TÜBİTAK-BİDEB

YİBO ÖĞRETMENLERİ

(FEN VE TEKNOLOJİ-FİZİK,KİMYA,BİYOLOJİ-ve MATEMATİK)

PROJE DANIŞMANLIĞI EĞİTİMİ ÇALIŞTAYLARI

ÇALIŞTAY 2009-1

KİMYA BÖLÜMÜ

KATALİZÖR GRUBU

İNSANLARIN ATMOSFERE BİR GÜNDE VERDİĞİ CO2 MİKTARININ BELİRLENMESİ

PROJE ÜYELERİ:

Erdoğan DURDU Kerim AKGÜL

Gülşah KALLECİ

PROJE DANIŞMANLARI:

Prof.Dr. Hasan SEÇEN:Atatürk Üniversitesi FEF Kimya Bölümü Organik Kimya A.B.Dalı

Prof.Dr. Veysel Turan YILMAZ:Uludağ Üniversitesi

TÜSSİDE-GEBZE

15-22 HAZİRAN 2009

İÇİNDEKİLER

1.AMAÇ…………………………………………………………………………….....3

2.GİRİŞ

2.1.Solunum olayı ve önemi…………………………………………………………..3 2.2.Solunum olayının fotosentezle ilişkisi…………………………………………….3 2.3.Karbondioksit (CO2) döngüsü……………………………………………………4. 2.4.Solunum olayı sonucunda atmosfere verilen gazlar………………………………4 2.5.Solunum olayının dakikadaki gerçekleşme miktarı………………………………4 2.6. Kalsiyum Hidroksitin Özellikleri…………………………………………………4 2.7. Karbondioksit gazının (CO2 )özellikleri………………………………………….5 2.8. Kalsiyum Karbonatın (CaCO3) özellikleri………………………………………….6 2.9.Dünya üzerinde atmosfere bir günde verilen karbondioksit (CO2 )miktarı:……… ..7 2.10.Titrasyon………………………………………………………………………….7

3.MATERYAL VE YÖNTEM

3.1.Materyaller…………………………………………………………………………8 3.2.Yöntem……………………………………………………………………………..8

4.BULGULAR VE TARTIŞMA………………………………………………………..9

5.SONUÇ…………………………………………………………………………………14

6.TEŞEKKÜR……………………………………………………………………………15

7.KAYNAKÇA…………………………………………………………………………...15

2

İNSANLARIN ATMOSFERE BİR GÜNDE VERDİĞİ CO2 MİKTARININ BELİRLENMESİ

1.AMAÇ

Bir günde yeryüzündeki insanların atmosfere verdiği karbondioksit (CO2) miktarını belirlemek.

2.GİRİŞ

2.1.Solunum olayı ve önemi:

Solunum,tüm canlıların enerji üretmek için yapmak zorunda oldukları eylemdir.

“Solunum oksijenli ve oksijensiz solunum olarak ikiye ayrılır.

Oksijenli solunum, aerobik solunum olarak da bilinir. Organik besinlerin oksijen yoluyla yakılarak ATP elde etme işidir. Hücrede besinlerdeki kimyasal enerjinin oksijen kullanarak açığa çıkarılması demektir. Solunum, canlıların enerji elde etmek için organik besin maddelerini parçalamalarına denir.

Oksijenli solunum, sitoplazmada başlayarak tekrar hücrenin içinde bulunan mitokondride sona erer. Bu olay çok sayıdaki enzim sayesinde gerçekleşir. Oksijenli solunum sırasında glikoz oksijen ile yakılır ve ortaya karbon dioksit ile enerji çıkar. Burada glikoz karbondioksit ve su açığa çıkana kadar parçalanır. Bu yüzden oksijenli solunum daha çok enerji açığa çıkarır.

Glikoz + Oksijen → Su + Karbondioksit + Enerji(38ATP) + Isı

C6H12O6 + 6O2 → 6H2O +6CO2+ enerji(38ATP) + Isı çıkar.

Oksijenli solunum sonucu 40 ATP’lik bir enerji açığa çıkar. Fakat hücreler enerji açığa çıkarma sırasında bunun 2ATP’sini harcarlar. Solunum sırasında çıkan ısı vücut ısılarını düzenlemelerini sağlar. Solunum işlemini pek çok açıdan ateşin yanmasına benzetmek mümkündür. Ancak ateşin yanmasına göre solunum daha yavaş ve daha düşük ısılarda gerçekleşen bir kimyasal işlemdir. İnsan vücudundaki hücrelerin her birinin sürekli olarak oksijene ihtiyacı vardır. Örneğin şu anda sayfayı okuyabilmeniz, gözünüzün retina tabakasındaki milyonlarca hücrenin hiç durmaksızın oksijenle beslenmesi sayesinde mümkün olmaktadır. Bunun gibi, vücuttaki tüm kasların, bu kasları oluşturan hücrelerin, karbon bileşiklerini "yakarak", yani bunları oksijenle reaksiyona sokarak enerji elde etmeleri gerekir. Her nefes aldığınızda vücudunuza 100 trilyona yakın hava molekülü girer. Bunun yaklaşık %21'i yani 21 trilyonu, oksijen molekülüdür. Solunum sistemi yoluyla vücudumuza giren ve kan dolaşımına yüklenen bu moleküller, yine kan yoluyla vücudun en derin noktalarına kadar ulaştırılır ve burada bulunan karbondioksit molekülleriyle yer değiştirir. Biz sadece nefes aldığımızı zannederken, gerçekte bu sırada vücudumuzun derinliklerinde hiç durmadan oksijen, karbondioksit ve su alış-verişi gerçekleşir.”(1)

2.2.Solunum olayının fotosentezle ilişkisi:

“Fotosentez, ışık enerjisini kimyasal bağ enerjisine dönüştürerek ilk basamaktaki organik madde üretimini sağlayan mekanizmadır. Bitkiler besin zincirinin ilk halkasını oluşturduğundan, diğer tüm canlıların var olabilmesi ve yaşamlarını sürdürebilmeleri için gerekli enerji fotosentez olayı sırasında elde edilir. Fotosentezle havanın CO2 ve O2 dengesi korunmaktadır. Fotosenteze ilişkin bulgular, her yeşil bitkinin organik madde üreten bir fabrika olduğu, bu süreçte güneş enerjisini kullanan aygıtların kloroplastlar olduğunu göstermiştir. Yeryüzüne ulaşan güneş ışınlarının yalnızca yarısı fotosentezde kullanılmaktadır.”(2)

3

2.3.Karbondioksit (CO2) döngüsü:

“MADDE DÖNGÜSÜ:

Yaşama birimlerinde ve onun büyütülmüşü olan tabiatta canlılığın aksamadan devam edebilmesi için bazı önemli maddelerin kullanılan kadar da üretilmesi gerekmektedir. Doğada ekolojik önemi olan bu maddeler canlılar ve çevreleri arasında alınıp verilir. Bu maddeler güneş enerjisi yardımıyla belirli yörüngeleri izleyerek dolaşımlarını tamamlarlar.Maddelerin ekosistemdeki bu dolaşımına madde döngüsü denir.Tüm maddeler döngü yoluyla sürekli olarak canlılar tarafından yeniden kullanılır. Canlılar için gerekli olup, devredilmesi gereken maddelerin en önemlileri; oksijen,su,azot,karbon,fosfor ve kükürttür.

KARBON DÖNGÜSÜ : Canlı yapısının en önemli elementlerinden birisi karbondur. Karbon, bütün organik bileşiklerin temel yapı elemanıdır. Bunun için canlı organizmalar karbonlu bileşikleri kullanmak zorundadırlar. Karbon doğada hem mineral biçiminde (kömür, elmas, gaz ya da suda çözünmüş durumda karbondioksit olarak) hem de organik biçimde (canlı varlıklarca oluşturulan moleküllerde) bulunur. Yeşil bitkiler güneşten gelen ışık ve doğadan absorbe ettikleri su ve karbondioksit molekülleri ile organik maddeleri sentezlerler. Bazı bakteriler ise besini kemosentez yoluyla üretirler. Bitki ve bazı bakterilerin sentezlediği organik maddeler arasında karbonhidrat önemli bir yer tutar.Karbonhidratları ve türevlerini,saprofit bakteriler absorbe ederek ve hayvanlar besin olarak tüketerek solunumda kullanmaları sonucu atmosfere serbest karbondioksit bırakırlar.

Bitki ve hayvan ölüleri, toprağın çok derinlerinde, yüksek basınç ve sıcaklık etkisi altında petrol ve kömür gibi yapılara dönüşebilirler. Petrol ve kömür, insanlar tarafından enerji ihtiyaçları için kullanılırken yine açığa karbondioksit (CO2) ve karbonmonoksit (CO) gazları çıkar.”(3) 2.4. Solunum olayı sonucunda atmosfere verilen gazlar:

“Solunum olayında, havaya verdiğimiz nefeste % 16 Oksijen (O2), %5 Karbondioksit (CO2) ve %79 Azot gazı (N2) bulunur.”(4)

2.5. Solunum olayının dakikadaki gerçekleşme miktarı: “Solunum sayısı basit olarak istirahat halinde olan bir kişinin 1 dakika süresince yaptığı solunum sayısı sayılarak bulunur. Normal sayı 1 dakikada 15-20 kezdir. Ateşli hastalıklarda ,çeşitli kalp ve akciğer hastalıklarında bu sayı yükselir.”(5)

2.6. Kalsiyum Hidroksitin Özellikleri:

“Kalsiyum hidroksit sönmemiş kirece su ilave edilmesiyle elde edilen kimyasal bileşiktir. Kristal beyaz renkli toz halde bulunur. Suda çözündüğünde hamurumsu görüntü veren bir alkalidir. Geleneksel adı söndürülmüş kireç veya hidratik kireçtir.(Şekil 1)

Eğer 512 dereceye kadar ısıtılırsa bozunarak kalsiyum oksit ve suya dönüşür.

4

Şekil 1: Kalsiyum Hidroksitin Kimyasal Özellikleri

Kalsiyum Hidroksitin Kullanım Alanları:

• Su içerisindeki atıkları temizlemede ve toprağı nötralleştirmede kullanılır. • Ağartıcılarda, harç ve beton malzemelerinde • Tabaklama endüstrisinde • Petrol arıtma endüstrisinde • Akvaryumlarda salyangoz, algler ve mercanlar gibi canlıların yaşaması için biyolojik denge

oluşturmada, • Gıdalarda ve alkolü içeceklerde, • Diş hekimliğinde tedavi materyali olarak da kullanılır.

Kalsiyum Hidroksitin Sağlık Açısından Riskleri:

Kalsiyum hidroksit bileşiğinin vücutta fazla bulunması halinde bazı riskler ortaya çıkar, bunlar:

• Solunum güçlüğü • İç kanama • Yüksek tansiyon”(6)

2.7. Karbondioksit gazının (CO2 )özellikleri:

“Karbon dioksit, kovalent bağlı bir karbon ve iki oksijen atomundan ibaret bir molekül olup, normal koşullarda gaz halindedir (Şekil 2). Renk ve kokusu yoktur. Formülü CO2 şeklinde olup molekül ağırlığı 44.009 g/mol dür. Karbon içeren besin maddelerin metabolize edilmesi sonucu meydana gelen bir son üründür (Şekil 2).

Kalsiyum hidroksit

Kimyasal Adı Kalsiyum hidroksit, Potas kostikKimyasal Formül Ca(OH)2

Molekül ağırlığı 74.093 g/molYoğunluk 2.211 g/cm³Ergime noktası 580°C

5

Şekil 2: Karbondioksit Özellikleri

CO2, solunumdaki yeri açısından hayati önem arz eder. Oksijen akciğerlere üst hava yollarını geçerek gelir ve alveolde hemoglobin ile taşınarak alveole getirilmiş olan karbondioksit ile yer değiştirir. Daha sonra karbondioksit oksijenin takip ettiği yolla dışarıya verilir. Bitkiler gündüz CO2 alır, O2 verirler. Gece ise O2 alıp CO2 verirler.

Laboratuvarda CO2, kızdırılmış kok kömürü üzerinden hava geçirilerek elde edilir. CO2 kanda belli seviyelerde bulunur ve vücudumuzun tampon sistemlerinden birini meydana getirir. Kanda artması halinde asidoz, azalması halinde ise alkaloz meydana gelir. Bu durumlar dolaylı olarak hidrojen iyonu konsantrasyonunu etkilemesi ile meydana getirir. Atardamar kanında, CO2 basıncı 120 mm Hg'ye varırsa; baş ağrısı, adale seğirmeleri, oryantasyon bozukluğu, (olmayan şeyleri gören) bir şuur bulanıklığı, konfüzyon, hatta koma görülebilir.”(7)

2.8. Kalsiyum Karbonatın (CaCO3) özellikleri:

“Kalsiyum karbonat, halk arasında kireç taşı olarak bilinen bir tür kimyasal bileşiktir (Şekil 3). Bileşik formülü CaCO3 şeklindedir. Bu bileşik doğada en fazla eski kayaçlarda ve deniz kabuklarında bulunur. Kalsiyum karbonat, antiasitlerin bir üyesi olsa da, fazlası biyolojik olarak zararlıdır.

Kalsiyum karbonatın doğada bulunduğu kayaçlar içinde en yoğun bilinenleri, aragonit, kalsit, vaterit, tebeşir, kireç taşı, mermer ve travertendir.

Karbon dioksit

Diğer adları Karbonik asit gazıMoleküler formülü CO2

Moleküler ağırlığı 44.01 g/molKatı hali Kuru buzGörünümü Renksiz

Özellikleri

Yoğunluk ve Faz 1600 kg/m³, katı1.98 kg/m³, 298 K de gaz

Suda çözünürlüğü 1.45 kg/m³;Buharlaşmagizli ısısı 25.13 kJ/mol

Ergime noktası −57 °C (216 K),Kaynama noktası −78 °C (195 K),

Yapısı

Moleküler şekli Doğrusal

6

Kalsiyum karbonat, sanayide, mermer, tebeşir ve kireç taşı gibi farklı malzemelerin üretiminde yoğun olarak kullanılır. Aynı şekilde boya malzemelerinin üretilmesinde yoğun olarak bu bileşikten yararlanılır. PVC üretiminde de kullanılan kalsiyum karbonat, seramik yapımında yararlanılan bir moleküldür. Tıp alanında, kandaki fosfatlı bileşiklerin dengelenmesinde kullanılır. Son yıllarda çevresel dengenin sağlanmasında kalsiyum karbonatın önemli bir yere sahip olduğu görülmüştür.”(8)

Şekil 3: Kalsiyum Karbonat

2.9.Dünya üzerinde atmosfere bir günde verilen karbondioksit (CO2 )miktarı:

“ Bir yıl içinde yeşil bitkiler tarafından temizleme amacıyla atmosferden alınan karbondioksit miktarı 129 milyar tonu bulur ki bu son derece önemli bir rakamdır.

Atmosfere verilen karbondioksit miktarının da yaklaşık 147 milyar tondur. Karalardaki karbondioksit-oksijen dolaşımında görülen 18 milyar tonluk bu açık, okyanuslarda görülen farklı değerlerdeki karbondioksit-oksijen dolaşımıyla bir ölçüde azaltılabilmektedir. Yeryüzündeki canlı yaşamı için son derece hayati olan bu dengelerin devamlılığını sağlayan, bitkilerin yaptığı fotosentez işlemidir. Bitkiler fotosentez sayesinde atmosferdeki karbondioksiti ve ısıyı alarak besin üretirler, oksijen açığa çıkarırlar ve dengeyi sağlarlar. Atmosferdeki oksijen miktarının korunması için de başka bir doğal kaynak yoktur.”(9)

2.10.Titrasyon “ Asit baz titrasyonu, asidik olduğu bilinen bir çözeltiye belirli miktarlarda baz (damlatılarak) eklemek ya da bunun tam tersi yani bazik olduğu bilinen bir çözeltiye belirli miktarlarda asit ekleme işlemidir. Temel amaç asit ya da bazın derişimini tespit etmektir. Buradan da çözeltinin pH değerini kolayca hesaplanabilir. Çözeltinin dengelendiği zamanı hassas olarak yakalamak için derişimi bilinmeyen çözeltinin içine indikatör konur. İndikatör renk değiştirdiği anda titrasyon işlemi durdurulur. İndikatör seçimi asit veya bazın tipine göre değişiklik gösterir çünkü indikatörlerin renk değişikliği göstereceği pH aralıkları farklıdır. Titrasyon için kullanılabilecek birçok indikatör vardır. İndikatör seçimi yaparken şu maddeler göz önünde bulundurmalıdır. 1) Kuvvetli asit ile kuvvetli bazın tepkimesi nötrleşme tepkimesi olacağından pH değeri 7 olur. 2) Kuvvetli asit ile zayıf bazın tepkimesi sonucu pH değeri 7 den küçük olur. 3) Zayıf asit ile kuvvetli bazın tepkimesi sonucunda pH değeri 7 den büyük olur.

Örneğin elimizde derişimi (konsantrasyonu) bilinmeyen bazik bir çözelti olsun. Bu çözeltiden belirli bir miktar (hacim belli) alınırsa bu çözeltinin içine derişimi bilinen bir asit çözeltisi damlatmaya başlanırsa asit ve baz nötürleşme tepkimesi verir. Bazik çözeltinin içerisine asit damlattıkça çözelti nötrleşmeye yaklaşacaktır , pH değeri azalır. Çözeltideki baz ve asitler dengeye geldiği noktada indikatörün etkisiyle aniden değişir. Aslında indikatör maddelerde zayıf organik asit ya da organik bazdır. Asit ve bazların dengelendiği noktada indikatör de eklenen asit ya da baz ile tepkimeye girer ve ani bir renk değişimi olur. Burada indikatörün hacmi

7

genelde hesaba katılmadığı için çok küçük de olsa bir hata payı oluşturur.

Bazı asit baz indikatörlerinin isimleri ve kullanıldıkları pH aralıkları aşağıdaki gibi belirtilmiştir.

Timol mavisi: pH 1.2 - 2.8 asit iken kırmızı, baz iken sarıMetil sarısı: pH 2.9 - 4.0 asit iken kırmızı, baz iken sarıMetil turuncusu: pH 3.1 - 4.4 asit iken kırmızı, baz iken turuncuBromfenol mavisi: pH 3.0 - 4.6 asit iken sarı, baz iken koyu mavi, morBromkresol yeşili: pH 4.0 - 5.6 asit iken sarı, baz iken maviKlorfenol kırmızısı: pH 5.4 - 6.8 asit iken sarı, baz iken kırmızıFenol kırmızısı: pH 6.4 - 8.0 asit iken sarı, baz iken kırmızı Kresol kırmızısı: pH 7.2 - 8.8 asit iken sarı, baz iken kırmızıTimol mavisi: pH 8.0 - 9.6 asit iken sarı, baz iken maviFenolftalein: pH 8.0 - 10.0 asit iken renksiz, baz iken kırmızıNil mavisi: pH 10.1 – 11.1 asit iken mavi, baz iken kırmızıAlizarin sarısı: pH 10.0 – 12.0 asit iken sarı, baz iken eflatunNitramin: pH 11.0 – 13.0 asit iken renksiz, baz iken turuncu kahverengiTrinitrobenzik asit: pH12.0 - 13.4 asit iken renksiz, baz iken turuncu kırmızı VOLUMETRİK ANALİZ (Titrimetri) Bir çözeltideki madde miktarının konsantrasyonu, ağırlığı veya hacmi bilinen ve ölçümü yapılacak madde ile belirli bir kantitatif reaksiyon verebilen bir başka çözelti (standart çözelti, titrasyon çözeltisi) yardımıyla tayini esasına dayanan analiz yöntemidir.”(10)

3.MATERYAL VE YÖNTEM 3.1.Materyaller

Beherglas(1adet)Cam balon(1 adet)Hassas teraziSüzgeç kağıdı (5 adet)Huni (2 adet)Eldiven (1 paket)Ca(OH)2 (100 gram)Cam boru 15 cm,20 cm,30 cm’likHortum 1 mÇift delikli tıpa(1 adet)FenolftaleinBüretHCIDamlalık

3.2.Yöntem

25 C˚ oda sıcaklığında 500 ml suya 0,85 g Ca(OH)2 konularak doymuş çözelti hazırlandı. Bu çözelti huni içerisine süzgeç kağıdı konularak süzüldü. Süzülen Ca(OH)2 çözeltisinden 100 ml alınarak 250 ml’lik cam balon içerisine konuldu ve üzerine 100 ml su eklenerek elde edilen çözelti seyreltildi. Cam balonun ağzı iki delikli tıpa ile kapatıldı. Deliklerden birine 20 cm’lik diğerine 15 cm’lik cam boru takıldı. Uzun olan cam borunun ucuna hortumun bir ucu takıldı. Hortumun diğer ucundan nefes verilmeye başlandı. Öncelikle Ca(OH)2 çözeltisinin bulandığı sonra da çökelme gözlenmeye başladı. İlk denemede 40 dakika süreyle normal nefes verildikten sonra çözelti süzüldü. Süzgeç kağıdının üzerinde kalan CaCO3 bileşiği süzgeç kağıdının üzerinde kurutulmaya bırakıldı. Kuruyan CaCO3 ve süzgeç kağıdı hassa terazide tartıldı. Toplam kütle 1.40 gram çıktı.Daha önce kütlesi 1.26 gram olarak ölçülen süzgeç kağıdı toplam kütleden çıkarılarak CaCO3 miktarının 0,14g olduğu tespit edildi.

8

Deneyin yapılış aşamaları aşağıdaki fotoğraf 1,fotoğraf 2,fotoğraf 3,fotoğraf 4, fotoğraf 5’te açıkça gözlenebilmektedir.

Fotoğraf 1 Fotoğraf 2 Fotoğraf 3 Fotoğraf 4 Fotoğraf 5

CaCO3 ın mol sayısının hesaplanması (CaCO3 MA=100 g/mol)

n=m/MA n=0,14/100=0,0014 mol

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O 0,0014mol 0,0014molKimyasal denkleminden 1 mol CO2 girip 1 mol CaCO3 çıktığından denkleme göre CO2’in mol sayısı 0,0014 mol olur. CO2

’ in mol sayısından oda sıcaklığındaki bir günde atmosfere verilen CO2 in miktarınıbulduk. Bulduğumuz değeri dünya nüfusu ile çarparak atmosfere verilen CO2 miktarı belirlendi.

4.BULGULAR VE TARTIŞMADeney sonucunda bulunan değerler aşağıdaki hesaplamalarda kullanıldı.

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O

CaCO3 Molekül Ağırlığı:(Ca=40 gram/mol,C= 12 gram/mol,O= 16 gram/mol)

CaCO3=40+12+16.3=100 gram/mol dur

Süzgeç Kağıdının Kütlesi=1,26 gramCaCO3 kütlesi+ Süzgeç Kağıdının Kütlesi=1,40 gram

CaCO3 kütlesi = 1,40-1,26=0,14 gram

1 mol CaCO3 100 gram ise x mol CaCO3 0,14 gram

x = 0,14100

=0,0014 mol CaCO3

9

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O 0,0014mol 0,0014mol

40 dakikada üretilen karbondioksit miktarı:

1 mol CO2 44 gram ise0,0014 mol CO2 x gramdır

X =44.0,0014=0,0616 gram CO2

Oda sıcaklığında;

1 mol CO2 25 lt ise0,0014 mol CO2 x lt CO2

x=25.0,0014=0,035 lt CO2

Bir saatteki üretilen karbondioksit miktarı :

40 dakikada 0,035 lt CO2 üretiliyorsa 60 dakika(1 saat)da x lt CO2 üretilir

x=60.0,035/40=0,0525 lt CO2

0,0525 lt CO2 =0,0525/1000=0,0000525 m3 CO2

Bir insanın bir gün(24 saat) de ürettiği CO2 miktarı: 0,0000525.24=0,00126 m3 CO2

Dünya nüfusu=6 640 000 000 kişi alınmıştır.Tüm insanların bir gün(24 saat) de ürettiği CO2 miktarı:0,00126. 6 640 000 000=8366400 m3 CO2 gazı havaya verilir. Deney tekrar sonuçları aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.

Nefes verme süresi

CaCO3 kütlesi(g) CO2 kütlesi(g) CO2 hacmi(m3) Bir insanın bir günde ürettiği CO2 hacmi(m3)

Tüm insanların bir günde ürettiği CO2

hacmi(m3)20 dakika 0,7 0,0308 0,0000175 0,00126 836640040 dakika 0,14 0,0616 0,000035 0,00126 836640060 dakika 0,21 0,0924 0,0000525 0,00126 8366400

10

Nefes verme süresi ile oluşan CaCO3 kütlesi arasındaki ilişki grafik 1 de gösterilmiştir.

Grafik 1

Nefes verme miktarı ile oluşan CO2 hacmi(m3) arasındaki ilişki grafik 2 de gösterilmiştir.

Grafik 2 Ca(OH)2 çözeltisinin içerisine gereğinden fazla CO2 verdiğimiz zaman çözelti içersindeki Ca(OH)2 in tamamı bitmiş olacağından fazladan verilen CO2 aşağıdaki gibi bir tepkime oluşturabilir.

CaCO3 + CO2 + H2O → Ca(HCO3)2 bu nedenle ;

Bu deney sonuçlarının güvenilir olup olmadığını tespit etmek için titrasyon yönteminin kullanılacağı bir deney düzeneği daha hazırlandı. Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O tepkimesinin oluşmasını sağlayarak CO2 miktarına aşağıdaki adımlarda ulaşılmıştır. Önce bazik olan Ca(OH)2 çözeltisi 500 ml saf suya 0,85 gram Ca(OH)2 konularak hazırlandı. Sonra doygun Ca(OH)2 çözeltisinin molaritesi hesaplanarak 0,023 mol/lt olduğuna ulaşıldı.Yukarıdaki tepkimede 1 mol Ca(OH)2 ile 2 mol HCl tepkimeye girdiğinden 0,023 mol/lt Ca(OH)2 ile de 0,046 mol/lt HCI tepkimeye

11

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

20 dakika 40 dakika 60 dakika

CaCO3 kütlesi(g)

0

0,00001

0,00002

0,00003

0,00004

0,00005

0,00006

20 dakika 40 dakika 60 dakika

CO2 hacmi(m3)

girer. 250 ml saf suya 5 ml derişik HCl (%36,5’luk, d=1,18 g/mlt) koyarak çözelti hazırlandı. Bu çözeltinin 1 litresinde 0,230 mol HCl vardır. 10 ml Ca(OH)2 çözeltisi içersine 1 damla %2 lik fenolftalein damlatılarak 2 ml HCl ile titre edildi. Burada da 1’e 5 oranına rastlanılarak işleme devam edildi. Bu işlem basamakları fotoğraf 6,fotoğraf 7,fotoğraf 8,fotoğraf 9 gösterilmiştir.

Fotoğraf 6 Fotoğraf 7 Fotoğraf 8 Fotoğraf 9 1.deneme; 100 ml Ca(OH)2 çözeltisi ile 1 damla %2 lik fenolftalein çözeltisi karıştırılarak hazırlandı. Cam balon içerisine konuldu. 3 dakika süreyle pipet ucu ile nefes verildi. Sonra bu çözeltiyi süzgeç kağıdı ile süzüldü. Süzüntüyü nötralleştirmek için 11,5 ml HCl çözeltisi harcandı.2.deneme; 100 ml Ca(OH)2 çözeltisi ile 1 damla %2 lik fenolftalein çözeltisini karıştırarak hazırlandı. Cam balon içerisine konuldu. 3 dakika süreyle pipet ucu ile nefes verildi. Sonra bu çözeltiyi süzgeç kağıdı ile süzüldü. Süzüntüyü nötralleştirmek için 11,5 ml HCl çözeltisi harcandı.3.deneme; 100 ml Ca(OH)2 çözeltisi ile 1 damla %2 lik fenolftalein çözeltisini karıştırarak hazırlandı. Cam balon içerisine konuldu.3 dakika süreyle pipet ucu ile nefes verildi.Sonra bu çözeltiyi süzgeç kağıdı ile süzüldü. Süzüntüyü nötralleştirmek için 10,5 ml HCl çözeltisi harcandı.4.deneme; 100 ml Ca(OH)2 çözeltisi ile 1 damla %2 lik fenolftalein çözeltisini karıştırarak hazırlandı. Cam balon içerisine konuldu.3 dakika süreyle pipet ucu ile nefes verildi.Sonra bu çözeltiyi süzgeç kağıdı ile süzüldü. Süzüntüyü nötralleştirmek için 11 ml HCl çözeltisi harcandı.

Bu 4 denemedeki sonuçlara göre; çözeltide geriye kalan Ca(OH)2 ile titre edilen HCl arasındaki ilişki grafik 4 teki gibidir.

12

0

2

4

6

8

10

12

14

100 m lCa(OH)2

100 m lCa(OH)2

100 m lCa(OH)2

100 m lCa(OH)2

100 m l Ca(OH)2 100 m l Ca(OH)2 100 m l Ca(OH)2 100 m l Ca(OH)2

Grafik 4

Sonuç olarak titrasyon olayında istediğimiz şey Ca(OH)2 in ne kadar HCl ile tepkimeye girdiğini bulmak. Bu bulduğumuz Ca(OH)2 miktarı geriye kalan Ca(OH)2 tir. En başta hazırladığımız çözeltideki Ca(OH)2

miktarından geriye kalan Ca(OH)2 miktarını çıkarırsak CO2 ile tepkimeye giren Ca(OH)2 miktarına ulaşırız.

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O tepkimesinden de CO2 miktarını buluruz.

100 ml 2,30.10-3 mol

CO2

süzme

Ayarlı HCI çözeltisi 11,5 ml HCIx0,23 mol HCI/1000 ml HCl titrasyon =2,64.10-3mol HCl (1,32x10-3 mol Ca(OH)2 )

Hesap

Başlangıçtaki Ca(OH)2 =2.30x10-3 mol HCI ile reaksiyona giren Ca(OH)2 =1,32x10-3 mol

CO2 ile tepkimeye giren Ca(OH)2 =1x10-3 mol

13

Ca(OH)2 çözeltisi 0,023 mol/lt

CaCO3(k) + Ca(OH)2

çözeltisi

Ca(OH)2

çözeltisi(reaksiyona girmeyen)

Reaksiyona girmeyen Ca(OH)2

Reaksiyona giren Ca(OH)2

Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O1x10-3 mol 1x10-3 mol

3 dakikada 1x10-3 mol CO2 açığa çıkıyorsa 3600 dakika bir(1) gün olduğundan bir günde açığa çıkan CO2 miktarı 3600x10-3/3=1,2 mol’dür.

25 ºC de 1 mol CO2 25 litre olduğundan bir insanın bir günde havaya verdiği CO2 miktarı 1,2x25=30 litre bulunur.

5.SONUÇ Bu deneyde ilk defa olarak insanın nefesiyle verdiği CO2 miktarı titrimetrik yöntemle hesaplanabileceği ortaya konuldu.Ancak Ca(OH)2 çözeltisi içerisine nefesle verilen CO2’nin suda tam olarak çözünüp çözünmediği bilinmediği için gözenekli gaz dağıtıcı sistem ile Ca(OH)2 içerisine dağıtılması gerekmektedir.Dağıtılması gerektiğinden buradan kaynaklanabilecek bir hata olabileceği düşünülmektedir. Deneylerin böyle bir sistem kullanılarak yapılması halinde liseden üniversiteye kadar bütün öğretim müfredatında örnek bir deney olarak başarıyla kullanılabileceği ortaya konmuştur.

6.TEŞEKKÜR:Proje çalışmamızda bize yardımcı olan öncelikle çok değerli danışman hocalarımız Prof.Dr. Hasan SEÇEN ,Prof.Dr. Veysel Turan YILMAZ’ a sonra da Mümin Tansu YILMAZ beye ve emeği geçen herkese teşekkür ederiz.

7.KAYNAKLAR: [1] http://tr.wikipedia.org/wiki/oksijenli_solunum [2] www.delinetçiler.net/forum [3] www.delinetçiler.net/forum [4] Dr.mehmet Dokur(Özel Kadıköy hastenesi ilk yardım ve acil uzmanı) [5] www.yaşamsal göstergeler.com [6] tr.wikipedia.org [7] tr.wikipedia.org [8] tr.wikipedia.org [9] http://www.canlibilimi.com/fotosentez-mucizesi-nedir.asp [10]Tübitak bilim ve teknik dergisi(Esra ECE) 2007ŞEKİLLER: [1] tr.wikipedia.org [2] tr.wikipedia.org [3] tr.wikipedia.org

14

Reaksiyona giren CO2