenarları kertikli koyu yeşil renklidir. Çiçekleri beyaz veya hafif pembemsi beyaz, geniş, kalp şeklinde göbeğe doğru koyu vişne çürüğü rengini alan taç yaprakları beş adet olup ortada bir demet sarı dölenme tozluğu da bulunmaktadır. Taç yaprağını kavrayan kupa yaprakları açık veya koyu vişne çürüğüne benzer yeşil renkte olup üzeri tüylü, kalın etli bir yapıya sahiptir ve bunun etrafını çeviren ayrıca 8-12 adet daha ince, küçük dış kupa yaprakları mevcuttur. Çay ve natürel ilaç yapımında kupa yaprağıile dış kupa yaprağı kullanılmakta diğer kısımları kullanılmamaktadır. 4

5 Hibiscus bitkisinin görüntüleri [2] Çiçekleri solduktan sonra kupa yaprakları tekrar kapanarak kurumaya başlar. Bu zaman içerisinde toplanıp kurutulduktan sonra nemden uzak bir yerde porselen kablarda muhafaza edilmektedirler. [2] Hibiskusun değişik türleri değişik amaçlarla kullanılmaktadır. Hibiskusun Afrika bamyası ya da kara bamya olarak bilinen türünün çiçeği haşlanarak içilmesi durumunda diyabet hastalarında şekeri düşürücü etki yaptığı ve bunun yanı sıra müshil yapıcı, renk verici olarak kullanıldığı bilinmektedir. Ayrıca çok az oranda iştah açıcı ve iltihapları önleyici özelliği mevcuttur. Afrika da ise hararete karşı serinletici olarak kullanılmaktadır. [2,3] Üniversite kliniklerinde tedavi denemeleri ve araştırmalar yapılmamıştır. Bu nedenle bugünkü bilgilere göre 2. sınıf şifalı bitkidir. Bilinen bir yan etkisi yoktur. [2] Şifalı bitkilerin sağlık kuruluşlarınca onay görmüş olanlarının sağlığa faydalı olabileceği ancak, bu bitkilere tamamen güvenilerek ilaçlı tedavinin kesilmemesi gerektiği kişinin, ilaç yerine şifalı bitkiyi tercih ediyorsa yine de doktor kontrolünden uzaklaşmamasının önemli olduğu belirtilmektedir. [3] Bu çalışmada, hibiscus çiçeğinden elde edilen ekstraktın, alternatif asit baz indikatörü olarak kullanılabilmesini araştırmak amaçlanmıştır. 5

6 2. MATERYAL VE METOT: 2.1.Materyal: Kurutulmuş Hibiscus çiçeği, saf su, etil alkol, aseton, sodyum hidroksit, hidroklorik asit, kalsiyum hidroksit, sodyum bikarbonat, asetik asit, metil oranj, fenol ftalein, çözeltilerin ayarlanaması için sodyum karbonat ve okzalik asit, deney tüpleri, beher glas, erlenmayer, büret, hassas terazi, pipet, ph sensörü. 2.2.Metot: Bu çalışmada, hibiscus çiçeklerinden elde edilen ekstraktın, asit baz titrasyonlarında indikatör olarak kullanılıp kullanılamayacağı araştırılmıştır. Eksrakt eldesi için basit ekstraktsiyon yönteminden yararlanılmıştır. Ardından asit-baz titrasyonu uygulanmıştır. Titrasyon esnasında, aletli yöntemle veriler grafiğe geçirilmiştir. 2.3.Deneysel Kısım: 2.3.a. Ekstrakt hazırlama: Kurutulmuş hibiskus çiçekleri parçalanarak toz haline getirilmiştir. Ayrı kaplarda hazırlanan aseton, etil alkol çözeltilerine ve saf suya çiçek tozları ilave edilmiştir. Bir gece bekletildikten sonra basit süzme işlemi ile ekstraktlar alınmıştır. Bitki ekstrakları günlük hayatta kullanıldıklarından dolayı bu çalışmada saf suda elde edilen ekstrakt indikatör olarak kullanılmıştır. 6

7 2.3.b. Ön denemeler: Hazırlanan seyreltik CH 3 COOH, HCl, Ca(OH) 2, NaHCO 3, NaOH çözeltilerine hibiscus ekstraktından konarak renk değişimleri gözlenmiş ve titrasyon esnasında karşılaştırmak için örnekler saklı tutulmuştur. Aşağıdaki fotoğraftan anlaşılacağı gibi sırasıyla zayıf asidik ortamda açık kırmızı, kuvvetli asidik ortamda kırmızı, zayıf bazik ortamda gri, kuvvetli bazik tuzda açık yeşil, kuvvetli bazda ortamda yeşil renklerin oluştuğu görüldü. 2.3.c. Çözelti hazırlama: % 37 lik hiroklorik asit (merck) kullanılarak yaklaşık 0,1 N lik çözelti (8,28mL/L) hazırlanmıştır. Çözeltiyi ayarlamak için, o C de kurutulmuş ve desikatörde dinlendirilmiş Na 2 CO 3 primer maddesinden 0,165 gr. alınarak 150 ml saf suda çözülmüştür. Birkaç damla metil oranj indikatörü ilave edilerek 0,1 N HCl titre edilmiş ve sarfiyat 36,5ml olarak okunmuştur. Bu değerlere dayanarak faktör hesabı yapılmıştır. F = T / N. S. Ea [F:Faktör N: Normalite T: Primer maddenin tartımı S: Titrant sarfiyatı] F = T.1000/N.S.Ea F= 0,165 g. 1000/0,1 N. 36,5 ml. 53 F = 0,85 bulunmuştur. Çıkan faktöre göre HCl çözeltinin normal derişimi hesaplanmış ve sonuç 0,085 N olarak bulunmuştur. 7

8 0,2 N lik NaOH çözeltisini hazırlamak için 8 gram NaOH tartılarak 1 L lik balon jojeye konulmuş ve üzeri 1 L ye tamamlanmıştır. Bu çözeltiyi ayarlamak için yukarıda ayarlanan 0,085 N lik HCl çözeltisinden yararlanılmıştır. Na.Va = Nb.Vb [Na: Asitin normalitesi Va: Asitin hacmi Nb : Bazın normalitesi Na.Va = Nb.Vb 0,085 N. 30mL = Nb. 12,7mL Nb = 0.20 N NaOH Hazırlanan çözeltinin istenen derişime uygun olduğu görülmüştür. Çözeltilerin titrasyonu ve aletli ölçümleri 8 Vb: Bazın hacmi]

9 2.3.d. Asit baz titrasyonları: * 30 ml lik HCl çözeltisine Hibiscus ekstraktından 3-4 damla ilave edilerek NaOH ile titre edilmiştir. Titrasyonda aletli yöntem uygulanmış ve her 1 ml NaOH ilavesinde sensörle ölçüm yapılmış ve Logger Pro 3,2,1 Türkçe programında titrasyon eğrileri çizdirilmiştir. Grafik 1: 0,085 N HCl ile 0,2 N NaOH (hibiscus indikatörlüğünde) titrasyon eğrisi Asidik ortamda Hibiscus ekstraktının rengi pembe iken bazik ortamda rengi yeşile döner. 9

10 * Ekstrakt 10 kat seyreltilmiş çözeltilere konarak ikinci bir titrasyon işlemi yapılmıştır. %10 luk 0,0085 N HCl çözeltisine indikatör (Hibiscus) ilave edilerek %10 luk 0,02 N NaOH çözeltisi ile titre edilmiştir. İlgili grafik aşağıya çıkarılmıştır. Grafik 2 : Seyreltik asit baz titrasyon eğrisi 10

11 * %10 luk 0,014 N NaOH çözeltisine indikatör (Hibiscus) ilave edilerek %10 luk 0,0085 N HCl çözeltisi ile titre edilmiştir. İlgili grafik aşağıda verilmiştir. Grafik 3: Seyreltik asit baz titrasyon eğrisi 3. BULGULAR VE SONUÇ: Hibiscus ekstraktının, çözeltinin phsına bağlı olarak renk değiştirdiği gözlenmiş ve dönüm noktası grafiklerde gösterilmiştir. Buna göre melek gülünün (hibiscus) indikatör olarak kullanılabileceği ön görülmüştür. Melek gülü (Hibiskus) dışında ülkemiz florasında bulunan birçok çiçekli bitkinin benzer yöntemlerle indikatör madde adayı olabileceği sonucuna varılmıştır. 11

12 4. TEŞEKKÜR: Bize bu çalışma ortamını sağlayan başta TÜBİTAK BİDEB, Çanakkale Fen Lisesi idaresi ve çalışanları olmak üzere, bizlere destek veren kurumlarımız Kocaeli A.T.L., T.L. ve E.M.L. ve Düzce Anadolu Öğretmen Lisesi idaresine, Çalıştay boyunca bizleri yalnız bırakmayan değerli hocalarımıza, proje koordinatörü Doç. Dr. Mehmet AY a, yardımlarını esirgemeyen danışmanımız Prof. Dr. Mustafa SOYLAK a ve manevi desteklerini eksik etmeyen ailelerimize çok teşekkür ederiz. 5. KAYNAKÇA: 1. SE: SE SE G:\Proje\DOST Sci-Net Phil.htm SE