Konu anlatımı
Kimya yalnızca laboratuvarda değil, soluduğumuz havada, içtiğimiz suda ve üzerinde yaşadığımız toprakta da işler. İnsan etkinlikleriyle doğaya karışan bazı maddeler havayı, suyu ve toprağı kirletir; kimya bilgisi bu kirliliğin nedenlerini anlamak ve azaltmak için de kullanılır.
Bu sayfada suyun canlılar için önemini ve su tasarrufunu, suyun sertlik ve yumuşaklık özelliklerini, hava kirliliğine yol açan azot oksitleri, kükürt oksitleri ve karbon dioksiti, sera etkisi ile küresel ısınmayı, su ve toprak kirleticilerini ve kirliliği azaltma yollarını göreceksin. TYT'de bu konu hesap içermez; sorular neden-sonuç ilişkileri ve eşleştirmeler üzerinedir.
Su ve hayat
Su canlıların yapısının büyük bölümünü oluşturur, besinleri ve atıkları taşır, vücut sıcaklığının düzenlenmesine yardım eder. Tarım, sanayi ve enerji üretimi de suya bağlıdır. Dünya'daki suyun yaklaşık %97'si tuzlu sudur; tatlı suyun da büyük kısmı buzullarda ve yeraltında bulunur. İnsanların kolayca kullanabildiği göl ve akarsu suları toplam suyun çok küçük bir bölümüdür. Bu yüzden su kaynaklarını korumak ve suyu tasarruflu kullanmak her vatandaşın sorumluluğudur.
Sert ve yumuşak su
İçinde çözünmüş kalsiyum (Ca²⁺) ve magnezyum (Mg²⁺) iyonları fazla olan suya sert su, bu iyonları az içeren suya yumuşak su denir. Yeraltı suları kireç taşı gibi kayaçların arasından geçerken bu iyonları çözdüğü için genellikle serttir; yağmur suyu ise yumuşaktır. Sert suda sabun az köpürür, çünkü Ca²⁺ ve Mg²⁺ iyonları sabunla suda çözünmeyen bir tortu oluşturur. Sert su ısıtıldığında çaydanlıklarda, şofbenlerde ve çamaşır makinelerinde kireç birikir; kireç tabakası ısı iletimini zorlaştırarak enerji tüketimini artırır. Sodyum iyonları (Na⁺) suya sertlik vermez.
Hava kirleticileri ve asit yağmuru
Azot oksitler (NO ve NO₂) taşıt motorlarında ve santrallerde yüksek sıcaklıkta havadaki azot ile oksijenin birleşmesiyle oluşur. Kükürt oksitler (SO₂ ve SO₃) kükürt içeren kömür ve petrol ürünleri yandığında açığa çıkar. Bu gazlar solunum yollarını tahriş eder ve atmosferdeki suyla asitler oluşturarak asit yağmurlarına yol açar. Asit yağmurları mermer ve kireç taşından yapılmış tarihi eserleri aşındırır, metal yapıları bozar, göllerdeki canlıları ve ormanları zarara uğratır. Fosil yakıtların yanmasıyla havaya verilen karbon dioksit ise sera etkisini güçlendirir.
Sera etkisi ve küresel ısınma
Güneş ışınları atmosferden geçerek yeryüzünü ısıtır; ısınan yeryüzü kızılötesi ışınlar yayar. Karbon dioksit, metan ve su buharı gibi sera gazları bu ışınların bir kısmını tutarak atmosferi ısıtır; buna sera etkisi denir. Doğal sera etkisi yaşam için gereklidir. Ancak fosil yakıtların yanması ve ormanların yok edilmesiyle havadaki karbon dioksit miktarı arttıkça sera etkisi güçlenir ve yeryüzünün ortalama sıcaklığı yükselir. Bu küresel ısınma buzulların erimesine, deniz seviyesinin yükselmesine, kuraklığa ve aşırı hava olaylarına yol açar.
Su ve toprak kirleticileri
Plastikler doğada çok uzun sürede parçalanır ve küçük parçalar hâlinde besin zincirine karışır. Deterjanlar atık sularla akarsulara ve göllere karışır; suda köpük oluşturabilir, su canlılarına zarar verir ve bazıları doğada zor parçalanır. Atık yağlar, boya incelticileri ve benzin gibi organik sıvılar suyun yüzeyinde tabaka oluşturarak suya oksijen geçişini engeller. Cıva, kurşun ve kadmiyum gibi ağır metaller canlılarda birikir. Atık piller ağır metaller içerdiği için çöpe atılmamalıdır. Arıtılmadan doğaya bırakılan endüstriyel atıklar da suyu ve toprağı kirletir.
Kirliliği azaltma yolları
Fabrika bacalarına filtre takmak, kükürdü giderilmiş yakıtlar kullanmak, toplu taşımayı ve yenilenebilir enerji kaynaklarını tercih etmek hava kirliliğini azaltır. Atık suların arıtılması, temizlik maddelerinin gereğinden fazla kullanılmaması, atık pil ve atık yağların ayrı toplanması, kâğıt, cam, metal ve plastiklerin geri dönüştürülmesi su ve toprak kirliliğini azaltır. Ağaçlandırma hem toprağı korur hem de havadaki karbon dioksitin bir kısmını tutar. Tüketim maddelerini seçerken ve kullanırken çevreye duyarlı olmak bu çabaların temelidir.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Üç su örneğinden X'te çözünmüş Ca²⁺ ve Mg²⁺ iyonları çok, Y'de az bulunuyor; Z'de ise Na⁺ iyonu çok ama Ca²⁺ ve Mg²⁺ iyonu yok. Hangi örnek en serttir? Aynı miktar sabunla hangilerinde bol köpük oluşur?
Çözüm. Suyun sertliğini kalsiyum ve magnezyum iyonları belirler; bu iyonları en çok içeren X en sert sudur. Sodyum iyonları sertlik yapmadığı için Z, Na⁺ derişimi yüksek olsa da yumuşaktır. Sert suda Ca²⁺ ve Mg²⁺ iyonları sabunla çözünmeyen tortu oluşturup köpürmeyi azaltır; bu yüzden bol köpük yumuşak olan Y ve Z örneklerinde oluşur.
Örnek 2. Kükürtlü kömür yakan bir santralin yakınındaki bir kentte mermerden yapılmış tarihi eserlerin hızla aşındığı görülüyor. Bu olayın kimyasal nedenini açıklayınız.
Çözüm. Kükürtlü kömür yanınca havaya kükürt oksitleri karışır. Bu gazlar atmosferdeki suyla tepkimeye girerek asitler oluşturur ve asit yağmuru olarak yeryüzüne iner. Mermerin ana bileşeni kalsiyum karbonattır; asitler kalsiyum karbonatla tepkimeye girerek karbon dioksit gazı açığa çıkarır ve taşı aşındırır. Bacalara filtre takılması ve kükürdü giderilmiş yakıt kullanılması bu zararı azaltır.
Örnek 3. Şu kirleticilerin başlıca kaynaklarını ve çevreye etkilerini yazınız: I. Kükürt dioksit II. Karbon dioksit III. Atık motor yağı IV. Atık pil
Çözüm. Kükürt dioksit kükürt içeren kömür ve petrol ürünlerinin yanmasıyla oluşur ve asit yağmurlarına yol açar. Karbon dioksit fosil yakıtların yanmasıyla havaya karışır ve sera etkisini güçlendirerek küresel ısınmaya katkı yapar. Atık motor yağı suya karışınca yüzeyde tabaka oluşturur ve suya oksijen geçişini engeller. Atık piller içerdikleri cıva, kadmiyum ve kurşun gibi ağır metallerle toprağı ve yeraltı sularını kirletir.
Örnek 4. Sera etkisi tamamen ortadan kalksaydı ne olurdu? Günümüzdeki küresel ısınma sera etkisiyle nasıl ilişkilidir?
Çözüm. Sera etkisi olmasaydı yeryüzünün yaydığı ısı doğrudan uzaya kaçar ve yeryüzünün ortalama sıcaklığı yaklaşık −18 °C olurdu; bugünkü yaşam bu koşullarda sürdürülemezdi. Bu yüzden doğal sera etkisi yaşam için gereklidir. Küresel ısınmanın nedeni, fosil yakıtların yanması ve ormansızlaşma gibi insan etkinlikleriyle sera gazlarının artması ve sera etkisinin güçlenmesidir.
Sık yapılan hatalar
- Suyun sertliğini her türlü çözünmüş iyona bağlamak; sertliği Ca²⁺ ve Mg²⁺ iyonları belirler.
- Sera etkisini tümüyle zararlı sanmak; doğal sera etkisi yaşam için gereklidir, sorun bu etkinin güçlenmesidir.
- Asit yağmurunu karbon monoksite bağlamak; asit yağmuruna kükürt ve azot oksitleri yol açar.
- Atık yağların suda çözünüp kaybolduğunu sanmak; yağ suyla karışmaz ve yüzeyde tabaka oluşturur.
- Atık pilleri evsel çöple birlikte atmak; içlerindeki ağır metaller toprağı ve suyu kirletir.
- Sert su: Ca²⁺ ve Mg²⁺ iyonu fazla; sabun az köpürür, ısıtıcılarda kireç birikir.
- Kükürt ve azot oksitleri asit yağmuruna, karbon dioksit küresel ısınmaya yol açar.
- Plastikler doğada çok yavaş parçalanır; organik sıvılar su yüzeyinde tabaka oluşturarak oksijen geçişini engeller.
- Ağır metaller ve atık piller canlılarda birikir; ayrı toplanmalıdır.
- Filtre, arıtma, geri dönüşüm, yenilenebilir enerji ve ağaçlandırma kirliliği azaltır.