Kimyanın Yüzyılımıza Getirdikleri

Konusu 'Kimya' forumundadır ve RüzGaR tarafından 30 Nisan 2009 başlatılmıştır.

  1. RüzGaR Super Moderator


    Kimyanın Yüzyılımıza Getirdikleri

    Bundan aşağı yukarı 250 yıl önce, 1754'te, yayınlanmış olan Fransızların ünlü d'Alambert Ansiklopedisinde kimyacılar ve kimya şöyle tanımlanmıştır : "Kimyacılar; kendilerine özgü dilleri, kanunları ve birtakım gizlilikleri olan, uğraştıkları mesleğin topluma bir yararı olmayan, toplum içinde münzevi (yalnız başına kalmayı seven) bir hayat süren, toplum içinde küçük bir gruptur". İşte bundan 250 yıl önce kimya ve kimyacılar bu şekilde tanımlanmıştır. Kimyada henüz bilgilerin tam oluşmadığı, kimya sanayiin henüz kurulmadığı bir dönemde, hele El-kimyacıların başka metallerden kimya reaksiyonları yardımıyla metallerin kralı olarak nitelendirilen altını, filozof taşını, insanlara sonsuz ömür sağlayacak ve insanları gençleştirecek iksir elde etmek için, gizlilik içinde, boş şeylere inanıp bunları elde etmeğe çalışmaları göz önüne alınacak olursa, bu dönemde bu tarhın bir dereceye kadar geçerli sayılabilir ki, bunu yadırgamamak gerektir.

    Ama geçen zaman içinde çok şey değişmiştir. Bugün birçok ülkede kimyacıların ve kimya mühendislerinin sayısı hiç de ihmal edilecek bir durumda değildir. Türkiye'de meslek olarak kimyagerlik eğitimine başlandığı 1918 yılında üç öğrenciyle öğretime başlanmış iken bugün mevcut 61 üniversite'nin Kimya Bölümlerine 3000'nin üstünde öğrenci alınmaktadır. Bugün gelişmiş, yani sanayileşmiş, ülkelerin ekonomik gelişmelerinde "öncü sektör" olarak nitelendirilen sektörlerin başında kimya sektörü gelmektedir. Bugün bütün üretim sektörüne hizmet veren tek sektör kimya sektörüdür. Kimya sektörünün ekonomi içinde genişliğine ve derinliğine etki gücü bakımından "kimya sanayii olmadan sanayileşmenin düşünülmesi, kan dolaşımı olmadan bir insanın yaşamını sürdürebilmesini düşünmek gibi imkânsız bir şeydir".

    19. yüzyılın ikinci yarısından sonra, dünya nüfusunun hızla artışı karşısında insanlık büyük bir tehlike ile karşılaşmıştır. Toplumun giderek artan ihtiyaçlarını karşılayabilmek için yeni bir takım maddelerin hazırlanması lüzumu kendini göstermiştir. İşte burada kimyacılara büyük görevler düşmüştür. Meselâ, yağ tüketimi giderek büyük artış göstermiştir. Bu tüketimin çoğu sabun sanayiinde olmaktadır. İşte sentetik yoldan üretilen deterjanlar sayesinde büyük miktarda yağ insan yaşamı için daha yararlı olan gıda sanayii sektörüne ayrılmıştır.

    Keza, yüzyılımızın sonunda altı milyarı aşacak olan dünya nüfusunun sadece pamuk ve yünden, yani tabii elyaftan giyinmesinin yaratacağı problemlere kimya sanayii sun'i elyaf çeşitleriyle çare getirmiştir. Gıda sanayiinde ve tarımda gübre ve tarım ilâçlarının kullanılması sayesinde insanlık büyük bir açlık tehlikesinden kurtulmuştur. Bütün bu buluşlar kimyacıların araştırmaları sayesinde mümkün olmuştur. Bu gelişme sonucu olarak, kişi ve toplumlar daha müreffeh ve daha mutlu bir yaşama kavuşmuş, daha iyi şartlarda beslenme ve sağlık sorunlarının çözülmesiyle insan ömrü de uzamıştır. Bugün her toplumun, her kişinin refah düzeyi geçen dönemlere göre daha iyi düzeydedir. Bu yüzyılın başlarında 1,6 milyar olan dünya nüfusunu beslemek zorunda olan dünya, bugün 5-6 milyar insanı çok daha iyi şartlarda besleyebilir hale gelmiştir. 2020 yılında dünya nüfusunun 9 milyar, 2050 yılında 10,5 milyar olacağı tahmin edilmektedir. Bu nüfusun beslenmesi insanları düşündürmektir. Bilim ve teknolojide ilerleme bugünkü tempoda giderse tehlike mümkün mertebe azalacaktır. Genetik, biyo-teknoloji ve kîmya'nın daha şimdiden yirmi birinci yüzyılın en önemli gelişme alanları olacağı düşünülmektedir.

    Hatta, Kimya Nobel Ödülü sahibi Fransız bilim adamı Prof. Lehn, son bir konuşmasında kimyanın 25. yüzyılın bilimi olacağını ifade etmiştir. Görülüyor ki, dünya kimyacılarına büyük sorumluluk ve görev düşmektedir. Dünya kimyacıları doğal kaynaklardan büyük ölçüde yararlanma yollarının araştırılması konularına ön planda yer vermekte ve çoğu araştırmalarını bu alanda yoğunlaştırmaktadır. Nitekim IUPAC CHEMRAWN (Chemical Researche Applied to World Needs) bu konuda yoğun bir çalışma içindedir. Kimya, insanların daha mutlu bir yaşama kavuşmaları için her türlü imkânı sağlamaktadır. Amerikan Kimya Demeği'nin kuruluşunun 75'nci yıl dönümü hatırası olarak hazırlanmış olan amblemin üzerinde "Chemistry, key to better living" (Kimya, daha iyi yaşamanın anahtarıdır) yazısı gerçeğin tam bir ifadesidir.

    20. yüzyılda kimya Sanayii'ndeki baş döndürücü gelişmenin, insanlık aleminin yaşantısında büyük etkisi olmuştur. Yukarıda da ifade edildiği gibi, birçok hayatî problem kimya sayesinde çözülmüş, dünya büyük bir felâketten kurtulmuştur. Bu problemler arasında en önemli olanlardan biri, hiç kuşkusuz, dünya nüfusunun yeterli miktarda beslenebilme sorunudur. Eğer yapay gübrelenme sayesinde toprağın gücü artırılmamış olsaydı, açlık bütün dünyayı sarsacaktı. Toprağın yapay gübreye olan gereksinme sorunu, ilk önce, büyük Alman kimyacısı Von Liebig tarafından anlaşılmış ve böylece Tarım Kimyası'nda büyük bir adını atılmıştır. Ancak, yüzyılımız başlarında, hızla artan dünya nüfusunun beslenme ihtiyacı giderek artmış, yapay gübre için çok gerekli olan güherçile'nin Şili'deki yataklarının büyük bir hızla tükenmeye başlaması büyük bir sorun yaratmıştır. Bu sorun kimyacılar tarafından çözülmüştür. Güherçile gibi azotlu gübrelerin başlangıç maddesi olan amonyak havada % 78 oranında bulunan azottan sentez yoluyla iki Alman kimyacı Fritz Haber (1868-1936) ve Cari Bosh (1874-1907) tarafından elde edilmiştir. Bu sayede insanlık alemi korkunç bir açlık tehlikesinden kurtulmuştur.

    Haber, zamanın ünlü Kaiser Wilhelm Enstitüsü'nün Direktörü olmuştur. Haber, amonyak sentezi nedeniyle 1918 yılında Kimya Nobel Ödülünü almıştır. Heidelbeg Üniversitesi Fizikokimya Profesörü Cari Boch da amonyak sentezinde yüksek basınç (200 atmosfer) yöntemini kullandığı için 1931 yılında Kimya Nobel Ödülünü almıştır.

    İyi ürün almak için sadece toprağı gübrelemek yeter değildir. Aynı zamanda ürünlerin zararlı haşerelere karşı korunması da şarttır. Haşereler, kemiriciler, mikroparazitler, mantarlar ve yabancı otlar dünya ekonomisini insanlar aleyhinde kullanan yaratıklar oldukları gibi, insandan insana bazı hastalıkların geçmesine de yol açtıkları için sağlık bakımından çok tehlikelidirler. Bu gibi haşereler veya zararlı yaratıklarla savaşta kullanılan kimyasal maddeler özellikle İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra büyük bir hız kazanmıştır. Hastalıklarla savaşta nasıl ki 1935'lerde sülfamidler hekimlikte büyük bir devrim yaratmışsa, aynı şekilde birtakım tarım ilâçlarının elde edilmesi de bir devrim yaratmıştır. Bunlar arasında en önemli olanı, hiç kuşkusuz, kısaca DDT adıyla bilinen ve kimyasal adı dikloro-difenil-trikloretanolan bileşiktir : DDT, Adolf Von Baeyer'in bir öğrencisi olan Zeidler tarafından sentez edilmiştir (1874). Bir sinir zehiri olan bu maddenin insektisit (haşere öldürücü) olduğu İsviçre'de Geigy laboratuarlarında ünlü kimyacı Paul Müller (1899-1965) tarafından bulunmuş ve buluşu nedeniyle de.Müller'e 1948 yılı Tıp Nobel Ödülü verilmiştir.

    Yüzyılımızda kimyanın getirdiği büyük keşiflerden biri de, sentetik kauçuktur. Tropik ülkelerde yetişen bazı ağaçların kabukları çizildiği zaman, süte benzeyen bir madde akar. İşte Lateks adı verilen bu maddeden tabii kauçuk elde edilir. 1860'da İngiliz Greville Williams, tabii kauçuğu mükerrer distillasyona tabi tutarak formülü C5H8 olan bir hidrokarbür elde etmiş ve adını izo-pren koymuştur. Yirmi dört yıl sonra bir diğer İngiliz William Tilden terebantinden itibaren izopreni elde etmiştir. Bir şişe içerisinde bir iki ay laboratuvarda kalmış olan izoprenin nitelik değişikliğine uğramış olduğu ve uçucu olan sıvının kalın bir sakız haline dönüştüğü gözlenmiştir. Bu, ilk sentetik kauçuktur. Bu değişikliğin nedeni izopren moleküllerinin polimerizasyona uğranmasıdır. Tabii kauçukta izopren moleküllerin sayısı 200 ile 2000 arasında değişmektedir. İzoprenin polimerizasyonu şöyledir:

    CH3

    l

    CH2 = C - CH = CH2 izoprem


    CH3 CH3 CH3

    l l l

    - CH2 - C = CH _ CH2 _ C = CH _ CH2 - C = CH - CH2 -

    Ancak tabii kauçuk dünya gereksinmelerini karşılayacak bir durumda olmadığı için sentetik olarak kauçuk elde edilmesi için daha yüzyılımızın başlarında araştırmalara başlanmış ve daha 1909'da ünlü Alman kimyacısı Fritz Hoffmann (1866-1956), izopren denilen maddeden ilk sun'i kauçuğu elde etmiştir. Birinci Dünya Savaşında abluka altına alınmış olan Almanya, dimetil butadien ile yeni bir yöntemle metil kauçuğu denilen sentetik kauçuk elde edilmiş (1916) ve savaş sonuna kadar 2500 ton elde edilmiştir. Savaştan sonraki yıllarda sentetik kauçuk üretimi çeşitli ülkelerde geliştirilmiş ve özellikle Almanya'da Buna adı verilen sentetik kauçuk butadienin polimezasyonundan elde edilmiştir. Buna adı da, butadien'nin Bu' su ve reaksiyon sodyum temasında olduğu için sodyumun sembolü Na'dan yapılmıştır. 1936'da Almanya Buna S (butadien ve styren'den oluşumuş polimer bileşiği) ve Buna N (butadien ve akrilonitrü'den) iki ticari sentetik kauçuk üretmiştir. Bu arada Amerika'da Dupren ve Rusya'da Swopren adıyla sentetik kauçuk üretimine geçilmiştir.

    Yukarıda da işaret edildiği gibi, dünyadaki nüfus artışı karşısında insanların giyinme gereksinimini karşılaşabilmek için kimyacılar sun'i elyaf konusuna da el atmışlardır. Naylon(*), perlon, orlon, terylen ve daha birçok adlarla piyasaya sürülen sun'i elyaf sayesinde milyonlarca insanın giyim problemleri çözülmüştür.

    Yüzyılımızın uygulama bakımından çok geniş bir alana sahip bir kimya sanayi dalı da plastik sanayiidir. Yüksek moleküllü bileşikler modem hayatta çok önemli bir yer tutmaktadır. Yüksek moleküllü bileşik olarak, molekülleri bir kaç bin ve hatta on binlerce atomdan oluşan bileşiklere denir. Bunlar, meselâ sellüloz, tabii kauçuk, yün, ipek gibi tabii ürünler olduğu gibi, yüksek moleküllü tabii bir ürünü değiştirmek (meselâ sellüloz esterler), yahut düşük moleküllü bileşiklerden polimerizasyon yolu ile elde edilirler. Bu son grupta meselâ sentetik reçineler, polietilen, polistrin, poliklorvinil, fenolformaldehit ve amino reçineler sayılabilir.

    Yüksek moleküllü bileşikler, bir çekirdek molekülünün kimyasal bağla birleşerek bir zincir oluşturmasıyla meydana gelirler. Bu şekilde oluşan bileşiklere yüksek polimer veya sadece polimer adı verilir.Yukarıda da görüldüğü gibi izopren kauçuk, CH2 = C (CH3) - CH - CH2 izopren molekülünün polimerizasyonuyla oluşur.

    Bu yüksek moleküllü bileşiklerin kendilerine özgü birçok özellikleri vardır. Polimerlerin davranışları büyük ölçüde polimerizasyon derecesine, zincir yapısına, daha başka özelliklerine bağlıdır. Aynı monomer birimin farklı şartlarda polimerizasyonundan elde edilen polimerler çok farklı özelliklere sahiptirler. Birçok polimer lineer moleküllerden oluşmuştur. Bazıları ise, fenolformaldehit reçineler gibi, üç boyutlu yapıdadır. X ışınlarıyla inceleme, yüksek moleküllü cisimlerin az veya çok düzenli yapıda olduğunu göstermiştir. Sıcaklık yükseldiğinde amorf hal oluşur.turkeyarena.com

    Plastik adı, genel bir ad olup bazı şartlarda yuğrulabilir (plasticity) özelliğine sahip olan ve bazı şartlarda ise bu özelliği kısmen veya tamamen yitiren yüksek moleküllü cisimlere verilmiştir. Bugün en azından 600'ün üstünde farklı plastik vardır.

    Geliştirilen ilk plastik sellüloid'dir. Bunun keşfi bir ihtiyaçtan doğmuştur. Bilardo bilyalarının yapımı için kullanılan fildişinin eksikliğini karşılayabilmek için bir Amerikan gazetesi fildişi ikamesi için 10.000 dolarlık bir ödül koymuştur. Amerikalı John Wesly Hyatt alkol, nitro-sellüloz ve kâfuru karıştırılıp ısıtılmak suretiyle ilk plastik olarak sellüloid elde edilmiştir.

    Sellüloid gibi önemli plastik maddeler 1909'a kadar elde edilememiştir. Amerikalı kimyacı Leo Baekeland, fenol ve formaldehit sıcakta ve basınç altında birleştirildiğinde çeşitli plastik maddelerin elde edilebileceğini göstermiştir. Bu yeni maddeye, bulanı onurlandırmak için, bakelit adı verilmiştir. Fenol-formaldehit plastiklerinin çok geniş uygulama alanı vardır. Baekland'in keşfinden sonra, plastik sanayiinde bir devimi yapılmıştır. Yukarıda da söylendiği gibi, bugün 600'den fazla farklı plastik çeşidi vardır. Demir devrinin kapanıp plastik devrinin başladığı bile iddia edilmektedir. Ama, herhalde, birkaç on yıl zarfında çelik ve plastik yanyana mühendislik malzemesi olarak kullanılmaya devam edecektir. Plastik endüstrisi gittikçe yaygınlaşmakta ve hemen her ülke, küçük çapta da olsa, plastik üretmektedir.

    Yüzyılımızın önemli bir sanayi kolu da, silikon sanayiidir. Karbon ve silisyum elementleri periyodik sistemde aynı düşey sütunda alt alta yer almışlardır. Karbon atomları birbirleriyle birleşebildikleri halde silisyum atomlarında böyle bir durum yoktur. Silisyum atomları ancak oksijen köprüsüyle birbirleriyle birleşirler. Bileşimlerinde karbon ve oksijen bulunan yüksek moleküllü silisyum bileşiklerine genel ad olarak silikon adı verilmiştir, genel formülü R2SiO'dir. Silikonlar köklere göre isim alırlar ve farklı özellikler gösterirler. Solid silikonlar su ile ıslanmazlar, iyi elektrik yalıtkandırlar. Likid silikonlar, viskoz yağlar ve vazelin kıvamındadır, nemden koruyucu özellikleri nedeniyle krem, losyon ve pomatlarda yer alırlar. Göğüsler için silikon protezler yaygın olarak kullanılmaktadır.

    Modern Kimya Sanayiinde İlâç Sanayii'de devrim yapmıştır. Aspirin, antipirin, sulfas, antibiyotikler, antihistaminler, sakinleştiriciler, deniz tutması hapları, yüzlerce ilâçlar hep kimyasal araştırmalarla sağlanmıştır. Bu keşifler sayesinde tıbbın ilerlemesinde yüzyılımızın kimyasının büyük katkıları olmuştur. Son yüzyıl içinde insan ömrü yaş ortalamasında artış olmuştur. Yüzyılımızda keşfedilen çeşitli ilâçlar eskiden ölümle sonuçlanan birçok hastalığı geniş ölçüde tehlikesiz hale sokmuş ve birçok acıları dindirmiştir. Ayrıca, tarım ilaçları sayesinde tarım ürünlerinde büyük artışlar olmuş ve insanlık açlık tehlikesinden de kurtulmuştur.turkeyarena.com
    Yüzyılımızda, kimyacı, hekim ve biyologların ortak çalışmaları canlı organizma alanında da büyük ilerlemeler kaydetmiştir. Biyokimya'daki araştırmalarla hayatın sırrını çözme yolunda büyük adımlar atılmıştır. Kimyacılar, insan hayatı için çok önemli olan vitaminleri ve hatta hormonları imal etmekle kalmamış, kalıtımın temel etkeni olan dcoxyribonüklcik asid (DNA) polimerimi de keşfedilmiştir. Kalıtımın sırrı çözüldüğüne göre, kimyacıların bir gün hayatın sırrını da çözmeleri beklenemez mi?

    (*) Nylon, Amerikan Şirketi Du Pont tarafından 1938 yılında üretilmiştir. Nylon, adipic asid ve hekzametilen daiminin bir poliamididir:

    HOOC(CH2)4COOH + H2N(CH2)6NH2 H2O + HOOC(CH2)4COHN(CH2)6NH2 -

    zincir, iki uçtan devam eder. İstenilen ürünün mol tartısı takriben 10.000 ve erime noktası da yaklaşık 260'dir; Nylon 66 adı verilmiştir, çünkü zincirde altı karbon atomu ünitesi vardır. Nylon adı tescil edilmiş bir ticari addır. Evvelce Japonların tekelinde bulunan ipeğe karşı, Amerikalıların gösterdiği tepkiden ileri gelir : Now You Lousy Old Nippons : Nylon
     



Sayfayı Paylaş