TÜBİTAK-BİDEB KİMYAGERLİK, KİMYA ÖĞRETMENLİĞİ VE …maycalistaylari.comu.edu.tr/kimya2/sunumlar/projeraporlari/a_grubu_proje_raporu...6 daha iyi tutunmasını, farklı renk

1

TÜBİTAK-BİDEB

KİMYAGERLİK, KİMYA ÖĞRETMENLİĞİ VE KİMYA

MÜHENDİSLİĞİ KİMYA LİSANS ÖĞRENCİLERİ

ARAŞTIRMA PROJESİ EĞİTİMİ ÇALIŞTAYI

(KİMYA-2 ÇALIŞTAY 2011)

PROJE RAPORU

GRUP ADI

ÇAYLAAAARRRR

PROJE ADI

SİYAH ÇAYIN KUMAŞ BOYAMADA

KULLANILABİLİRLİĞİNİN İNCELENMESİ

PROJE EKİBİ

ŞİLA TEMİZEL NİHAL KÖSE

PROJE DANIŞMANLARI PROF. DR. MEHMET KANDAZ DOÇ. DR. MUSTAFA SÖZBİLİR

KEPEZ/ÇANAKKALE

20-28 TEMMUZ-2011

2

İÇİNDEKİLER

ŞEKİL TABLOSU ................................................................................................................3

ÖZET ....................................................................................................................................4

GİRİŞ ....................................................................................................................................5

MATERYAL VE YÖNTEM ................................................................................................7

DENEYDE KULLANILAN KİMYASALLAR: ..............................................................................7

DENEYDE KULLANILAN ALETLER; ..................................................................................... 10

DENEYSEL ÇALIŞMA: ......................................................................................................... 10

1. DENEY: Çözücüsü Su Olanlar .................................................................................. 10

2. DENEY: Çözücüsü Metanol Olanlar ......................................................................... 13

3. DENEY: Çözücüsü Toluen Olanlar ........................................................................... 14

4. DENEY: Kompleks Oluşturulan Çözeltiler ................................................................ 15

5. DENEY: Baz ile Oluşturulan Çözelti ......................................................................... 17

BULGULAR VE TARTIŞMA ........................................................................................... 17

BULGULAR ........................................................................................................................ 17

TARTIŞMA ......................................................................................................................... 21

SONUÇ ............................................................................................................................... 24

KATKIDA BULUNANLAR .............................................................................................. 25

KAYNAKLAR .................................................................................................................... 25

ÖZGEÇMİŞLER ................................................................................................................ 26

NİHAL KÖSE ...................................................................................................................... 26

ŞİLA TEMİZEL.................................................................................................................... 26

3

ŞEKİL TABLOSU Şekil 1: Tannik Asidin Yapısı .................................................................................................6

Şekil 2: Çay ve Su Çözeltisi .................................................................................................. 10

Şekil 3: Farklı Miktarlarda Şeker Çözeltisi İçeren Çay Süzüntüsü ......................................... 11

Şekil 4: Farklı Miktarda Asetik Asit Çözeltisi Eklenirken ..................................................... 12

Şekil 5: Farklı Miktarda Formik Asit Çözeltisi Eklenen Çözeltiler ........................................ 12

Şekil 6: Metil Alkol ile Oluşturulan Çözeltiler ...................................................................... 14

Şekil 7: Toluen ile Oluşturulan Çözeltiler ............................................................................. 15

Şekil 8: Komplekslerin Kumaşa Emdirilmesi ........................................................................ 16

Şekil 9: Baz ile Oluşturulan Çözelti ...................................................................................... 17

Şekil 10: Farklı Şeker Miktarları ile Oluşan Renkler ............................................................. 18

Şekil 11: Farklı Asetik Asit Miktarları ile Oluşan Renkler .................................................... 18

Şekil 12: Farklı Formik Asit Miktarları ile Oluşan Renkler ................................................... 18

Şekil 13: Farklı Metalik Kompleksler ile Oluşan Renkler ..................................................... 19

Şekil 14: Baz Eklendiğindeki Yorum .................................................................................... 19

Şekil 15: Çözücü Olarak Metanol Kullanılması Durumunda Oluşan Renkler ........................ 20

Şekil 16: Çözücü Olarak Toluen Kullanılması Durumunda Oluşan Renkler .......................... 20

Şekil 17: Farklı Miktarlarda Şeker ile Oluşan Durum............................................................ 21

Şekil 18: Farklı Miktarda Asetik Asit ile Oluşan Durum ....................................................... 21

Şekil 19: Farklı Miktarda Formik Asit ile Oluşan Durum ...................................................... 21

Şekil 20: Metanol ile Oluşan Renkler ve Deterjanla Yıkanan Kumaşlar ................................ 22

Şekil 21: Toluen ile Oluşan Renkler ve Deterjanla Yıkanan Kumaşlar .................................. 22

Şekil 22: Metal Kompleksleri ile Boyanan Kumaşların Yıkanmış Hali ................................. 23

Şekil 23: Deney Sonucunda Elde Edilen Renkler .................................................................. 24

4

TÜBİTAK-BİDEB

Kimyagerlik, Kimya Öğretmenliği ve Kimya Mühendisliği

Kimya Lisans Öğrencileri

Araştırma Projesi Eğitimi Çalıştayı

(Kimya-2 Çalıştay 2011)

Grup: Çaylaaaarrrr

PROJE DANIŞMANLARI : Prof. Dr. Mehmet KANDAZ

Doç. Dr. Mustafa SÖZBİLİR

PROJE ÜYELERİ : Şila TEMİZEL

Nihal KÖSE

ÖZET

Siyah çaydan kumaş boyası elde etmek amacı ile farklı solventler ve bileşenler

yardımıyla boyanın kumaşa bağlanılabilirliğinin ve çay ile metalik kompleksler oluşturularak

renk değişimi incelenmiştir. Hedefler; siyah çayda bulunan ve renk veren madde olan tannik

asitten yola çıkarak kumaşların boyanabilirliğinin araştırılması, geçiş metalleri varlığında

oluşturulan değişik renkte tannik asit komplekslerinin kumaş boyamada kullanılması ve

boyanın kumaşa tutunmasının sağlanması için ilave edilen maddelerin farklı

konsantrasyonlarındaki renk tonlarının incelendi. Bunlar doğrultusunda çalışmalar yapılmış

ve istenilen sonuçlara ulaşılmıştır.

5

GİRİŞ

Çay, işlenmiş yapraklarının kaynatılmasıyla veya haşlanmasıyla içecek elde edilen bir

bitki türüdür. İçeriğinde tein, kafein, tannik asit (tanen), teofilin ve antioksidanlar

bulunmaktadır. Çaya kızılımsı rengi kazandıran madde tannik asittir.(1)

Eski çağlardan bu yana bilinen türlü kumaş boyama teknikleri vardır. İlk çağda

Anadolu ve Mısır uygarlıklarında çeşitli boyaların kullanılarak kumaşların renklendirildiği,

Orta Çağ’da ise Batı Avrupa ülkelerinde kullanıldığı bilinmektedir. İnsanların tanıdığı ve ilk

kez Uzak Doğu ülkelerinde kullanılan boya çivittir.(2) Sonraki dönemlerde özellikle yünlü

pamuklu dokumaların boyanmasında önemli gelişmeler görülmüştür. Yünlü ve pamuklu

kumaşlar suyu çok iyi emdiklerinden, çaydan üretilecek olan boyanın bu tip kumaşlara çok iyi

tutunacağı düşünülmüştür.

Pamuklu kumaşlar hava alarak ve nemi emerek vücudu rahat tutar. Emicilik, yaş

dayanımı, yumuşaklık, dayanıklılık gibi özellikleri pamuğu diğer liflerden ayırır. Pamuk yüne

oranla daha fazla nem çeker. Bununla ilgili bir genelleme yapılacak olursa, pamuk kendi

ağırlığının 27 katı kadar su absorplar denilebilir.

Literatürde yapılan çalışmalarda, çaya çeşitli kompleksler katılarak ve koordinasyon

bileşikleri oluşturularak kumaşın boyanması sağlanmıştır.(3) Bu bilgiden yola çıkarak farklı

koordinasyon kompleksleri oluşturarak farklı renkler oluşturulmaya çalışıldı. Ayrıca

literatürde laboratuar dışında da, yani ev ortamında çay ile tekstil ürünlerinin boyandığı

görüldü(4). Çay demlendikten sonra elde edilen süzüntüye bir miktar sirke katılarak boyaların

kalıcılığı sağlanmaktadır. Bu bilgiden yola çıkarak, sirkenin aslında asetik asit olduğunu

düşünerek, aynı kalıcılığı sağlayıp sağlamayacağını tespit etmek amacıyla asetik asit ile

birlikte formik asit ve şeker kullanılarak da üç ayrı kategoride deney yapıldı. Bunlara ek

olarak literatür taramalarında mordan adı verilen yapılarla karşılaşıldı. Bunlar yardımcı

maddeler olarak tanımlanmakta, boyanın dış etkilere karşı daha iyi dayanmasını, boyanın

6

daha iyi tutunmasını, farklı renk ve renk tonları elde edilmesini sağlamaktadır. Deneyde

mordan olarak, CuSO4.5H2O, FeSO4.7H2O, KAl(SO4)2 ve MgSO4.7H2O kullanıldı.(5)

Hepimizin bildiği gibi çay tek başına kumaşa temas ettiğinde, normal bir yıkama ile

kolayca kumaştan uzaklaşabilir. Fakat şekerli çay için bu geçerli değildir. Bu sonuçtan yola

çıkarak çaydaki renk kaynağı olan madde, tannik asidin kumaş boyamadaki

kullanılabilirliğinin incelenmesi projenin konusunu oluşturmaktadır.

Yukarıda bahsedildiği üzere, çayın renk kaynağı tannik asittir. Bu madde ile ilgili kısa

bir bilgi verecek olursak;

Şekil 1: Tannik Asidin Yapısı

bir çok –OH grubu içerdiğinden hidrojen bağı yapmaya çok yatkındır. Kimyasalla yaptığı

hidrojen bağı sayesinde kumaşa sıkıca tutunmaktadır. Bu düşünceden yola çıkarak tannik

asitteki –OH grubunun hidrojen bağı yapmasını sağlayacak kimyasallar ile kumaş boyaması

işlemi gerçekleştirilecektir.

7

MATERYAL VE YÖNTEM

Deneyde Kullanılan Kimyasallar:

Siyah Çay

Metil Alkol (CH3OH)

Toluen (C6H5CH3)

Çay, işlenmiş yapraklarının kaynatılmasıyla veya

haşlanmasıyla içecek elde edilen bir bitki türüdür. Çay,

çalının yapraklarının fermantasyonu, ısıtılması,

kurutulması ve bazen diğer meyve veya bitkilerle

karıştırılması sonucu elde edilir.(6)

Saf metanol 1 atm'de 64,6 derecede kaynayan akışkan bir

sıvıdır. Polardır ve bütün organik çözücülerde her oranda

çözünür.(7)

Pek polar olmasa da, birçok organik madde için çok iyi bir

çözücüdür. Ama tepkime sonrası ortamdan uzaklaştırılması

biraz zor olmaktadır. Kaynama noktası 110,6 - 111,6 °C

civarındadır.(8)

8

Asetik Asit (CH3COOH)

Formik Asit (HCOOH)

Amonyak (NH3)

Demir (II) Sülfat – (FeSO4.7H2O)

Asetik asit, bir organik asittir, sirkeye ekşi tadını ve keskin

kokusunu vermesiyle bilinir. Doğada karbonhidratların

yükseltgenmesiyle oluşur. Sirke genelde %4-8 oranında

asetik asit içerir. Kaynama noktası 118.1 °C dir.(9)

Formik asit tek karbonlu karboksilik asittir. Formik

asit, karbonil karbonuna bağlı alkil grubu içermemesiyle

en basit karboksilli asit özelliği taşır. Su, metanol,

etanol, aseton, eter gibi çözücülerde çok iyi çözünür.

Asitlik (pKa): 3,75 (10)

Genelde 7 sülfatlı olarak bulunurlar. Suda çözünürler

ve [Fe(H2O)6]2+ kompleksini verirler. Oktahedral bir

yapıya sahiptirler ve paramanyetiktirler.(12)

Amonyak molekülleri kendi aralarında olduğu gibi su

molekülleri ile de zayıf hidrojen bağı oluşturur. Bu

nedenle suda çok çözünür. Bağ yapmamış bir çift

elektronu olduğundan molekül şekli üçgen piramittir, bu

yüzden polar bir moleküldür. OH- iyonu içermediği halde

zayıf baz özelliği gösterir.(11)

9

Bakır (II) Sülfat – (CuSO4.5H2O)

Magnezyum Sülfat – (MgSO4.7H2O)

Potasyum Alünimyum Sülfat – (KAl(SO4)2)

Susuz formu gri renkte olmasına rağmen 5

hidratlı formu açık mavidir. Suda çözünürler ve

[Cu(H2O)6]2+ kompleksini verirler. Oktahedral

bir yapıya sahiptirler ve paramanyetiktirler.(13)

Susuz MgSO4 kurutma ajanı olarak kullanabilir.

Bu bileşik koordinasyon kompleksi oluşturmaya

pek yatkın değildir.(14)

Bu moleküle “alüm” de denebilmektedir.

Kabartma tozu, suyun saflaştırılması, yanmaya

karşı dirençli tekstil oluşturmada kullanılır.(15)

10

Şeker

Deneyde Kullanılan Aletler;

Beher (50 ml, 100 ml, 600 ml), termometre, ısıtıcı, pens, spatül, süzgeç, makas, baget,

beyaz pamuklu kumaş, hassas tartı, pipet (5 ml), puar, mezur ve sabun.

Deneysel Çalışma:

1. DENEY: Çözücüsü Su Olanlar a. Siyah Çay + Su Çözeltisi

Bu işlemde 600 ml su için 28 gram çay alındı. Kaynamak üzere ısıtıcıya konuldu.

Bu işlemin amacı, çaydaki tannik asidin sulu faza geçmesini sağlamaktır. Çayın

homojen bir şekilde çözücümüz olan su içerisinde dağılmasını sağlamak amacıyla,

baget yardımı ara ara karıştırıldı. Bu işlem evde gerçekleştirilen çay demleme

işlemi ile aynı olduğundan, gerekli rengi aldığında çözelti ısıtıcıdan alındı.

Yaklaşık 25 ml kadarı ayrı bir behere alınarak içine beyaz pamuklu kumaş atıldı.

Beklemeye bırakıldı.

Şekil 2: Çay ve Su Çözeltisi

Şeker veya sakkaroz çoğu bitkinin bünyesinde

bulunur. Yapısı gereği Hidrojen bağı yapmaya çok

yatkın olduğu bilinmektedir.

11

b. Siyah Çay + Su + Şeker Çözeltisi

Bu işlemde yukarıdaki adımda hazırlanan çözeltiden 75 ml alındı. Bu çözelti de

25’er ml olmak üzere üçe ayrıldı. Bu üç behere ayrı konsantrasyonlarda şeker

çözeltileri eklendi. Buradaki amaç, şeker miktarı değişince boyanın kumaşa

tutunma gücünün incelenmesidir. Bunun için molarite hesaplamaları yapıldı ve

birinci behere 0.5 M, ikinci behere 1.0 M ve üçüncü behere 1.5 M şeker çözeltisi

ilave edildi. Her bir beherin içine beyaz pamuklu kumaş atıldı ve beklemeye

bırakıldı.

Hesaplamalar;

C6H12O6 = 180 g/mol

0.5 M için 1 lt suda 90 gram şeker bulunmalı.

10 ml 0.5 M çözelti hazırlanacak. Buna göre 0.9 gram şeker, 10 ml suda çözüldü.





Şekil 3: Farklı Miktarlarda Şeker Çözeltisi İçeren Çay Süzüntüsü

c. Siyah Çay + Su + Asetik Asit Çözeltisi

Bu işlemde ilk adımda hazırlanan çözeltiden 75 ml alındı. Bu çözelti de 25’er

ml olmak üzere üçe ayrıldı. Bu üç behere ayrı miktarlarda hazırlanan asetik asit

çözeltileri eklendi. Buradaki amaç, asetik asit miktarı değişince boyanın kumaşa

tutunma gücünün incelenmesidir. Bunun için hesaplamalar yapıldı ve birinci

behere hacimce %5 lik, ikinci behere %10 luk ve üçüncü behere %15 lik asetik

12

asit çözeltisi ilave edildi. Her bir beherin içine beyaz pamuklu kumaş atıldı ve

beklemeye bırakıldı.

Şekil 4: Farklı Miktarda Asetik Asit Çözeltisi Eklenirken

d. Siyah Çay + Su + Formik Asit Çözeltisi

Bu işlemde ilk adımda hazırlanan çözeltiden 75 ml alındı. Bu çözelti de 25’er

ml olmak üzere üçe ayrıldı. Bu üç behere ayrı miktarlarda hazırlanan formik asit

çözeltileri eklendi. Buradaki amaç, formik asit miktarı değişince boyanın kumaşa

tutunma gücünün incelenmesidir. Bunun için hesaplamalar yapıldı ve birinci

behere hacimce %5 lik, ikinci behere %10 luk ve üçüncü behere %15 lik formik

asit çözeltisi ilave edildi. Her bir beherin içine beyaz pamuklu kumaş atıldı ve

beklemeye bırakıldı.

Şekil 5: Farklı Miktarda Formik Asit Çözeltisi Eklenen Çözeltiler

13

2. DENEY: Çözücüsü Metanol Olanlar

e. Çay + Metil Alkol Çözeltisi

Bu işlemde 150 ml metil alkol için 7 gram çay alındı. Kaynamak üzere ısıtıcıya

konuldu. Bu işlemin amacı, çaydaki tannik asidin sulu faza geçmesini sağlamaktır.

Çayın homojen bir şekilde çözücümüz olan metil alkol içerisinde dağılmasını

sağlamak amacıyla, baget yardımı ara ara karıştırıldı. Her 10 dakikada bir sıcaklık

kontrolü yapıldı. Isıtma işlemi, çözeltinin sıcaklığı metil alkolün kaynama noktası

sıcaklığına yaklaşınca durduruldu. Yaklaşık 25 ml kadarı ayrı bir behere alınarak

içine beyaz pamuklu kumaş atıldı. Beklemeye bırakıldı.

f. Çay + Metil Alkol + Şeker Çözeltisi

Bu işlemde yukarıdaki adımda hazırlanan çözeltiden 25 ml alındı. Üstüne 1.0

M 10 ml şeker çözeltisi eklendi. Buradaki amaç şekerin, metil alkolde hazırlanan

çay çözeltisinde, boyanın kumaşa tutunma gücünün incelenmesi idi. Beherin içine

beyaz pamuklu kumaş atıldı ve beklemeye bırakıldı.

g. Çay + Metil Alkol + Asetik Asit Çözeltisi

Bu işlemde ilk adımda hazırlanan çözeltiden 25 ml alındı. Bu behere %10 luk

asetik asit çözeltisi eklendi. Buradaki amaç asetik asidin, metil alkolde hazırlanan

çay çözeltisinde, boyanın kumaşa tutunma gücünün incelenmesidir. Beherin içine


h. Çay + Metil Alkol + Formik Asit Çözeltisi


formik asit çözeltisi eklendi. Buradaki amaç formik asidin, metil alkolde

hazırlanan çay çözeltisinde, boyanın kumaşa tutunma gücünün incelenmesidir.

Beherin içine beyaz pamuklu kumaş atıldı ve beklemeye bırakıldı.

14

Şekil 6: Metil Alkol ile Oluşturulan Çözeltiler

3. DENEY: Çözücüsü Toluen Olanlar

i. Çay + Toluen Çözeltisi

Bu işlemde 150 ml toluen için 7 gram çay alındı. Kaynamak üzere ısıtıcıya

konuldu. Bu işlemin amacı, çaydaki tannik asidin sulu faza geçmesini sağlamaktır.

Çayın homojen bir şekilde çözücümüz olan toluen içerisinde dağılmasını

sağlamak amacıyla, baget yardımı ile ara ara karıştırıldı. Isıtma işlemi, çözeltinin

sıcaklığı toluenin kaynama noktası sıcaklığına yaklaşınca durduruldu. Yaklaşık 25

ml kadarı ayrı bir behere alınarak içine beyaz pamuklu kumaş atıldı ve beklemeye

bırakıldı.

j. Çay + Toluen + Şeker Çözeltisi

Bu işlemde yukarıdaki adımda hazırlanan çözeltiden 25 ml alındı. Üzerine 1.0

M 10 ml şeker çözeltisi eklendi. Buradaki şekerin, toluende hazırlanan çay

çözeltisinde, boyanın kumaşa tutunma gücünün incelenmesidir. Beherin içine


k. Çay + Toluen + Asetik Asit Çözeltisi


asetik asit çözeltisi eklendi. Buradaki amaç asetik asidin, toluende hazırlanan çay

15

çözeltisinde, boyanın kumaşa tutunma gücünün incelenmesi idi. Beherin içine


l. Çay + Toluen + Formik Asit Çözeltisi


formik asit çözeltisi eklendi. Buradaki amaç formik asidin, toluende hazırlanan

çay çözeltisinde, boyanın kumaşa tutunma gücünün incelenmesidir. Beherin içine


Şekil 7: Toluen ile Oluşturulan Çözeltiler

4. DENEY: Kompleks Oluşturulan Çözeltiler

m. Çay + Su + FeSO4.7H2O Çözeltisi

Birinci deneyin ilk aşamasında hazırlanan çözeltiden (sadece çay ve su ile) 25

ml alındı. İçine kompleks oluşturacak madde eklenmeden önce beyaz pamuklu

kumaş eklendi. Üzerine 0.2 M olacak şekilde FeSO4.7H2O çözeltisi eklendi.

Koordinasyon kompleksinin oluşumunun güçlendirilmesi amacıyla karışıma bir

miktar NH3 ilave edildi ve bir süre ısıtıcının üzerinde ısıtıldı. Hesaplamada 0.2 M

çözelti için 0.22 gram FeSO4.7H2O alınıp 10 ml ye tamamlandı.

16

n. Çay + Su + CuSO4.5H2O Çözeltisi



kumaş eklendi. Üzerine 0.2 M olacak şekilde CuSO4.5H2O çözeltisi eklendi.



çözelti için 0.32 gram CuSO4.5H2O alınıp 10 ml ye tamamlandı.

o. Çay + Su + MgSO4.7H2O Çözeltisi



kumaş eklendi. Üzerine 0.2 M olacak şekilde MgSO4.7H2O çözeltisi eklendi.



çözelti için 0.24 gram MgSO4.7H2O alınıp 10 ml ye tamamlandı.

p. Çay + Su + KAl(SO4)2 Çözeltisi



kumaş eklendi. Üzerine 0.2 M olacak şekilde KAl(SO4)2 çözeltisi eklendi.



çözelti için 0.51 gram KAl(SO4)2 alınıp 10 ml ye tamamlandı.

Şekil 8: Komplekslerin Kumaşa Emdirilmesi

17

5. DENEY: Baz ile Oluşturulan Çözelti

q. Çay + Su + NH3


ml alındı. İçine yaklaşık 2 ml kadar NH3 (baz) eklendi. Daha sonra beyaz pamuklu

kumaş behere atıldı ve beklemeye bırakıldı.

Şekil 9: Baz ile Oluşturulan Çözelti

BULGULAR VE TARTIŞMA

Bulgular

Çözücüsü su olan çözeltilerde çayı kaynatırken amaç, boyamadaki etken

madde tannik asidin sulu faza geçmesini sağlamaktır, çünkü su polar bir çözücüdür.

Sadece çay çözeltisi ile beyaz pamuklu kumaş tannik asit ile pembemsi bir renge

boyandı. Bu kumaşın deterjan ile yıkanması sonucu rengin çıkması bekleniyor.

Çay ve şeker çözeltisi ile beyaz pamuklu kumaş tannik asit ile sadece çay ile elde

edilen renkten daha koyu pembe bir renge boyandı. Bu kumaşın deterjan ile yıkanması

sonucu rengin çıkmaması, farklı miktarda şeker çözeltileri ile farklı tutunma

miktarlarının olması bekleniyor.

18

Şekil 10: Farklı Şeker Miktarları ile Oluşan Renkler

Çay ve asetik asit çözeltisi ile beyaz pamuklu kumaş, çay ve şeker çözeltisi ile

boyanan ile yaklaşık aynı rengi aldı. Bu kumaşın deterjan ile yıkanması sonucu rengin

çıkmaması, farklı miktarda asit çözeltileri ile farklı tutunma miktarlarının olması

bekleniyor.

Şekil 11: Farklı Asetik Asit Miktarları ile Oluşan Renkler

Çay ve formik asit çözeltisi ile beyaz pamuklu kumaş, diğerleri ile aynı rengi aldı. Bu

kumaşın deterjan ile yıkanması sonucu rengin çıkmaması, farklı miktarda asit

çözeltileri ile farklı tutunma miktarlarının olması bekleniyor.

Şekil 12: Farklı Formik Asit Miktarları ile Oluşan Renkler

19

Çay ve FeSO4.7H2O çözeltisi ile petrol yeşili kompleks oluşumu gözlendi. Beyaz

pamuklu kumaş füme rengini aldı. Bu kumaşın deterjan ile yıkanması sonucu rengin

kumaştan çıkmaması bekleniyor.

Çay ve CuSO4.5H2O çözeltisi ile koyu yeşil kompleks oluşumu gözlendi. Beyaz

pamuklu kumaş kahverengi oldu. Bu kumaşın deterjan ile yıkanması sonucu rengin


Çay ve MgSO4.7H2O çözeltisi ile kahverengi kompleks oluşumu gözlendi. Beyaz

pamuklu kumaş açık kahverengi oldu. Bu kumaşın deterjan ile yıkanması sonucu

rengin kumaştan çıkmaması bekleniyor.

Çay ve KAl(SO4)2 çözeltisi ile koyu kahverengi kompleks oluşumu gözlendi. Beyaz

pamuklu kumaş bej rengi oldu. Bu kumaşın deterjan ile yıkanması sonucu rengin


Şekil 13: Farklı Metalik Kompleksler ile Oluşan Renkler

Çay ve NH3 çözeltisi ile beyaz pamuklu kumaş çaydan çok az renk aldı. Bu kumaşın

deterjan ile yıkanması sonucu rengin kumaştan ayrılması bekleniyor.

Şekil 14: Baz Eklendiğindeki Yorum

20

Çözücüsü metanol olan çözeltilerde çayı kaynatırken amaç, boyamadaki etken madde

tannik asidin sulu faza geçmesini sağlamaktır, çünkü metanol polar bir çözücüdür.

Sadece çay çözeltisi ile beyaz pamuklu kumaş tannik asit ile yeşilimsi bir renge

boyandı. Bu kumaşın deterjan ile yıkanması sonucu rengin çıkması bekleniyor.

Çay ve şeker çözeltisi ile beyaz pamuklu kumaş tannik asit ile sadece çay ile elde

edilen renkten daha koyu yeşil bir renge boyandı. Bu kumaşın deterjan ile yıkanması

sonucu rengin çıkmaması bekleniyor.

Çay ve asetik asit çözeltisi ile beyaz pamuklu kumaş, çay ve formik asit çözeltisi ile

boyanandan daha koyu bir renk aldı. Bu kumaşın deterjan ile yıkanması sonucu rengin

çıkmaması bekleniyor.

Çay ve formik asit çözeltisi ile beyaz pamuklu kumaş açık yeşil rengini aldı. Bu

kumaşın deterjan ile yıkanması sonucu rengin çıkmaması bekleniyor.

Şekil 15: Çözücü Olarak Metanol Kullanılması Durumunda Oluşan Renkler

Çözücü olarak apolar bir madde olan tolueni kullanmamızdaki amaç çaydaki tannik

asidin sulu faza geçip geçmediğini incelemektir. Polar maddeler apolar maddelerde

çözünmediğinden geçiş beklenmemektedir. Bulgularda çift faz oluşumu gözlenmiş,

dolayısıyla kumaş boyanamamıştır.

Şekil 16: Çözücü Olarak Toluen Kullanılması Durumunda Oluşan Renkler

21

Tartışma

Deneyde ilk olarak su ile çalışıldı. Burada amaç suya farklı maddeler katarak boyanın

kumaşa bağlanmasını sağlamaktır. Çaydaki tannik asitte bulunan –OH grubu çok kuvvetli

hidrojen bağı yapacağından, bununla bağ oluşturacak maddeler seçildi. Bunlar şeker, asetik

asit ve formik asittir. Asetik asit formik asitten daha güçlü olduğundan renk yoğunluğu da

formik aside göre daha fazla olmalıdır. Deterjan ile yıkandığında gözlenen sonuç da bu yönde

idi. Ayrıca şeker çözeltilerinin üç ayrı miktarları ile çalışıldı ve onlar arasında beklenen sonuç

alındı. Fazla miktarda şeker içeren çözeltide renk daha kalıcı oldu. Aynı sonuçlar formik asit

ve asetik asidin kendi arasında oluşturduğu örnekler için de geçerli oldu.

Şekil 17: Farklı Miktarlarda Şeker ile Oluşan Durum

Şekil 18: Farklı Miktarda Asetik Asit ile Oluşan Durum

Şekil 19: Farklı Miktarda Formik Asit ile Oluşan Durum

22

Deneyde su ile benzer etki yaratabilecek farklı bir polar çözücüde aynı işlemler yapıldı

ve bundan dolayı oluşabilecek farklar incelendi. Kullanılan çözücü metanol olmakla birlikte,

renk tonu deterjan ile yıkanınca hafifledi; fakat tamamen kumaştan ayrılmadı. Şeker, formik

asit ve asetik asit kullanılarak rengin kumaşa bağlandığı kanıtlandı.

Şekil 20: Metanol ile Oluşan Renkler ve Deterjanla Yıkanan Kumaşlar

Toluen ile hazırlanan çözeltide faz ayırımı beklenmektedir. Toluen apolar, su ve

tannik asit ise polardır. Bundan dolayı birbirleri içerisinde çözünmeleri mümkün

olmayacaktır. Tannik asit ise çözücü fazına alınamadığı için kumaş boyamada bu yöntem

başarılı olmayacaktır. Yapılan deneyde, iki faz oluştuğundan ve tannik asidin çözücü faza

geçmemesinden dolayı boyama işlemi gerçekleşemedi.

Şekil 21: Toluen ile Oluşan Renkler ve Deterjanla Yıkanan Kumaşlar

Demir ve Bakır çok iyi koordinasyon kompleksi oluşturur. Koordinasyon sayıları 6 ve

4 olduğundan renk kaynağı ile iyi birer kompleks yapmaları beklenir. Yapılan deneyde,

deterjan ile yıkandıktan sonra renklerin kumaştan ayrılmadığı gözlendi.

23

Alüminyum zayıf koordinasyon kompleksi oluşturur ama kuvvetli bağ oluşturmaya

yatkındır. Bu komplekslerin tek sorunu tekstil ile kuvvetli bağ oluşturamamalarıdır. Yapılan

deneyde, alüminyum kompleksi ile boyanmış kumaştaki rengin deterjan ile yıkandıktan sonra

birkaç ton açıldığı fakat yine de tamamen çıkmadığı görüldü.

Magnezyum koordinasyon kompleksi oluşturmaya pek yatkın değildir. Tannik asit ile

sadece iyonik bağ oluşturur. Bu yapıların ışığa ve yıkanmaya karşı dayanımı çok zayıftır,

bunun nedeni ise boya molekülü ile kumaş arasında çok zayıf bir bağ oluşmasıdır. Yapılan

deneyde, magnezyum kompleksi ile boyanmış kumaştaki rengin deterjan ile yıkandıktan sonra

büyük ölçüde kaybolduğu gözlendi.

Şekil 22: Metal Kompleksleri ile Boyanan Kumaşların Yıkanmış Hali

24

SONUÇ

Yapılan deneyde çaydaki tannik asidin farklı çözücülerde çözülerek ve farklı bileşikler

yardımıyla pamuklu kumaşa tutunması sağlandı. Çay ile kahve, taba, füme, bej, uçuk pembe

gibi renkler elde edildi. Boyanan kumaşlar deterjan ile yıkanarak boyanın çıkmadığı test

edildi. Böylece çay ile kumaş boyama yapılabileceği sonucuna varıldı.

Bu projeyi geliştirmek isteyenler için öneri; siyah çay dışında, yeşil çay vb.

kullanılarak farklı renkler elde edilebilir.

Şekil 23: Deney Sonucunda Elde Edilen Renkler

25

KATKIDA BULUNANLAR

Çalıştay süresince projelendirmemize yardımcı olan tüm proje ekibine,

arkadaşlarımıza ve danışman hocalarımız Prof. Dr. Mehmet KANDAZ’a ve Doç. Dr. Mustafa

SÖZBİLİR’e teşekkür ederiz. Ayrıca; deney süresince yardımlarını bizden eksik etmeyen

Emre SEFER’e teşekkürlerimizi bir borç biliriz.

KAYNAKLAR

(1) http://tr.wikipedia.org/wiki/%C3%87ay_(i%C3%A7ecek)

(2) http://www.minyatursanati.com/?p=286

(3) Arsheen Moiz *, M. Aleem Ahmed, Naheed Kausar, Kamran Ahmed, Munnaza Sohail,

Study the effect of metal ion on wool fabric dyeing with tea as natural dye, Journal of Saudi

Chemical Society (2010) 14, 69–76

(4) http://www.biriz.biz/cay/literatur/kumasboyasi.htm

(5) http://www.esef.gazi.edu.tr/html/yayinlar/21_pdf/21_4.pdf

(6) http://tr.wikipedia.org/wiki/%C3%87ay_(i%C3%A7ecek)

(7) http://tr.wikipedia.org/wiki/Metanol

(8) http://tr.wikipedia.org/wiki/Toluen

(9) http://tr.wikipedia.org/wiki/Asetik_asit

(10) http://tr.wikipedia.org/wiki/Formik_asit

(11) http://tr.wikipedia.org/wiki/Amonyak

(12) http://en.wikipedia.org/wiki/Iron(II)_sulfate

(13) http://en.wikipedia.org/wiki/Copper(II)_sulfate

(14) http://en.wikipedia.org/wiki/Magnesium_sulfate

(15) http://en.wikipedia.org/wiki/Potassium_alum

(16) http://www.associatedcontent.com/article/134628/how_to_tea_stain_fabric.html?cat=25

(17) www.sciencedirect.com

(18) http://en.wikipedia.org/wiki/Tannic_acid

26

(19) The Huntington Library, Art Collections, and Botanical Gardens, Experiments in Tea

Dyeing (http://www.huntington.org/uploadedFiles/Files/PDFs/BGDPdyes.pdf)

(20) http://www.enginewood.plus.com/clothdollsuk/pdfs/dyeing%20techniques.pdf

ÖZGEÇMİŞLER

Nihal Köse 1990 ylında Rize’de doğdu. İlköğretimini Prof. Dr. Erol Güngör İlköğretim Okulu’nda(2004),

lise eğitimini Gülizar Zeki Obdan Lisesi’nde tamamladı(2007). 2008 yılında Zonguldak

Karaelmas Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümünü kazandı. Şu anda belirtilen

kurumda 3. sınıf öğrencisidir.

Şila Temizel 1989 yılında İstanbul’da doğdu. İlköğretimini Özel Pangaltı İlköğretim Okulu’nda (2003), lise

eğitimini Özel Getronagan Lisesi’nde tamamladı (2006). 2006 yılında Yıldız Teknik

Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Kimya Bölümünü kazandı. 2008 yılında Yıldız Teknik

Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü ile çift ana dala başladı. 2009

yılında Erasmus Programı kapsamında 1 yıl boyunca Portekiz’de eğitim gördü. Şu anda

Yıldız Teknik Üniversitesinde öğrenciliğini sürdürmektedir.

Documents

TÜBİTAK-BİDEB KİMYAGERLİK, KİMYA ÖĞRETMENLİĞİ VE …maycalistaylari.comu.edu.tr/kimya2/sunumlar/projeraporlari/a_grubu_proje_raporu...6 daha iyi tutunmasını, farklı renk