|
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.
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.
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
|