Kimya Bilimi Konu Özeti

9832 Okuma

Simyadan Kimyaya

Simya: Basit metalleri altına çevirme, şifa ve ölümsüzlük iksirini bulma uğraşlarına simya (alşimi), bu işle uğraşanlara simyacı (alşimist) denir.

Simyacıların en büyük iki amacı vardı ;

– Felsefe taşını yapmak.
– Felsefe taşı hem metalleri altına çevirebilecek, hem de ölümsüzlük iksirinin bulunmasını kolaylaştıracaktı. Ab-ı Hayat adını verdikleri bir suyun hayaliyle yeni maddeler bulma peşine düşmüşlerdir.

Simyacıların Kullandığı Teknikler

– Kavurma
– Çözme
– Yakma
– Fırınlama
– Damıtma
– Süblimleştirme
– Süzme
– Mayalandırma

Kullandıkları Araç – Gereçler

– İmbikler (damıtma için)
– Potalar (eritme için)
– Fırın (ısıtma için)
– Kaplar (saklamak için)

Özetle Simya: Bilim dalı değildir. Deneme-yanılmaya dayalıdır. Teorik bir temele dayanmaz. Sistematik bilgi birikimi içermez. Bilgi birikimi oluşmamıştır.

Kimya Disiplinleri ve Kimyacıların Çalışma Alanları

Maddelerin yapısını, özelliklerini ve birbirleri arasındaki etkileşimleri inceleyen bilim dalına Kimya denir. Bu nedenle kimya madde bilgisi olarak da adlandırılır. Kimya bilimi tarım, tıp, metalürji, arkeoloji ve gıda gibi birçok bilimle ortak çalışmalar yürütmektedir. Bu da kimyanın birçok alt alanının oluşmasını sağlamıştır.

Kimya Disiplinleri

Analitik Kimya: Kimyasal bileşiklerin tanınması ve miktarlarının belirlenmesi işlemlerini kapsayan kimya disiplinidir.

Biyokimya: Canlı organizmaların kimyasal yapısını ve bu yapıda meydana gelen kimyasal değişiklikleri inceleyen kimya disiplinidir.

Fizikokimya: Sıcaklık, basınç, derişim (çözeltilerde birim hacimdeki madde miktarı) gibi fiziksel faktörlerin kimyasal tepkimelere etkilerini inceleyen kimya disiplinidir.

Polimer Kimyası: Çok sayıda küçük birimin (monomer)birbirine eklenmesiyle oluşan büyük molekülleri (polimer) inceler.

Anorganik Kimya: Organik olmayan bileşiklerin yapılarını, özelliklerini ve tepkimelerini inceleyen kimya disiplinidir.

Organik Kimya: Karbon (C) bulunduran bileşiklerin yapılarını, özelliklerini ve tepkimelerini inceleyen kimya disiplinidir.

Endüstriyel Kimya: Endüstride (sanayide) kullanılan ham maddelerin imalatıyla ilgilenir.

Kimyacıların Çalışma Alanları

Kimya bilimi oldukça geniş bir yelpazeye sahiptir. Bu sektörlerden bazıları aşağıdaki gibidir.

İlaç: Tıbbın gelişmediği dönemlerde insanlar bitkilerden ilaç elde etmişlerdir. İlaç canlı hücre üzerinde değişiklik meydana getiren kimyasal maddedir. Canlılarda hastalıkların teşhisi, tedavisi ve önlenmesini sağlayan ilaçlar Famasötik kimyanın konusudur.

Gübre: Bitkilerin beslenmesi için gereklidir. Bitkiler N, P, K, Ca, Mg, S…gibi elementlere ihtiyaç doğar. Gübre sanayisinde çalışan kimyacılar toprak ve bitki analizi yaparak toprağın yapısında eksik olan ve bitkinin ihtiyaç duyduğu mineralleri tespit ederek çiftçilere tavsiyede bulunurlar. Kimyacılar biyokimya, biyoloji, ziraaat gibi birçok alanda uzman kişilerle işbirliği içerisindedir.

Petrokimya: Ham petrolün işlenmesi ile elde edilen kimyasal maddelerle ilgilenen endüstri koludur.
Üretilen bu ürünler; sentetik elyaflar, temizlik malzemeleri, boyalar,ilaç,araba lastiği,plastik gibi ürünlerde hammadde olarak kullanılır. Kimyacılar petrokimya tesislerinde ve petrol ürünleri işleyen fabrikalarda petrol ürünlerinin elde edilmesi sürecinde rol alırlar.

Arıtım: Bir ürünün saflığını bozan maddeleri ayırma işlemidir. Arıtım işlemleri başta su arıtımı olmak üzere petrol rafineri ve metalurji gibi birçok alanda yapılmaktadır. Arıtımda elektroliz, ayrımsal damıtma, kristallendirme, süzme, ters osmoz gibi çeşitli fiziksel ve kimyasal ve biyolojik yöntemler kullanılır. Kimyacılar arıtım yapılacak maddeleri analiz ederek uzaklaştırılması gereken kimyasal maddeleri tespit edip uygun arıtım yöntemleri önerirler. Hatta araştırmalar yaparak yeni kimyasal arıtım yöntemleri de geliştirirler.

Ahşap İşleme: Ahşap işleme, malzeme üzerine yapılan bir çizimin özel kesici aletlerle kesilmesi veya yontulması ile elde edilme sanatıdır. Ahşap malzeme doğal haldeyken, fiziksel, kimyasal, mekanik, biyolojik faktörlere karşı dayanıklı değildir.
Boya ve vernik gibi kimyasal maddeler ahşap malzemeleri korumaktadır. Ahşap malzemenin korunması, dayanıklılığının artırılmasına yönelik çalışmalar kimyacıların çalışma alanına girmektedir.

İşleme: Eski çağlarda kullanılan bitkisel ve hayvansal doğal boyaların yerini yapay boyalar almış ve boya sanayisinde hızlı gelişmeler olmuştur. Herhangi bir cisme renk vermek için veya koruma amaçlı olarak uygulanan kaplamaya boya denir. Boyalar özelliklerine göre karıştırılan farklı kimyasallardan oluşur. Bu kimyasallar çözücüler, boyanın yüzeye tutunmasını sağlayan bağlayıcılar ve renk verici pigmentlerdir. Boya sektöründe görev alan kimyacılar sağlık açısından daha az zararlı kimyasallar kullanarak dayanıklı boya üretimi için çalışmalar yapmaktadır.

Tekstil: Tekstil kimyası kimyanın özelleşmiş bir uygulama alanıdır. İplik hazırlanmasından konfeksiyona kadar yapılan işlemleri kolaylaştırmak ve daha kaliteli ürün elde etmek için kimyasal maddeler kullanılmaktadır. Tekstil malzemeleri kıyafetlerde, halılarda, dikiş ipliklerinde döşemecilik gibi birçok ürün yapımında kullanılmaktadır. Bu malzemeler üretimi ve sentezlenmesinde organik kimyadan faydalanılmaktadır.

Kimyanın Sembolik Dili

Element: Aynı proton sayısına sahip tek tür atomlar topluluğuna element denir.
– Tek tür atomdan oluşur.
– Saf maddedir.
– Homojendir.
– Belirli koşullarda erime noktası ve kaynama noktaları sabittir.
– Belirli koşullarda yoğunlukları sabittir.
– Kimyasal ve fiziksel yöntemlerle daha basit maddeler ayrıştırılamazlar.
– Sembollerle gösterilir.
– Helyum, oksijen, azot gibi çok az element doğada element halinde bulunur. Elementlerin çoğunluğu doğada bileşikleri halinde bulunurlar. Bu tür elementler kimyasal yöntemlerle bileşiklerinden elde edilirler.
– Atomik yapılı olanları olduğu gibi molekül yapılı olanları da vardır.

Bileşik: Farklı elementlerin belirli oranlarda, Özelliklerini kaybederek bir araya gelmesiyle oluşan saf maddelere bileşik denir.

– Saf ve homojen (hâl değişimi hariç) maddelerdir.
– Belirli ayırt edici özellikleri vardır (erime, kaynama noktası, yoğunluk gibi).
– Fiziksel yöntemlerle ayrıştırılamaz, kimyasal yöntemlerle ayrıştırılabilirler.
– Bileşikler formüllerle gösterilir.
– Bileşiği oluşturan elementler arasında belirli bir oran vardır. Örneğin suda hidrojen atomunun oksijen atomuna oranı 2/1’dir.
– Bileşikler kendisini oluşturan bileşenlerin özelliklerini göstermezler.

Kimya Bilimine Katkı Sağlayan Bilim İnsanları

Empedokles

Yunanlı simyacı ve filozof olan Empedokles her şeyin dört elementten oluştuğunu önermiştir. Bu elementler toprak, hava, ateş ve sudur. Bu elementlerin yanında sevgi ve nefret olarak iki kuvvetin her şeyin temelini oluşturduğunu öne sürmüştür.

Demokritos

Demokritos, bir maddeyi sürekli küçük parçalara bölme işleminin sonsuza dek sürdürülemeyeceği düşüncesinden yola çıkarak maddelerin çok küçük taneciklerden oluştuğunu ve bu taneciklerin bölünemez olduğunu savunmuştur. Bölünemez taneciklere “atom” adını vermiştir. Demokritos atomları sert, bölünemez ve sürekli hareket hâlinde olan yapılar olarak düşünmüştür

Câbir bin Hayyân

Kufe de eczacı bir babanın çocuğu olarak doğmuştur. Abbasi Halifesi Harun Reşidin sarayında yaşamıştır. Başta Kimya olmak üzere, Tıp, Eczacılık, Metalurji, Astronomi, Felsefe, Fizik ve Mekanik alanlarında çalışmalar yapmıştır. En önemli özelliği deneycilik olan Cabir bin Hayyân kimya ilminin hem deneysel hem de teorik olarak gelişmesine yardımcı olmuştur. Dünyada ilk kimya laboratuvarını kuran alim olarak tarihe geçmiştir.

Kimya ilmine kazandırdığı teknikler; eritme, buharlaştırma, süzme, arıtma, süblimleştirme. Günümüzde damıtmada kullanılan imbik düzeneğini ilk kez bulan bilgindir.

Ebubekir er-Râzi

Orta Çağ’ın önemli bir diğer kimyacı / simyacısı Ebubekir er-Râzi’dir Ebubekir er-Râzi, elementlerin modern anlamda sınıflandırılmasının temellerini atmıştır. Etil alkolü sentezlemiş formik asidi elde etmiştir.

Ebubekir er-Râzi, atom felsefesi üzerinde çalışmalar yapmıştır. Farklı organik maddeleri damıtarak çeşitli yağlar, tuzlar ve boyalar elde etmiştir. Demir gibi erime noktası yüksek metallerin eritme işlemi ile ilgili araştırmalar da
yapmıştır.

Aristo

Aristo’ya göre maddelerin özellikleri dört elementle (hava, ateş, toprak ve su) ilgiliydi. Özellikleri değiştirilirse bir element, diğer üç elemente dönüşebilirdi. Örneğin hava nemli ve sıcak, su ise nemli ve soğuk olma özelliklerine sahiptir. Bu durumda hava elementinin sıcak olma özelliği, soğuk olma özelliğine çevrilirse hava, su elementine dönüşmüş olur. Dört element, doğadakilerle özdeş olarak görülmemiştir. Örneğin deniz suyu, su elementiyle aynı değildir. Ancak deniz suyu, su elementini fazla oranda içerir. Aristo’nun maddeyle ilgili dört element açıklaması sonucunda Demokritos’un atom düşüncesi hâkimiyetini yitirmiştir.