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

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

SAYFA NO

3

3

3

6

6

6

6

6

7

7

9

11

12

12

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-]

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.

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.

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.

7

2.3.b. Ön denemeler:

Hazırlanan seyreltik CH3COOH, HCl, Ca(OH)2, NaHCO3, 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, 100 – 110 oC de kurutulmuş ve desikatörde

dinlendirilmiş Na2CO3 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 . 1000 / 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.

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 Vb: Bazın hacmi]

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

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.

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

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.

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. http://www.kimyaevi.org/dokgoster.asp?dosya=510000180 SE: 07.09.2007 2. http://www.dogaltedavi.net/showthread.php?t=238 SE 03.09.2007 3. http://www.ntvmsnbc.com/news/245482.asp#BODY SE 03.09.2007 4. G:\Proje\DOST Sci-Net Phil.htm SE 03.09.2007