Kimya Hayattır: Günlük Hayatta Kimya, Alt Disiplinler ve Kariyer

Günlük hayatta kimya

Kimya, insan hayatıyla iç içe olan temel bir bilim dalıdır ve insanın hem bedensel hem ruhsal ihtiyaçlarına çözümler sunar. Sabah yüzümüzü yıkamaktan akşam uyumaya kadar yaptığımız bütün işlerde kimyanın doğrudan ya da dolaylı bir payı vardır.

El ve yüz temizliğinde kullandığımız su ve sabun, hastalıklara karşı kullanılan ilaçlar, bilgisayarlardaki silisyum çip ve plastik atık sorununun çözümü kimyasal maddeler ve olaylarla ilgilidir. Bilgisayarların çalışması, telefonların şarj olması ve televizyon ekranlarının ışık saçması da atomun yapısındaki elektronların hareketine dayanır.

Kimya temizlik, ilaç, gıda ve enerji gibi birçok sektörü etkiler. Kimya bilgisi, maddelerin birbiriyle nasıl etkileşip tepkimeye girdiğini ve bu süreçlerin günlük hayatta nasıl kullanılabileceğini anlamamızı sağlar. Bu bilgiyle endüstriden tarıma kadar pek çok alanda sorunlara çözüm üretilir.

Sirke, limon tuzu, karbonat, diş macunu, sıvı sabun, gazlı içecek ve antiasit mide tableti günlük hayatta kullandığımız kimyasal maddelerdendir. Bu tür maddeler kireç çözücü, yiyecek ve içecek, öz bakım, dezenfektan, genel temizlik ya da ilaç olarak kullanılır. Örneğin çaydanlıkta biriken kireç (kalsiyum karbonat) limon tuzuyla çözülür, mide yanmasını gidermek için antiasit tabletler çiğnenir, paslı metallerin temizliğinde gazlı içeceklerden yararlanılır. Bu maddelerin yaklaşık pH değerleri pH kâğıdıyla belirlenebilir.

Mutfakta kimya ve verilerden çıkarım

Mutfakta ısıtma, soğutma ve karıştırma sırasında fiziksel ve kimyasal olaylar gerçekleşir. Bu olaylar yemeğin lezzetini ve besin değerini belirler. Bazı mutfak işlemleri de insan sağlığını doğrudan etkileyen kimyasal tepkimelere yol açabilir. Kimya bilgisi bu süreçleri anlamamızı, daha sağlıklı ve lezzetli yemekler yapmamızı sağlar; böylece hayat kalitemiz artar.

Bir aşçı, eti pişirdiği fırın kabını alüminyum folyoyla sarabilir. Folyonun parlak ya da mat yüzünü dışa getirmenin enerji tasarrufu sağlayıp sağlamadığı bir deneyle araştırılabilir. Bu deneyde ısıtıcı, termometre, kronometre, beherglas ve su kullanılır.

Dünya Sağlık Örgütü (WHO) ile Gıda ve Tarım Örgütünün (FAO) bir raporuna göre alüminyum içeren malzemeleri uzun süre kullanmak insan sağlığını olumsuz etkileyebilir. Raporda bu kullanımın Alzheimer (alzaymır) ve Parkinson gibi hastalıklar için risk oluşturduğu belirtilir. Bir aşçının başvurduğu gıda analiz laboratuvarı, marinasyon ve pişirme sonucunda yiyeceğe geçen alüminyum miktarını tablolarla aşçıya bildirmiştir. Aşağıdaki tabloda sosun pH değerinin, grafikte ise pişirme sıcaklığının etkisi görülür.

Bu verileri karşılaştırarak bir çıkarım yapabiliriz: pH değeri en küçük olan B sosunda en çok, pH değeri en büyük olan A sosunda en az alüminyum birikmiştir. Üç sosta da sıcaklık yükseldikçe biriken alüminyum miktarı artmıştır. Buna göre sosun pH değeri küçüldükçe, yani sosun asitliği arttıkça ve pişirme sıcaklığı yükseldikçe yiyeceğe daha çok alüminyum geçer.

Kimyanın alt disiplinleri

Tarladaki gübreden besinlere, şampuandan çamaşır deterjanına kadar pek çok ürün kimyanın etki alanındadır. Bu kadar geniş bir bilim dalı olan kimya, çeşitli alt disiplinlere ayrılır.

Analitik kimya, bir maddenin hangi bileşenlerden oluştuğunu ve her bileşenden ne kadar bulunduğunu inceler; bunun için nitel ve nicel analiz yöntemlerini kullanır. Şeker pancarındaki şeker miktarının ölçülmesi, besinlerin içerik analizi, pH hesaplamaları, suyun sertlik derecesinin belirlenmesi ve kan ile idrardaki kimyasal maddelerin tür ve miktarının saptanması analitik kimyanın uygulamalarıdır.

Biyokimya, adını “canlı” anlamına gelen Yunanca bios kelimesinden alır ve canlı kimyası olarak tanımlanır. Canlılarda bulunan kimyasal bileşiklerin yapısını, özelliklerini ve canlının yaşamı boyunca gerçekleşen kimyasal tepkimeleri inceler. Karbonhidrat, protein, lipit, nükleik asit, vitamin ve hormon gibi molekülleri ayrıntılı olarak ele alır. Tıp, gıda, tarım ve endüstri biyokimyanın uygulama alanlarındandır.

Organik kimya, organik bileşiklerin yapısını, özelliklerini ve verdikleri tepkimeleri inceler; karbon kimyası olarak da adlandırılır. Organik bileşikler çok çeşitli olduğu için kimyanın en geniş alanıdır. İlaçlar, plastikler, boyalar, deterjanlar, kozmetik ürünler ve petrol ürünleri organik kimyanın ilgi alanına girer.

Anorganik kimya, organik olmayan bileşikleri; bunların yapısını, özelliklerini ve tepkimelerini inceler. Asitlerin, bazların ve tuzların çoğu ile metaller, ametaller, yarı metaller ve mineraller bu disiplinin konusudur. Tıp, tarım, inşaat mühendisliği, malzeme bilimi, çevre bilimi, nanoteknoloji ve yarı iletken teknolojisi anorganik kimyanın uygulama alanlarındandır.

Fizikokimya, fiziksel ve kimyasal sistemlerin nasıl davrandığını, tepkimelerin nasıl gerçekleştiğini ve tepkimeler sırasında enerjinin nasıl dönüştüğünü inceler. Tepkimelerde sıcaklığın, basıncın, hacmin ve derişimin etkisini araştırır. Gazların davranışı, bir parça buzun erimesi, yemek tuzunun suda çözünmesi ve araç motorunda yakıtın yanması fizikokimyanın açıklamaya yardım ettiği olaylardır.

Polimer kimyası, makromoleküllerin yani büyük moleküllerin kimyasıdır. Polimerlerin nasıl sentezlendiğini, yapılarını, özelliklerini, davranışlarını ve kullanım alanlarını inceler. Plastikler, kauçuklar, fiberler, yapıştırıcılar, jelatinler ve biyopolimerler bu disiplinin inceleme konusudur.

Kimya alanında kariyer olanakları

Kimya, maddelerin özelliklerini, birbirleriyle etkileşimlerini ve bu etkileşimlerin sonuçlarını inceler. Böylece maddelerin günlük hayatta nerelerde kullanılabileceğini anlamamızı sağlar. Kimya son dönemde gastronominin bilimsel bir alan olmasına da katkıda bulunmuş, moleküler gastronomi kavramının gelişmesine yardım etmiştir.

Kimya teknolojisi ön lisans programları, bu alandaki nitelikli personel ihtiyacını karşılamak için birçok üniversitede açılmıştır. Bu programı bitirenler kimya teknikeri unvanını alır; laboratuvar teknikeri, kalite kontrol analisti ya da araştırma asistanı olarak çalışabilir. Üniversitelerde kimyayla ilgili lisans programları da vardır: kimya, kimya öğretmenliği, kimya mühendisliği ve polimer malzeme mühendisliği. Bu programlardan mezun olanlar sırasıyla kimyager, kimya öğretmeni, kimya mühendisi ve polimer malzeme mühendisi unvanını alır.

Kimya eğitimi alan kişilerin çalışabileceği iş alanları tabloda verilmiştir. Bu alanlar kimya endüstrisinden enerji sektörüne, gıdadan çevreye kadar uzanır.

Kariyer planlamasında kişi kendi kariyer yolunu seçer, hedeflerini belirler ve bu hedeflere ulaşmak için bir strateji geliştirir. Kariyer planlama döngüsünde kişi önce kişisel özelliklerini tanır (öz farkındalık), sonra kariyer fırsatlarını araştırır, ardından karar verip plan yapar ve son olarak planlarını uygular.

Kimya Teknoloji Merkezi Türkiye’de bir ilktir ve kamu ile sanayinin iş birliğiyle hayata geçirilmiştir. Merkezle kimya sektöründe ileri teknolojili ve katma değeri yüksek yerli ürünler geliştirilmesi, Türk kimya sektörünün küresel ticarette öne çıkması hedeflenir. Merkezin Girişimcilik ve Ar-Ge birimi, sanayi ve üniversitenin iş birliğiyle genç bilim insanlarına ve akademisyenlere araştırma-geliştirme çalışmaları için fırsat sunar. Kimya Teknoloji Merkezi, öğrencilerin kariyer planlamasına da destek olur.

Kimya bilimine katkı sağlayan bilim insanları

Aziz Sancar, 1946’da Mardin’in Savur ilçesinde doğmuştur. İstanbul Üniversitesi Tıp Fakültesini 1969’da birincilikle bitirmiştir. Ekip arkadaşlarıyla birlikte, hasar gören DNA’nın hücreler tarafından onarılması ve genetik bilginin korunması üzerine yaptığı araştırmalarla 2015 Nobel Kimya Ödülü’nü kazanmıştır. Sancar, Nobel Ödülü kazanan ikinci Türk vatandaşı, kimyada bu ödülü kazanan ilk Türk vatandaşıdır. Ödülü kazanmasını Atatürk’ün ve Türkiye Cumhuriyeti’nin eğitim devrimine bağlamış, Nobel madalyasını ve sertifikasını Anıtkabir’e teslim etmiştir.

Oktay Sinanoğlu, moleküler biyofizik, biyokimya ve kimya alanlarındaki buluşlarıyla “Türk Aynştaynı” olarak tanınmıştır. Ankara Yenişehir Lisesini ve California Üniversitesinde Kimya Mühendisliği Bölümünü birincilikle bitirmiş, 25 yaşında en genç profesör unvanını almıştır. İki kez Nobel Ödülü’ne aday gösterilmiş, Türkçenin korunması ve doğru kullanımı için de çalışmalar yapmıştır.

Kimya biliminin gelişmesine İslam alimleri ve başka bilim insanları da önemli katkılar sağlamıştır. Bunlardan bazıları tabloda verilmiştir.

Örnekler

1. Örnek 1Bir laboratuvarda içme suyu örneği inceleniyor. Önce suda hangi maddelerin bulunduğu, sonra bu maddelerin miktarları belirleniyor. a) Bu çalışma kimyanın hangi alt disiplinine girer? b) Birinci ve ikinci aşamada hangi analiz türleri kullanılmıştır?

   Cevabı göster

   a) Analitik kimya. b) Suda hangi maddelerin bulunduğunu belirlemek nitel (kalitatif) analizdir. Bu maddelerin miktarlarını belirlemek nicel (kantitatif) analizdir.

2. Örnek 2Aşağıdaki çalışmaların kimyanın hangi alt disiplinine girdiğini yazınız: a) Araç motorunda yakıt yanarken enerjinin nasıl dönüştüğünü incelemek b) Kauçukların ve yapıştırıcıların yapısını incelemek c) Vücuttaki vitaminlerin ve hormonların kimyasal yapısını incelemek ç) Metallerin ve minerallerin tepkimelerini incelemek

   Cevabı göster

   a) Fizikokimya b) Polimer kimyası c) Biyokimya ç) Anorganik kimya

3. Örnek 3“Mutfakta kimya ve verilerden çıkarım” bölümündeki tabloya göre sosun pH değeri değiştikçe yiyecekte biriken alüminyum miktarı nasıl değişir?

   Cevabı göster

   pH değeri en küçük olan B sosunda (pH 5,23) en çok alüminyum birikmiştir: 100 g yiyecekte 0,125 mg. pH değeri en büyük olan A sosunda (pH 6,12) en az alüminyum vardır: 100 g yiyecekte 0,047 mg. C sosu (pH 6,07) ikisinin arasındadır: 100 g yiyecekte 0,058 mg. Buna göre sosun pH değeri küçüldükçe, yani sos asitleştikçe yiyecekte biriken alüminyum miktarı artar.

4. Örnek 4Grafiğe göre pişirme sıcaklığı 150 °C’den 250 °C’ye çıkınca A sosuyla hazırlanan yiyecekte biriken alüminyum miktarı ne kadar artmıştır? Pişirme sıcaklığı ile biriken alüminyum miktarı arasındaki ilişkiyi açıklayınız.

   Cevabı göster

   A sosuyla hazırlanan 100 g yiyecekte biriken alüminyum 0,062 − 0,051 = 0,011 mg artmıştır. Üç sosta da sıcaklık yükseldikçe yiyecekte biriken alüminyum miktarı artar. Bu yüzden folyoyla pişirirken sıcaklığı gereğinden fazla yükseltmemek yiyeceğe geçen alüminyumu azaltır.

5. Örnek 5Kimya teknolojisi ön lisans programını bitiren biri hangi unvanı alır ve hangi pozisyonlarda çalışabilir? Kimya mühendisliği lisans programından mezun olan biri hangi unvanı alır?

   Cevabı göster

   Ön lisans mezunu kimya teknikeri unvanını alır; laboratuvar teknikeri, kalite kontrol analisti ya da araştırma asistanı olarak çalışabilir. Kimya mühendisliği mezunu kimya mühendisi unvanını alır.

6. Örnek 6Lavoisier kütlenin korunumu kanununu terazi kullanarak bulmuştur. Buna göre Lavoisier deneylerinde nitel bilgiye mi yoksa nicel bilgiye mi ağırlık vermiştir? Açıklayınız.

   Cevabı göster

   Nicel bilgiye. Terazi ile kütle, yani miktar ölçülür. Miktar belirlemek nicel bir çalışmadır. Lavoisier deneylerinde daha çok nicel bilgi üzerinde durmuştur.

Soruları çözün; her cevaptan sonra doğru mu yanlış mı olduğunu hemen göreceksiniz.

1. 1Bir maddede hangi element ve bileşiklerin bulunduğunu belirlemeye yarayan analiz türü hangisidir?

   ANicel (kantitatif) analizBNitel (kalitatif) analizCDamıtmaDPolimer sentezi

2. 2Karbon kimyası olarak da adlandırılan ve bileşik çeşitliliği nedeniyle kimyanın en geniş alanı olan disiplin hangisidir?

   AAnorganik kimyaBFizikokimyaCOrganik kimyaDAnalitik kimya

3. 3Yemek tuzunun suda çözünmesi ve bir parça buzun erimesi gibi olayları anlamamıza yardım eden kimya disiplini hangisidir?

   AFizikokimyaBBiyokimyaCPolimer kimyasıDOrganik kimya

4. 4Yiyecekte biriken alüminyum (mg Al/100 g) sosun pH değerine göre şöyledir: A sosu (pH 6,12): 0,047; B sosu (pH 5,23): 0,125; C sosu (pH 6,07): 0,058. Bu verilere göre hangi çıkarım yapılabilir?

   ASosun pH değeri küçüldükçe biriken alüminyum artar.BSosun pH değeri küçüldükçe biriken alüminyum azalır.CSosun pH değeri biriken alüminyumu etkilemez.DEn çok alüminyum, pH değeri en büyük sosta birikir.

5. 5Doğru mu, yanlış mı?

   • Bilgisayarların çalışması ve telefonların şarj olması atomdaki elektronların hareketine dayanır.DoğruYanlış
   • Biyokimya adını “canlı” anlamına gelen Yunanca bios kelimesinden alır.DoğruYanlış
   • Anorganik kimya yalnız canlılarda bulunan bileşikleri inceler.DoğruYanlış
   • Kimya teknikeri unvanı, lisans programından mezun olanlara verilir.DoğruYanlış
   • Marinasyon verilerine göre pişirme sıcaklığı yükseldikçe yiyecekte biriken alüminyum miktarı azalır.DoğruYanlış

6. 6Alt disiplinleri inceledikleri konularla eşleştiriniz.

   Soldan bir öğeye, sonra sağdaki eşine dokunun.

   Analitik kimyaBiyokimyaOrganik kimyaAnorganik kimyaFizikokimyaPolimer kimyası

   Kauçuklar, fiberler ve yapıştırıcılarMetaller, ametaller ve minerallerProteinler, vitaminler ve hormonlarTepkimelerdeki enerji dönüşümleriSuyun sertlik derecesinin belirlenmesiPetrol ürünleri, boyalar ve deterjanlar

7. 7Adları uygun boşluklara yerleştiriniz. Bir ad artacak.

   AvogadroLavoisierCabir bin HayyanRâzî
   1. Damıtmada kullanılan imbiği geliştirmiştir.
   2. Kostik sodayı ve gliserini keşfetmiştir.
   3. Kütlenin korunumu kanununu terazi kullanarak bulmuştur.
   Kontrol et

8. 8Bir aşçı, pH değeri küçük bir sosa yatırdığı eti alüminyum folyoya sarıp yüksek sıcaklıkta pişirmeyi planlıyor. Marinasyon verilerine ve WHO ile FAO raporuna göre aşçıya ne önerirsiniz?

   1. ipucunu göster