Çağdaş kimyanın kurucusu Antoine Lavoisier: Biyografisi, idamı ve anekdotlar

Öne Çıkanlar Yaşam Bilimleri
Çağdaş kimyanın kurucusu Antoine Lavoisier: Biyografisi, idamı ve anekdotlar

Çağdaş kimyanın kurucusu Antoine Laurent Lavoisier, Parisli zengin bir ailenin oğluydu. Aile geleneklerini izleyerek hukuk eğitimi gördü; ama kafa sında hukukun üstünlüğünden ziyade matematik, gökbilim ve botanik bilimleri vardı. 1764’te Paris sokaklarının aydınlatılmasına yönelik bir projeyle birinci oldu ve Fransız Bilim Akademisi’nden altın madalya kazandı. İlk araştırmasını 1765’te yayınlayan Lavoisier, 1768’de 25 yaşında kimya alanında yaptığı çalışmalarla Fransız Bilim Akademisinin bir üyesi olmayı başardı.

18. yüzyılda kimya, henüz simyanın etkisi altındaydı. Ne var ki, kimyacıların da belirli bir amaçları yoktu ve bu alanda önemli bir gelişme sağlanamamıştı. Lavoisier, kimyayı yeni baştan düzenlemeye karar verdi. 1773 yıllarında tuttuğu bir defterinde sözünü ettiği gibi, ‘fizikte ve kimyada bir devrim getirmesi kaçınılmaz olan, bir dizi deneye’ girişti ve sonunda başarıya ulaştı.

Kimya için yeni terimleme


Lavoisier’nin kimyaya en ünlü katkısı, yanan maddenin oksijenle birleştiği yanma olayının doğasını sergilemesi (1775) oldu.

Lavoisier’nin yeni sistemi, yeni kimyasal elementler kavramına dayanıyordu. Bu elementler, daha yalın maddelere ayrıştırılmamış maddeler olarak tanımlandı. Böylece Lavoisier, daha önce kabul edilen dört ya da daha az maddeye karşılık, 55 element bulunduğunu kabul ediyordu. C. L. Berthollet, A. F. De Fourcroy ve L. B. Guyton de Morveau adlı üç arkadaşıyla birlikte, bu elementlerden oluşan birçok bileşik için yeni bir terimleme yaptı (bu terimleme, günümüzde de kullanılmaktadır).

Oksijen ve hidrojeni gerçeğe uygun biçimde tanımlayarak ikisini modern isimleriyle kimyaya kazandıran, element ve bileşik arasında farkı açıklayan, Kimya Bilimine Giriş adlı kitabıyla kimya bilimine sağlamlık, açıklık ve bir yöntem kazandırıp onu modern çağa taşıyan, Avrupa’da kimya biliminin mimarı olan, bugün bilinen 110 elementin 20’sini belirleyen Lavoisier’in önerdiği ve çok geçmeden kabul edilen yeni sistem, kimya alanında çeşitli çalışmaların başlatılmasına yol açtı.

Nitelik ve nicelik olarak çözümlenecek binlerce madde vardı ve sonuçlar, Lavoisier’nin terimleriyle yazılacaktı. Bundan yaklaşık yirmi yıl sonra Dalton’un atom kuramının ortaya konuşu, söz konusu sonuçların daha da kesin bir biçimde dile getirilmesine olanak sağladı ve modern kimya sağlam temellere oturtuldu.

Filojiston (philogiston) Kuramı

Lavoisier’in bilim dünyasında tanınması yanma olayına ilişkin yapmış olduğu çalışma ile gerçekleşmiştir. Bugün modern kimyanın sahip olduğu pek çok kural ve düzen Lavoisier tarafından geliştirilmiştir.

Filojiston kuramı ilk defa Johann-Joackin Becher (1635-1682) tarafından ortaya atılmış, Georg-Ernst Stahl (1660-1734) tarafından geliştirilmiş ve oksijenin bulunuşuna kadar, yaklaşık çeyrek yüzyıl kimyada etkin olmuştur. Bu kurama göre, yanma olayında nesne filojiston denen fakat ne olduğu bilinmeyen bir madde açığa çıkarmaktaydı. Her ne kadar çoğunluk tarafından kabul edilse de bazı bilim adamları tarafından havanın gerekliliği öne sürülerek bu kurama karşı çıkılmaktaydı.

Bu yorulmak bilmez araştırmacı, yalnızca kimya ile de yetinmedi.

Bilimsel olarak ilgi duyduğu konular arasında en önde geleni, soluk alıp verme süreciydi. Lavoisier, solunum sırasında oksijen alınıp, karbondioksit verildiğini belirledi. Nefes almanın karbon ve hidrojenin yavaş yanmasıyla meydana geldiği ve bunun mum veya gaz lambasındaki yanmanın benzeri olduğunu ortaya çıkaran Lavoisier, kullandığı kalorimetrelerle kimyevi reaksiyonların ısısını ölçtü.

Bunlarla da kalmadı ve calx (civa oksit) adlı kızarıklıkların da hava-metal birleşimiyle oluştuğunu keşfetti. Calxların oluşuğu reaksiyonlar sırasında sonradan oksijen ismini verdiği bir gaz çıktığını tespit etti. Daha önce oksijeni keşfederek ona “yetkin gaz” adını veren ünlü kimyager Priestley’le Paris’te buluştu. Ondan sonra cıva üzerindeki deneyleri sırasında buldu; bu yetkin gazın özelliklerini dinledikten sonra, Priestley’in deneylerini sürdürdü. Ancak Lavoisier, yanmadan sonra oluşan cıva oksidi tarttıktan sonra Priestley’den bir adım daha ileri giderek cıva oksidi daha fazla ısıttı. Kora dönüşen kırmızı oksidin giderek yok olmaya yüz tuttuğunu, geriye cıva taneciğiyle bir miktar “elastik akacı” kaldığını saptadı. Elde kalan bu madde, Priestley’in yetkin gaz diye isimlendirdiği maddeydi. Kapta kalan bu maddenin ağırlığının, civanın ilk aşamada ısıtılmasından azalan hava ağırlığıyla eşit olduğunu belirledi.

Oksijenin keşfi de yanma-oksitlenme olayının bilimsel olarak açıklanmasını sağladı: “Yanma, yanan maddenin filojiston salmasıyla değil, oksijenle birleşmesiyle gerçekleşir.”

Kimyasal İsimlendirme Metodu

Cavendish, deneylerinde asitlerin metal üzerindeki etkisi neticesinde “yanıcı” bir gaz elde etmiş, bunu “philogiston” sanmıştı. Bu açıdan oksijeni ilk keşfeden Lavoisier değildi; ama bu gazın gerçek önemini ilk kavrayan kişi oydu. Lavoisier, ulaştığı sonucu Bilim Akademisi’ne bir bildiriyle sunduğunda da Priestley ve Cavendish’in katkılarından tek kelime dahi söz etmedi.

Lavoisier, ayrıca bir maddenin mutlaka katı, sıvı ve gaz hallerinden birinde olduğunu ilk ortaya atan kişiydi. Deneylerinde havayı analiz ederek azotla oksijeni ayırdı. Gelişmiş laboratuvarında hidrojeni yakmayı başaran Lavoisier, bunun neticesinde de su elde etti. Kimyasal İsimlendirme Metodu’nu geliştirdi.

Aslına bakılırsa, bu konuda Lavoisier, ne yeni kimyasal bir nesne, ne de yeni kimyasal bir olgu keşfetmişti. Yaptığı, başkalarının bulduğu nesne ve olguları açıklamak, kimyasal bileşime açıklık getiren bir kuram oluşturmak, kimyasal nesneleri adlandırmada yeni ve işler bir sistem kurmaktı. Ancak, 1789’da yayımlanan “Kimyanın Temelleri (Traite Elementaire de Chimie)” adlı yapıtı, kendi alanında, Newton’un Principia’sı oldu. Newton modern fiziğin temelini atarken, o da kimyanın temelini atmış oluyordu.

Kimyanın Temelleri kitabının çığır açıcı üç temeli:

1) Havanın, suyun ve başka birçok maddenin element değil, farklı elementlerden oluşan bileşikler olduklarını hem analiz hem de sentez yoluyla birçok deneyde gösterdi. Böylece ilkçağlardan beri süregelen, hava, su, toprak ve ateşin elementler olduğunu ileri süren dört element teorisini kesin olarak ortadan kaldırıyordu. Aynı zamanda kalsinasyon olgusunun metalin filojiston çıkarması değil fakat oksijenle birleşmesi olduğunu deneylerle göstererek filojiston teorisinin de sonunu getirdi.

2) Lavoisier eserinde, kimya kavramları ve terimleri sözlüğü oluşturarak modern kimya dilinin temellerini attı. Oksijen, hidrojen, azot gibi isimleri bu eserinde ilk kez önerdi. Kitabında yeni kimyanın temel taşları olarak gördüğü maddelerin listesini verdi. “Basit maddelerin tablosu” başlığı altında, 33 basit maddenin eski isimlerinin karşısında kendi önerdiği yeni isimlerini de veriyordu.

3) Kütlenin Korunumu Kanunu: Lavoisier deney sonuçlarının titiz gözlemlerine dayanarak kimyasal tepkimelerde kütlenin korunumu yasasını ileri sürdü. Böylece kimyayı hem fiziksel hem de matematiksel bir bilim haline getirmiş oluyordu. Önerdiği bu kanun kimyanın gelişiminin büyük bir ivme kazanmasına yol açtı. Lavoisier ürünlerin ağırlığının, reaksiyona giren maddelerin ağırlığına eşit olması gerektiğini söylüyordu. Yani kimyasal değişim sırasında madde yoktan var edilemeyeceği gibi varken de yok edilemezdi! Lavoisier, bu konudaki çalışmalarıyla Kütlenin Korunumu Yasası’nı deneysel olarak kanıtladı. Hava dolu bir tüpte yakılan fosforun kütlesinden meydana gelen artışın tüketilen hava miktarına eşit olduğunu buldu. Aynı deneyin tersini de gerçekleştirdi ve kapalı bir kap içindeki HgO’nun (cıva oksit) ısıtılmasıyla kabın içindeki hava kütlesinde meydana gelen artışın, tepkimeye giren maddelerin kütlesindeki azalmaya eşit olduğunu belirledi.

Haftaya: Fransız Devrimi ve idama doğru

Prof. Dr. Kadircan Keskinbora
Bahçeşehir Üniversitesi Tıp Fak. Öğretim Üyesi

Bu yazı HBT'nin 96. sayısında yayınlanmıştır.