Kimya Nedir? Kimya Hakkında Bilgi

0

Kimya nedir? Kimyanın tanımı ve kimya biliminin işleyişi ve kimya biliminin hangi konular ile ilgilendiği hakkında genel bilgiler.

kimya

Advertisement

KİMYA, konusu madde olan bîr bilimdir. Maddenin özelliklerini, yapısını, çeşitli şekillere dönüşmesini, ayrı ayrı maddelerin birbirlerine etkisini aydınlatmaya, bu olayları birtakım kanunlara, kurallara bağlamaya, yeni kanunlar, kurallar bulmaya çalışır.

Kimyanın konusu olan madde, fizik biliminin de konusudur. Yalnız, bu konu birliğine rağmen fizikle kimya arasında metot bakımından fark vardır. Fizikte önemli olan hususlar, kullanılan âletler kimyadakinden başkadır.

Madde ve Cisim

Fizik bilimine göre «cisim» deyimiyle «madde» deyimi arasında bir fark yoktur. Kimya ise cismi maddeden ayırır. Buna göre, madde ile cisim şöyle tanımlanır:

Advertisement

«Madde» genel bir kavramdır. Uzayda bîr yer kaplıyan, bîr ağırlığı olan her şey maddedir: Taş, toprak, odun, demir, su, hava gibi. Maddenin şekillenmiş haline de «cisim» denir. Toprak testi, demir boru, bakır tencere.

Kimya biliminin cisimlerle ilgisi yoktur. Bakır tencereyle bakır tel iki ayrı şekil gösterdiklerinden iki ayrı cisimdirler. Kimyanın tencereyle, telle ilgisi olamaz, ancak bakır kavramı onu ilgilendirir.

Böylece kimya biliminin, birtakım gerçeklere gidebilmesi için, bazı terimlere ihtiyacı olduğu anlaşılır. Kimya biliminde terimler, kavramlar çok önemlidir. Bunlardan bir kısmı fizikte kullanılanların aynıdır. Ayrıca kimyaya özel olanlar daha çok maddesel özellikleri belirtebilenlerdir. Bunu bir örnekle şöyle gösterebiliriz:

«Taş» kelimesi bir maddenin kendine has özellikleri hakkında kesin bir bilgi veremez. Yalnız, bütün taşlarda ortak olan bazı özellikler göz önüne gelebilir ki bunlar taşın sert olması, ağır olması, saydam olmaması gibi özelliklerdir. Şu halde «taş» kelimesi kimyasal bir kavram değildir. «Taş» kelimesi yerine bir taş cinsi olan «granit» kelimesini kullanırsak, özellikler biraz daha artar. Taşın cinsini belirtmiş oluruz. Yalnız, bu da yetmez. Bu deyim de «petrografi» (taşbilim) e aittir. Granit parçasına dikkatle veya özel âletlerle bakarsak kuvars, mika, ortoklas billûrları görülür. Burada kuvars, mika, ortoklas belli birer maddeyi işaret eder ki bu deyimler kimyaya ait olabilir.

Maddenin Sınıflandırılması

Advertisement

Kimya bilimi için gereken terimler ve kavramlardan sonra madde içinde olan olayları inceleyebilmek için maddeyi sınıflandırmak gerekir.

Tabiatta madde 3 ana şekilde bulunur: Katı, sıvı, gaz. Bu üç halin dışında başka bîr oluş ve buluş şekli olamaz. Katıların belirli bir biçimleri, hacımları vardır. Sıvıların belirli hacımları varsa da belirli biçimleri yoktur, bulundukları kabın biçimini alırlar. Gazların hem belirli biçimi, hem de belirli hacımları yoktur, bulundukları kabın biçimini alırlar, sıkışabilir, genişliyebilirler.

Maddesel Özellikler

Madde bu şekilde sınıflandırıldıktan sonra özellikleri ayırdedilir. Genel olarak, maddesel özellikler iki bölümde incelenir:

1) Fiziksel özellikler; 2) Kimyasal özellikler.

Advertisement

1. — Fiziksel özellikler: Renk, koku, tad, çözünürlük, kristal yapı, ısı ve elektrik ilet-genliği vs.

2. — Kimyasal özellikler: Yabancı olup olmadığı, kimyasal olaylara girme ve girememe, suyla, daha başka sıvılarla olan bağıntıları, çeşitli maddelerle olan birleşme özelliği gibi. Kükürtün havada yanması, asitlerin metaller üzerine etkisi vs.

Olaylar veya Maddesel Değişmeler

Tabiatta her an binlerce olay meydana gelmektedir. Bu olaylar ya da, başka bir deyimle «maddesel değişmeler» çok çeşitte, değişik derinlikte olabilirler. Bir örnek: Demir tozu ile kükürt tozu karıştırılır, her yanı aynı görünüşte, aynı özellikte olmayan, kimya deyimiyle «ayrı cins (heterojen) bir karışım meydana gelir. Sonra bir mıknatısla demir tozunu kükürt tozu içinden ayırabiliriz. Kükürt tozu karışımını yakarsak aynı demir her yanı aynı görünüşte, aynı özellikte yani «aynı cins» (homojen) bir kütle meydana gelir ki artık burada demir, kükürt mik-natısla, ya da benzeri araçlarla ayrılamaz.

XIX. yüzyıldan sonra bu olayları kesin sınırlarla «fiziksel» ve «kimyasal» olmak üzere ayırmışlar, fiziksel olayları «maddenin» kendine has özelliklerini veya bünyesini değiştirmeyen olaylar», kimyasal olayları, ise aksi, yani «maddenin özelliklerini değiştirenler» şeklinde tarif etmişlerdir.

Advertisement

Suyun 0° de donup «buz» dediğimiz katı hale geçmesiyle 100° de kaynayıp «buhar» dediğimiz gaz hale geçmesi birer fiziksel olaydır; çünkü, bu olaylar sırasında su özelliklerini değiştirmemiştir. Buna karşılık, oksijenle hidrojen birleşince, ortaya yeni bir madde, yani su çıkar. İşte bu da bir «kimyasal olay» dır. Yalnız, öyle olaylar vardır ki, olay belirli bir sıcaklıkta bir yana doğru giderken başka bir sıcaklıkta geldiği yana döner, başlangıçtaki madde de, özellikleri değişmeden, geri alınabilir. Bir örnek: Karbon + su buharı —> karbon monoksit + hidrojen olayında belirli bir sıcaklıkta karbon monoksitle hidrojen elde edilmişken başka bir sıcaklıkta yeniden karbon ve su buharı elde edilebilir. Dolayısiyle , ilk konulan maddeler olay sırasında başka bileşikler meydana getirip sonra eski hallerine dönmüş olurlar.

Bu ve buna benzer olayların fiziksel mi, yoksa kimyasal mı olduğu tartışılır, çünkü bu olaylara kimyasal da denilebilir, fizik-, sel de. Bunlar, fiziksel olaylarla kimyasal olaylar arasında kesin bir sınır çizilemiyece-ğini göstermiştir. Bugünkü bilim bunu kabul eder, bir olay için ya «daha çok kimyasal» ya da «daha çok fiziksel» dir elenir.

Kimyada Araştırma

Kimya biliminde bütün çalışmalar deneylere dayanır. Bilinen ve bulunan bütün kanunların, kuralların deneylerle ispat edilmesi gerekir. Kimyadaki deneyleri iki bölüme ayırabiliriz: 1) Çözümleme; 2) Bireşim.

1. — Çözümleme (Analiz): Bilinmeyen bir bileşikte, ya da bileşikler karışımında hangi bileşikler, elemanlar bulunduğunu anlamak, bunları birbirinden ayırmak işlemidir.

Advertisement

Çözümlemede iki şekilde çalışma yapılır. Birinci şekilde, bilinmeyen bir maddede hangi elemanlar, ya da bileşikler bulunduğunu tanımak; ikincisinde ise o maddedeki elemanların, bileşiklerin yüzde oranlarını bulmak yoludur. Birinci usule «nitel (kalitatif) çözümleme», ikincisine «nicel (kantatif) çözümleme» denir.

Belirteç. — Elemanın, bileşiklerin tanınmasında kulfanılan bazı özel bileşiklere «belirteç» adı verilir. Belirteçler organik de olabilir, anorganik de. «Bunlar çeşitli bileşiklere özel olaylar meydana getirir, aranılan bileşiği bize tanıtır. Hemen hemen bütün eleman veya bileşiklerin belirteçleri vardır. Bir örnek: Nişastanın belirteci iyottur. İyot nişasta ile derhal koyu mavi bir renk verir. Nişasta katılarak hile yapılmış sütler böyle tanılır.

2. — Bireşim (Sentez): Çözümlemenin tersidir. Bu işlemde, çeşitli elemanlardan, bileşiklerden başka bileşikler elde edilir. Örnek: Hidrojen ile oksijen gazlarının birleştirilmesiyle su, amonyakla tuzruhundan nışadır elde edilir.

Bireşim işlemi hele Birinci Dünya Savaşı’ ndan sonra çok gelişmiştir. Tabiatta az bulunduğu halde çok kullanılan bazı maddeler bireşim yolundan elde edilmeye başlandı, gene bu yoldan hayat olayları aydınlatıldı.

Elemanların Simgeleri

Advertisement

Dalton, kanunlarını açıklarken örnek olarak verdiği atomlar, moleküller için bazı şekiller kullanmıştı. Öğrenilmesi, kullanılması zor olan bu resim ve şekiller o zaman kabul edilmedi. Yalnız, çeşitli kimyasal olayları açıklamak için bir yol gerekiyordu. En sonunda, İsveçli Berzelius her eleman atomunun bir, iki harf ile gösterilmesini İleri sürdü. Böylece, elemanların simgeleri doğdu. Simgeler o elemanların atomunu işaret ettikleri için molekül halinde bulunanları ayrıca işaret etmek gerekir. Örnek: Bütün gazlar molekül halinde bulunur. Bunlardan oksijen atomunun simgesi O’dur. Bir oksijen molekülünü göstermek isterken 02 olarak yazarız.

Değerlik

Kimyada önemli bir kavram daha vardır ki o da “değerlik” tir. Çevrimsel (periyodik) sistem cetvelinde görüldüğü gibi elemanlar —4 ten +8 değerliğe kadar çeşitli değerler alırlar. Bir elemanın —(negatif), -j- (pozitif) değerler almasının anlamı şöyle anlatı labilir.

Çevrimsel (periyodik) sistemde geçen atom no. su çekirdekteki proton sayısını gösterirdi. Atom biliminde protonun elektrik değeri -f l’dir, bir elemanın çekirdeğinde kaç proton varsa çekirdeğin elektrik yükü de o kadardır. Atomların bu yüklerini sıfıra eşit kılmak için çekirdeklerin + yükleri kadar — yüklü olan elektronların çekirdek çevresinde bulunması gerekir. Bu şekilde bir eie-mbn atomu, serbest halde sıfır değerliklidir, yani elektrik yükü sıfırdır. Bir elemanın bileşik yapması demek, o elemanla başka bir eleman atomunun dış kesimlerindeki elektronların birbirleriyle birleşmesi demektir.

İşte, bir eleman atomunun dışındaki elektronlardan kaç tanesi başka eleman atomunun dışındaki elektronla birleşmeye giderse kalan elemanda o kadar + elektrik yükü açıkta kalır, o eleman o kadar + yüklenir, ya da bir elemana kaç elektron gelerek kendi elektronlariyle birleşirse o elemanın — yükü o kadar artar, o eleman o kadar — yüklü olur.

Advertisement

Kimyanın Bölümleri

Kimya bilimi genel olarak “örgensel olmayan (anorganik) kimya”, “örgensel (organik) kimya” olmak üzere iki bölüme ayrılır.

1 — Örgensel olmıyan (Anorganik) Kimya: Kimya biliminin genel kanun ve kurallarını, tabiatta bulunan bütün elemanların özelliklerini, birbirleri üzerine etkilerini, doğan bileşikleri inceler. Bu bakımdan, cansız tabiatı inceler denebilir.

2. — Örgensel (Organik) Kimya: Canlı tabiat olaylarını doğuran, bu olaylar sonucu doğan bileşikleri inceliyen kimya bölümüdür. Buna “karbon kimyası” da deniliyor. Anorganik kimya da, bu tarife göre, karbon bir yana, bütün öteki elemanlar kimyasıdır, denilebilir. Bilinen elemanlar 103 tane olduğuna göre organik kimya 1 elemanın, anorganik kimya da 102 elemanın kimyası olur. İlk bakışta bu durum karbon lehine öteki elemanların aleyhine haksızlık gibi görünürse de gerçekte karbon kimyası yüzbinlerce bileşikle uğraşır. Bugün bilinen organik bileşiklerin sayısı 500.000 kadardır. Bu sayı elemanların bilinen bütün bileşikleri sayısından çok fazladır.

1828’e kadar, organik ve anorganik bileşikler arasında kesin, aşılamaz bir sınır bulunduğu sanılıyordu. O zamana kadar bilinen bütün organik bileşikler, canlılar tarafından meydana getirilmişti, bunlar bitkisel ve hayvansal hayatın ürünleriydiler. Bu ürünler anorganik kimyadaki kanunlara, kurallara göre hareket etmedikleri gibi bu bileşikler hayatın sırrıydı, bireşim (sentez) yolundan elde edilemezlerdi.

Advertisement

1828’de Alman kimyacısı Wöhler insan ve hayvan idrarında bulunan “üre” bileşiğini “amonyum siyanat” denilen anorganik bileşikten, ısıtarak, elde edince organik kimyada büyük bir devrim oldu. Böylece, 130 yıl içinde 500.000 organik bileşiğin yapısı aydınlandı, bireşimi mümkün oldu.

Anorganik ve organik bileşikler yapı bakımından birbirlerinden farklıdırlar. Anorganik kimyada bileşikler daha çok bir elemanın verebildiği elektronla başka bir elemanın alabildiği elektronların çift çift birleşmesinden doğan, iyon şebekeleri halindedir. Anorganik bileşiklerde aynı cins atomların birbirlerine bağlanması dayanıklı değildir. Organik kimyada karbon, elektron veren ve alan elemanların tam ortasındadır. Bundan dolayı karbon aynı kolaylıkla hem elektron verebilir, hem de alabilir. Karbon bileşiklerinde, karbonun çevresinde 4 bağ meydana getirerek her bir bağa bir eleman veya bir bileşik grupu bağlıyabilir. Bağlanan, başka bir karbon atomu da olabilir. O zaman C-C bağları meydana gelir. Bu şekilde, organik kimyada bileşik molekülünün yapısını gösteren dallı bir takım formüller meydana gelir.

Kimyaya Yardımcı Bilimler

Bugün hiçbir bilim başka bilimlerin yardımı olmaksızın amacına ulaşamaz. Kimya bilimi de çalışmalarında başka bilimlerden yardım görür.

Kimyanın en önemli yardımcısı fiziktir. Fizik olaylariyle kimya olayları arasında kesin bir sınır çizilmediği için, fizikle kimyanın birleşmesinden «fiziko-kimya» bilimi doğmuştur. Bu bilimde kimya ile fizik, bazı metotlarını birleştirerek, birçok olayların aydınlanmasını sağlamışlardır. Fiziko-kimya da kimyanın önemli yardımcılarındandır.

Advertisement

Fiziko-kimyaya benzer şekilde, elektrikle kimyanın birleşmesinden doğan «elektro-kim-ya», ısı işlemlerinin kimyaya etkilerini inceliyen «termo-kimya», ışığın kimyadaki etkilerini inceliyen «foto-kimya» da kimya biliminde birçok olayların aydınlanmasını sağlıya n yardımcılardır. Bunlardan başka, anorganik kimyanın başlıca yardımcıları «mineraloji» ile «astronomi» dir. Organik kimyaya da biyoloji, fizyoloji yardımcı olmuşlardır.

Kimya bilimi ayrıca, konularına göre de bazı bölümlere ayrılır. «Endüstri kimyası», «maden kimyası», «biyo-kimya», «petrol kimyası», «kolloit kimyası» bunların başlıcalarıdır.

Endüstride Kimya

Endüstride kimya biliminin büyük yeri vardır.’Bugünkü Endüstri kimya biliminin gelişimiyle gerçekleşmiştir. Kimya biliminden endüstride şu şekilde, faydalanılır:

Ham Madde Kontrolü. — Fabrikaya giren, yapımda kullanılan bütün ham maddeler çeşitli kimyasal ve fiziksel yollarla kontrol edi-ilr, özellikleri bulunur, bu özelliklere göre yapılacak işlem kararlaştırılır.

Advertisement

Yapım İşlemi. — Fabrika çalışırken ham maddenin yapılmış hale gelebilmesi için en uygun yollar sağlanır, işlemlerin tam olarak yürümesi, kolay, ucuz, sağlam olmasına yarar metotlar uygulanır.

Yapılmış Madde Kontrolü. — Yapılmış maddeler, piyasaya çıkmadan önce yeniden kontrol edilerek, olması gerekene uygunluğu araştırılır, uygunsa satışa çıkarılır. Bütün bu işler ileri metotlarla çalışan fabrikalarda, kalite kontrol ve araştırma lâboratuvarları tarafından görülür. Bu lâboratuvarlar ham ve yapılmış maddelerin * fabrikaya giriş ve çıkışını kontrol ederler. Araştırma lâboratuvarları ise fabrikanın metotlarında değişiklik yapacak yenilikler ararlar, fabrikanın daima ilerlemesini sağlarlar.

Kimya bilimiyle uğraşan kimselere eskiden «kimyager» denirdi. Bugün «kimya mühendisi» diyoruz. Kimya mühendisi endüstrinin çeşitli kollarında yukarıda gösterilen işleri yapar.

Kimya biliminden büyük ölçüde faydalanan çeşitli endüstri kollarının başlıcaları şunlardır: Kimya endüstrisi; dokuma, demir-çelik, deri, ilâç, kauçuk ve plâstik, şeker, sunî gübre, yağ ve sabun, petrol, patlayıcı maddeler, kâğıt ve suni elyaf, besin, boya, cam ve seramik endüstrileri.

Advertisement


Leave A Reply