Günlük Yaşamda Kimya

Kimya

16 yy.'ın ünlü filozofu Sir Francis Bacon bilimi yeni ürünler ve yöntemlerle insan sağlığını, refahını zenginleştiren bir nimet diye tanımlamıştı. Bilimsel gelişmelerin refah düzeyimizi artırmada gerçekten büyük katkısı olmuştur. 20 yy.’ın ve gelecek yüzyılların teknolojisi bilimsel buluşların bir ürünüdür. Ve bu buluşların büyük bir kısmı yaşamımızın her safhasına damgasını vurmuştur.

Bir hamburger, patates kızartması yada meşrubat siparişi verdiğimizde gerçekten ne sipariş ettiğimizi biliyor muyuz? Bu iştah açıcı koku, o göz alıcı renk, lezzet nerden geliyor? Ketçabın dökülüşündeki kıvam nasıl elde edilmiş? Bunların her birinin temelinde yatan sır kimyadır.

Aslında besinlerimizi proteinler, yağlar, karbonhidratlar, bitkiler ve hayvansal besinlerle, vitaminler ve bazı mineraller oluşturur. Ama besin maddelerinde bunların çok ötesinde bir özellik vardır. Bitkisel ürünler elde edilirken pek çok kimyasal madde kullanılır. Bu nedenle tarladan toplanan ürünün birçok temel besin özellikleri kaybolur. Mesela buğday un haline gelirken içindeki minerallerin çoğunu kaybeder ve geriye sadece nişasta kalır. Meyvelerde soyulup pişirilince vitaminlerinin çoğu yok olur.

Kaybettikleri besleyici gücü geri vermek ve hastalıkları önlemek amacıyla besinlere pek çok katkı maddesi ilave edilir.

1924 yılında tiroit bezlerinin şişmesine neden olan guatr hastalığını önlemek açısından tuza katılan potasyum iyodunu bunun ilk örneklerinden biri olarak verebiliriz. Süte D vitamini konulması kemiklerin deforme olmasına neden olan raşitizm hastalığını önleyici bir uygulama olmuştur. Ekmek gibi hamurdan yapılan besinlerimize katılan demir ve B vitamini de unların besleyici gücünü artırır.

Gıda sanayinde besinlerin daha lezzetli, kokusunun daha iyi, daha dayanıklı olmasını ve katılaşmasını sağlamak amacıyla bir çok kimyasal katkı maddesi kullanılmaktadır. Üstelik astronomlar uzayda nasıl beslenir, vücutlarını nasıl sağlıklı tutarlar gibi soruların cevaplarını da kimyasal ürünlerde bulmaktayız.

İnsanlık hastalıklardan ve ağrılardan kurtulmak için binlerce yıl bitki özlerinden yapılmış ilaçları çiğnemiş yada yutmuştur. 1800’lü yılların ortalarında kimya ile uğraşan devrim bilim adamları söğüt ağacının kabuğunda salisilik asit olduğunu bulmuşlardır. 1899 yılında Almanya’nın Bayer Firması salisilik asitten aspirin adlı ilacı üretmeye başlamıştır.

1930’lu yıllardan önce bulaşıcı hastalıklar başlıca ölüm sebebiydi. Grip, veba, kızıl hastalıkları birkaç hafta içinde nerdeyse bütün bir şehri etkisi altına alıyordu. Ama 1960’lı yıllarda kimyagerlerin geliştirdikleri antibiyotikler sayesinde öldürücü hastalıkların önemli bir kısmı kontrol altına alındı. Bugün kullanılan penisilin, tetrasilin gibi ilaçlar kimya laboratuvarlarında küf ve bakterilerden sentetik olarak elde edilmektedir.

Bilim adamları bir çok organizmaları kimya yolu ile değişime uğratarak doğadan elde edilebilecek ilaçlardan çok daha fazla üretebilmektedirler. İnsan hormon ve enzimlerinin bile yerini alabilen sentetik mikroorganizmalar üretebilmektedirler. Bakterinin sağlık verici bir ilaç haline geldiğini düşünebiliyor musunuz?

Sabun Molekülü

Sabun nedir? Sabun hayvan yağı yada Hindistan cevizi, zeytin, pamuk tohumu yağının sodyum hidroksit ile karışımından elde edilmektedir. Elde edilen sabun molekülü iki parçadan oluşur. Suyla karışan baş kısmı ve karbondan oluşan yağ ve kir ile çabuk kaynaşan kuyruk bölümü. Basit suyla çıkmayan kirlerin büyük kısmı yağlı yada derimizin yağıyla karışan kirden oluşur. Sabun bu yağ karışımı kire deyince sabun molekülünün kuyruk bölümü bu yağlı kirle birleşirken molekülün başı su ile üstte kalmaktadır. Sürtünme derideki kir tabakasını ufak parçalara ayırırken sabun molekülleri bunların arasına daha rahat bir şekilde karışır ve kirlerin etrafını sararak onların deriye tutunmalarını engelleyerek deriden uzaklaştırır. Likit sabunların özelliği ise daha yumuşak olmaları ve daha ince bir tabaka oluşturmalarıdır. Bu tür likit sabunların üretiminde potasyum hidroksit yerine sodyum hidroksit kullanılır.

1900’lü yıllara kadar elbiselerin büyük bir kısmı doğal bitki ve hayvan ürünlerinden elde edilmekteydi. Suni ipekli kumaşın İngiltere de kullanılmaya başlaması ancak 1900’lü yıllarda olmuştur. Suni ipekli kumaşlar insan tarafından üretilmekle beraber üretiminde selüloz ve bitki lifleri kullanıldığından buna pamuklunun bir türü denebilir. Gerçek anlamda suni elyaf petrolden elde edilen kimyasallardan yapılmaktadır.

Bir kimyasal molekül yada monomerin uzun bir zincir haline getirilmesinden polimer adını verdiğimiz dev moleküller oluşur. Bu polimerlerin değişik bileşiminden bir çok farklı ürün elde edilir. İnsan eliyle üretilen ilk suni elyaf 1934 yılında Dupont firmasında çalışan Dr. Wallace Carothers tarafından elde edilen naylondur. Naylondan yapılıp ucuz fiyatla piyasaya sürülen ilk toplu tüketim maddesi de 1940 yılında üretilen naylon kadın çorapları olmuştur. Günümüzde birçok değişik türü elde edilmiş olan naylon elbiseler, yelkenler, paraşütler, oyuncaklar, fırçalar, hatta suni insan organları üretiminde bile kullanılmaktadır.

Bir polimer türü olan polyester alkolün organik asitlerle karışımından elde edilmiştir. Polyester çekmezliği, su geçirmezliği ve diğer özellikleriyle yün ile karışarak kumaşlara sağlamlık ve düzenli bir görünüm vermekte olup pamuklu görüntüsüne sahiptir.

Movin, Açık Mor Renk
(İlk Kimyasal Renk)

Kumaşların boya ile renklendirilmesi de ayrı bir kimyasal süreçtir. Milattan önce 3000 yıllarında Mısırlılar topraktan, bitkilerden ve böceklerden elde ettikleri boyaları kullanmaya başlamışlardı. Binlerce yıl renk elde etme yolu doğadan geçmiştir. 1856 yılında 18 yaşında bir öğrenci olan William Perkin insan eliyle yapılan boyayı bir rastlantı sonucu bulmuştur. İlk elde ettiği renk açık mor bir renkti. İnsan tarafından üretilen ilk sanayi boyası Perkinin mauveine (movin) adını verdiği bu boyadır.

Polietilen

İnsanların ürettiği maddeler arasında plastik adını verdiğimiz polimerin çok özel bir yeri vardır. İlk polimer 1800’lü yılların sonunda selülozun bir değişiminden elde edilmiştir. Isıtıldıkları zaman gösterdikleri tepkiye göre iki tip plastik vardır. Bunlardan ısıtılınca eriyen ve soğutulunca kendine verilen yeni şekli alan tipe termoplastik denir. Bunun aksine termoset tipi plastik şekillendiği zaman sürekli sertlik kazanır. Termoplastik tipin en yaygın şekli naylondur. İnce ve oldukça hafif bir şeklide daha çok torbalarda kullanılan polietilendir.

Polivinilklorid
Vinil

Etilen moleküllerindeki bir hidrojenin klorin ile değiştirilmesi sonucu polivinil klorid kısaca vinil elde edilmektedir. Bunlardan yağmurluklar, kırılmaz şişe, plak, suni deri ve su boruları üretilmektedir.

Etilenin iki hidrojeninin değiştirilmesi sonucu besinlerin paketlenmesinde kullanılan plastik folyo elde edilir.

Teflon Molekülü

Eğer Etilen molekülünün dört hidrojeni birden klorin ile değiştirilirse tencere, suni damar ve astronotların uzayda kullandıkları ve elbiselerinde üretildiği teflon elde edilmektedir. Görüldüğü gibi son yıllarda çok önemli özellikleri olan birçok uzay çağı plastik türü geliştirilmiştir.

Cam. Muhtemelen bundan 5000 yıl evvel ilk olarak Mısırlılar tarafından üretilmiştir. O günden bugüne üretiminde kullanılan kum silisi, sodyum karbonat ve kalsiyum karbonat gibi ham maddelerde hiçbir değişiklik olmamıştır. Günümüzde otomobillerde kullanılan emniyet camları erimiş bir lityum bileşiği karıştırılarak sertleştirilmektedir. Bazı gözlüklerde ise rengi aydınlıkta koyulaşıp, karanlıkta açılan gümüş bileşikli fotokromik cam kullanılır. Kimyasal bir işlemden geçen bir tür cam kamera ve mikroskoptaki yüksek kaliteli merceğin yapımında kullanılmaktadır.

Kum silisinin yerine bor oksit kullanılarak sıcağa dayanıklı cam üretimi yapılır. Siyah ışıklar için üretilen lambalardaysa nikel-oksit kullanılmaktadır. Ve cami pencerelerinde kullanılan camlar gibi pek çok renkli cam selenyum ve çinko-oksit ilavesiyle ortaya çıkar.

Madenlerin günlük yaşamımızda kullanımı milattan önce 1000 yıllarında demirin eritilmesiyle başlamıştır. Demir modern çağda da önemini korumaktadır. Ama bilim adamları biryandan eskiden beri kullandığımız madenleri geliştirirken biryandan da yeni hammaddeler oluşturmaktadır.

Karbon, Demir, Çelik, Alaşım

Demir ve karbon alaşımı olan çeliğin direnci içindeki karbon miktarına göre değişir. Yüksek karbonlu çelik keskin kesiciler yapımında kullanılmaktadır. Ama içindeki karbonun yerine başka madenler kullanılarak çeliği hem daha hafif hem daha sağlam yapmak mümkündür.

Kimya bilimi bir yandan güç ve direnci artırırken öte yandan giderek hafifletilen madenler üzerindeki çalışmalarını yoğunlaştırmıştır. Nikel, krom alaşımları çok yüksek ısıların neden olabileceği yıkım ve korozyona karşı son derece dayanıklıdır. Titanın, alüminyum vanadyum ve molibdenle olan alaşımı yüksek süratli uçak ve uydularda kullanılmaktadır.

Gördüğümüz gibi kimya günlük yaşamımızın ayrılmaz bir parçasıdır. Besinlerimiz giysilerimiz ve binlerce malzemenin hammaddesi kimya bilimine dayanmaktadır. Kimya aslında sadece bir araçtır. İçinde yaşadığımız dünyayı daha iyi tanımak ve daha büyük bir refah içinde yaşayacağımız yarınlara kavuşmak için bir araç…