Kimya endüstrisinin tarihi, insanoğlunun, çevresindeki doğal maddeleri değiştirmeye ya da tepkimeye uğratmaya çalışmasıyla başlar.
Çok eski işlemlerden bazıları boyama, mayalama (fermantasyon) ve sabun yapımı gibi, genellikle düşük sıcaklıklarda yürütülen süreçlerdi. Metallerin filizlerden elde edilmesi ile seramik, cam yapımı ve harç için kireç yakma gibi öteki işlemler, ısıya gerek gösteriyordu. Bütün bu işlemler, raslantı sonucu yapılan gözlemlere dayanıyordu. Ama sonradan bronz üretimi, derilerin işlenmesi ve doğal liflerin sağlamlaştırılması gibi daha karmaşık süreçler de geliştirildi.
Zamanla, ilkel bir laboratuvar yaklaşımı ortaya çıkmaya başladı. Rönesans'tan sonra, KİMYA ve FİZİK çalışmaları sistemli hale getirildi. Böylece, hammaddeler ve yalın bileşikler sınıflandırılmaya ve tanımlanmaya başlandı.
Alman kimyacısı Glauber 1650 yılında, odun külü ve benzeri maddelerden çıkarılan güherçilenin, doğal gübrelerin bulunmadığı durumlarda, yapay gübre olarak kullanılabileceğini gösterdi. Barutun da bileşenlerinden biıi olan güherçile, değişik tuzların elde edilmesinde kullanılıyordu. Avrupa'nın birçok ülkesinde, yeni bilimsel ve teknik araştırmalar yapıldı. XVIII. yüzyılın başlarında bilimsel konular, hem araştırma, hem de uygulama alanında büyük ilgi toplamaya başladı.
Sülfürik asit ya da vitriyol yağı, simyacılarca biliniyordu; ama ilk büyük çaplı üretim, 1740'ta Ward ve White, ticari bir işleme başladıklarında yapıldı. Böylece, kimyasal üretim, laboratuvardan, endüstri alanına çıkmış oldu. Ward ve White, sülfürik asit üretiminde önce büyük cam kaplar, sonra da kurşun kaplar kullandılar. Kükürt, potasyum nitratla (güherçile) yakılıyor ve cam teknelerin dibindeki su, çıkan dumanı soğurarak sülfürik asit oluşturuyordu.
Sülfürik asidin yanı sıra, birçok başka asit, her tür ham ve bileşik maddeyle denenmeye başlandı. Bu işlemler sırasında, çıkan dumanlardan da yararlanıldı. Yakıt olarak kullanılan odunun yerini, büyük ölçüde kömür aldı. Karbon monoksit, metan ve etilen gibi kömür gazı bileşenlerinin tümü, XVIII. yüzyıl içinde tanındı. Kükürt, karbon ve fosfor gibi elementler incelendi. Metal oksitlerinin suda alkali oluşturacak biçimde çözünmelerine karşılık, söz konusu elementlerin oksitlerinin, suda asit oluşturdukları ortaya çıkarıldı. Bu tür oksitlerin asitlerle tuz oluşturacak biçimde birleştikleri biliniyordu. Element sayısı 15'e çıktı (günümüzde 100'ün üstündedir) ve arsenik, krom, manganez, platin gibi yeni metaller bulundu. 1747'de Marggraf, pancar suyunda şeker bulunduğunu ortaya koyarak yeni bir endüstri dalının açılmasına sağladı.
Berthollet'nin Fransa'da yaptığı, klorla keteni ağartma buluşu, daha çok buharlı makinalarla ilgili çalışmalarıyla tanınan James Watt tarafından değerlendirildi. 1799'da Charles Tennant, ağartma tozu yapımında kullanılan gaz halindeki kloru, sönmüş kirece soğurtmanın bir yolunu buldu. Bu gelişmenin İngiltere'deki pamuklu endüstrisine büyük etkisi oldu ve endüstri devriminde, söz konusu dönemin mekanik buluşları kadar önemli rol oynadı.
XVIII. yüzyılın son çeyreğinde, cam, sabun ve öteki bazı temel maddelerin yapımında kullanılan, potas türünde alkaliler azdı. Doğal kaynak odun külüydü; oysa Avrupa'da, savaş nedeniyle odun oldukça zor bulunuyordu. Fransa'da, alkali bireşiminin gerçekleştirilmesini sağlayacak kişi için bir ödül kondu. Ödülü, 1791 yılında Leblanc kazandı. Daha sonra başka süreçlerin de bulunmasına karşılık, Leblanc'ın yöntemi, en verimlisiydi. Sülfürik asit, kaya tuzuyla (NaCl) işleniyor ve büyük oranda sodyum sülfat ile hidroklorik asitten oluşan bir tuz pastası oluşturuluyordu. Başlangıçta yalnızca çok aşındırıcı ve rahatsız edici bir yan ürün olan hidroklorik asit, zamanla ağartmada kullanılabilecek klora dönüştürüldü. Tuz pastası, daha sonra, toz halindeki kok ve kireçtaşıyla işleniyor ve ısıtılıyordu. Elde edilen kara kül, suyla işleniyordu.
Alkali endüstrisi: Leblanc'm çalışmalarından yaklaşık bir yüzyıl sonra Belçika'da Solvay, soda üretim yöntemini geliştirdi. Deniz tuzu (NaCl), amonyak ve karbon dioksitle işleniyor ve sodyum bikarbonat (NaHCOi) oluşuyordu. Bu ürün ısıtılırsa, sodyum karbonat ortaya çıkıyordu.
Amonyak bireşimi: Amonyağın, 3:1 oranında hidrojen ve azot içerdiğini bulan Berthollet'nin çalışmalarının ardından, 1795 yılında Hüdebrandt, amonyağı bireşimlemek için, bu iki elementi bir araya getirmeye çalıştı; ama başarılı olamadı. 1823'de Döbereiner, bir katalizörün üstünden sıcak hava geçirip, bir ölçüde başarılı oldu; ne var ki, elde ettiği sonuçlar, yüzyılın sonuna kadar desteklenmedi. 1865'te Deville, 1 300°C'a kadar ısıtılmış porselen bir tüpten, küçük miktarlarda amonyak elde etmek için, hidrojen ve azot karışımı geçirdi. 1901'de La Chatelier, yüksek basınç altındaki hidrojen ve azot karışımına bir elektrik kıvılcımı vererek, amonyak elde etmeye çalıştı. Ne yazık ki, ortamda oksijen vardı ve aygıt havaya uçtu.
Dönüm noktasına 1907'de ulaşıldı. Nernst ve jost, Haber'in de üstünde çalışmakta olduğu sorunu, bütünüyle yeniden ele aldılar. Sonuçta Haber, ilk kez Döbereiner tarafından önerildiği gibi bir katalizör kullandı ve amonyak bireşimini sağlayan bir yöntem buldu. Sentetik amonyak üreten ilk fabrika, 1913 yılında Almanya'da kuruldu. 1924'te, dünyanın sabitleştirilmiş azot üretiminin üçte biri bu yöntemle elde ediliyordu.
Elektrokimya: Volta'nın 1792'de elektrik akımı üreten pili bulması, kimyada elektrik akımlarının etkisiyle ilgili çalışmaları hızlandırdı. İki Önemli gelişme, ELEKTROLİZ ile elektrik arklı fırındı. Pil, kısa süre içinde etkili bir bataryaya dönüştürüldü. İlk mekanik elektrik jeneratörleri 1800'lü yılların ortalarında gerçekleştirildi. 1880'li yıllardaysa, alüminyum oksitten elektroliz yoluyla alüminyum üretme yöntemi geliştirildi. Bir başka önemli yöntem, tuz çözeltisinin elektroliziyle kostik soda (sodyum hidroksit) üretimiydi. Klor, bu sürecin yararlı bir yan ürünüydü,.
Patlayıcılar: Güherçile (potasyum nitrat) ile odun kömürü (karbon) ve kükürtün bir karışımı olan kara barut, en eski PATLAYICILAR'dan biridir. Tipik bir karışım % 75 potasyum nitrat, % 15 karbon ve % 10 kükürtten oluşur. 1870 yıllarında barutun yerini, eylemsiz bir maddeye emdirilmiş dinamit (nitrogliserin) almaya başladı. 1700'lerdeyse, arı olmayan cıva fülminat (cıva II isosiyanat) yalıtılmıştı. Ne var ki, bu bileşiğin ayrıntılı biçimde tanımlaması ancak 1800' lerde, Howard tarafından yapıldı. 1860 yıllarının başlarında, Nobel, cıva fülminatı nitrogliserinin patlamasını sağlayan başlangıç maddesi olarak kullandı. Nitrogliserin, ilk kez 1847 yılında, Sobrero tarafından, sülfürik asit ile nitrik asitten oluşan soğutulmuş karışıma gliserin damlatma yoluyla elde edildi.
1838'de Pelouze, nitrik asidin kağıtla ve öteki selüloz içeren maddelerle tepkimeye girerek, kolayca tutuşan ürünler oluşturduğunu gösterdi. 1846'da hem Schönbein, hem de Böttger, birbirlerinden bağımsız
olarak, nitrik asidin pamuk üstüne etkimesiyle, patlayıcı bir madde olan pamuk barutunu hazırladılar.
Patlayıcılar, hem taş ve maden ocaklarındaki patlamalarda, hem de mermilerin fırlatılması için silahlarda kullanılıyordu.
Gübre endüstrisi: Güherçilenin (potasyum nitrat) yapay gübre olarak kullanımı, 1650 yıllarında Glauber tarafından önerilmişti. Fransız kimyacısı De Saussure, 1804'te bitkilerin toprak mineralleri elementleri içerdiğini gösterdi. 1830'da da Boussingault, bu buluşları, tarlalarda yaptığı çeşitli deneylerle doğruladı. 1840'ta von Liebig «Tarım Kimyasına ve Fizyolojiye Uygulanan Organik Kimya»adlı raporunu yayınladı. Bu rapor, gübre endüstrisinin başlatılmasında Önemli rol oynadı. Liebig, bitkilerin bileşimini inceledi ve azot çevrimine ek olarak, fosfor ve potasyumun da gerekli olduğunu ortaya koydu. Aşağı yukarı aynı yıllarda James Murray, kalsiyumun bir süperfosfatının, bitki büyümesini olumlu yönde etkilediğini gösterdi. Bu ürünü ticari çapta üretebilmek için, fosfat mineralinin kuvvetli bir asitle işleme sokulduğu bir yöntem geliştirdi. 1850'den önce aşağı yukarı bütün azotlu gübreler, değişik tipte organik gübrelerden elde ediliyordu. Bu tarihten XX. yüzyılın başlarına kadar (amonyak üretimi için Haber yönteminin geliştirilmesine kadar) da, sodyum nitrat kullanıldı.
Petrol endüstrisi: Yer yüzeyindeki petrol sızıntıları, uzun süredir gözlenmekteydi. Büyük miktarlarda petrol ve gazın yeryüzüne çıktığı bazı yerlerde, büyük asfalt kütleleri ya da gölleri oluşmuştu. Ne var ki, petrol endüstrisi, ancak delme teknikleri yerkabuğunun içine girilmesine olanak sağlayacak ölçüde geliştikten sonra ilerledi. İlk petrol kuyuları arasında en tanınmışı, Drake'in 1859da A.B.D'nde açtığı kuyudur. Delme yöntemlerinin geliştirilmesi ve petrol alanlarında yer yapısının daha iyi anlaşılır hale gelmesi, petrol üretiminde hızlı bir artışa yolaçtı. Başlangıçta yalnızca parafin (kerojen)i bölümü aydınlatmada kul, lanılıyor, gerisi atılıyordu.
Ham petrolün bileşimi konusundaki araştırmalar, endüstri düzeyinde ayırma yapılmasına neden oldu. Değişik bileşenlerin ayrılmasında yararlanılan temel yöntem, kısmi damıtmaydı.
Birinci Dünya savaşının ardından, içten yanmalı motorun A.B.D. ve Avrupa'da yaygınlaşması, petrolün farklı bileşenlerine duyulan gereksinmeyi artırdı. Zamanla, benzinin içine karıştırılan hafif petrol ürünleri veren uzun hidrokarbon zincirlerinin kırıldığı, «kraking tesisleri» geliştirildi.
Boya endüstrisi: 1856 yılında Perkin, sonradan «movein» adını verdiği, kömür katranından türetilmiş ilk boyarmaddeyi üretti. Perkin'in amacı, kinin elde etmek için anilini yükseltgemekti. Ama kömür katranından elde edilen anilinin içinde, boyarmadde Üretiminde temel madde olan tolidin vardı. Perkin, buluşundan yararlanarak, ilk boya fabrikasını kurdu.
Araştırmacılar, yeniden kömür katranının yan ürünleriyle ilgilenmeye başladılar. 1850 yıllarının sonlarında ve 1860 yıllarının başlarında, Nicholson, Verguin, Natanson ve Halliday, «füksin» ya da «magenta» adı verilen boyarmaddeyi ürettiler.


Kaynak:4-5.cilt

Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Araçlar ve Gereçler »