Skip Navigation

Bölüm 5, Ders 4:

Şeker neden suda çözünür?

Temel Kavramlar

  • Bir katının bir sıvıda çözünmesi için, sıvı ve katı molekülleri birbirlerini çekmelidir.
  • Şekerdeki (sakkaroz) oksijen ve hidrojen atomları arasındaki bağlardaki (O-H bağları) hidrojen kısmi pozitif ve oksijen kısmi negatif yükler alır. Bu nedenle şeker polar bir moleküldür.
  • Polar su molekülleri sakkaroz molekülünün pozitif ve negatif kutuplarını çekip ayırır. Böylece sakkaroz (şeker) suda çözünmüş olur.
  • Polar olmayan (Apolar) mineral yağlar polar olan sakkaroz gibi suda çözünmez.

Özet

Öğrenciler şeker içeren bir Bonibon’u suya attıklarında Bonibon’un çözündüğünü görecekler. Öğrenciler bir deney tasarlayarak farklı sıvılara yerleştirilen Bonibon’ların ne kadar çözündüğünü araştıracaklar.

Amaç

Öğrenciler moleküler seviyede polar özellikli şeker ve suyun nasıl etkileşip çözündüğünü açıklayabilecekler ve deneylerinde değişkenlerin ne olduğunu bilecek ve kontrol edebilecekler. Ayrıca mineral yağ gibi polar olmayan (apolar) sıvının şekeri neden çözmediğini açıklayabilecekler.

Değerlendirme

Etkinlik sayfası, her biri 5E kuramı ders planının “değerlendirme” bileşeni olarak hizmet verecektir. Etkinlik sayfaları öğrencinin anlamasını ve gelişmesini sağlayan biçimlendirici değerlendirmelerdir. Çok resmi olan Özetleyici değerlendirme her bölümün sonunda yer almaktadır.

Güvenlik

Öğrencilerin gözlük taktığından emin olun. İzopropil alkol yanıcıdır. Alev veya kıvılcım oluşturacak kaynaklardan uzak tutun. Etiket üzerindeki tüm uyarılara uyun. İyi havalandırılmış bir oda da kullanın. Belirtilen kurallara uygun şekilde İzopropil alkolü ve mineral yağları atın. Uyarı: Bonibon’lar öğrencilerin yemesi için değildir.

Her Grup için Malzemeler

  • Bonibon
  • Su
  • Mineral yağ
  • İzopropil alkol (70%)
  • Küçük beyaz plastik tabak
  • 3 şeffaf plastik bardak
  • Beyaz kâğıt parçası (A4)

  1. GİRİŞ-ENGAGE

    Öğrencilerin Bonibon’ların şeker ve boya ile kaplandığını fark etmesi

    Öğrencilere Bonibon’ları dağıtın ve Bonibon’ların dış katmanının şeker ile kaplandığını görecekler. Daha sonra Bonibon’ları kırarak içeriden katmanı daha yakından inceleyecekler.

    Öğrencilere sorun:

    Sizce Bonibon ne ile kaplanmıştır?
    Öğrenciler beyaz bir tabakanın renk katmanı ile kaplanmış olduğunu görecekler. Böylece Bonibon’un renklendirilmiş şekerden oluştuğunu düşünecekler.
    Sizce Bonibon’u ıslattığınızda Bonibon katmanına ne olur?
    Eğer Bonibon yeterince ıslatılırsa tüm katman Bonibon’dan uzaklaşır ve sadece çikolata kalır.

    Her öğrenciye etkinlik kâğıdı verin

    Öğrenciler etkinlik sayfasında deney hakkındaki soruları cevaplayacak ve gözlemlerini kaydedecekler. Etkinlik sayfasının “atom ve molekülleriyle birlikte” ve “Daha Fazlası” gibi ek kısımlarını talimatınıza bağlı olarak, sınıfça, grupça veya tek tek cevaplayacaklar.

    Soruları ve cevapları bulmak için etkinlik sayfası öğretmen sürümüne bakın

  2. Öğrencilerin bir bardak suya Bonibon atarak gözlem yapması

    Araştırma sorusu

    Bir Bonibon suya atıldığında ne olur?

    Malzemeler

    • Şeffaf plastik bardak
    • Su
    • Bonibon
    • Beyaz kâğıt parçası (A4)

    Uygulama

    1. Bir bardağa yerince derin olacak şekilde oda sıcaklığında su doldurun ve bir kâğıt parçası üzerine yerleştirin.

      Bonibon şekerinin bir bardağa yerleştirilmesi
    2. Su dolu bardağın tam merkezine bir Bonibon yerleştirin ve 1 dakika boyunca bekleyin

    Beklenen Sonuçlar

    Bonibon suda çözünecektir. Önce renk uzaklaşıp beyaz bir tabaka açığa çıkacak daha sonra beyaz tabaka uzaklaşıp kahverengi çikolata açığa çıkacaktır. Bonibon etrafında renkli bir çember oluşacaktır. Bazı öğrenciler sudaki şeker etrafında beyaz çizgilerin oluştuğunu söyleyebilir.

  3. Öğrenci gözlemlerini tartışma

    Öğrencilere sorun:

    Sudaki Bonibon ’da ne fark ettiniz?
    Renkler Bonibon’dan ayrılarak suda renkli daireler oluşturdu.
    Sizce Bonibon’dan ayrılan şeker ve boyaya ne oldu?
    Su, boya ve şekerin etrafını sararak onları Bonibon’dan uzaklaştırmıştır yani şeker ve boyayı çözmüştür.

    Not: Bu etkinlikte iki olay gerçekleşmiştir. Boya ve şekerin suda çözünmesi dışında difüzyon olayı da gerçekleşmiştir. Difüzyon, (Geçişme veya Yayılma olarak da bilinir) maddelerin çok yoğun ortamdan, az yoğun ortama doğru kendiliğinden yayılmasıdır. Öğrenciler suda yayılan renkli çember boyutunun ne kadar olduğuna bakarak Bonibon’dan eksilen şeker ve boya miktarını bulabilir.

    Suyun polaritesi hakkındaki bilginizi kullanarak, sizce neden şeker suda çözünmüştür?
    Öğrenciler şekerin tuz gibi iyonik bağlandığını düşünebilir. Ancak şeker iyonik bağlanmamıştır. Şekerde pozitif ve negatif kutuplar bulunur ve su bu kutupları şeker. Bu nedenle şeker suda çözünür.

  4. AÇIKLAMA-EXPLAIN

    Öğrencilere sakkaroz (şeker) molekülünün polar kutuplara sahip olmasından dolayı suda çözündüğünün gösterilmesi

    Öğrencilere açıklayın: çay şekeri “sakkaroz” diğer adı “sükroz” olan büyük moleküllerden oluşmuştur. Her bir sakkaroz molekülü kovalent olarak birbirine bağlanan atomlardan oluşmuştur.

    Öğrencilere sorun:

    Sakkaroz ’un kimyasal formülü C12H22O11 ‘dir. Bu harf ve sayılar ne anlama geliyor?
    Sükroz (sakkaroz) 12 karbon atomu, 22 hidrojen atomu ve 11 oksijen atomundan oluşmuştur.

    Görüntü yansıtma (Sükroz-Sakkaroz-Çay şekeri)

    Öğrencilere açıklayın: ilk resimde tek bir sakkaroz molekülünün top-çubuk modeli gösterilmiştir. Bir sonraki resimde bu molekülün boşluk doldurma modeli gösterilmiştir. Üçüncü yani son resimde ise iki sakkaroz molekülünün birbirini çektiği gösterilmiştir. Şekerdeki (sakkaroz) oksijen ve hidrojen atomları arasındaki bağlardaki (O-H bağları) hidrojen kısmi pozitif ve oksijen kısmi negatif yükler alır. Bu nedenle şeker polar bir moleküldür.

    Görüntü yansıtma (Sükroz ’un suda çözünmesi)

    Öğrencilere açıklayın: Bir küp şeker en az 1 trilyon sükroz (sakkaroz) molekülünden oluşmuştur. Şeker suda çözündüğünde, sükroz molekülleri birbirinden ayrılır. Ancak sükroz molekülü oluşturan atomlar birbirinden ayrılmazlar. Yani sükroz molekül halinde suda çözünür.

    Animasyon yansıtma (Sükroz)

    Öğrencilere açıklayın: Sükroz molekülü su molekülündeki gibi oksijen-hidrojenin birbirlerine kovalent bağlanmasıyla polar kutuplar içerir. Su moleküllerinde olduğu gibi sükroz molekülündeki O-H bağları kısmi pozitif ve kısmi negatif yükler alırlar. Hidrojen etrafındaki alan pozitif (mavi), oksijen etrafındaki alan negatif (kırmızı) olarak gösterilmiştir.

    Animasyon yansıtma (Sükroz ’un suda çözünmesi)

    Öğrencilere açıklayın: Şeker molekülleri birbirlerine yaklaştığında, polar kutuplarının olmasından dolayı moleküller arasında bir çekim oluşur.

    Su molekülünün pozitif (mavi) kutupları, sükroz molekülünün negatif (kırmızı) kutuplarına yaklaşır. Aynı şekilde su molekülünün negatif (kırımızı) kutupları, sükroz molekülünün pozitif (mavi) kutuplarına yaklaşır.

    Su molekülünün pozitif ve negatif kutupları sükroz molekülünün pozitif ve negatif kutuplarıyla etkileşime girerek ve çekerek sükroz moleküllerini birbirinden ayırır. Böylelikle sükroz suda çözünmüş olur.

    Sükroz molekülleri suda çözündüğünde atomları birbirinden ayrılmaz, bir sükroz molekülü başka bir sükroz molekülünden ayrılır. Yani sükroz molekül olarak ayrılır.

    Not: Polar şeker molekülleri suda çözündüğüne göre, Bonibon’un renkli olmasını sağlayan gıda boyasının da suda çözünmesi gıda boyasının da polar moleküllerden oluştuğunu aklımıza getirir.

  5. KEŞFETME - EXPLORE

    Öğrencilerin Bonibon’u oluşturan şeker ve boyanın yağda mı, alkolde mi yoksa suda mı daha iyi çözündüğünü araştırması

    Öğrencilerden tahmin yapmalarını isteyin:

    Sizce Bonibon’u oluşturan şeker ve boya yağda mı, alkolde mi yoksa suda mı daha iyi çözünür?
    Öğrencilerle Bonibon’u oluşturan şeker ve boyanın yağda, alkolde ve suda çözündüğünü araştırmak için nasıl bir deney düzeneği kuracağınızı tartışın.

    Öğrencilerin değişkenleri belirlediğinden emin olun:

    • Kullanılan alkol, su ve yağ miktarı
    • Her bir sıvının sıcaklığı
    • Bonibon’ların aynı renkte olması
    • Bonibon’ların aynı anda sıvılara yerleştirilmesi

    Araştırma sorusu

    Bonibon’u oluşturan şeker ve boya yağda mı, alkolde mi yoksa suda mı daha iyi çözünür?

    Malzemeler

    • 3 adet Bonibon (Aynı renkte)
    • Su
    • Mineral yağ
    • İzopropil alkol (70%)
    • 3 şeffaf plastik bardak
    • Beyaz kâğıt parçası (A4)

    Uygulama

    1. 3 plastik bardağı alkol, su ve yağ olarak etiketleyin.
    2. Etiketlenmiş bardaklara 15 mL su, 15 mL alkol ve 15 mL mineral yağ boşaltın
    3. Üç bardağı da beyaz kâğıt parçasının üzerine yerleştirin.
    4. Aynı anda üç bardağa da 1adet aynı renk Bonibon atarak 30 saniye boyunca bardakları çalkalayın.
      5. Aynı anda üç bardağa da 1adet aynı renk Bonibon atarak 30 saniye boyunca bardakları çalkalayın.

    Beklenen sonuçlar

    • Su—Bonibon’daki boya ve şekeri çözecek
    • Alkol— Bonibon’daki boya ve şekeri kısmen çözecek
    • Yağ— Bonibon’daki boya ve şekeri çözmeyecek

  6. AÇIKLAMA - EXPLAIN

    Öğrencilere suyun, alkolün ve yağın moleküler yapısının gösterilmesi

    Görüntü yansıtma (Suyun, alkolün ve yağın polaritesi)

    Öğrencilere bir su molekülündeki, bir İzopropil alkol molekülündeki ve bir yağ molekülündeki polar kutupları gösterin.

    Su
    Su molekülleri polardır. Polar su molekülleri polar şeker moleküllerini ve polar gıda boyasını çözer.
    İzopropil alkol (70%)
    Alkol molekülleri çok geniş apolar kutuplara ve sadece 1 polar kutba sahiptir. Bu nedenle alkol iyi bir çözücü değildir. p’lik alkolün 30% ‘u su ve 70% ‘i alkoldür. 0 saf alkol çok zor bulunur. Alkol su ile etkileşime girdiği için polar gıda boyasını ve polar şeker molekülünü görünmeyecek kadar az çözer.
    Yağ
    Yağ molekülleri polar değildir yani Apolardır. Bu nedenle ne şeker moleküllerini ne de gıda boyasını çözer.

  7. DERİNLEŞTİRME- EXTEND

    Öğrencilerin sitrik asidin suda neden daha iyi çözündüğünü moleküler seviyede açıklaması

    Görüntü yansıtma (Sitrik Asit)

    Öğrencilere açıklayın: gösterilen resim sitrik asidin moleküler modelidir. Sitrik asit limon, ıhlamur, greyfurt ve portakalda bulunur. Tadı ekşidir. Sitrik asit suda çözündüğü için, meyve suyu yapımında su kullanılır.

    Öğrencilere sorun:

    Sizce sitrik asit suda neden çözünür?
    İpucu: Sitrik asidin kimyasal formülü C6H8O7‘dir.
    O-H bağlarının olduğu her yerde, elektron paylaşımı vardır. O-H bağındaki Oksijen atomları kısmi negatif yükle ve Hidrojen atomları kısmi pozitif yükle yüklüdür. Su molekülleri polar olduğu için, sitrik asitteki negatif ve pozitif yükleri çeker. Su molekülündeki pozitif kutuplar sitrik asitteki negatif kutupları ve su molekülündeki negatif kutuplar ise sitrik asitteki pozitifi kutupları çeker. Birbirine bağlanan sitrik asit molekülleri ayrılarak su içerisinde dağılacaktır. Böylece sitrik asit molekülleri suda çözünmüş olacaktır.