Konu anlatımı
Kimya, maddenin yapısını, özelliklerini, birbirine dönüşmesini ve bu dönüşümler sırasındaki enerji değişimlerini inceleyen bilimdir. İçtiğin sudan kullandığın ilaca, giydiğin kumaştan telefonunun bataryasına kadar çevrendeki her şeyde kimyanın izi vardır. Kimya, deneye ve ölçmeye dayanan bir bilim hâline gelmeden önce uzun süre simya adı verilen bir uğraş olarak sürdü.
Bu sayfada simyadan kimyaya geçişi, kimyanın alt disiplinlerini ve kimyayla ilgili meslekleri, elementlerin sembollerini, bileşiklerin formüllerini ve yaygın adlarını, laboratuvarda güvenli çalışmayı ve temel laboratuvar malzemelerini göreceksin. TYT'de bu konu hesap içermez; sorular kavram bilgisi, eşleştirme ve güvenlik kurallarını yorumlama biçiminde gelir.
Simyadan kimyaya
Simyacılar değersiz metalleri altına dönüştürmeyi ve ölümsüzlük iksirini (ab-ı hayat) bulmayı amaçladı. Çalışmaları deneme-yanılmaya dayanıyordu, sistemli bir kuramları yoktu ve sonuçlarını çoğu zaman gizli tutuyorlardı. Yine de damıtma, süzme, buharlaştırma ve kristallendirme gibi yöntemleri ve birçok laboratuvar aracını geliştirdiler. Kimya ise gözlem, deney, ölçme ve sonuçların başkalarınca sınanmasıyla ilerleyen bir bilimdir. Robert Boyle elementi deneye dayanarak tanımladı; Antoine Lavoisier hassas kütle ölçümleriyle kütlenin korunumu kanununu ortaya koydu ve kimyanın bilim olarak yerleşmesini sağladı.
Alt disiplinler ve meslekler
Kimya, incelediği maddelere ve sorulara göre disiplinlere ayrılır: biyokimya canlılardaki kimyasal olayları, analitik kimya bir örnekte hangi maddenin ne kadar bulunduğunu, organik kimya karbon bileşiklerini, anorganik kimya metaller, mineraller ve tuzlar gibi organik olmayan maddeleri, fizikokimya kimyasal olayların fiziksel ilkelerini, polimer kimyası plastik ve kauçuk gibi büyük molekülleri, endüstriyel kimya ise kimyasal süreçlerin büyük ölçekli üretime uygulanmasını inceler. İlaç, gübre, petrokimya, arıtım ve boya-tekstil kimyanın başlıca uygulama alanlarıdır; kimya mühendisliği, metalurji mühendisliği, eczacılık, kimyagerlik ve kimya öğretmenliği de kimyayla doğrudan ilgili mesleklerdir.
Element ve sembol
Aynı cins atomlardan oluşan ve kimyasal yollarla daha basit maddelere ayrılamayan saf maddeye element denir. Her element bir sembolle gösterilir. Sembolün ilk harfi büyük, varsa ikinci harfi küçük yazılır: C karbon, Ca kalsiyum, Co kobalt. CO yazımı ise kobalt değil, karbon ve oksijenden oluşan karbon monoksit bileşiğidir. Bazı semboller Latince adlardan gelir: sodyum Na, potasyum K, demir Fe, bakır Cu, gümüş Ag, kalay Sn, altın Au, cıva Hg, kurşun Pb. Programda ilk 20 elementin ve günlük hayatta sık geçen 16 elementin sembollerini bilmen beklenir.
Bileşik ve formül
İki ya da daha fazla farklı elementin belirli oranlarda kimyasal olarak birleşmesiyle oluşan saf maddeye bileşik denir. Bileşik, kendisini oluşturan elementlerin özelliklerini taşımaz ve kimyasal yollarla bileşenlerine ayrılabilir. Bileşikler formülle gösterilir; H₂O formülü bir su molekülünde iki hidrojen ve bir oksijen atomu bulunduğunu anlatır. Programdaki bileşiklerin yaygın adlarını bilmelisin: HCl tuz ruhu, H₂SO₄ zaç yağı, HNO₃ kezzap, CH₃COOH sirke asidi, CaCO₃ kireç taşı, NaHCO₃ yemek sodası, NH₃ amonyak, Ca(OH)₂ sönmüş kireç, CaO sönmemiş kireç, NaOH sud kostik, KOH potas kostik, NaCl yemek tuzu.
Laboratuvarda güvenlik
Laboratuvarda önlük, koruyucu gözlük ve gerektiğinde eldiven kullanılır; yiyecek ve içecek tüketilmez, hiçbir kimyasal tadılmaz ya da doğrudan koklanmaz. Derişik asit seyreltilirken asit suya azar azar eklenir. Kimyasal ambalajlarındaki uyarı işaretleri maddenin tehlikesini anlatır: yanıcı, yakıcı, korozif (aşındırıcı), patlayıcı, tahriş edici, zehirli (toksik), radyoaktif ve çevreye zararlı işaretlerini tanıman gerekir.
Kimyasalların sağlık ve çevreye etkileri
Sodyum, potasyum, demir, kalsiyum, magnezyum ve su canlılar için gereklidir: sodyum ve potasyum sinir iletiminde, demir kanda oksijen taşınmasında, kalsiyum kemik ve dişlerin yapısında görev alır. Cıva ve kurşun ise canlılarda birikerek sinir sistemine zarar verir. Karbon dioksit sera etkisini artırır; azot dioksit ve kükürt trioksit asit yağmurlarına yol açar; karbon monoksit kanın oksijen taşımasını engeller; klor gazı solunum yollarını tahriş eden zehirli bir gazdır.
Temel laboratuvar malzemeleri
Beherglas çözelti hazırlamak, karıştırmak ve ısıtmak; erlenmayer sıçratmadan karıştırmak; dereceli silindir (mezür) sıvı hacmini ölçmek; pipet belirli hacimde sıvıyı hassas biçimde aktarmak; cam balon ısıtma ve damıtma; balon joje belirli hacimde çözelti hazırlamak; büret sıvıyı damla damla ekleyip eklenen hacmi okumak; ayırma hunisi ise birbirine karışmayan sıvıları ayırmak için kullanılır.
Çözümlü örnekler
Örnek 1. Şu çalışmalardan hangileri simyanın, hangileri kimya biliminin özelliğini yansıtır? I. Kurşunu altına dönüştürecek felsefe taşını aramak II. Kapalı bir kapta gerçekleşen bir değişimden önce ve sonra maddelerin kütlesini terazide ölçüp karşılaştırmak III. Elde edilen sonuçları yalnızca birkaç kişinin anlayabileceği gizli sembollerle kaydetmek
Çözüm. I ve III simyanın özellikleridir: değersiz metali altına dönüştürme hedefi ve bilginin gizli sembollerle saklanması simyacılara özgüdür. II ise ölçmeye ve karşılaştırmaya dayanan bilimsel yöntemin örneğidir; kütlenin korunumu kanunu da bu tür ölçümlerle bulunmuştur. Simyacıların geliştirdiği damıtma gibi teknikler ise bugün kimyada da kullanılır.
Örnek 2. Bir öğrenci şu eşleştirmeleri yapıyor: Co – kobalt, K – kalsiyum, Ag – gümüş, Fe – flor, Sn – kalay, CO – karbon monoksit. Hangi eşleştirmeler yanlıştır?
Çözüm. K potasyumun sembolüdür; kalsiyumun sembolü Ca olur. Fe demirin sembolüdür; florun sembolü F olur. Bu iki eşleştirme yanlıştır. Co kobalt, Ag gümüş ve Sn kalay doğrudur. CO ise iki ayrı büyük harfle yazıldığı için tek bir element değil, karbon ve oksijenden oluşan karbon monoksit bileşiğidir; bu eşleştirme de doğrudur.
Örnek 3. Bir şişenin etiketinde iki tüpten dökülen sıvının bir eli ve bir metal yüzeyi aşındırdığını gösteren işaret, başka bir şişenin etiketinde kurukafa ve çapraz kemikler bulunuyor. Bu maddeler hangi tehlikeyi taşır ve nasıl önlem alınmalıdır?
Çözüm. İlk işaret korozif (aşındırıcı) maddeleri gösterir; derişik asitler ve bazlar bu gruptadır. Bu maddelerle eldiven ve koruyucu gözlükle çalışılır, deriye ya da göze temas ederse bölge hemen bol suyla yıkanır. Kurukafa işareti zehirli (toksik) maddeleri gösterir; bu maddeler solunmamalı, yutulmamalı ve deriye temas ettirilmemelidir, gerekirse çeker ocakta çalışılır.
Sık yapılan hatalar
- Sembollerin ikinci harfini büyük yazmak: Co kobalt, CO ise karbon monoksit bileşiğidir.
- Potasyumun sembolünü P, fosforunkini K sanmak; potasyumun sembolü K, fosforunki P olur.
- Simyayı tamamen değersiz saymak; simyacıların geliştirdiği damıtma ve kristallendirme bugün de kullanılır.
- Derişik asidi seyreltirken suyu asidin üzerine dökmek; asit her zaman suya azar azar eklenir.
- Balon jojeyi ısıtma kabı ya da beherglasın çizgilerini hassas hacim ölçüsü sanmak.
- Simya deneme-yanılmaya, kimya bilimsel yönteme dayanır.
- Sembolde ilk harf büyük, ikinci harf küçük yazılır.
- Element tek cins atomdan oluşur; bileşik farklı elementlerin belirli oranda birleşmesidir.
- Asit suya eklenir; kimyasallar tadılmaz ve doğrudan koklanmaz.
- Hacmi dereceli silindir, pipet ve büret ölçer; balon joje belirli hacimde çözelti hazırlar.