Rehber | Kategoriler | Konular
KiMYa
Alm. Chemie (f), Fr. Chimie (f), İng. Chemistry. 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 1.30x10-4 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.
e-posta adresimize mail atabilirsiniz.