Nanoparçacıklar ve Ekolojik Sürdürülebilirlik

Öğrenme çıktıları

Bu konunun soruları MEB öğretim programındaki şu öğrenme çıktılarını ölçer.

• KİM.9.3.1Evsel atıklardan metal nanoparçacık elde etmek üzere deney yapabilme

  • a) Evsel atıkları kullanarak gümüş ve bakır nanoparçacık elde etmek üzere deneyler planlar.
  • b) Farklı evsel atıklardan gümüş ve bakır nanoparçacık eldesine ilişkin deney verilerini analiz eder.

• KİM.9.3.2Metal, alaşım ve metal nanoparçacıkların ekosistemdeki etkilerine ilişkin problem çözebilme

  • a) Metaller, alaşımlar ve metal nanoparçacıkların ekosistemdeki etkilerine ilişkin problemleri (sucul sistemde ve toprakta ağır metal birikimi, metal nanoparçacıkların sucul sistemden uzaklaştırılamaması sorunu vb.) belirler.
  • b) Belirlediği problemlerin ekosistem üzerindeki etkilerini özetler.
  • c) Problemlerin çözümüne yönelik veriye dayalı önermelerde bulunur.
  • d) Problemin çözümüne ilişkin değerlendirmelerde bulunur.

Bu konuda neler var?

• Metal Nanoparçacıklar
• Yeşil Kimyanın Atık Önleme İlkesi
• Metal, Alaşım ve Metal Nanoparçacıkların Çevresel Etkileri

1. Kolay

   1Bir boya fabrikası yıllarca üretimde oluşan zararlı atıkları arıtma tesisinde temizleyip ardından depolamıştır. Yeni yönetim, üretim yöntemini değiştirerek bu atığın hiç oluşmamasını sağlamaya karar veriyor. Yeni yönetimin kararı, yeşil kimyanın on iki ilkesinden ilki olan hangi ilkeyle uyumludur?

   • AA) Atık yakma
   • BB) Atık depolama
   • CC) Atığı seyreltme
   • DD) Atığı denize boşaltma
   • EE) Atık önleme
   Cevabı göster

   Doğru cevap: E) Atık önleme

   Yeşil kimyanın ilk ilkesi atık önlemedir: oluşan atığı sonradan temizlemek ya da depolamak yerine atığın baştan oluşmasını engellemek. Fabrikanın eski uygulaması olan arıtıp depolama atığı yönetir ama önlemez; yakma ve seyreltme de atığın oluşmasını engellemez.

   Hata mı var? Düzeltme öner

2. Kolay

   2Bir müzik dükkânında satılan trompetlerin ve birçok kapı kolunun sarı renkli, parlak bir alaşımdan yapıldığını gören Zeynep, satıcıdan bu alaşımın bakır ile çinkonun eritilip karıştırılmasıyla elde edildiğini öğreniyor. Satıcının sözünü ettiği alaşım hangisidir?

   • AA) Bronz
   • BB) Pirinç
   • CC) Çelik
   • DD) Lehim
   • EE) Duralümin
   Cevabı göster

   Doğru cevap: B) Pirinç

   Bakır ve çinkodan oluşan alaşım pirinçtir; işlenmesi kolay ve parlak olduğu için müzik aletlerinde ve kapı kollarında yaygın kullanılır. Bronz bakır ile kalaydan oluşur ve renk benzerliği nedeniyle sık karıştırılır; çelik demir ve karbon, lehim kalay ve kurşun, duralümin ise alüminyum ağırlıklı bir alaşımdır.

   Hata mı var? Düzeltme öner

3. Kolay

   3Bir eczanede satılan bazı yara bantlarının ve spor çoraplarının etiketinde "gümüş nanoparçacık içerir" ibaresi yer alıyor. Eczacı, aynı katkının bazı buzdolaplarının iç yüzeylerinde ve hastane malzemelerinde de kullanıldığını söylüyor. Bu ürünlerde gümüş nanoparçacık kullanılmasının temel nedeni hangisidir?

   • AA) Ürünü daha ağır ve daha dayanıklı hâle getirmeleri
   • BB) Elektriği tamamen yalıtarak çarpılmayı önlemeleri
   • CC) Mikropları öldürücü (antibakteriyel) etki göstermeleri
   • DD) Işığı soğurarak ürüne kalıcı bir renk vermeleri
   • EE) Ürünün su emme kapasitesini belirgin biçimde artırmaları
   Cevabı göster

   Doğru cevap: C) Mikropları öldürücü (antibakteriyel) etki göstermeleri

   Gümüş nanoparçacıklar bakteri gibi mikropları öldürdüğü için yara bantlarında, kumaşlarda ve hijyen gereken yüzeylerde kullanılır. Ürünlerin ortak ihtiyacı mikrop üremesini engellemektir; gümüş bir metal olduğundan elektriği yalıtmaz, bu da yalıtım çeldiricisini geçersiz kılar.

   Hata mı var? Düzeltme öner

4. Kolay

   4Bir güneş kremi ambalajında "nano çinko oksit içerir" ibaresi bulunuyor. Merak eden Yusuf, bu ifadenin çinko oksit taneciklerinin boyutuyla ilgili olduğunu öğreniyor ve karşılaştırma için bir saç telinin kalınlığının yaklaşık 80 000 nm olduğunu not ediyor. Nanoparçacık sayılan tanecikler genellikle hangi boyut aralığındadır?

   • AA) 1–100 nm
   • BB) 1–100 mm
   • CC) 1–100 µm
   • DD) 1–100 cm
   • EE) 0,001–0,1 nm
   Cevabı göster

   Doğru cevap: A) 1–100 nm

   Nanoparçacıklar 1–100 nanometre boyutundaki taneciklerdir (1 nm = 10⁻⁹ m); en büyüğü bile saç telinden yaklaşık 800 kat incedir. 1–100 µm bin kat daha büyük taneciklere karşılık gelir; 0,001–0,1 nm ise tek bir atomdan bile küçüktür.

   Hata mı var? Düzeltme öner

5. Kolay

   5Nanoparçacıklar 1–100 nanometre boyutunda, sıradan maddeden farklı özellikler gösteren taneciklerdir. Aşağıdaki boyutlardan hangisi nanoparçacık boyut aralığındadır?

   • AA) 50 nm
   • BB) 500 nm
   • CC) 80 000 nm
   • DD) 1 mm
   • EE) 1 cm
   Cevabı göster

   Doğru cevap: A) 50 nm

   Nanoparçacıklar 1 ile 100 nm arasındaki boyutlara sahiptir; 50 nm bu aralıktadır. 500 nm ve daha büyük boyutlar nanoparçacık aralığının dışında kalır.

   Hata mı var? Düzeltme öner

6. Kolay

   6Ders kitabında bazı yapıların yaklaşık boyutları verilmiştir: insan saç telinin çapı 80 000 nm, grip virüsünün çapı 20 nm, bir yaprak kâğıdın kalınlığı 100 000 nm, görünür ışığın dalga boyu 400–700 nm. Bu yapılardan hangisinin boyutu nanoparçacıkların boyut aralığı (1–100 nm) içindedir?

   • AA) İnsan saç telinin çapı
   • BB) Bir yaprak kâğıdın kalınlığı
   • CC) Grip virüsünün çapı
   • DD) Görünür ışığın dalga boyu
   • EE) Bir insan hücresinin çapı
   Cevabı göster

   Doğru cevap: C) Grip virüsünün çapı

   Grip virüsünün 20 nm'lik çapı 1–100 nm aralığındadır. Saç teli ve kâğıt kalınlığı binlerce kat, görünür ışığın dalga boyu ise yüzlerce nanometre olduğundan bu aralığın dışındadır.

   Hata mı var? Düzeltme öner

7. Kolay

   7Sulara karışan ağır metaller canlılara zarar verebilir; bu nedenle farklı temizleme yöntemleri geliştirilmiştir. Aşağıdakilerden hangisi sulardaki ağır metallerin temizlenmesinde kullanılan yöntemlerden biridir?

   • AA) Suya deterjan eklenmesi
   • BB) Suya yemek tuzu eklenmesi
   • CC) Suyun membran filtreden geçirilmesi
   • DD) Suyun boya ile renklendirilmesi
   • EE) Suya daha fazla metal atılması
   Cevabı göster

   Doğru cevap: C) Suyun membran filtreden geçirilmesi

   Sulardaki ağır metaller pirina, membran filtre, su bitkileri ve bakteriler kullanılarak temizlenebilir. Deterjan ya da tuz eklemek ağır metalleri sudan uzaklaştırmaz.

   Hata mı var? Düzeltme öner

8. Kolay

   8Kimya sanayisinde “yeşil kimya” yaklaşımı giderek yaygınlaşmaktadır. Yeşil kimyanın temel amacı aşağıdakilerden hangisidir?

   • AA) Zararlı maddelerin kullanımını ve oluşumunu azaltmak
   • BB) Ürünlerin hepsini yeşil renge boyamak
   • CC) Üretimde daha fazla fosil yakıt kullanmak
   • DD) Oluşan atıkları doğaya doğrudan bırakmak
   • EE) Yalnızca bitkilerle ilgili tepkimeleri incelemek
   Cevabı göster

   Doğru cevap: A) Zararlı maddelerin kullanımını ve oluşumunu azaltmak

   Yeşil kimya, kimyasal süreçlerde zararlı maddelerin kullanımını ve oluşumunu azaltmayı amaçlar. Adındaki “yeşil” renkle değil, çevreyi korumakla ilgilidir.

   Hata mı var? Düzeltme öner

9. Kolay

   9Bazı nanoparçacıklar farklı dalga boylarında ışıma yaparak renk değiştirebilir. Kuantum nokta adı verilen bu nanoparçacıklar sağlık alanında kullanılmaktadır. Kuantum noktaların sağlık alanındaki kullanım amacı aşağıdakilerden hangisidir?

   • AA) Yemeklerin pişirilmesi
   • BB) Suyun tatlandırılması
   • CC) Kumaşların boyanması
   • DD) Tıbbi görüntüleme
   • EE) Kemiklerin uzatılması
   Cevabı göster

   Doğru cevap: D) Tıbbi görüntüleme

   Kuantum noktalar farklı dalga boylarında ışıma yaptıkları için tıpta görüntüleme amacıyla kullanılır; altın nanoparçacıklarla birlikte tedavide de yer alırlar.

   Hata mı var? Düzeltme öner

10. Kolay

    10Bir hidrojen atomunun çapı yaklaşık 0,1 nanometredir. 1 nanometrelik bir uzunluğu elde etmek için yaklaşık kaç hidrojen atomunun yan yana dizilmesi gerekir?

    • AA) 1
    • BB) 100
    • CC) 1000
    • DD) 0,1
    • EE) 10
    Cevabı göster

    Doğru cevap: E) 10

    1 nm / 0,1 nm = 10 olduğundan yaklaşık on hidrojen atomu yan yana dizilmelidir. 100 sonucu, 1'i 0,1 yerine 0,01'e bölmek gibi bir ondalık hatasından kaynaklanır.

    Hata mı var? Düzeltme öner

11. Kolay

    11Çıplak gözle ya da ışık mikroskobuyla nanoboyuttaki nesneleri görmek mümkün değildir. Nanoboyuttaki nesneleri görüntülemek için kullanılan araç aşağıdakilerden hangisidir?

    • AA) Elde tutulan büyüteç
    • BB) Okul laboratuvarındaki ışık mikroskobu
    • CC) Uzağı gösteren dürbün
    • DD) Denizaltılarda kullanılan periskop
    • EE) Taramalı elektron mikroskobu (SEM)
    Cevabı göster

    Doğru cevap: E) Taramalı elektron mikroskobu (SEM)

    Taramalı elektron mikroskobu (SEM), görüntü oluşturmak için elektronları kullanır ve nanoboyuttaki nesneleri görüntüleyebilir. Büyüteç ve ışık mikroskobu ışık kullandığından bu boyutları gösteremez.

    Hata mı var? Düzeltme öner

12. Kolay

    12Nanoparçacık üretiminde iki temel yaklaşım vardır: büyük bir parçayı bölerek nanoboyuta indirmek ya da atom ve moleküllerden başlayarak nanoparçacık oluşturmak. Atom ve moleküllerden başlayarak nanoparçacık oluşturma yaklaşımına ne ad verilir?

    • AA) Yukarıdan aşağıya yaklaşım
    • BB) Damıtma yaklaşımı
    • CC) Öğütme yaklaşımı
    • DD) Ayrıştırma yaklaşımı
    • EE) Aşağıdan yukarıya yaklaşım
    Cevabı göster

    Doğru cevap: E) Aşağıdan yukarıya yaklaşım

    Küçük birimlerden (atom ve moleküller) başlayıp nanoparçacık oluşturmak aşağıdan yukarıya yaklaşımdır. Büyük bir parçayı nanoboyuta bölmek ise yukarıdan aşağıya yaklaşımdır.

    Hata mı var? Düzeltme öner

13. Kolay

    13Nanoteknolojiyle geliştirilen “nanolab” çipleri sayesinde kimya deneyleri çok küçük bir çip üzerinde yapılabilmektedir. Nanolab çiplerinin çevre açısından en önemli faydası aşağıdakilerden hangisidir?

    • AA) Deneylerde daha fazla kimyasal madde harcanması
    • BB) Deneylerin daha az kimyasal madde kullanılarak yapılması
    • CC) Deneylerin çok daha uzun sürmesi
    • DD) Deneylerde daha çok atık oluşması
    • EE) Deneylerin yalnız büyük laboratuvarlarda yapılabilmesi
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) Deneylerin daha az kimyasal madde kullanılarak yapılması

    Nanolab, deneylerin nanoboyuttaki maddelerle, daha az kimyasal kullanılarak ve kısa sürede yapılmasını sağlar; daha az kimyasal kullanımı daha az atık demektir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

14. Kolay

    14Bazı laboratuvarlarda metal nanoparçacıklar, zararlı kimyasallar yerine bitki özütleri ve meyve kabuğu gibi evsel atıklar kullanılarak elde edilir. Bitki özütleri ve evsel atıklar kullanılan bu biyolojik üretim yöntemlerine ne ad verilir?

    • AA) Damıtma
    • BB) Yeşil sentez
    • CC) Kristallendirme
    • DD) Elektroliz
    • EE) Süzme
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) Yeşil sentez

    Bitki özütleri ve evsel atıklar kullanılarak yapılan biyolojik nanoparçacık üretimine yeşil sentez denir. Damıtma ve süzme karışımları ayırma yöntemleridir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

15. Kolay

    15Mutfak lavabolarında kullanılan paslanmaz çelik, sıradan çelikte bulunan demir ve karbona ek olarak başka bir element de içerir. Paslanmaz çelikte sıradan çelikten farklı olarak bulunan element aşağıdakilerden hangisidir?

    • AA) Bakır
    • BB) Krom
    • CC) Kalay
    • DD) Çinko
    • EE) Kurşun
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) Krom

    Çelik demir ve karbondan, paslanmaz çelik ise demir, karbon ve kromdan oluşur. Bakır ve kalay bronzun, bakır ve çinko pirincin bileşenleridir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

16. Kolay

    16Alaşımlar, bir metalin başka elementlerle eritilip karıştırılmasıyla elde edilen homojen karışımlardır. Aşağıdakilerden hangisi bir alaşımdır?

    • AA) Saf bakır
    • BB) Sofra tuzu
    • CC) Saf su
    • DD) Lehim
    • EE) Oksijen gazı
    Cevabı göster

    Doğru cevap: D) Lehim

    Lehim, kalay ve kurşunun eritilip karıştırılmasıyla elde edilen bir alaşımdır. Saf bakır bir element, sofra tuzu ve su ise bileşiktir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

17. Kolay

    17Birleşmiş Milletler'in 2015'te kabul ettiği Sürdürülebilir Kalkınma Hedefleri'nden bazıları kimya bilimiyle doğrudan ilişkilidir. Bir kimya mühendisi, çalıştığı fabrikada aynı ürünü daha az ham madde kullanarak ve daha az atık çıkararak üretmeyi sağlayan bir yöntem geliştiriyor. Mühendisin çalışması, aşağıdaki hedeflerden en çok hangisine doğrudan katkı sağlar?

    • AA) 6. Hedef: Temiz su ve sanitasyon
    • BB) 7. Hedef: Erişilebilir ve temiz enerji
    • CC) 12. Hedef: Sorumlu üretim ve tüketim
    • DD) 13. Hedef: İklim eylemi
    • EE) 15. Hedef: Karasal yaşam
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) 12. Hedef: Sorumlu üretim ve tüketim

    12. Hedef (Sorumlu üretim ve tüketim), doğal kaynakların düzenli kullanılmasını ve atık üretiminin azaltılmasını amaçlar. Daha az ham maddeyle ve daha az atıkla üretim bu hedefin doğrudan konusudur; yeşil kimyanın atık önleme ilkesiyle de örtüşür. 6. Hedef suyun yönetimi, 7. Hedef temiz enerji, 13. Hedef iklim değişikliğine karşı önlemler, 15. Hedef ise karasal ekosistemlerin korunmasıyla ilgilidir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

18. Kolay

    18Bir su analiz raporunda, incelenen 1 litre suda 5 nanogram (ng) kurşun bulunduğu yazıyor. Nanometredeki “nano” ön eki, nanogramda da aynı anlamı taşır. Rapordaki kurşun miktarı kaç gramdır?

    • AA) 5 × 10⁻¹² g
    • BB) 5 × 10⁻⁹ g
    • CC) 5 × 10⁻⁶ g
    • DD) 5 × 10⁻³ g
    • EE) 5 × 10⁹ g
    Cevabı göster

    Doğru cevap: B) 5 × 10⁻⁹ g

    Nano, herhangi bir ölçünün milyarda biridir: 1 nanogram = 10⁻⁹ g. Buna göre 5 nanogram = 5 × 10⁻⁹ g'dır. 10⁻¹² trilyonda bir (piko), 10⁻⁶ milyonda bir (mikro), 10⁻³ binde bir (mili) anlamına gelir; 5 × 10⁹ g ise milyarda bir yerine milyar katı alınarak bulunan yanlış değerdir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

19. Orta

    19Bir okulun bilim kulübü, mutfakta kalan nar kabuklarından hazırladığı özütü gümüş nitrat çözeltisine ekliyor. Bir süre sonra çözeltinin renginin sarımsı kahverengiye döndüğü ve içinde gümüş nanoparçacıkların oluştuğu gözleniyor. Kulübün kullandığı yöntem nanoparçacık üretiminde hangisine örnektir?

    • AA) Yukarıdan aşağıya üretim
    • BB) Ağır metal birikimi
    • CC) Yeşil sentez
    • DD) Alaşım oluşturma
    • EE) Mekanik öğütme
    Cevabı göster

    Doğru cevap: C) Yeşil sentez

    Bitki özütleri ve evsel atıklar gibi biyolojik kaynakların kullanıldığı çevre dostu nanoparçacık üretimine yeşil sentez denir; nar kabuğu özütü gümüş iyonlarını gümüş nanoparçacıklara dönüştürür. Burada büyük bir parça bölünmediği için yöntem yukarıdan aşağıya üretim ya da mekanik öğütme değildir.

    Hata mı var? Düzeltme öner

20. Orta

    202004'te bilim insanları, grafitin üzerine yapışkan bant yapıştırıp kaldırma işlemini tekrarlayarak tek atom kalınlığında karbon katmanları elde etti. Grafen adı verilen bu malzeme, büyük bir grafit parçasının giderek inceltilmesiyle üretilmiştir. Bu üretim, nanomalzeme üretiminde hangi yaklaşıma örnektir?

    • AA) Yukarıdan aşağıya yaklaşım
    • BB) Aşağıdan yukarıya yaklaşım
    • CC) Yeşil sentez yaklaşımı
    • DD) Alaşım oluşturma yaklaşımı
    • EE) Kimyasal çöktürme yaklaşımı
    Cevabı göster

    Doğru cevap: A) Yukarıdan aşağıya yaklaşım

    Büyük bir parçanın bölünerek ya da inceltilerek nanoboyuta getirilmesi yukarıdan aşağıya yaklaşımdır; grafenin grafitten katman katman ayrılması buna örnektir. Aşağıdan yukarıya yaklaşımda ise nanoparçacıklar atom ve moleküllerin bir araya getirilmesiyle, örneğin kimyasal çöktürmeyle oluşturulur.

    Hata mı var? Düzeltme öner