9. Sınıf Meb Yayınları Kimya Ders Kitabı Sayfa 251-252-253-254 Etkinlik-3.5 Atıklardan Nanoparçacık Eldesi

Etkinlik Özeti: Atıklardan Nanoparçacık Eldesi

Bu etkinlikte öğrenciler, atıklardan (üzüm yaprağı, nar kabuğu vb.) gümüş (AgNP) veya bakır (CuNP) nanoparçacıklar elde etmeyi öğrenir. Deneyde kullanılan bitki özütleri, yeşil kimya ilkelerine uygun şekilde çevreye duyarlı ve toksik olmayan bir yöntemle nanoparçacık üretimini sağlar. Bu parçacıklar antimikrobiyal özellikleriyle dikkat çeker.

Öğrenciler ayrıca, elde ettikleri nanoparçacıkların boyutlarını, renklerini, etkililiklerini ve bakteri üzerindeki inhibitör etkilerini ölçerek yorumlamıştır.

Etkinlik Soruları ve Cevapları

1. Gümüş ve bakır nanoparçacık elde ettiğinizi nasıl belirlediniz?

Cevap: Renk değişimi ile belirlenir. Gümüş nanoparçacıklar açık sarı, bakır nanoparçacıklar ise koyu kahverengidir. Kesin doğrulama SEM görüntüsüyle yapılır.

2. Elde ettiğiniz bakır nanoparçacık miktarını belirleyiniz.

Cevap: Bitki özütünde bulunan indirgen maddenin miktarına ve bakır tuzu oranına göre değişir. Daha fazla bakır nanoparçacık oluşumu, özütün içeriğinin güçlü olmasına bağlıdır.

3. Gümüş nanoparçacıkların verimi neden daha fazladır?

Cevap: Gümüş iyonlarının indirgenmesi daha kolay olduğu için AgNP verimi daha yüksek olabilir.

4. Atıklardan elde edilen nanoparçacıkların büyüklüğü nasıl belirlenir?

Cevap: SEM, DLS gibi analiz yöntemleriyle boyut ve şekil belirlenir. Ayrıca inhibitör bölge büyüklüğü fikir verir.

5. Yeşil kimyanın hangi ilkeleri kullanılmıştır?

Atık Önleme: Fazla kimyasal kullanılmaz.
Atom Ekonomisi: Atık yerine bitki özütü kullanılır.
Daha Az Tehlikeli Sentez: Zehirsiz yöntem.
Daha Güvenli Kimyasal Tasarım: Bitkisel özütlerle üretim yapılır.

6. Elde edilen verileri nasıl değerlendirdiniz?

Cevap: Bitki türü ve miktarına göre oluşan nanoparçacıkların rengi, boyutu ve verimi karşılaştırılarak analiz yapılır. Paylaşılan veriler tabloya dökülür.

7. Kontrol Noktası - Gruptan çıkan sonuçlar:

1. Soru: Yeşil kimyaya uygun olan gruplar: 2, 3 ve 6

2. Soru: En fazla özüt kullanan grup: 3. grup

3. Soru - Inhibisyon bölgesi eşleştirmeleri:

a) 4. grup (22 mm)
b) 1. grup (10 mm)
c) 6. grup (16 mm)

8. 2. grubun deney aşamaları:

Deney Aşama Sırası	Deney Aşaması	Açıklama
1	Bitki saf su ile yıkanır.	Temizlik sağlanır.
2	Bitki güneşte kurutulur.	Suyun uçması sağlanır.
3	Bitki dövülür.	Toz hâline getirilir.
4	Toz, suyla kaynatılır.	Özüt çıkarılır.
5	Özüt süzülerek ayrılır.	Çözelti hâline getirilir.

Sonuç:

Bu etkinlik sayesinde öğrenciler yeşil kimya yaklaşımıyla çevre dostu nanoparçacık sentezi yapmış ve bu parçacıkların sağlık, çevre ve sürdürülebilirlik üzerindeki etkilerini deneyimleyerek öğrenmiştir.

Kontrol Noktası - Soru Cevapları

1. Yeşil kimyanın “daha güvenli kimyasallar tasarlama” ilkesine uygun deney yapan grup veya gruplar hangisidir? Nedenini açıklayınız.

2, 3 ve 6. grup
Çünkü bu gruplar deneyde kimyasal maddeler yerine bitki özütleri kullanmıştır. Bitki özütleri, toksik etkisi az olan doğal maddelerdir. Bu da toksik özellikleri azaltarak "daha güvenli kimyasallar tasarlama" ilkesine uygundur.

2. Gruplar elde ettikleri gümüş nanoparçacıkların bakteri üretimini engellemedeki etkinliğini test etmek amacıyla bakterili petri kaplarına AgNP eklemiş ve %75 oranında bakterinin inhibe edildiğini görmüştür. Buna göre petri kabına en fazla etkili AgNP'yi hangi grup eklemiş olabilir? İnhibisyonu artırmak için ne yapmaları gerekir?
3. grup Çünkü üzüm yaprağı özütünü daha fazla miktarda kullanmıştır, bu da daha fazla nanoparçacık oluşmasına ve daha yüksek inhibitör etki göstermesine neden olmuştur.
İnhibisyonu artırmak için:

Bitki özütü miktarı artırılabilir.
Özütün etkinliği daha yüksek bitkiler tercih edilebilir.
Gümüş nitrat oranı ayarlanabilir.

3. Petri kabındaki inhibitör bölge ölçümlerine göre eşleştirme yapınız:

a) 4. grup (İnhibisyon bölgesi = 22 mm)
b) 1. grup (İnhibisyon bölgesi = 10 mm)
c) 6. grup (İnhibisyon bölgesi = 16 mm)

Nedeni: İnhibisyon bölgesi genişliği, grubun elde ettiği AgNP’nin etkinliği ile doğrudan ilişkilidir. 4. grup en geniş alana sahiptir, bu da en etkili nanoparçacığı oluşturduğunu gösterir.

4. 2. grubun üzüm bitkisi yaprağından hazırladığı özütün işlem basamakları sıralaması:

Deney Aşama Sırası	Deney Aşaması	Açıklama
1	Bitki saf su veya çeşme suyu ile yıkanır.	Kirlerden arındırılır.
2	Bitki güneşte kurutulur.	Suyun buharlaşması sağlanır.
3	Kurutulmuş bitki dövülerek toz hâline getirilir.	Yüzey alanı artırılır.
4	Bitki tozu saf suyla kaynatılır.	Özütü çıkarılır.
5	Karışım süzülerek bitki özütü elde edilir.	Kullanıma hazır hâle gelir.