Bilim

Kömür « Maden ve Elementler

Milyonlarca yıl önce, ormanlardaki ağaçlar kuruyup dökülerek kalın katmanlar halinde üst üste yığıldı ve bu katmanlar yavaş yavaş toprakla örtüldü. Bazı bölgelerde toprak suyla doldu, içindeki ağaçlar çürüyerek siyah ve sert bir maddeye dönüştü: kömür.

Bu katmanların meydana geldiği zamanlara göre birkaç kömür çeşidi vardır. En eski katmanlar madenkömürü veya taşkömür dediğimiz sert ve parlak bir kömür verir; yağlı madenkömürleri, en çok ısı veren kömür çeşididir. Linyitler daha yeni ve dana az sert kayalardır; l kilo madenkömürünün verdiği ısıyı yaratmak için 3 kilo linyit gerekir. Bataklık kömürü de denen turba, kara toprağa benzer; bu kömür bir milyon yıldan az bir zaman önce oluşmuştur.

Oksijen « Genel

Yoğunluğu 1,105 olan renksiz, kokusuz gaz.

Oksijen, sıvılaştırılması güç bir azdır (-183 derecede kaynar). Do­ğada en yaygın olan element odur: havada olduğu gibi suda da var­dır; soluduğumuz havanın beşte bi­ri oksijendir. Hayvanların ve bitkilerin hayatında çok önemli yer tut­tuğu gibi (solunum); insan uğraşla­rında da payı büyüktür (besinlerin pişirilmesi, soğukla savaş, madenlerin hazırlanması v.b.).

Oksijen olmadan hiç bir canlı var olamaz. Nefes alırken havayla birlik­te oksijeni de içimize çekeriz; oksi­jen kana karışır ve kandaki alyu­varlar sayesinde vücutta dolaşır. Ok­sijen kimyasal bileşimlerde de yer alır: besinlerdeki karbonla birleşe­rek solunumla dışa attığımız karbon dioksiti meydana getirir. Vücudumu­za enerji verir ve vücut sıcaklığının değişmemesini sağlar. Bu son derece önemli görevleri nedeniyle, havasız­lık veya oksijensiz hava (daracık, di manii yerler), solunumun durmasına kadar varabilen ağır bozukluklara yol açabilir.

ISI VE IŞIK

Yanma olayını (oksijenin katılma­sıyla meydana gelen ve ısı çıkaran kimyasal tepkilerin tümü) ilk defa Lavoisier inceledi. Yanabilir denen maddelerin bir kısmı karbondur (C); bu maddeler yanarken, bileşimlerin-deki karbon, havanın oksijeniyle bir­leşerek dumanda bulunan karbon dioksit (CO2) ve karbon monoksit (CO) gazlarını verir.

Ateş denen gözle görülür yanma, çok miktarda oksijen harcayan, buna karşılık ısı ve ışık yayan şiddetli bir kimyasal tepkimedir. Sözgelimi bir otomobil motorunda, ağırlık olarak l kısım yakıtın yanması için 14 kısım hava gerekir ve bu çok büyük bir ha­cim tutar (çünkü bir metre küp hava ancak 1,3 kilo gelir).

DOĞAL OKSİJEN VE SANAYİ OKSİJENİ

Oksitlerin oluşumu, oksijenin çe­şitli maddelerle karıştığı az veya çok şiddetli, az veya çok yavaş kimyasal tepkilerin bir sonucudur. En kolay oksitlenen maddeler arasında ma­denler yer alır. Örneğin, oksijen demiri paslandırır.

Çok miktarda tüketildiği halde at­mosferdeki oksijen miktarı pek de­ğişmez. Gerçekten, hayvanlar âlemi­nin tükettiği oksijeni bitkiler yerine koyar: çünkü bitkiler havadan kar­bon dioksit alır, bunun karbonunu alıkoyduktan sonra oksijenini geri verir.

Sanayide sıvı havanın damıtılması yoluyla elde edilen saf oksijen ma­denî tüpler içinde basınçlı olarak satılır. Saf oksijen şiddetli bir yanma sağlar: basınçlı oksijenle beslenen gazlı, asetilenli, hidrojenli veya bu-tanlı hamlaçlar madenleri birbirine kaynatabilir veya kesebilir.

Saf oksijen canlılar için de yararlı­dır; bazı hastaları bir oksijen çadırına yerleştirmekle kurtarmak müm­kündür. Saf oksijen uçaklarda, denizaltılarda v.b. yapay atmosfer (ba­sınçlı hava) yaratmağa da yarar. Ama bunun için oksijen dozunu çok iyi ayarlamak gerekir: çok fazla oksijen, dağcıların çok yükseklerde hissetti­ğine benzeyen sarhoşluğa yol açar.

Son yıllardaki araştırmalardan an­laşıldığına göre, oksijen, yüksek ba­sınç altında zehirlenmelere yol aç­maktadır. Nitekim 10 atmosferlik ba­sınç altında mantarların büyümesi durmakta, ıslak fasulye taneleri üç günde ölmekte, bakterilerin gelişme­si önlenmekte, böceklerle yumurta­ları ise bir gün bile dayanamadan canlılığını kaybetmektedir.

Fosforun Karanlıkta Parlaması « Maden ve Elementler

Fosfor insanın ve bütün hayvanların dokularında 'kalsiyum fosfat' biçiminde, doğada ise fosfat mineralleri halinde oldukça yaygın olarak bulunur. Doğada en çok bulunan şekli beyaz fosfor olup 44 derecede erir, karanlıkta ışır ama havayla temas edince tutuşur, beyaz dumanlar çıkararak yanar, üstelik çok da zehirlidir.

Fosfor 1669 yılında H. Brand tarafından insan idrarının ısıtılmasıyla hazırlanmış, ilk defa karanlıkta parlayan bir bileşik elde edilmiştir. Bu ilgi çekici olay, bir süre sonra, formülünü satın alan Krafft tarafından dünyaya tanıtılmaya başlanmıştır.

Fosfor ışıma teriminin kaynağı karanlıkta ışıldayan beyaz fosfordur. Isı yaymaksızın ışık verme özelliği fosfordan başka maddelerde ve bazı canlılarda da görülür ama bu maddelerin bilinen ilk örneği fosfor olduğu için bileşiminde fosfor bulunmasa da karanlıkta ışıldayan bütün maddelere fosforlu deme alışkanlığı yerleşmiştir.

Ateş böceklerinin ve bazı balıkların ışıması, gövdelerindeki özel ışık organlarında bulunan moleküllerin kimyasal değişime uğramaları, yakamoz denilen deniz suyunun parlaması da yine sudaki bazı enzimlerin kimyasal tepkimeleri sonucunda oluşurlar. Bu ışıkların fosfor ışıma ile bir alakalan yoktur. Bunlar biyolojik ışımalardır.

Normal olarak bir atomda elektronlar en düşük enerji seviyesinde bulunurlar. Cisme kuvvetli bir ışık vurduğunda, elektronlar ışıktaki fotonları emerek uyarılırlar ve enerjileri artarak daha dıştaki yörüngelere sıçrarlar. Işığa karşı olan bu reaksiyon, cisimde anında aydınlanma veya ısınma şeklinde görülür. Böylece elektronlar üzerlerindeki enerjiyi tekrar verip başlangıçtaki düşük enerji seviyeli konumlarına dönmeye çalışırlar.

Çok özel bir iki atom türünde, elektronların bu ilk konumlarına dönme, dönerken de enerji verme ve ışık saçma olayı genel fizik kurallarına pek de uymayan bir şekilde dakikalar, saatler hatta günler sonra olabilir. Fosforlu diye nitelendirilen bu cisimler ışık veren kaynağın yok olmasından sonra da elektronları geri dönüş yolculuklarına ve bu sürede üzerlerindeki enerjileri ışık olarak vermeye devam ettikleri sürede parlamayı sürdürürler. Elektronların orijinal konumlarına olan dönüş yolculukları tamamlanınca parlama da sona erer.

Kalsiyum, baryum ve çinko sülfürler en iyi bilinen fosforlu maddelerdir. Saatlerdeki rakamların, akrep ve yelkovanın, bazı oyuncakların karanlıkta görünmelerini sağlayan fosforlu boyaların yapımlarında genellikle çinko sülfür kullanılır. Çinko sülfür laboratuarda kolayca elde edilebilir. Başka maddelerle karıştırılmadığı vakit fosforlu maddelerin ışığı uçuk mavi renktedir. Değişik flüoresan boyalarla karıştırılarak parlak yeşil ve kırmızı renkler elde edilir.