Kimyayı kim buldu
Maddelerin yapılarını ve değişimlerini inceleyen bir ilim
dalı. Kimyâ oldukça genç bir ilim dalı olup 18. yüzyıl
sonlarında gelişmeye başlamıştır. Ancak binlerce
yıl önce insanlar kimyâ ilmini kullanmış, maddeleri çeşitli
değişikliklere uğratmıştır. Bakır ve kalay,
bronz alaşımı şeklinde, altın ve gümüş de muhtelif
süslemelerde kullanılmıştır.
Kimyâ ilminin konuları: Kimyâ ilmi, saf cisimlerin,
yapılarında değişmelere yol açan karşılıklı
etkilerini; ısı, ışık ve elektrik etkisi altında uğradığı
bileşim değişmelerini ve bu etkilerin bağlandığı
kanunları inceler. Ayrıca her maddenin ayırt edici (iç yapı
ile ilgili) özelliklerini inceler. Kimyâ, her
maddenin menşei ve meydana geliş yollarıyla da ilgilenir ve
içinde bulunacağı çeşitli ortamlara göre ne
hâle geldiğini araştırır.
Meselâ, bir cam balonda kükürt ısıtıldığında kükürt önce
erir sonra kaynar ve buharlaşır. Buhar
soğutulursa yoğunlaşır ve deneyde kullanılan kükürde eşit
miktarda bir cisim meydana gelir. Kütlede
bir değişme olmamıştır. Burada erime, buharlaşma ve
yoğunlaşma gibi fizikî olaylar meydana
gelmiştir. Aynı kükürt, ateşe tutulursa boğucu bir koku
olarak yanmağa başlar. Kükürt havadaki
oksijenle birleşerek kükürtdioksit (SO2) adını alan yeni bir
ürün verir. Bu kükürtdioksit normal sıcaklığa
dönüldüğünde bile kükürtünkilere benzemeyen özelliklerini
korur. Kütlesi de yakılan kükürdün
kütlesinin iki katı kadar olur. İşte “yanma” denilen bu olay
kimyevî bir olaydır.
Kimyâ ilminin gelişmesi: Bir elementin çeşitli işlemlerden
sonra altına çevrilebileceği üzerindeki
düşünceler kimyâ ilminin temeli olmuştur. Bu konuda
Arapların çalışmaları dikkate değer bir ilerleme
kaydetmiştir. Câbir bin Hayyân zamanında kimyâ ilmi en
yüksek seviyesine çıktı. Cabir’e göre
maddeler, bir ahenk içinde dengeli olarak duruyorlardı ve
birleşmeleri bu ahenk içinde idi. Kimyâ
ilminin daha ileri gitmesi Muhammed Zekeriyya Râzî zamanında
olmuştu. Bilhassa imbikleme yolu ile
birçok ilaç kimyevî olaylarla elde edilmeye başlanmıştır.
Bugünkü anlamda kimyâya 17. yüzyılda geçilmiştir. Maddelerin
yapıları üzerinde çalışmalar devam
etmiş, maddeleri tanımak için çeşitli indikatörler
(ayraçlar) geliştirilmiştir. İngiliz kimyâgeri Robert Boyle
bitki renklerini indikatör olarak kullanarak maddenin asitli
veya bazlı olup olmadığını teşhis edebilmiştir.
Fransız kimyâgeri Lavoisier 1789 senesinde bastırdığı Traitè
Elèmèntaire de Chimie kitabında
analitik yollardan parçalanamayan maddenin en küçük
parçasına element ismini verdi. Kitabında 33
element sıralamıştır. Bu kitapta ışık ve ısı da element
olarak kabul edilmiştir. Aynı kitapta “maddenin
sakımı” kânunundan da bahisle maddenin yoktan var
edilemeyeceğini ve var olanın da yok
edilemeyeceğini; ancak yapısının değişebileceğini
söylemiştir. Halbuki, Lavoisier, her şeyin kimyâ ile
olduğunu, Allahü teâlânın da, onun görebildiği bir kimyâ
kânunu içinde kalacağını, bu kanundan başka
hadiseler olmadığını sanarak, bu hataya düşmüştür.
Lavoisier’in kimyâ olaylarında, maddenin
artmadığını ve azalmadığını görmesi, (İnsanlar hiçbir şey
var edemez ve yok edemez) hakikatini
meydana çıkarmaktadır. Başka din düşmanları gibi, bu da
deneylerinden yanlış netice çıkararak dîne
saldırdı. Allahü teâlânın kâinâtı yoktan var ettiğine karşı
çıktı. Fakat, böylece kendini lekeledi. Çünkü,
bugünkü fiziko-kimyâ bilgisi kimyânın ulaşamadığı atomun
derinliklerine girerek Lavoisier’in
aldandığını ispat etmiş, Einstein relativite nazariyesi
(teorisi) kütlenin korunumu kânununu bile modife
etmiştir. Yani değiştirmiştir. Bu suretle anlaşılmıştır ki,
madde, Lavoisier’in sandığı gibi dünyânın temeli
değildir.
Lavoisier’den sonraki senelerde muhtelif memleketlerde
yapılan analitik çalışmalarla uranyum,
zirkonyum, tungsten, berilyum, palladyum gibi birçok element
bulundu. On dokuzuncu yüzyılda Alman
kimyâgeri Landolt, yaptığı hassas deneylerle “kimyevî
değişmeler esnâsında maddenin kütlesi belli bir
ölçüye kadar yoktan meydana getirilemez ve vardan yok
edilemez” fikrini ileri sürdü. Buradaki “belli bir
ölçüye kadar” ibâresi esasen Lavoisier’in maddelerin sakımı
teorisini daha bir asır geçmeden çürütmüş
oluyordu. Landolt deneyi şu şekilde yaptı: Gümüşsülfat
(Ag2SO4) ile demirsülfat (FeSO4) eriyiklerini V
biçimindeki sızdırmaz bir tüp içine koydu. Tüp bu
eriyiklerle beraber çok hassas tartıldı. Tüp ters
çevrilip de reaksiyon neticesinde gümüş (Ag) ve ferrosülfat
[Fe2(SO4)3] elde edilince tekrar tartıldı.
Kimyevî değişme ile 170 gramlık toplam ağırlıktan 1.30×10-4
g eksilme olduğu görüldü. Landolt bu tür
deneyleri daha birçok kimyevî maddelerle tekrarlayarak dâimâ
ağırlıkta değişme olduğunu gördü.
Elementlerin sayısı arttıkça bunları birer sembolle
göstermek lüzumu da hasıl oldu. Kimyâcılar da
maddeleri bâzı sembollerle göstermişlerdi. İlk olarak Dalton
sembolleri kullanmaya başladı. Hidrojen
O, oksijen o, karbon o nitrojen O şeklinde temsil
ediliyordu. Bu sembollerin yazılışı kolay olmadığı için
1814’te Berzelyüz, harfleri sembol olarak kullanmayı tavsiye
etti. Buna göre elementin isminin ilk harfi
o elementin sembolü olarak kabul edilecekti. Aynı harfle
başlayan element isimleri için ikinci harf de
ilâve edilecekti. Buna göre karbon C, bakır Cu, demir Fe,
Flor F, oksijen O, hidrojen H vb. sembollerle
ifade edildi. Meselâ su molekülü iki hidrojen atomu ile bir
oksijen atomundan meydana geldiği için H2O
şeklinde ifâde edilmiştir.
Değişik elementlerin kimyevî reaksiyonları esnasında
göstermiş oldukları özelliklerin incelenmesi ile
atomların yapısı hakkındaki geniş bilgiler toplanmaya
başlandı. Deneyler sonunda kimyevî bazı
özelliklerin sıraya dizilerek periyodik tablo elde edildi.
Periyodik tabloyu ilk olarak 1870 senesinde
Alman Lother Meyer ile Rus İvanovich Mendeleyev
birbirlerinden habersiz olarak hazırladılar. Atom
ağırlıklarının tespiti ve organik kimyânın gelişmesi on
dokuzuncu yüzyılda oldu. Kimyevî reaksiyonları
izah eden ilk atom teorisi, İngiliz kimyâger John Dalton
tarafından ileri sürüldü.
Atom teorisine göre elementler atom ismini alan görünmeyen
çok küçük parçalardan meydana gelmiş
olup, her elementinki aynı kütleye ve özelliklere sahipti.
Aynı cins atomlar birleşerek elementleri,
değişik cins atomlar birleşerek bileşikleri meydana
getiriyordu. 1808 senesinde Fransız kimyâger
Joseph Louis Gay-Lussac; “Eşit ısı ve basınç şartlarında
gazlar birbiri ile reaksiyona girerse belli
hacimlerdeki oranları ile birleşirler.” beyanında bulundu.
Meselâ hacim olarak iki kısım hidrojen bir kısım oksijenle
birleşerek suyu meydana getirir.
Gay-Lussac’ın bu kanunu aynı zamanda gazların birim hacimde
birim atom sayısı ihtivâ ettiğini de
söylüyordu. 1811 senesinde ise Avogardro, eşit ısı ve basınç
şartlarında birim hacimde muhtelif gazlar
hep aynı miktarda molekül sayısı ihtiva etmekle beraber bu
muhtelif moleküllerdeki atom sayısının
farklı olabileceğini beyan etti.
1800’den önce canlıların yapısını teşkil eden hidrokarbonlar
gibi organik maddeler üzerine fazla bilgi
olmamasına rağmen bu târihten sonra organik kimyâ çok
süratli gelişmiştir.
1805 senesinde Alman eczâcısı Friedrich Sertürner, afyondan
kristal hâlinde morfini ayırdı. Alkoloit
ismi verilen bu tür organik maddeler, bilhassa ilâç
sanâyiinde kullanılmağa başlandı. 1823’te Fransız
kimyâgeri Michel Engene Chevreul katı yağları alkalilerle
sabunlaştırmayı başararak sabun ve gliserol
elde etti. Organik maddelerin molekül yapıları
incelendiğinde bileşiklerin karbon ve hidrojen ihtivâ ettiği
anlaşıldı. Organik bileşiklerde oksijene sık, azot, kükürt,
fosfor veya halojenlere seyrek rastlanmakta,
fakat diğer elementlere hemen hemen hiç rastlanmamaktadır.
Tabiatta meydana gelen organik kimyevî reaksiyonlar da
vardır. Bunlardan biri fotosentez hadisesidir.
Fotosentez hâdisesini ilk izah eden İsveçli botanik uzmanı
Nicolas Thèodore’dır. Thèodore, 1804
senesinde yeşil bitkilerin havanın karbondioksit gazı ve su
buharını alarak güneş ışığında fotosentez
ile bitkinin dokularını meydana getirdiğini ispat etti. Daha
sonra fotosentez üzerine çok çalışmalar oldu.
Bitkilerin yetişmesinde topraktan köklere alınan azotun da
önemli rolü olduğu anlaşıldı.
Yirminci yüzyıl radyoaktif elementlerin incelendiği bir
devredir. Kimyâger ve fizikçilerin beraberce
incelediği radyoaktif elementlerin radyasyona sahip olduğu
görüldü. 1899 senesinde bu radyasyonun
hemojen olmadığını ilk olarak Rutherford buldu. Birkaç
deneyden sonra radyasyonun, kolayca yutulan
alfa şuaları, manyetik sahada yön değiştiren ve delip geçici
özellikte olan beta şuaları ile X ışınları
ayarında ve çok delici gamma şualarından meydana geldiği
anlaşıldı. Beta şuâları eksi yüklü olması
sebebi ile elektronlara eşdeğerdir. Radyoaktif elementlerin
zamanla değişerek başka bir elemente
dönüştüğü yine Rutherford tarafından bulundu. 1913 senesinde
Soddy, bir elementin muhtelif ağırlıklı
atomlardan meydana gelen başka cinsleri (izotopları)
olduğunu ortaya attı.
Radyoaktif şua (ışın) çalışmaları Dalton’un bölünemiyen en
küçük parçanın atom olmadığını da bu
arada ispatlıyordu. Her elementin elektronları vardır.
Rutherford atomu, bir çekirdek ve etrafında
yörüngede dönen elektronlardan ibaret kabul etmiştir.
Çekirdek çok küçük bir hacim olmakla beraber,
atomun tam ağırlığını teşkil eder. 1932 senesinde James
Chadwick çekirdeğin birbirine eşit ağırlıkta
proton ve nötrondan meydana geldiğini keşfetti.
Atomun yapısı aydınlandıkça kimyâ ilminde ilerlemeler arttı.
Buna paralel olarak kimyâ tekniği de çok
büyük gelişme gösterdi.
Yirminci yüzyılın başlarından îtibâren oksijenin
metabolizmaya olan etkisi, enzimlerin yapısı, hormonlar
ve vitaminler üzerinde uzun çalışmalar yapıldı. Işığın
renkli çözeltilerle absorbsiyonu kolorimetrik analiz
metodonu getirdi. Spetkroskopy ile yıldızların yapısında
bulunan elementler aydınlatılmaya başlandı.
Kütle spektrometresiyle pozitif iyonların farklı kütlelerine
göre ayrılmaları tekniği gelişti. Böylece
muhtelif elementlerin izotoplarının ayrılmaları
sağlanabildi.
Analitik kimyâda çok kullanılan ayırma ve analiz
yöntemlerinden kromatografi yine bu yüzyılda
geliştirildi.
Kimyânın dalları:
Kimyâ ilmi sınırsız diyebileceğimiz sayıdaki kimyâsal
bileşiğin tetkikini ve bunlarla ilgili metotları ihtivâ
eder. Sistemli bir tetkik için birbiriyle ilgili
bileşikleri, sistemleri ve metotları gruplayan alt dallar teşkil
edilmiştir. Yeni alt dallar geliştirilmekle beraber
anorganik kimyâ, organik kimyâ, analitik kimyâ,
fizikokimyâ ve biyokimyâ esas dallar olarak kabul edilir.
Anorganik Kimyâ: Organik bileşikler dışındaki bütün
bileşiklerin özelliklerini, yapılarını,
reaksiyonlarını, kullanışlarını anlatır. Bundan başka
metaller, radyoaktif elementler, ticârî asit, tuz ve
bazlar da anorganik kimyânın konularındandır.
Organik Kimyâ: Hidrojen, oksijen, azot, kükürt, fosfor, klor
gibi elementlerin de bulunabildiği karbon
bileşiklerini inceler. Karbon bileşiklerinin sayısı bütün
diğer elementlerin oluşturduğu bileşiklerin
sayısından mukâyese edilmeyecek kadar fazladır. Bundan
dolayı karbon bileşiklerinin incelenmesi
organik kimyâ dalını ortaya çıkarmıştır.
Analitik Kimyâ: Herhangi bir maddenin kimyâsal bileşimini,
nitelik veya nicelik yönünden, tayin eden
konuları ihtivâ eder. Bugün kimyevî analizler çok
geliştirilmiş cihazlarla büyük hassasiyetlerle
yapılabilmektedir.
Fizikokimyâ: Saf veya karışım hâlindeki kimyâsal maddeleri
fizik konuları yardımıyla tetkik eden
kimyâ dalıdır. (Bkz. Fizikokimyâ)
Biyokimyâ: Bütün canlıların yapısında yer alan kimyâsal
maddeleri ve bu maddelerin biyolojik
fonksiyonlarını konu alan bilim dalıdır.
Kimyâ Mühendisliği: Kimyevî maddelerin üretimi ve
proseslerin kontrol edilmeleri kimyâ mühendisliği
konularının esasını teşkil eder. Bu sanayilerin dizaynları
ve tesis edilmeleri mesleğin en ihtisas
gerektiren tarafıdır. Bir kimyâ mühendisinin bu
fonksiyonları yerine getirebilmesi için kimyâ, fizik ve
matematik bilim dallarında iyi yetişmiş olması gerekir. Bir
tesisteki işlemlerin son derece karmaşık
olması işlem şartlarının değişken olmasından kaynaklanır.
Bir kimyâsal ürün elde edilirken, üretimde
etkili birçok parametre ve şartın kontrolu gerekir. Bunlar
zaman, sıcaklık, basınç, denge, katalizörler ve
tepkime hızları gibi önemli özelliklerdir. Sayısal
bilgisayarların gelişmesi, çok zaman alan tasarım
hasaplarının hızlandırılması imkânını getirmiştir. Böylece
bir prosesteki optimum şartlar, enerji kaynağı
tesis yerleşimi, kapasite gibi parametrelerin en doğru
biçimde tâyin edilmesi mümkün olabilmektedir.
Kimyâ sanâyii: Kimyâ ilmi geliştikçe kimyânın endüstrideki
sahası da arttı. Nitekim bugün gıda
maddelerinden temizlik malzemelerine, giyimden ev eşyâsına,
atom bombası ve enerjisinden tıbbî
tedâvîlere varan her sahada endüstriyel tesisler ve
teknoloji kurulmuş ve kurulmaktadır. Buna paralel
olarak kimyâcıların istihdam sahası arttı. Meselâ 1960’larda
sadece Amerika’da 100.000’den fazla
kimyâcı ve kimyâ mühendisi değişik sahalarda
çalıştırılıyordu.
Dünya kimyâ sanâyiinin cirosu ülkelere göre şu şekilde
dağılmıştır: ABD % 38, Rusya % 25, Almanya
% 6, İngiltere % 5,75, Fransa ve Japonya % 4,5 ve Kanada %
2. Alman kimyâ sanâyiinin ticâret
dengesinde tüketim fazlası ağır basar. Fakat dünyâ
pazarlarında % 15’i bulan ihracatı üretiminin dörtte
birini temsil ettiği halde, ABD’nin bu pazarda % 24’ü bulan
ihracat üretiminin sadece % 5’ini temsil
eder. Almanya’yı İngiltere takip eder. İngiltere özellikle
boya ve deterjan imâlatında Avrupa’da birinci
sırayı tutar. Kanada ise en büyük alüminyum
üreticilerindendir. Türkiye’de önceleri sadece sabun ve
kibrit sanâyii vardı. Sonraları ilâç, boya ve sun’î gübre
imâlatı başladı. Bunları takiben seramik, plastik
maddeler, sun’î elyaf ve birçok kimyevî madde üretim
tesisleri kuruldu.
Yorumlar
Yorum Gönder