1. ÜNİTE KİMYA BİLİMİ ÖZET
1.1. SİMYADAN KİMYAYA
KIMYANIN BILIM OLMA SÜRECI
Kimya; maddelerin özelliklerini, yapısını, birbirine dönüşümlerini,
maddeyi oluşturan taneciklerin neden ve nasıl bir arada kalabildiğini ve
üretim yöntemlerini konu alan bir bilim dalıdır.
- Bu bilim dalının kökleri çok eskilere “simya” ya dayanmaktadır.
- İnsanlığın başlangıcıyla birlikte var olduğu düşünülen simya, daha çok maddeleri farklı maddelere dönüştürme, onlara istenilen özellikleri kazandırma çabasıdır.
- Simyacılar bu süreçte kurşun veya bakır gibi değersiz bazı metalleri altına dönüştürme, hastalık için bir çare bulma ve yaşamı uzatma uğraşı içinde olmuş zamanının araştırmacıları ve düşünürleridir.
- Yiyeceklerin tadı için kullanılan tuz zamanla yiyecekleri saklamada; nane, kekik, hint yağı, kimyon, zencefil, çörekot vb. birçok bitki de şifa amaçlı kullanılmıştır.
- Ham derinin bozulmasını önleme, kıl köklerinden arındırma ve deriye dayanıklılık kazandırma işlemleri,
- Toprak ve seramik kaplar, cam yapımı, kilden yapılan kaplara sır uygulanması,
- İpek, yün, keten ve pamuk gibi bitkilerden iplik elde etme ve iplikleri dokuyarak elde edilen kumaşlardan giysi hazırlama,
- Boyamada safran ve kökboyaların yanında kıbrıs taşı, şap, göz taşı gibi maddelerin kullanımı.
Bu ve benzeri uygulamalar geniş kitlelere
yayılarak günümüze kadar aktarılmış ve hâlen
de kullanılmaktadır.
Simya aynı zamanda içinde fizik, tıp, astroloji, din ve sanatı da barındıran
bir uğraş alanı olmuştur.Bu bilginlerin yaşadığı
dönemlerde;
- Barut, mürekkep, sabun, esans, soda, nitrik asit, amonyak, sülfürik asit, eter, etil alkol gibi önemli kimyasal maddeler ve kükürt, cıva, altın, bakır, demir gibi çeşitli elementler keşfedilmiştir.
- Karışımları ayırmak için kullanılan; eleme, ısıtma, suda çözme, damıtma, kristallendirme gibi birçok deneysel yöntem ve teknikler günümüze kazandırılmıştır.
- Madenler işlenerek mutfak eşyalarında, süs eşyalarında, av aletlerinde vb. kullanılmış, tunç (bakır-kalay alaşımı) üretilmiştir.
- Kimyasal işlemler ve bu işlemleri uygulamak için çanaklar, şişeler, maşalar, huniler vb. birçok araç gereç tasarlanmıştır.
- Simyada deneyler ve deneyimler ön plandadır ancak bunlar çoğunlukla rastgele ve tesadüfe dayalıdır. Örneğin kömürün yandığı tesadüfen keşfedilmiştir ama "Kömür neden yanar?" sorusuyla ilgilenilmemiştir.
- Simya, geliştiği kültürün etkisi ile din, astroloji, sihir, felsefe ile de ilgilidir.
- • Simya ile uğraşan kişiler (simyacılar) birer filozof, düşünür ve o dönemin bilginleridir.
- Kimya, kontrollü koşullarda (sabit sıcaklık, basınç ortamı gibi) yapılan deneysel ve gözlemsel verileri bir sistem dâhilinde kaydeder ve kullanır.
- Kimya evrenseldir. Modern kimya bilimsel teorilere, deney sonuçlarına ve gözlemlerden elde edilen sistematik bilgi birikimine dayanır.
- Kimya bilimi ile uğraşan kişiler bilim insanıdır. Bilim insanı, sistematik bilgiyi bilimsel verilerle elde eder.
SIMYADAN KIMYAYA GEÇIŞ SÜRECI
(KIMYANIN ÖNCÜLERI)
Empedokles (MÖ 482-423): Empedokles (Empedokles) kimyasal değişimlerin neden
ortaya çıktığını yorumlayan Sicilyalı doğa bilginidir.
Maddeyi oluşturan temel öğe olarak kendinden önceki düşünürlerin belirlediği ateş, hava ve suya 4. öğe olan toprağı
eklemiştir.
Democritus (MÖ 460-370): Yunan filozofu Democritus(Demokritos) evrendeki
maddeleri bölmeye çalıştığımızda daha da bölünemeyecek
bir son noktasının olması gerektiğini varsaymış ve bu son,
bölünmez parçaya atom adını vermiştir.
Aristo (MÖ 384-322):İyon filozofu Aristo (Aristo) maddenin atomlu yapıda
olduğu görüşüne katılmayıp, evrendeki her şeyin element
olarak varsaydığı ateş, hava, su ve topraktan oluştuğunu
iddia etmiştir. Element olarak varsaydığı bu dört maddenin
sıcak, soğuk, ıslak ve kuru gibi özelliklerinin olduğunu
düşünmüştür.
Ebu Musa Cabir bin Hayyan (721-815): Abbasiler döneminde yaşamış Farsî bilgin Cabir bin
Hayyan kendi geliştirdiği yöntemlerle kimyayı, analiz ve
matematikle açıklamış ve kimya biliminin temelini atmıştır. Atomun parçalanabileceğini o zamanda söyleyen büyük bir
bilim adamıdır.
Ebubekir er-Râzî (864 - 925): Farsî bilgin er-Razî felsefe ve bilimle ilgilenmiş, kimya alanlarında
yapmış olduğu çalışmalarla bilim tarihinde seçkin bir
yer edinmiştir. Aristo’nun dört element fikirlerine katılmayan
Ebubekir er-Râzî, maddenin oluşumunu atomların birleşmesiyle
açıklama eğiliminde olmuştur.
MODERN KIMYA DÖNEMI
Robert Boyle (1627-1691): İrlanda da doğan Robert Boyle (Rabırt Boyl) bir doğa
filozofu, kimyager ve fizikçidir. O dönemde kullanılan birçok
deney aletini geliştirmiş ve gerçekleri saptamak için uyguladığı
kontrollü deneylerle modern kimyanın kurucularından
olmuş, bilimsel yöntemin öncülüğünü yapmıştır.
Antoine Lavoisier (1743-1794): Antoine Lavoisier (Antuan Lavoziyer) modern kimyanın
babası olarak anılan Fransız bir kimyagerdir. Kimyacıların
belirli bir amaçlarının olmadığı 18. yüzyılda, birçok önemli
keşifte bulunmuş ve modern kimyanın sağlam temellere
oturmasını sağlamıştır.
1.2. KİMYA DİSİPLİNLERİ VE KİMYACILARIN ÇALIŞMA ALANLARI
Kimyanın çalışma alanı çok geniş olduğundan çeşitli disiplinlere (uygulama
alanlarına) ayrılmıştır.
KIMYA DISIPLINLERI
Kimya; Organik Kimya, Anorganik Kimya, Biyokimya, Analitik Kimya,
Fizikokimya, Polimer Kimyası ve Endüstriyel Kimya olmak üzere çeşitli dallara
ayrılmıştır.
Organik Kimya: Kimyanın, karbon ve hidrojen elementlerinden
oluşan bileşiklerle ilgilenen ana bilim dalıdır.
Anorganik Kimya: Organik bileşikler dışında kalan bile-
şikler ile periyodik cetvelde yer alan her
elementle ilgilenen bilim dalıdır.
Biyokimya: Canlıların yapısını oluşturan bileşik ve elementler ile bunların kimyasal
tepkimeleri ve süreçleri ile uğraşan ana bilim dalıdır.
Analitik Kimya: Kimyanın daha çok nitel ve nicel olarak incelemesini
yapan ve bu incelemeleri yapabilmek için
ölçüm aletlerini geliştiren ana bilim dalıdır.
Fizikokimya: Fiziksel yasalarla kimyasal olayların oluş nedenini inceleyen anabilim
dalıdır.
Polimer Kimyası: Polimer kimyası, polimer olarak bilinen sentetik
ve organik kimyasal maddelerin incelenmesi ve elde
edilmesiyle uğraşır.
Endüstriyel Kimya: Endüstriyel kimya, maddelerin ve materyallerin
geliştirilmesi, imalat süreçleri, atıkların yok edilmesi
ve geri dönüşümü ile ilgilidir.
KIMYACILARIN ÇALIŞMA ALANLARI
Boya-Tekstil: Hayvansal (yün, tiftik, ipek) ve bitkisel (keten, pamuk, bambu) kaynaklı
tekstil ürünleri kıyafetlerde, döşemelerde vb. birçok alanda yaygın olarak
karşımıza çıkmaktadır. Ancak doğal kaynakların yetersizliği ve kullanım alanındaki
kısıtlılık nedeniyle yapay olmakla birlikte teknolojik de olan polimer,
seramik ve nanoteknolojik kimyasal ürünler tekstil sektöründe kullanılmaya
başlanmıştır
İlaç: Canlılarda hastalıkların tanısı, önlenmesi ve tedavi amacıyla
kullanılan, vücut fonksiyonlarını koruyan, değiştiren ve düzenleyen
kimyasal maddeler ilaç olarak tanımlanır. İyileşmek için
kullanılan tertiplerden, zehirlere, hormonlara ve alkole kadar
birçok madde ilaç olarak kabul edilir.
Gübre: Tarımda üretimi artırmak ve daha kısa sürede ürün elde edebilmek
için yapılan tarımsal faaliyetlerden birisi de gübre kullanımıdır.
Gübreler toprağa besin sağlamanın yanında su tutma,
toprağın havalanma özellikleriyle de toprağın veriminin zenginleşmesini
sağlar.
Organik gübre organik kökenli tarımsal atıklar ile doğal kökenli organik maddelerden oluşur. Kimyasal gübre ise bileşimlerinde
bir veya birden fazla bitki besin maddesini bir arada bulundurur.
Petrokimya: Bitki ve hayvan kalıntılarından milyonlarca yıl süren süreç sonucunda oluşan petrol organik bir bileşik olan hidrokarbonlardan oluşur. Bunun yanısıra
petrol az miktarda nitrojen, oksijen ve kükürt de içerir. Ham petrol arıtım işlemi görmemiş, yanıcı, doğal bir mineral yağdır.
Arıtım: Genel anlamı ile arıtım; ürünün istenmeyen
özelliklerinden kurtarılması, istenen özelliklerinin
kalması olarak tanımanabilir.
1.3. KİMYANIN SEMBOLİK DİLİ
Elementler ve bileşikler saf maddelerdir. Tüm maddeleri oluş-
turan, tek tür temel birimlerden oluşan saf maddelere element denir.
Element sembolleri
Semboller bazen duyguları, bazen gizlenmesi isteneni, bazen de ifade edilmek
isteneni kısa yoldan gösteren simgelerdir. Semboller anlam yüklenmiş
bir harf, bir şekil de olabilir.
Aşağıdaki tabloda bazı elementlerin
Latince adları ve sembolleri yer almaktadır:
En hafif ilk 20 element ve
gündelik hayatta sıkça karşılaştığımız bazı elementlerin adları ve sembolleri
yer almaktadır:
YAYGIN KULLANILAN BILEŞIKLER VE FORMÜLLERI
Örneğin karbon dioksit (CO2
), karbon ve oksijen elementlerinden oluşurken,
su (H2
O) hidrojen ve oksijen elementlerinden oluşmaktadır. Bu maddeler
kendini oluşturan elementlerden bambaşka özellikler kazanırlar. Oksijen yakıcı,
hidrojen yanıcıdır.
Kendini oluşturan elementlerden
belirgin biçimde farklı fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip maddelere bileşik
adı verilir. Bileşikler de elementler gibi saf maddelerdir.
Bileşiğin, kendisini oluşturan elementlerin sembolleri ve
sayıları kullanılarak gösterimine formül denir. Bileşik formülü yazılırken;
- Bileşiği oluşturan her elementin sembolü yazılır. Element sembolünün sağına da element atomunun sayısı alt indis olarak yazılır.
- Bileşikteki element atomunun sayısı bir ise bu sayı formülde yer almaz.
Yaygın kullanılan bileşiklerin adları ve formülleri:
1.4. KİMYA UYGULAMALARINDA İŞ SAĞLIĞI VE GÜVENLİĞİ
KIMYASAL MADDELERIN İNSAN SAĞLIĞI VE ÇEVREYE ETKILERI
İnsan sağlığı ve çevre için önemli olan bazı maddeleri yakından tanıyalım:
Sodyum (Na): Deniz suyu, tuz gölü, kaya tuzu vb. maddelerin yapısında bulunan
parlak, beyaz renkli yumuşak bir elementtir. Tepkimeye girme
isteği oldukça fazladır.
Sodyumun pek çok önemli bileşiği vardır. Bunlardan bazıları,
- Sofra tuzu,
- Sağlık, gıda alanında kullanılan kabartma tozu,
- Cam, kâğıt ve petrol endüstrisinde kullanılan soda,
- Sabun yapımında, kâğıt, tekstil, bitkisel yağların saflaştırılmasında ve petrol sanayiinde kullanılan sud kostiktir.
Potasyum (K): Oda sıcaklığında yumuşak, düşük sıcaklıklarda sert ve
kırılgan bir elementtir. Deniz suyunda ve birçok mineralin
yapısında yaygın olarak bulunur.
- Yaşayan her hücrenin yapısında bulunur.
- Sinir iletişimi için sodyum gibi çok önemlidir.
- Aynı zamanda bitkiler için de vazgeçilmez bir elementtir.
- Bu nedenle endüstride üretilen potasyumun bileşiklerinin çoğu gübre olarak kullanılır.
- Diğer bir önemli bileşiği de potas kostiktir (KOH) ve genel olarak temizleyicilerin üretiminde (Arap sabunu vb.) ve nötralleşme tepkimelerinde kullanılır.
Uygarlığın ilerlemesinde, endüstrinin gelişmesinde demirin büyük katkıları
vardır. Mutfağımızdaki birçok araç gereçten, ameliyatlarda kullanılan aletlere,
fabrikalardaki makinelere, otomotiv ve inşaat sektöründe kullanılan malzemeye,
tren ve raylara, gemilere kadar birçok alanda demir kullanılmaktadır. Demir vücudumuzda, kanda oksijeni taşıyan,
kırmızı kan hücrelerinde bulunan hemoglobin üretimi için kullanılır.
Kalsiyum (Ca): Sarımtırak beyaz renkte, doğada bileşikleri hâlinde bulunan bir elementtir.
- Bileşikleri tıpta, hummaya karşı ilaç olarak kullanılır
- Elektrolitik pillerde, kâğıt endüstrisinde, çimento yapımında, yüzeylerin kaplanmasında, suyun yumuşatılması işlemlerinde ve çelik üretiminde kullanılır.
- Canlıların kemik ve dişlerinde, yumurta kabuklarında bulunur.
- Kanın pıhtılaşmasına, hücre içi uyarıların iletilmesine, kalp atışlarının düzenlenmesine ve sinir sisteminin onarılmasına yardımcı olur.
- Ayrıca kandaki magnezyum, fosfor ve potasyum seviyesini kontrol etmek için de kalsiyum kullanılır.
- Diğer metallerin saf olarak elde edilmesinde, fotoğraf makinelerinde, yangın bombalarında, işaret fişeklerinde oldukça fazla kullanılmaktadır.
- Alaşımları uçak ve füze imalatında tercih edilir.
- Vücutta gerçekleşen metabolik işlevlerde, DNA sentezinde kullanılan bir elementtir.
- Başta kemikler olmak üzere, kalp ve beyinde yoğun miktarda magnezyum bulunmaktadır.
- Sinir sistemindeki aşırı duyarlılığı azaltan, insanların sakinleşmesine yardımcı olan magnezyum anti-stres minerali olarak tanımlanır.
- Su, sağlık için gerekli besin maddesidir.
- Ter, gözyaşları, solunum ve idrar vb. birçok maddenin büyük bir çoğunluğunu su oluşturur.
- Vücudumuzdaki kimyasal tepkimeler su sayesinde gerçekleşir.
Cıva (Hg):Parlak, gümüş beyazı renginde, oda sıcaklığında sıvı hâlde bulunan,
renksiz ve kokusuz yoğun bir elementtir.
- Buharı ve bileşikleri zehirlidir.
- Termometre haznesinde, altın-gümüş-platin gibi de- ğerli madenleri filizinden ayırmada, cıva buhar lambalarında, diş dolgularında (malgama) ve pil yapımında yaygın olarak kullanılır.
- Cıva; sindirim, solunum ve deri yoluyla vücuda alınır, beyin, karaciğer ve böbreklerde birikir.
- Vücuttan atılamaz.
- Kazayla cıvanın dağılmasında, cıvanın bulunduğu zemin kükürt tozu serpilerek dikkatlice silinmeli, cıvanın çok az miktarının bile zararlı olduğu unutulmamalıdır.
Kurşun (Pb): Gümüşe benzer beyaz ya da grimsi renkli, yumuşak, kolay dö-
vülüp şekil verilebilen ağır bir metaldir.
- Çözünebilen kurşun bileşikleri zehirlidir.
- Kurşunun ses ve radyasyon geçirgenliği oldukça azdır.
- Kötü bir ısı ve elektrik iletkenidir.
- Üzerinde oluşan ince bir koruyucu tabaka nedeniyle dış tesirlere (korozyona) dayanıklıdır.
- Bu nedenlerle geçmişte olduğu gibi günümüzde de birçok kullanım alanı bulunmaktadır. Su, elektrik ve radyasyon yalıtımında, otomobil akülerinde, mühimmatlar ve alaşımlarda (örneğin lehim), benzin katkı maddesi olarak, matbaa harflerinde, kimyasal maddeler ve boyalarda yaygın olarak kullanılır.
- Renksiz ve kokusuz bir gazdır.
- Solunum ürünü olan karbondioksit, bitkiler tarafından besin maddesine dönüştürülerek kullanılır.
- Günümüzde sanayileşme ve nüfus artışı sonrası üretilen fazla miktardaki karbondioksit küresel ısınma ve diğer iklim olaylarına neden olmaktadır.
- Karbondioksit yangın söndürücülerde ve katı hâlde (kuru buz) soğutma amacıyla kullanılır.
- Bulunulan ortamda karbondioksit miktarı fazla olduğunda, kandaki miktarı artar. Kanda belirli bir düzeye ulaşırsa öldürücü olur.
- Azot dioksidin en büyük kaynağı volkanlar, bataklıklarda ve denizlerde meydana gelen oksijensiz çürümeler ile kontrolsüz kullanılan gübrelerdir (amonyak içeren).
- Kömür vb. fosil yakıtların yanması sonucu ortaya çıkmaktadır.
- Yağmur damlaları ile birleştiğinde nitrik asidi (HNO3) oluşturarak asit yağmurlarına sebep olur.
- Zehirli bir gazdır.
- Kükürt trioksidin en büyük kaynağı volkanlar, sanayide bacalardan çıkan gazlar, yanardağdan püsküren gazlar ve ısınma amaçlı yakılan yakıtlardır.
- Solunum yoluyla alındığında, solunum yollarını tahriş eder, bronşit, astım kanser gibi hastalıklara neden olur.
Karbon monoksit (CO):Karbon monoksitin kanda oksijen taşıyan hemoglobine
(Hb) bağlanma oranı oksijenden 200 kat daha
hızlıdır. Bu durumda oksijen hemoglobine bağlanamaz
ve dokulara yeterince oksijen taşınmaz.
- Renksiz ve kokusuz zehirli bir gazdır.
- Tahriş etme özelliği de olmadığından hissedilmeden etki eder.
- Havalandırma sorunu olan yerlerdeki motorlu taşıtların egzoz gazı ve ısıtma için kullandığımız yakıtlardan salınan gazlar karbon monoksit gazının önemli kaynaklarıdır. Sigara da karbon monoksit kaynağıdır.
- Baş ağrısı, yorgunluk, nefes darlığı, mide bulantısı ve baş dönmesi karbon monoksit zehirlenmesinin ilk belirtileridir.
- Sonrasında sersemlik, kusma, bilinç kaybı, kas koordinasyon kaybı görülür. Kalp ve beyin zarar görür. Takip eden süreçte koma ve ölümle sonuçlanır.
- Vücuda girdiğinde ağızda yanma, boğazda şişme, göğüste yanma ve sıkışma hissi olabilir.
- Kalıcı hasarlar verebilir.
- Fazla miktarda solunduğunda, akciğer ödemine sebep olur ve birkaç dakika içinde ölümle sonuçlanır.
- Evlerde temizlikte çamaşır suyu (klorat) ile özellikle tuz ruhu birlikte kullanıldığında klor gazı oluşur. Bu nedenle zehirlenmelerden kaçınmak için evde kullanılan temizlik malzemeleri birbirine karıştırılmamalıdır.
KİMYADA KULLANILAN SAĞLIK VE GÜVENLİK AMAÇLI TEMEL
UYARI İŞARETLERİ
Kimyasallar üretim, taşıma ve kullanım gibi birçok farklı adımda insan
sağlığı ve çevre için gerçek bir tehlike oluşturmaktadır. Çocuklardan yaşlılara,
okuma yazma bilmeyenlerden farklı dil ve alfabe kullananlara kadar her yaştaki
insanlar, günlük olarak tehlikeli ürünler (kimyasallar, zirai ilaçlar, vb.) ile karşı
karşıya kalabilmektedirler.
KIMYA LABORATUVARLARINDA UYULMASI GEREKEN İŞ SAĞLIĞI VE
GÜVENLIĞI KURALLARI
Kimyasal maddelerle laboratuvar ortamında da karşı karşıyayız. Bu tür maddelerle çalışırken çeşitli güvenlik önlemleri alarak bu maddelerin aşındırıcı, yakıcı, zehirleyici vb. zararlarından
korunabiliriz. Unutulmamalıdır ki her uğraşın bir tehlikesi olabilir. Özellikle
kimyada uğraşılan maddelerin en küçük bir miktarı bile çok tehlikeli olabilecekken, tonlarca
miktarı tehlike içermeyebilir.
Bunun için laboratuvarda uyulması gereken zorunlu kurallar vardır.
Bunlardan bazıları şunlardır:
- İnsan sağlığına zararlı kimyasallar ve laboratuvar kazalarında ilk yardım hakkında detaylı bilgiler edinilmelidir.
- • Laboratuvarda herhangi bir şey yenilip içilmemeli, ağıza herhangi bir şey alınmamalı ve çalışırken eller yüze sürülmemelidir.
- Kullanılan her bir eşya, alet ve cihaz yöntemine uygun biçimde temizlenerek yerlerine kaldırılmalıdır. Atık maddeler doğrudan lavabolara dökülmemelidir.
- Laboratuvarı yönetenlerin izni olmaksızın hiçbir madde ve malzeme laboratuvardan dışarı çıkarılmamalıdır.
- Kimyasal maddeler gelişigüzel birbirine karıştırılmamalıdır.
- Kimyasal maddeler risk gruplarına ve saklama koşulları- na göre, havalandırma sistemli ayrı oda, dolap veya depolarda bulundurulmalıdır.
- Farklı kimyasal maddelerin şişelerinin kapak veya tıpaları birbiriyle değiştirilmemelidir.
- Asitler ve zehirli gaz içeren maddelerle çeker ocakta çalışılmalıdır.
- Asit, baz gibi aşındırıcı, yakıcı maddeler deriye damladığı veya sıçradığı hâllerde derhal bol miktarda su ile yıkanmalıdır.
- Pipetleme yapılırken kesinlikle üflenmemeli ya da çekilmemelidir.
- Etil alkol gibi yanıcı, tutuşturucu maddeler bunzen beki alevi çevresinden uzak tutulmalıdır. Deney esnasında önlük, gözlük, eldiven ve gerekiyorsa maske kullanılmalıdır.
1. ÜNİTE BİTTİ :))
ÇIKMIŞ SORULAR ÜZERİNDEN TESTLERİ ÇÖZMEYİ İHMAL ETMEYİNİZ...
0 Yorumlar