Kimyacılar

Bundan asagi yukari 250 yil önce, 1754'te, yayinlanmis olan Fransizlarin ünlü d'Alambert Ansiklopedisinde kimyacilar ve kimya söyle tanimlanmistir : "Kimyacilar; kendilerine özgü dilleri, kanunlari ve birtakim gizlilikleri olan, ugrastiklari meslegin topluma bir yarari olmayan, toplum içinde münzevi (yalniz basina kalmayi seven) bir hayat süren, toplum içinde küçük bir gruptur". Iste bundan 250 yil önce kimya ve kimyacilar bu sekilde tanimlanmistir. Kimyada henüz bilgilerin tam olusmadigi, kimya sanayin henüz kurulmadigi bir dönemde, hele El-kimyacilarin baska metallerden kimya reaksiyonlari yardimiyla metallerin krali olarak nitelendirilen altini, filozof tasini, insanlara sonsuz ömür saglayacak ve insanlari gençlestirecek iksir elde etmek için, gizlilik içinde, bos seylere inanip bunlari elde etmege çalismalari göz önüne alinacak olursa, bu dönemde bu tarhin bir dereceye kadar geçerli sayilabilir ki, bunu yadirgamamak gerektir. Ama geçen zaman içinde çok sey degismistir. Bugün birçok ülkede kimyacilarin ve kimya mühendislerinin sayisi hiç de ihmal edilecek bir durumda degildir. Türkiye'de meslek olarak kimyagerlik egitimine baslandigi 1918 yilinda üç ögrenciyle ögretime baslanmis iken bugün mevcut 61 üniversite'nin Kimya Bölümlerine 3000'nin üstünde ögrenci alinmaktadir. Bugün gelismis, yani sanayilesmis, ülkelerin ekonomik gelismelerinde "öncü sektör" olarak nitelendirilen sektörlerin basinda kimya sektörü gelmektedir. Bugün bütün üretim sektörüne hizmet veren tek sektör kimya sektörüdür. Kimya sektörünün ekonomi içinde genisligine ve derinligine etki gücü bakimindan "kimya sanayi olmadan sanayilesmenin düsünülmesi, kan dolasimi olmadan bir insanin yasamini sürdürebilmesini düsünmek gibi imkânsiz bir seydir".19. yüzyilin ikinci yarisindan sonra, dünya nüfusunun hizla artisi karsisinda insanlik büyük bir tehlike ile karsilasmistir. Toplumun giderek artan ihtiyaçlarini karsilayabilmek için yeni bir takim maddelerin hazirlanmasi lüzumu kendini göstermistir. Iste burada kimyacilara büyük görevler düsmüstür. Meselâ, yag tüketimi giderek büyük artis göstermistir. Bu tüketimin çogu sabun sanayinde olmaktadir. Iste sentetik yoldan üretilen deterjanlar sayesinde büyük miktarda yag insan yasami için daha yararli olan gida sanayi sektörüne ayrilmistir. Keza, yüzyilimizin sonunda alti milyari asacak olan dünya nüfusunun sadece pamuk ve yünden, yani tabii elyaftan giyinmesinin yaratacagi problemlere kimya sanayii sun'i elyaf çesitleriyle çare getirmistir. Gida sanayinde ve tarimda gübre ve tarim ilâçlarinin kullanilmasi sayesinde insanlik büyük bir açlik tehlikesinden kurtulmustur. Bütün bu buluslar kimyacilarin arastirmalari sayesinde mümkün olmustur. Bu gelisme sonucu olarak, kisi ve toplumlar daha müreffeh ve daha mutlu bir yasama kavusmus, daha iyi sartlarda beslenme ve saglik sorunlarinin çözülmesiyle insan ömrü de uzamistir. Bugün her toplumun, her kisinin refah düzeyi geçen dönemlere göre daha iyi düzeydedir. Bu yüzyilin baslarinda 1,6 milyar olan dünya nüfusunu beslemek zorunda olan dünya, bugün 5-6 milyar insani çok daha iyi sartlarda besleyebilir hale gelmistir. 2020 yilinda dünya nüfusunun 9 milyar, 2050 yilinda 10,5 milyar olacagi tahmin edilmektedir. Bu nüfusun beslenmesi insanlari düsündürmektir. Bilim ve teknolojide ilerleme bugünkü tempoda giderse tehlike mümkün mertebe azalacaktir. Genetik, biyo-teknoloji ve kîmya'nin daha simdiden yirmi birinci yüzyilin en önemli gelisme alanlari olacagi düsünülmektedir. Hatta, Kimya Nobel Ödülü sahibi Fransiz bilim adami Prof. Lehn, son bir konusmasinda kimyanin 25. yüzyilin bilimi olacagini ifade etmistir. Görülüyor ki, dünya kimyacilarina büyük sorumluluk ve görev düsmektedir. Dünya kimyacilari dogal kaynaklardan büyük ölçüde yararlanma yollarinin arastirilmasi konularina ön planda yer vermekte ve çogu arastirmalarini bu alanda yogunlastirmaktadir. Nitekim IUPAC CHEMRAWN (Chemical Researche Applied to World Needs) bu konuda yogun bir çalisma içindedir. Kimya, insanlarin daha mutlu bir yasama kavusmalari için her türlü imkâni saglamaktadir. Amerikan Kimya Demegi'nin kurulusunun 75'nci yil dönümü hatirasi olarak hazirlanmis olan amblemin üzerinde "Chemistry, key to better living" (Kimya, daha iyi yasamanin anahtaridir) yazisi gerçegin tam bir ifadesidir.
20. yüzyilda kimya Sanayi'ndeki bas döndürücü gelismenin, insanlik aleminin yasantisinda büyük etkisi olmustur. Yukarida da ifade edildigi gibi, birçok hayatî problem kimya sayesinde çözülmüs, dünya büyük bir felâketten kurtulmustur. Bu problemler arasinda en önemli olanlardan biri, hiç kuskusuz, dünya nüfusunun yeterli miktarda beslenebilme sorunudur. Eger yapay gübrelenme sayesinde topragin gücü artirilmamis olsaydi, açlik bütün dünyayi sarsacakti. Topragin yapay gübreye olan gereksinme sorunu, ilk önce, büyük Alman kimyacisi Von Liebig tarafindan anlasilmis ve böylece Tarim Kimyasi'nda büyük bir adini atilmistir. Ancak, yüzyilimiz baslarinda, hizla artan dünya nüfusunun beslenme ihtiyaci giderek artmis, yapay gübre için çok gerekli olan güherçile'nin Sili'deki yataklarinin büyük bir hizla tükenmeye baslamasi büyük bir sorun yaratmistir. Bu sorun kimyacilar tarafindan çözülmüstür. Güherçile gibi azotlu gübrelerin baslangiç maddesi olan amonyak havada % 78 oraninda bulunan azottan sentez yoluyla iki Alman kimyaci Fritz Haber (1868-1936) ve Cari Bosh (1874-1907) tarafindan elde edilmistir. Bu sayede insanlik alemi korkunç bir açlik tehlikesinden kurtulmustur.Haber, zamanin ünlü Kaiser Wilhelm Enstitüsü'nün Direktörü olmustur. Haber, amonyak sentezi nedeniyle 1918 yilinda Kimya Nobel Ödülünü almistir. Heidelbeg Üniversitesi Fizikokimya Profesörü Cari Boch da amonyak sentezinde yüksek basinç (200 atmosfer) yöntemini kullandigi için 1931 yilinda Kimya Nobel Ödülünü almistir.Iyi ürün almak için sadece topragi gübrelemek yeter degildir. Ayni zamanda ürünlerin zararli haserelere karsi korunmasi da sarttir. Hasereler, kemiriciler, mikro parazitler, mantarlar ve yabanci otlar dünya ekonomisini insanlar aleyhinde kullanan yaratiklar olduklari gibi, insandan insana bazi hastaliklarin geçmesine de yol açtiklari için saglik bakimindan çok tehlikelidirler. Bu gibi hasereler veya zararli yaratiklarla savasta kullanilan kimyasal maddeler özellikle Ikinci Dünya Savasi'ndan sonra büyük bir hiz kazanmistir. Hastaliklarla savasta nasil ki 1935'lerde sülfamidler hekimlikte büyük bir devrim yaratmissa, ayni sekilde birtakim tarim ilâçlarinin elde edilmesi de bir devrim yaratmistir. Bunlar arasinda en önemli olani, hiç kuskusuz, kisaca DDT adiyla bilinen ve kimyasal adi dikloro-difenil-trikloretanolan bilesiktir : DDT, Adolf Von Baeyer'in bir ögrencisi olan Zeidler tarafindan sentez edilmistir (1874). Bir sinir zehiri olan
bu maddenin insektisit (hasere öldürücü) oldugu Isviçre'de Geigy laboratuarlarinda ünlü kimyaci Paul Müller (1899-1965) tarafindan bulunmus ve bulusu nedeniyle de.Müller'e 1948 yili Tip Nobel Ödülü verilmistir. Yüzyilimizda kimyanin getirdigi büyük kesiflerden biri de, sentetik kauçuktur. Tropik ülkelerde yetisen bazi agaçlarin kabuklari çizildigi zaman, süte benzeyen bir madde akar. Iste Lateks adi verilen bu maddeden tabii kauçuk elde edilir. 1860'da Ingiliz Greville Williams, tabii kauçugu mükerrer destillasyona tabi tutarak formülü C5H8 olan bir hidrokarbür elde etmis ve adini izo-pren koymustur. Yirmi dört yil sonra bir diger Ingiliz William Tilden terebantinden itibaren izopreni elde etmistir. Bir sise içerisinde bir iki ay laboratuarda kalmis olan izoprenin nitelik degisikligine ugramis oldugu ve uçucu olan sivinin kalin bir sakiz haline dönüstügü gözlenmistir. Bu, ilk sentetik kauçuktur. Bu degisikligin nedeni izopren moleküllerinin polimerizasyona ugranmasidir. Tabii kauçukta izopren moleküllerin sayisi 200 ile 2000 arasinda degismektedir. Izoprenin polimerizasyonu söyledir:
CH3CH2 = C -CH = CH2 izopremCH3 CH3 CH3- CH2 - C = CH - CH2 - C = CH -CH2 - C = CH - CH2 -Ancak tabii kauçuk dünya gereksinmelerini karsilayacak bir durumda olmadigi için sentetik olarak kauçuk elde edilmesi için daha yüzyilimizin baslarinda arastirmalara baslanmis ve daha 1909'da ünlü Alman kimyacisi Fritz Hoffmann (1866-1956), izopren denilen maddeden ilk suni kauçugu elde etmistir. Birinci Dünya Savasinda abluka altina alinmis olan Almanya, dimetil butadien ile yeni bir yöntemle metil kauçugu denilen sentetik kauçuk elde edilmis (1916) ve savas sonuna kadar 2500 ton elde edilmistir. Savastan sonraki yillarda sentetik kauçuk üretimi çesitli ülkelerde gelistirilmis ve özellikle Almanya'da Buna adi verilen sentetik kauçuk butadienin polimezasyonundan elde edilmistir. Buna adi da, butadien'nin Bu' su ve reaksiyon sodyum temasinda oldugu için sodyumun sembolü Na'dan yapilmistir. 1936'da Almanya Buna S (butadien ve styren'den olusumus polimer bilesigi) ve Buna N (butadien ve akrilonitrü'den) iki ticari sentetik kauçuk üretmistir. Bu arada Amerika'da Dupren ve Rusya'da Swopren adiyla sentetik kauçuk üretimine geçilmistir.Yukarida da isaret edildigi gibi, dünyadaki nüfus artisi karsisinda insanlarin giyinme gereksinimini karsilasabilmek için kimyacilar suni elyaf konusuna da el atmislardir. Naylon(*), perlon, orlon, terylen ve daha birçok adlarla piyasaya sürülen suni elyaf sayesinde milyonlarca insanin giyim problemleri çözülmüstür.Yüzyilimizin uygulama bakimindan çok genis bir alana sahip bir kimya sanayi dali da plastik sanayidir. Yüksek moleküllü bilesikler modem hayatta çok önemli bir yer tutmaktadir. Yüksek moleküllü bilesik olarak, molekülleri bir kaç bin ve hatta on binlerce atomdan olusan bilesiklere denir. Bunlar, meselâ sellüloz, tabii kauçuk, yün, ipek gibi tabii ürünler oldugu gibi, yüksek moleküllü tabii bir ürünü degistirmek (meselâ sellüloz esterler), yahut düsük moleküllü bilesiklerden polimerizasyon yolu ile elde edilirler. Bu son grupta meselâ sentetik reçineler, polietilen, polistrin, poliklorvinil, fenolformaldehit ve amino reçineler sayilabilir.
Yüksek moleküllü bilesikler, bir çekirdek molekülünün kimyasal bagla birleserek bir zincir olusturmasiyla meydana gelirler. Bu sekilde olusan bilesiklere yüksek polimer veya sadece polimer adi verilir.Yukarida da görüldügü gibi izopren kauçuk, CH2 = C (CH3) - CH - CH2 izopren molekülünün polimerizasyonuyla olusur.Bu yüksek moleküllü bilesiklerin kendilerine özgü birçok özellikleri vardir. Polimerlerin davranislari büyük ölçüde polimerizasyon derecesine, zincir yapisina, daha baska özelliklerine baglidir. Ayni monomer birimin farkli sartlarda polimerizasyonundan elde edilen polimerler çok farkli özelliklere sahiptirler. Birçok polimer lineer moleküllerden olusmustur. Bazilari ise, fenolformaldehit reçineler gibi, üç boyutlu yapidadir. X isinlariyla inceleme, yüksek moleküllü cisimlerin az veya çok düzenli yapida oldugunu göstermistir. Sicaklik yükseldiginde amorf hal olusur.Plastik adi, genel bir ad olup bazi sartlarda yugrulabilir (plasticity) özelligine sahip olan ve bazi sartlarda ise bu özelligi kismen veya tamamen yitiren yüksek moleküllü cisimlere verilmistir. Bugün en azindan 600'ün üstünde farkli plastik vardir.Gelistirilen ilk plastik sellüloid'dir. Bunun kesfi bir ihtiyaçtan dogmustur. Bilardo bilyalarinin yapimi için kullanilan fildisinin eksikligini karsilayabilmek için bir Amerikan gazetesi fildisi ikamesi için 10.000 dolarlik bir ödül koymustur. Amerikali John Wesly Hyatt alkol, nitro-sellüloz ve kâfuru karistirilip isitilmak suretiyle ilk plastik olarak sellüloid elde edilmistir.Sellüloid gibi önemli plastik maddeler 1909'a kadar elde edilememistir. Amerikali kimyaci Leo Baekeland, fenol ve formaldehit sicakta ve basinç altinda birlestirildiginde çesitli plastik maddelerin elde edilebilecegini göstermistir. Bu yeni maddeye, bulani onurlandirmak için, bakelit adi verilmistir. Fenol-formaldehit plastiklerinin çok genis uygulama alani vardir. Baekland'in kesfinden sonra, plastik sanayinde bir devimi yapilmistir. Yukarida da söylendigi gibi, bugün 600'den fazla farkli plastik çesidi vardir. Demir devrinin kapanip plastik devrinin basladigi bile iddia edilmektedir. Ama, herhalde, birkaç on yil zarfinda çelik ve plastik yan yana mühendislik malzemesi olarak kullanilmaya devam edecektir. Plastik endüstrisi gittikçe yayginlasmakta ve hemen her ülke, küçük çapta da olsa, plastik üretmektedir.Yüzyilimizin önemli bir sanayi kolu da, silikon sanayidir. Karbon ve silisyum elementleri periyodik sistemde ayni düsey sütunda alt alta yer almislardir. Karbon atomlari birbirleriyle birlesebildikleri halde silisyum atomlarinda böyle bir durum yoktur. Silisyum atomlari ancak oksijen köprüsüyle birbirleriyle birlesirler. Bilesimlerinde karbon ve oksijen bulunan yüksek moleküllü silisyum bilesiklerine genel ad olarak silikon adi verilmistir, genel formülü R2SiO'dir. Silikonlar köklere göre isim alirlar ve farkli özellikler gösterirler. Solid silikonlar su ile islanmazlar, iyi elektrik yalitkandirlar. Likid silikonlar, viskoz yaglar ve vazelin kivamindadir, nemden koruyucu özellikleri nedeniyle krem, losyon ve pomatlarda yer alirlar. Gögüsler için silikon protezler yaygin olarak kullanilmaktadir.Modern Kimya Sanayinde Ilâç Sanayi'de devrim yapmistir. Aspirin, antipirin, sulfas, antibiyotikler, antihistaminler, sakinlestiriciler, deniz tutmasi haplari, yüzlerce ilâçlar hep kimyasal arastirmalarla saglanmistir. Bu kesifler sayesinde tibbin ilerlemesinde yüzyilimizin kimyasinin büyük katkilari olmustur. Son yüzyil içinde insan ömrü yas ortalamasinda artis olmustur. Yüzyilimizda kesfedilen çesitli ilâçlar eskiden ölümle sonuçlanan birçok hastaligi genis ölçüde tehlikesiz hale sokmus ve birçok acilari dindirmistir. Ayrica, tarim ilaçlari sayesinde tarim ürünlerinde büyük artislar olmus ve insanlik açlik tehlikesinden de kurtulmustur.Yüzyilimizda, kimyaci, hekim ve biyologlarin ortak çalismalari canli organizma alaninda da büyük ilerlemeler kaydetmistir. Biyokimya'daki arastirmalarla hayatin sirrini çözme yolunda büyük adimlar atilmistir. Kimyacilar, insan hayati için çok önemli olan vitaminleri ve hatta hormonlari imal etmekle kalmamis, kalitimin temel etkeni olan dcoxyribonüklcik asid (DNA) polimerimi de kesfedilmistir. Kalitimin sirri çözüldügüne göre, kimyacilarin bir gün hayatin sirrini da çözmeleri beklenemez mi?
(*) Nylon, Amerikan Sirketi Du Pont tarafindan 1938 yilinda üretilmistir. 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. Istenilen ürünün mol tartisi takriben 10.000 ve erime noktasi da yaklasik 260'dir; Nylon 66 adi verilmistir, çünkü zincirde alti karbon atomu ünitesi vardir. Nylon adi tescil edilmis bir ticari addir. Evvelce Japonlarin tekelinde bulunan ipege karsi, Amerikalilarin gösterdigi tepkiden ileri gelir : Now You Lousy Old Nippons : Nylon


***************


Sümerler, babiller, misir ve diger kültürlerin parlak olarak yasadigi eski çaglarda gizem ve batil inançlar bilimin önünde yer aldiklarini biliyoruz. Bu çaglardaki pekçok insan dogal süreçlerin cinler veya ruhlar tarafindan kontrol edildigine inaniyorlardi ve ruhlar veya cinlerden yardim görmek için sihirle onlari ikna edebileceklerine inaniyorlardi. Çok küçük kimyasal bilgilerin biraraya gelmesiyle ancak demir, altin ve bakir gibi bir kaç element tanimlanabildi. Bu siralarda yunan filozoflarindan Thales ve Aristotle maddenin bilesimi hakkinda teorik olarak bazi düsüncelere sahiptiler. Onlara göre tüm maddeler toprak, hava, ates ve sudan yapilmisti. Bazilari ise besinci bir elementin mükemmel örnek olduguna inaniyordu. Bu çagin sonuna dogru insanlar demiri kirli kahve topragi kullanarak yapmayi basardilar. Bronzu, bakirla kalayi karistirarak elde ettiler. Bu çagdan sonra pekçok simyaci filozof tasi olarak adlandirdiklari bir maddedi altin elde edebilmek için arayip durdular. Fakat asla böyle birsey elde etmeyi basaramadilar (Gerçi artik atom çekirdekleri ile oynayarak bunu basarabiliyoruz. Fakat bunun Filozof tasi olmadigini da biliyoruz.). Bu aramalar sirasinda birkaç yeni elemen ve bilesik elde edilebildi. 13 yüzyilin baslarinda Roger Bacon, Albertus Magnus be Raymond Lully Filozof tasini aramanin bos bir çaba oldugunu ileri sürdüler. Onlara göre Simyacilar, günlük hayata katkida bulunacak yeni ürünler be yeni yöntemler pesinde kosmaliydilar. Bu yaklasim simyacilari filozof tasini bu amaca hizmet edecek sekilde aramaya basladilar. Bu hareketin önemli liderlerinden biri Theophrastus Bombastus’ti. Bombastus, eger tuz, kükürt ve civa uygun oranlarda vücütta bulunurlarsa vücudun saglikli olacagina inaniyordu. Bu çagda Robert Boyle kendini gösterdi. Boyle “The Sceptical Chymist (Kuskucu Simyaci)" adli kitabinda var olan en temel teorileri reddetti ve bugün hala bilinen elementlerin listesini olusturmaya basladi. Ayrica Boyle gazlarin bainçlari ve hacimleri ile iliskili formüller yazdi. 1661 yilnda bilimsel bir dernek kurdu daha sonra dernek Royal Society of England adini aldi. Modern kimyanin ortaya çikisi ancak 19. yüzyilin ortalarina rastlar. Bu çagda kimya en parlak dönemini yasamistir. Lavoisier’in iddiasi kimyasal reaksiyonlarin dogasinin anlasilmasi konusunda ilk ses olarak ortaya çikti. Lavoisier’in çalismasi John Dalton’un atomik teoriyi kurmasina için bir isik oldu. Ayni zaman da italyan kimyaci Amedo Avogadro, moleküllerle ve sicaklik ve basinçla iliskili olan Avogadro Kanununu ortaya koydu. 19. yüzyilin ortalarinda yaklasik olarak 60 kadar eleemnt biliniyordu. John A. R. Newlands, Stanislao Cannizzaro ve A.E.B. de Chancourtois benzer özellikteki elementleri tanimladilar. Bu çalisma Dmitri Mendeleev’e bir fikir verdi ve böylece ilk peryodik tablo ortaya çikti. Mendeleev’in çalismasi teorik kimyanin baslangicini olusturdu. 1896 yilinda Henri Becquerel ve e Curie’ler radyoaktivite olarak bilinen olayi arastirdilar. Bu çekirdek kimyasinin ortaya çikisiydi. 1919 yilinda Ernest Rutherford atomun yapisini açiklamak için teorisini öne sürdü. Sonra Niels Bohr teorinin eksik tarflarini düzeltmeye çalisti. Bu ve benzeri pekçok çalisma kimyanin farkli dallarinin ortaya çikmasina neden oldu. Bu dallar biyokimya, çekirdek kimyasi, kimya mühendisligi, organik kimya, fizikokimya, anorganik kimya ile sinirli degildir.