Kimya Bilimi Ünite Özeti

KİMYANIN BİLİM OLMA SÜRECİ

Eski çağlarda simya olarak bilinen bir sanata madde ile uğraş sanatı denir. Simya, maddeleri birbirine dönüştürme sanatı olarak tanımlanabilir ve bu uğraşla meşgul olanlara simyacı veya Alşimist denir. Ancak, simya, sınama yanılmaya dayandığı, teorik temellere sahip olmadığı ve sistematik bilgi birikimine katkı sağlamadığı için bilim olarak kabul edilmez. Simya döneminde simyacıları yönlendiren iki önemli uğraş bulunmaktadır bunlar:

Değersiz madenleri altına çevirmek.
Ölümsüzlük iksirini bulmaktır.

Simyacılar, tarihsel süreçte kimyanın temellerini oluşturan önemli keşifler yapmışlardır. Kimyada kullanılan çeşitli araç gereçleri geliştirmişlerdir, örneğin fırınlar, damıtma düzenekleri, su banyosu, kroze, imbik gibi araçları bulmuş ve kullanmışlardır. Ayrıca ayrma teknikleri konusunda da ilerlemişlerdir, damıtma, süzme, kristallendirme gibi teknikleri keşfetmişlerdir. Simyacılar, günümüzde hala kullanılan çeşitli maddeleri de keşfetmişlerdir; mürekkep, cam, barut, seramik, alaşım, esans, altın, gümüş gibi maddelerin keşfedilmesinde önemli rol oynamışlardır. Simyacılar, ilerleyen dönemlerde uğraşlarını daha çok hastalıkların tedavisi için ilaç hazırlamaya yönlendirmişlerdir. Bu süreçte bitkilerden elde ettikleri özlerle, minerallerle ve diğer maddelerle ilaçlar hazırlamışlardır. Simyacılar, hastalıkların tedavisinde kullanılan ilaçların formülasyonu ve hazırlanması konusunda önemli adımlar atmışlardır. Bu dönemde simyacılar, kimyanın tıp alanındaki kullanımını keşfetmiş ve ilaç endüstrisinin gelişmesine katkı sağlamışlardır. Simyacılar, sadece kimyanın temellerini atmamakla kalmamış, aynı zamanda tıp ve ilaç endüstrisinin gelişmesine de büyük katkı sağlamışlardır. Bugün hala kullanılan birçok kimyasal madde ve ilaç, simyacıların keşifleri ve çalışmaları sayesinde geliştirilmiştir. Simyacıların bilimsel yöntemler ve keşifleri, kimya ve tıp alanlarında devrim niteliğinde ilerlemelere yol açmış ve modern kimya bilimine temel oluşturmuştur.

Kimya biliminin gelişim sürecine Mezopotamya, Çin, Hint, Yunan, Orta Asya ve İslamuygarlıklarının büyük katkısı olmuştur.

KİMYA BİLİMİNE KATKI SAĞLAYAN BİLİM İNSANLARI

Empedokles

Empedokles, tüm varlıkların su, hava, toprak ve ateş gibi dört temel elementten oluştuğunu iddia etmiştir.

Democritus

Atomun varlığını ilk kez ortaya atan bilim insanıdır. Maddelerin bölünemez en küçük parçacığına “atom” adını vermiştir, ki bu kelime Yunanca’da “bölünemez” anlamına gelmektedir.

Aristo (Aristoteles)

Evrenin, toprak, ateş, hava ve su gibi dört temel elementten oluştuğu ve bu elementlerin sıcaklık, soğukluk, kuruluk ve nemlilik gibi dört farklı özelliğe sahip olduğu öne sürülmüştür.

Câbir bin Hayyan

Damıtma işlemi sırasında kullanılan imbiği geliştirerek, nitrik asit, hidrojen klorür, sülfürik asit ve kral suyu gibi maddeleri başarıyla elde etmiştir.

Ebû Bekir er-Râzî

Kroze, fırın gibi laboratuvar ekipmanlarını geliştirmiştir. Ayrıca kostik sodayı ve gliserini keşfetmiş, tıpta antiseptik olarak alkolü kullanmış ve damıtma yoluyla formik asit elde etmiştir.

Robert Boyle

Boyle’nin “Kuşkucu Kimyager” adlı kitabı son derece ünlüdür. Bu kitapta, ilk modern element tanımını yapmış ve dört temel element teorisini reddetmiştir.

Antoine Lavoisier

Teraziyi kullanarak gerçekleştirdiği deneylerle Kütlenin Korunumu Kanunu’nu keşfetmiş ve yanma olayını açıklamıştır. Kimyanın öncüleri arasında kabul edilir.

KİMYANIN VE KİMYACILARIN UĞRAŞ ALANLARI

Kimya; maddelerin yapısını, özelliklerini, birbiri ile etkileşimini ve bu etkileşimler sonucunda uğradığı değişiklikleri inceleyen bilim dalıdır. Kimya bilimi, doğal dünyanın temel yapıtaşlarını anlamamıza yardımcı olan önemli bir disiplindir. Bu bilim dalı, elementlerin, bileşiklerin ve karışımların özelliklerini keşfetmemizde kritik bir rol oynamaktadır.

BAŞLICA KİMYA DİSİPLİNLERİ

Organik Kimya

Kimyanın alt dallarından biri olan organik kimya, karbon esaslı bileşiklerin incelenmesine odaklanır. Karbonun benzersiz özelliklerinden dolayı organik kimya, hayati öneme sahip olan yaşam moleküllerini anlamamıza yardımcı olur. Bu sayede ilaçlar, plastikler, gıdalar ve daha birçok günlük ürünün geliştirilmesi ve geliştirilmesi mümkün olmaktadır.

Fizikokimya

Başka bir alt alan olan fizikokimya, kimyasal süreçleri ve reaksiyonları fiziksel prensiplerle bağlantılı olarak inceler. Bu disiplin, kimyasal reaksiyonların neden gerçekleştiğini, nasıl hızlandırılabileceğini ve nasıl kontrol edilebileceğini anlamamıza yardımcı olur. Bu bilgi, endüstriyel süreçlerin optimize edilmesi, enerjinin daha verimli kullanılması ve çevre dostu teknolojilerin geliştirilmesi gibi alanlarda kullanılabilir.

Sıcaklık, basınç, derişim (çözeltilerde birim hacimdeki madde miktarı) gibi fiziksel faktörlerin kimyasal tepkimelere etkilerini inceleyen kimya disiplinidir.

Analitik Kimya

Kimyanın bir diğer önemli alt dalı da analitik kimyadır. Bu disiplin, maddelerin bileşimini ve miktarını belirlemek için çeşitli analiz tekniklerini kullanır. Analitik kimya sayesinde su ve gıda gibi günlük kullanımımızdaki ürünlerin kalitesi kontrol edilebilir ve sağlık risklerini azaltmak için önlemler alınabilir. Bu nedenle analitik kimya, pek çok endüstriyel sektörde ve laboratuvarlarda yaygın olarak kullanılmaktadır.

Biyokimya

Biyokimya, canlı organizmaların kimyasal bileşimini ve bu bileşimde meydana gelen kimyasal reaksiyonları detaylı bir şekilde inceleyen bir kimya dalıdır. Biyokimya, biyoloji ve kimyanın kesişim noktasında bulunur ve bu disiplin sayesinde organizmaların temel yapı taşlarının nasıl işlediği ve nasıl etkileşimde bulunduğu anlaşılabilir. Bu nedenle biyokimya, yaşamın temel prensiplerini anlamak ve sağlık alanında önemli keşifler yapmak için son derece önemlidir. Biyokimyanın temel amaçlarından biri, proteinler, lipidler, karbonhidratlar ve nükleik asitler gibi biyomoleküllerin yapısını ve işlevini incelemektir. Ayrıca, enzimlerin nasıl katalizör olarak görev yaptığını anlamak ve metabolik reaksiyonların nasıl gerçekleştiğini anlamak da biyokimyanın önemli konuları arasındadır. Bu sayede, bir organizmanın nasıl enerji elde ettiği, DNA’nın nasıl replike olduğu ve hücrelerin nasıl iletişim kurduğu gibi temel biyolojik süreçler hakkında daha derin bir anlayışa sahip olunabilir. Biyokimya aynı zamanda tıp, beslenme, tarım ve çevre bilimleri gibi alanlarda da büyük öneme sahiptir. Örneğin, bazı hastalıkların moleküler seviyede nasıl oluştuğunu anlamak ve tedavi yöntemleri geliştirmek için biyokimya alanındaki araştırmalar büyük önem taşır. Ayrıca, genetik mühendislik, biyoyakıtların üretimi ve çevresel kirliliğin önlenmesi gibi konular da biyokimya prensiplerine dayanmaktadır. Bu nedenle, biyokimya alanındaki çalışmalar, hem bilimsel gelişmeye hem de günlük hayatımızın iyileştirilmesine katkı sağlar.

Polimer Kimyası

Polimer kimyası, kimyada çok önemli bir alandır ve birçok endüstriyel uygulamada kullanılan polimerik malzemelerin anlaşılmasına yardımcı olur. Polimer kimyası, monomer adı verilen küçük moleküler birimlerin bir araya gelerek polimer adı verilen büyük moleküller oluşturduğu süreci inceler. Bu süreçte, monomerler birbirlerine eklenerek uzun bir zincir oluştururlar, böylece polimer molekülü oluşur. Polimerler genellikle plastik, kauçuk, reçine gibi malzemelerde bulunur ve birçok endüstriyel uygulamada kullanılırlar. Polimer kimyasının anlaşılması, plastik ve kauçuk gibi malzemelerin sentezlenmesi, özellikleri ve davranışları hakkında önemli bilgiler sağlar. Ayrıca, polimer kimyası, malzemelerin geri dönüşümü ve çevresel etkileri gibi konularda da bilgi sağlar. Özellikle plastik atıkların çevreye verdiği zararları azaltmak için polimer kimyasına olan ilgi ve araştırmalar gün geçtikçe artmaktadır. Polimer kimyası, endüstriyel uygulamalardan tıp alanına kadar geniş bir yelpazede kullanılmaktadır. Örneğin, polimer kimyası sayesinde biyomalzemeler geliştirilerek tıpta kullanılan protezlerin ve implantların daha dayanıklı ve biyouyumluluğu yüksek olmasını sağlayabilir. Ayrıca elektronik alanında da polimer kimyası sayesinde esnek ve hafif malzemeler geliştirilerek elektronik cihazların daha kullanışlı ve dayanıklı olmasına olanak sağlanabilir. Bu nedenle, polimer kimyasının önemi ve kullanım alanları gün geçtikçe artmaktadır.

Anorganik Kimya

Anorganik kimya, organik olmayan bileşiklerin yapılarını inceleyen bir kimya dalıdır. Organik kimya ile karşılaştırıldığında, anorganik kimya daha geniş bir alana yayılmıştır ve genellikle metal ve metal olmayan elementlerin bileşikleriyle ilgilenir. Anorganik kimya, metal kompleksleri, koordinasyon bileşikleri, asit-baz kimyası, katalizörler, seramikler, polimerler ve nanoteknoloji gibi birçok farklı konuyu içerir. Anorganik kimya, elementlerin ve bileşiklerin yapılarını ve özelliklerini inceleyerek, kimyasal tepkimeleri anlamamıza yardımcı olur. Bu dal aynı zamanda inorganik bileşiklerin sentezine de odaklanır ve yeni malzemelerin geliştirilmesine katkıda bulunur. Anorganik kimyanın önemli bir alanı da metal komplekslerinin incelenmesidir, bu kompleksler genellikle biyolojide ve endüstride önemli rol oynarlar. Anorganik kimya, bilim dünyasında ve endüstride geniş bir öneme sahiptir. Metal katalizörleri, seramik malzemeler, ilaçlar ve polimerler gibi birçok alanda anorganik kimyanın uygulamaları bulunmaktadır. Ayrıca, çevre sorunlarıyla mücadelede de anorganik kimya önemli bir rol oynar, örneğin, kirlenmiş sulardaki ağır metallerin temizlenmesinde kullanılan yöntemler anorganik kimyanın bir ürünüdür. Bu nedenle, anorganik kimya disiplini, modern bilimin ve teknolojinin birçok yönünde önemli bir rol oynamaktadır.

Endüstriyel Kimya

Endüstriyel kimya, endüstride kullanılan birçok farklı ham maddenin üretim süreçlerini ve kullanıldığı endüstriyel faaliyetleri kapsayan bir alandır. Bu alanda, kimyasal maddelerin büyük ölçekli üretimi ve kullanımıyla ilgilenilir. Endüstriyel kimya, günlük hayatta kullandığımız birçok ürünün üretiminde önemli bir rol oynar. Örneğin, deterjanlar, temizlik malzemeleri, ilaçlar, plastikler ve boya gibi birçok ürün endüstriyel kimya ürünleri arasındadır. Bu ürünlerin üretim süreçleri, endüstriyel kimyacılar tarafından incelenir ve geliştirilir. Aynı zamanda, endüstriyel kimya, çevre dostu ve sürdürülebilir üretim yöntemlerinin geliştirilmesini de hedefler. Endüstriyel kimya, endüstrideki kimyasal süreçlerin verimliliğini artırmak ve maliyetleri düşürmek için çalışır. Bu kapsamda, malzeme seçimi, reaksiyon koşulları ve üretim süreçleri gibi faktörler üzerinde çalışmalar yürütülür. Endüstriyel kimya, endüstrideki birçok sektöre hizmet verir ve ekonomik büyümeye katkı sağlar. Sonuç olarak, endüstriyel kimya, endüstride kullanılan ham maddelerin üretim süreçlerini geliştiren ve optimize eden bir disiplindir. Bu alandaki çalışmalar, günlük hayatımızda kullandığımız birçok ürünün daha verimli ve çevre dostu bir şekilde üretilmesine katkı sağlar.

BAŞLICA KİMYA ENDÜSTRİLERİ

Farmasötik Endüstri: İlaç hammaddelerinin üretimi ve vücutta oluşturduğu tepkimelerin incelenmesinde kimya biliminden faydalanılır.

Petrokimya: Petrol, doğal gaz ve bunlardan elde edilen ürünlerle ilgilenen endüstri alanıdır.

Gübre Endüstrisi: Tarımda ürün verimini ve kalitesini artırmak için toprağa verilen maddelere gübre denir. Yapay gübrenin imalatı ve toprak analizi kimyanın ilgi alanına girer.

Boya Endüstrisi: Boyalar; inşaat, tekstil, gıda, ahşap, metal gibi çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Bu kimyasalların eldesi ve uygulanması işlemlerinde kimya biliminden faydalanılır.

Arıtma: Havanın, suyun ve toprağın çeşitli kirleticilerden temizlenmesi işlemine arıtma denir. Su, toprak ve hava analiz edilerek içerdikleri zararlı kimyasalların tespiti ve arındırılması kimyanın işidir.

Tekstil Endüstrisi: Tekstilde iplik eldesi, boyanması ve dokunması işlemleri de kimyanın alanına girer.

KİMYA ALANI İLE İLGİLİ BAŞLICA MESLEKLER

Kimya alanında kariyer yapmak isteyenler için birçok farklı meslek seçeneği bulunmaktadır. Bu meslekler arasında en bilinenleri kimyagerlik, kimya öğretmenliği, kimya mühendisliği, metalurji mühendisliği ve eczacılıktır. Kimyagerler genellikle laboratuvar ortamlarında çalışarak yeni kimyasal bileşikler ve ürünler geliştirirler. Kimya öğretmenleri ise kimya bilgisini öğrencilere aktararak onların bilimsel düşünme becerilerini geliştirmeye yardımcı olurlar. Kimya mühendisleri ise endüstriyel tesislerde kimyasal süreçleri yönetir ve optimize ederler. Metalurji mühendisleri ise metallerin özelliklerini inceleyerek endüstriyel uygulamalarda kullanılabilir hale getirirler. Eczacılar ise ilaçların formülasyonu ve hastalara doğru kullanımı konusunda uzmanlaşmış sağlık profesyonelleridir. Kimya alanındaki meslekler genellikle matematik, fizik ve biyoloji gibi temel bilimlerle de yakından ilişkilidir. Bu nedenle kimya alanında kariyer yapmak isteyenlerin bu konularda iyi bir temele sahip olmaları önemlidir. Ayrıca, sürekli olarak yeni gelişmelerin yaşandığı bir alanda çalıştıkları için kimya uzmanlarının da sürekli olarak kendilerini güncel tutmaları gerekmektedir. Bu meslekler genellikle yüksek lisans veya doktora derecesine sahip kişiler tarafından icra edilmektedir. Bu derecelere sahip olmak, kişilere daha fazla uzmanlık ve kariyer fırsatı sağlayabilir. Kimya alanındaki meslekler genellikle yüksek talep gören ve iyi maaş imkanları sunan meslekler arasında yer almaktadır. Aynı zamanda, kimyanın birçok farklı endüstride kullanılması nedeniyle kimya uzmanlarının iş bulma olasılığı da oldukça yüksektir. Kimya alanındaki meslekler genellikle disiplinli, analitik düşünebilen ve problem çözme becerilerine sahip kişiler için uygundur. Bu mesleklerde çalışan kişiler, genellikle büyük bir özveri ve tutkuyla çalışmaktadırlar ve katkılarının bilimsel ve endüstriyel alanda değerli olduğunu bilmektedirler.

KİMYANIN SEMBOLİK DİLİ

Element: Saf maddeler, aynı cins atomlardan oluşan ve atomik (He, Ar) veya moleküler (N2, O3, S8) yapıda olan maddelere denir. Elementlerin özellikleri şunlardır: – Tek tür atomdan oluşurlar. – Saf ve homojen yapıdadırlar. – Belirli ayırt edici özelliklere sahiptirler. – Kimyasal ve fiziksel yöntemlerle ayrıştırılamazlar. – Sembollerle gösterilirler. – Birçok element, bileşiklerinin kimyasal yöntemlerle ayrıştırılması sonucunda elde edilir. Bileşik: Farklı elementlerin belirli oranlarda bir araya gelerek oluşturduğu saf maddelere bileşik denir. Bileşikler moleküler (CO2, H2O, NH3) veya iyonik (NaCl, KNO3) yapıda olabilirler. Bileşiklerin özellikleri şunlardır: – Saf ve homojen (hâl değişimi hariç) maddelerdir. – Belirli ayırt edici özelliklere sahiptirler. – Fiziksel yöntemlerle ayrıştırılamazlar, ancak kimyasal yöntemlerle ayrıştırılabilirler. – Bileşikler formüllerle gösterilirler. – Bileşiği oluşturan elementler arasında belirli bir oran vardır. – Bileşikler, bileşenlerinin özelliklerini göstermezler.

KİMYA LABORATUVARLARINDA UYULMASI GEREKEN İŞ SAĞLIĞI VE GÜVENLİĞİ KURALLARI

LABORATUVAR GÜVENLİK KURALLARI

Laboratuvar çalışmaları sırasında, uygun ekipmanlar olan önlük, kapalı ayakkabı, gözlük, eldiven ve maske mutlaka kullanılmalıdır.
Saçlar toplanmış, tırnaklar kesilmiş olmalı ve gözlerde kesinlikle kontakt lens veya takı bulunmamalıdır.
Yiyecek ve içecek laboratuvara sokulmamalı, ayrıca sakız çiğnenmemelidir.
Oyun oynamak veya şakalaşmak da laboratuvar ortamında uygun değildir.
Kimyasal maddelere çıplak elle temas edilmemeli, koklanmamalı ve tadına bakılmamalıdır.
Kimyasal alındıktan sonra kapak hemen kapatılmalıdır. Asit çözeltisi hazırlanırken asit yavaşça suya ilave edilmeli, kesinlikle su asite dökülmemelidir.
Deney yapan kişi deneyin başından ayrılmamalı ve kullanılmış deney malzemeleri temizlenmeli, kirli şekilde bırakılmamalıdır.
Laboratuvardan çıktıktan hemen sonra eller yıkanmalı ve herhangi bir sağlık sorunu olan öğrenci, derhal öğretmene haber vermelidir.
Öğretmen izni olmadan laboratuvarda hiçbir işlem yapılmamalıdır.