Bilim,Bilim ve Teknoloji

PETROL

Çok koyu renkli, özgün kokulu bir doğal mineral olan petrol katı halde çok uzun süredir bilinmekle birlikte, ilk olarak ancak 19. yüz yılın ortalarında ABD’de, Edwin Drake’in Kızılderililerin romatizma ve damla hastalığına karşı ilaç olarak sattıkları ‘taş yağı’nı yerin derinliklerinde aramayı düşünmesiyle ve ilk petrol kuyusunu açarak Kaliforniya’daki ‘altına hücum’a benzeyen en büyük serüvenlerden birini başlatmasıyla, sıvı halde ele edilmeye başlandı. 1870’de John Rockefeller, ilk petrol şirketi Standart Oil’i kurdu. 19. yüz yılın sonunda, petrolün sanayi yöntemleriyle çıkarılması, Avrupa ülkelerinde ve Rusya’ da da yaygınlaştı. Ortadoğu’daysa petrol, ilk olarak Birinci Dünya Savaşı öncesinde bulundu ve İran’da çıkarılmaya başlandı; onu Irak ve Kuveyt izledi

OLUŞUMU

Petrol, deniz hayvanları, bitkiler ve plankton tipi organizma çökeltilerinin, deniz dibinde, kum içinde yavaş yavaş mayalanmasından doğmuş, kahverengiye çalan kara renkli, yağımsı bir maddedir. Birkaç milyon yıl sonra,yer bilim tabakalarının kayması sonucunda bu hammadde, yerini karmaşık bir karbonhidrojen karışımına bırakmıştır. Bu karışım, sıvı haldeyken petrolü, gaz haldeyken doğal gazı oluşturmaktadır.
Milyonlarca yıl boyunca yer kabuğunun geçirdiği sarsıntılar, petrolün, doğduğu deniz kayaçlarından dışarı çıkmasına yol açmış, böylece komşu kayaçlara sızdıktan sonra açık havaya ulaşan petrol sızıntıları, bitüm örtüleri oluşturmuştur. Ama genellikle, geçirimsiz sert kayaçlarla karşılaşarak, alttaki tabakalara sızıp kararlı bir hal almış ve yoğunluk sırasına göre yayılmış, böylece, sünger gibi gözenekli kayaçlar içine yerleşerek, ‘petrol yatakları’nın doğmasına yol açmıştır.

ARANMASI VE ÇIKARILMASI

Bir yatağın yerini belirlemek için, havadan çeşitli fotoğraflarla bölgenin oluşumu incelenip, yüzeyden yada derinden alınan kayaç örnekleri, X ışınlarıyla kimyasal çözümlemeden geçirilir. Kayaç tabakalarının konum ve doğasını belirlemek için sismik yöntemlere baş vurulur; dinamit patlatılarak küçük çaplı yer sarsıntıları yaratılır ve sismograf üzerindeki kayıtlar incelenir. Ayrıca, magnetometre, gravimetre, Geiger sayacı gibi araçlardan yararlanılır. Yatağın yeri belirlendikten sonra, yer kabuğunu delecek güçte kuyu açma gereçleriyle çalışmalara başlanılır ve büyük bir kule kurulur.
40-50 metre yüksekliğinde olan petrol kulesi, 100 tonu aşan ağırlıkta donanım taşır. Bir matkap, 9 metre boyunda içi oyuk çelik çubuk dizisinin ucuna bağlanır. Bu çubuklar, derine inildikçe birbirlerine vidalanır.yüzeyde dakikada 50-250 turluk hızla döndürülen bir dönel tabla, matkabın çalışmasını sağlar.
Kuyu açma sırasında çubukların içinden özel bir çamur yollanır; delme noktasına ulaşan çamur, o yeri yağlar; araçları soğutur ve matkap ağzında toplanan döküntülerin boşalmasını sağlar. Ayrıca, ağırlıyla petrolün yada gazın fışkırmasını engeller.
Petrol derinliğine ulaşıldığında, kuyu ağzına sağlam bir kapak yerleştirilir. Bu kapağın, yatak basıncına dayanacak ve gaz yada petrolün ölçülü bir basınçla akışını sağlayacak nitelikte olması zorunludur.
İran’da açılan ilk kuyudan (1980) petrol 350 metre yüksekliğe kadar fışkırmıştır; günümüzde böyle bir fışkırma kaza sayılır ve bir vanalar düzeniyle kuyu kapatı- larak, aşırı petrol akışı önlenilir.
İnsanoğlu, beş kıtada da petrol bulduktan sonra, ‘kara altın’ bakımından zengin yeni bir alan olan deniz dibi yataklarına da el atmış, sözgelimi Kuzey denizinde, pek çok kuyu açılmıştır. Kuleler, kuyu açma platformunu oluşturan dev dubalarla yada kazık ayaklarla su üstünde tutulmaktadır.
200 metreyi aşan derinliklerde, yalnızca kuyu açma gemileri çalışabilir. Gemi, gövdesine yerleştirilen ses ötesi vericiler sistemiyle, demir atmadan su üstünde durabilir.

TAŞINMASI VE İŞLENMESİ

Petrol çıkarılır çıkarılmaz boru hatlarıyla ya da tankerlerle rafinerilere ulaştırılır.
Petrol yataklarından çıkan ham petrol, rafinerilerde elde edilen ürünlerden ( akaryakıt, yağ ) çok değişiktir. Ham petrol, yataktan yatağa ayrılık gösteren bir çok hidrojen karbürün karışımıdır. Çok büyük moleküllerden oluşan ‘ağır’ hidrojen karbürler, bitüm ya da parafin gibi aşağı yukarı katı olan maddeler verirler. Daha küçük moleküllerden oluşanlar ise, gazları sağlarlar. Dolayısıyla, ham petrolün, katkı maddelerinden arındırıldıktan sonra, çeşitli hidrojen karbürlere ayrıştırılması gerekir. Bu nedenle, 40-60 metre yükseklikteki kuleler- de kısmi ( ayrımsal ) damıtmadan geçirilir. Petrolün bileşenleri, kaynama noktasına getirilip ayrıştırılır.
Kulelerin çeşitli katlarında gazlar ( propan ya da bütan ), renksiz benzin, hafifçe sarı renkte kerosen ya da gaz yağı ( uçaklarda kullanılır. ), daha koyu sarı mazot ( dizel yakıtı ) toplanır. Kulenin altında ise, ham petrolden daha kalın bir çökelek kalır.
Yakın döneme kadar fuel oil ve ağır mazotun ticari alanda değerlendirile- mediği günlerde benzinden daha bol miktarda ağır ürünler elde eden rafinerilerde, ağır moleküller kraking denilen bir işlemden geçirilmiştir.
Bu işlem, sıcaklık ( 500 derece dolayında ) ve basıncın ( 50 kg / santimetre küp ) birlikte etkisiyle, ağır molekülleri kimyasal olarak parçalayıp, daha hafif moleküller ( gaz, benzin ) elde etmek için uygulanılır. Bir başka işlem olan reforming ile de benzin gibi hafif maddeler, sözgelimi gazlar elde edilir.
Damıtmadan sonra ortaya çıkan petrol ürünleri, katışıklardan ( kükürt, azot ) arındırılmıştır. Bundan sonra benzin, sodyum hidroksit ya da sülfürik asit banyosunda yıkanır. Gazlar temizlenir ve yağlar filitreler yardımıyla süzülür. Böylece, çağdaş dünya ve sanayi için vazgeçilmez olan arındırılmış ürün elde edilir.

ELDE EDİLEN ÜRÜNLERİN KULLANIM ALANLARI

Petrolün bütün türevleri günümüzde büyük önem taşımaktadırlar ve her ürünün ya da yan ürünün bir kullanım alanı vardır. Benzin, patlamalı motorlarda yakıt olarak kullanılır. Isıl gücü fazla olan kerozen ( metre küpte 10,5 termiden çok ) tepkimeli uçak yakıtıdır. Gazyağı yanmalı motorlarda kullanılır. ( ağır yağlı diesel motorları ) ilk damıtma kalıntısı bir sıvı olan mazot, önemli bir yakıttır; çoğu durumda taşkömürü- nün yerini almıştır. Yağlardan mekanik yağlamada yararlanılır. Ham petrol, kimi kez, tedavide kullanılır ( uyuza karşı ovma işleminde, safra taşına karşı iç kullanımda ). Parafinden kağıt üretiminde yararlanılır. Vazelin, pomatların bileşimine girer. Vazelin yağının büyük bir çözücü gücü vardır; kabızlığa karşı yararlı olduğu kadar, zehirsiz bir mikrop kırıcıdır da. Katran tortusunun yüksek sıcaklıkta yükseltgenmesiyle elde edilen bitüm ya da asfalt, su geçirmez yol kaplamaları hazırlamaya yarar. Petrol, kimya sanayisinin bir dalı olan petrokimya için de önemli bir hammadde kaynağıdır. Ayrıca günümüzde petrolden, yapay lif, gübre, kozmetik ürünleri, filmler, plakalar, besin maddeleri, vb 80.000 ürün elde edilir. Hidrojen karbür ( hidrokarbon ) ürünlerinin beslenmedeki önemi de gün geçtikçe artmaktdır.

Yazan :admin

Asit yağmurları, fosil yakıt atıklarının doğal su döngüsüne karışmasıyla oluşur. Kömür ve petrol gibi fosil yakıtların yakılması sonucu atmosferde kükürt ve azot içeren gazlar birikir. Bu gazlar havadaki su buharıyla birleşince bir kimyasal tepkime meydana gelir. Bu tepkime sonucunda sülfürik asit ve nitrik asit damlaları oluşur. Güneş ışığı bu tepkimelerin hızını artırır. Yeryüzündeki sular Güneş’in etkisiyle ısınınca, bunların bir kısmı buharlaşarak yükselir ve atmosfere karışır. Böylece yükselen nemli havadaki su buharı yoğunlaşarak yeniden sıvı durumuna geçer. Bunlar da bulutları oluşturur. Sonuçta oluşan, çok miktarda kükürt ve azot içeren bu tip yağmurlara “asit yağmurları”denir. Atmosferdeki asit, yalnızca yağmurlarla değil, kar, sis, havadaki gazlar ve tanecikler yoluyla da yeryüzüne iner.

Hava Kirliliği ve Asit Yağmurları
İnsanların faaliyetleri sonucu meydana gelen üretim ve tüketim faaliyetleri sırasında ortaya çıkan atıklarla hava tabakası kirlenerek, yeryüzündeki canlı hayatını tehdit eder bir konuma gelir. Yeryüzündeki canlı hayatın sürmesi için vazgeçilmez bir yere ve öneme sahip olan hava tüm hayatı etkileyecek biçimde endüstriyel artıklarla değişik yollardan kirlenmektedir. Bu kirlenme ilk kez 1940-1950’li yıllarda gelişen sanayileşmenin bir sonucu olarak dünyanın çeşitli şehirlerinde havanın aşırı kirlenmesiyle görülmeye başlandı. İşte bundan dolayı “insanlar tarafından atmosfere karıştırılan yabancı maddelerle hava bileşiminin bozulmasına” hava kirliliği denildi. Dünya Sağlık Örgütü’ne göre: “Hava kirliliği, canlıların sağlığını olumsuz yönden etkileyen veya maddî zararlar meydana getiren havadaki yabancı maddelerin, normalin üzerindeki yoğunluğudur.”
Hava kirliliğine yol açan unsurlar ya doğrudan fabrika bacalarından, egzoz gazlarından havaya karışıyor yada havadaki diğer gazlarla birleşerek, havanın kirlenmesine yol açıyor.
Ayrıca sanayi işletmelerinin çıkardığı baca gazları havadaki oksijen ve su buharı ile birleşerek, bir dizi kimyasal reaksiyonlar sonucu asit yağmurlarına dönüşür. Asit yağmurları toprağın yavaş yavaş asitlenmesine yol açarak, ağaçların ve bitkilerin topraktan beslenmesine engel olur. Asit yağmurları ayrıca çeşitli yollardan sulara karışarak, sulardaki canlıların hayatını da etkiler.
Havadaki karbon tozları, katı parçacıklar, karbonmonoksit, kükürt dioksit, doymamış hidrokarbonlar, aldehitler ve diğer kanserojen maddeler insanlarda solunum yolları hastalıkları, nefes darlığı ve akciğer kanseri gibi değişik hastalıklara yol açarlar.
Sanayileşme ile büyük hız kazanan hava kirlenmesi özellikle büyük kentlerin çevresinde yoğunlaşmaktadır. Çünkü büyük kentler ve onların çevresinde yoğunlaşan üretim ve tüketim faaliyetleriyle artıklar hızla çoğalıyor. Ayrıca egzoz gazları, trafik tıkanıklıkları ve gürültü de hayatın kalitesini hızla düşürmektedir.
Havanın gaz halinde ve sürekli hareket içinde olması rüzgarlarla kirlenmeyi yeryüzü ölçüsünde yaygınlaştırıyor. Bu bağlamda en çok zararı ise ormanlara veriyor. Büyük kentlerde alt yapı yatırımlarının hazır olması, deniz, hava ve kara yolu ulaşımının kolaylığı yatırımların büyük kentlerin çevresinde yoğunlaşmasına yol açıyor. İşgücü ve pazar açısından çok uygun olan büyük kentler, üretim ve tüketim faaliyetlerinin en yoğun olduğu yörelerdir. Bu yoğunluk, hava kirlenmesinin büyük kentlerde ileri boyutlara ulaşmasına neden olmaktadır.
Bütün bunların en önemli sebeplerinden birisi sanayi ve teknolojilerimizin bir sonucu olan asit yağmurları. Uzmanların bildirdiklerine göre bunun kaynağı sanayi kuruluşlarıdır. Özellikle termik santrallerin bacalarından çıkan dumanların içinde bol miktarda kükürtdioksit ve azot oksit gibi gazlar bulunmaktadır. Bunlar atmosferdeki nem ile birleşince yakıcı asitlere (sülfirik asit, nitrik asit vb.) dönüşmekte kar, yağmur, sis yağışlarıyla da yeryüzüne ulaşmaktadır. İşte bunlara asit yağmuru deniliyor.
Asit yağmurları, göller ve nehirler gibi sular dünyasına düştüğünde bunların asitlik derecesini arttırır. Balıklar sudaki asitlik değişimine çok duyarlı oldukları için böyle sularda yaşayamazlar. Gerçekten de, Baltık ülkelerindeki göller İngiltere’deki ağır sanayi bölgelerinden kaynaklanan asit yağmurları ile asitleşmiş ve bu göllerde birçok balık türü ortadan kalkmıştır.
Asit yağmurları hayvanlar ve bitkiler gibi canlı varlıklara zarar vermekle kalmaz, taşınmaz kültür varlıklarını da olumsuz yönde etkiler. Örneğin, kent içi ya da kent dışındaki tarihî binalar, açık hava müzeleri, binlerce yıllık antik kentlere ait yapılar veya Nemrut dağında olduğu gibi taş anıtlar asit yağmurlarıyla yıpranmakta ve dağılmaktadır. Asit yağmurları bitki toplumlarının, örneğin geniş ormanların toprak üstü kısımlarında yakıcı zararlar oluşturduğu gibi, toprakların yapısını da bozmakta, toprak içindeki bitki köklerinin hastalanmasına ve toprağa can veren mikroorganizmaların ölmesine neden olmaktadırlar.

Yazan :admin

Antikitede ve Ortaçağda Madde Anlamı ve Atom teorisi
İnsanoğlu en eski çağlardan itibaren maddenin menşeini ve mahiyetini izah etmeğe çalışmıştır. Eskilerde kâinattaki her şeyin bir tek ana maddeden (prensipten) geldiği fikri vardı. Bu sebeple eskilerin ve bu arada bilhassa eski Yunan filozoflarının başlıca çalışmalarını kâinatın sonsuz karışıklığını az sayıda ana maddeye irca etmek teşkil eder. Eski Yunan ve Avrupa felsefesinin babası olup Yunan Ege Okulunun kurucusu olan Milet’li THALES (M.Ö. 640-546), her şeyin sudan geldiğini farzediyordu. Şüphesiz Thales’e göre mevcut olan şey, sis, su ve toprak şekillerini alabilmelidir. Thales ana madde olarak suyu almakla, akıcılık özelliğinde kâinatın esas vasfını düşünmüş ve bu vasfın mütemadi şekilde değişmesiyle de maddenin gaz, likid ve solid gibi üç ayrı fiziksel halinin meydana gelebileceğini ifade etmek istemiştir. Milet Okulundan ve Thales’in talebesi ANAXIMANDROS’a göre her şeyin menşei olan ana madde müşahhas bir şey olarak düşünülmemelidir; onun bir tek vasfı vardır ki o da sonsuz ve sınırsız oluşudur. Anaximandros’un bu düşüncesi asrımıza kadar fizikte yer almış bulunan uydurma «esîr» mefhumunun ilk tezahürüdür. Anaximandros’un memleketlisi ve talebesi ANAXIMENES (M.Ö. 585-525 tahminen) için bu ana madde hava , Ege Okulundan Efesli HERACLITUS (M.Ö. 490-430) için ise ateş tir. Sonradan bir tek ana madde ile bir çok şeyin imkansızlığı karşısında bu tek prensip yerine dualist sistem ikame edilmiştir. Bu sisteme göre, her şey iyilikle kötülük, sevgi ile nefret gibi birbirine zıt iki prensibin karşılıklı birleşmesiyle meydana gelir. Şüphesiz bu da yeter olmayınca Sicilyalı EMPEDOCLES (M.Ö. 490-430) Ege Okulunun tek ana maddesi yerine dört madde düşünür: toprak , su , hava , ateş ve bunların yanında iki semevî kuvvet olan sevgi ve nefret her şeyin temelini teşkil eder. Sevgi unsurları birleştirir; nefret ise bunları birbirinden ayırır. İleride görüleceği gibi, Empedocles’in bu fikirleri Aristo tarafından da benimsenmiş ve hakikattan uzak olmakla beraber Ortaçağda mühim rol oynamıştır.
Menşei bu şekilde tasavvur edilen maddenin tanecikli bir yapıda olduğu fikri ise en eski bilgilerimizdendir. Filhakika Milâttan önce 1100 yılında Sayda filozoflarının, maddenin bölünemez gayet küçük parçacıklardan kurulmuş olduklarını düşündükleri hakkında işaretler vardır. Yine Milâttan 500 yıl önce Hintli filozof KANADA, maddenin her yönde daimî surette harekette bulunan pek küçük taneciklerden kurulduğunu ve bunların basit olduğunu, zira maddenin sonsuz bir şekilde bölünemiyece-
ğini ortaya atmıştır.
Yunan atom teorisi Miletli LEUCIPPUS (M.Ö. 430 tahminen) ve bilhassa talebesi DEMOCRITUS (M.Ö. 470-400 tahminen) tarafından kurulmuş, Sisamlı EPICURUS (M.Ö. 306) ve antikitenin en dikkate değer materyalist sistemiyle De Natura Rerum ‘un (eşyanın mahiyeti hakkında) müellifi Lâtin şair ve fizikçisi LUCRETIUS (M.Ö. 90-95) tarafından devam ettirilmiştir. Bunlara göre madde ancak bir merhaleye kadar bölünebilir. Artık bölünmesi mümkün olmayan son bölünme kısmına da Epikurus, Yunancada bölünemez anlamına gelen Atomos’dan Atom adını vermiştir. Atomlar sert ve doludurlar. Bir cisim bunların birleşmesi ile vücut bulur, ayrılmasa ile de mahvolur. Atomlar hareketlidirler ve çarpışmaları neticesinde ısı meydana gelir. Atomların birbirleriyle birleşme tarzından cisimlerin gaz, likid ve solid halleri meydana gelir.
ARISTO (M.Ö. 384-321), tabiat hakkındaki sezgisel bilgisi pek derin bir dâhi olmakla beraber maddenin hakikî mahiyetini kavrayamamıştır. Onun fikrince hakikatte madde yoktur. Eşyayı ancak özellikleriyle tanıyabildiğimize ve bunlarla farklılandırabildiğimize göre, ancak bu özellikler prensip yahut element olarak düşünülebilir. Yani elementler ayrı ayrı özelliklerden ibarettir. Aristo her şeye uygun gelen özellikler araştır-mış ve bunların sıcak ve soğuk, kuru ve yaşta bulunduğunu sanmıştır. Bunlar ikişer ikişer birleştirildiklerinde altı çift elde edilir. Fakat bunlardan soğukla sıcak ve kuruyla yaş birbirinin zıttı olduğu için yok edilir ve neticede dört tane kalır. Soğuk ve yaş suyu (likid olan şey), soğuk ve kuru toprağı (solid olan şey), yaş ve sıcak havayı (gaz olan şey), kuru ve sıcak ateşi (yanan şey) teşkil eder. İşte ortaçağda pek büyük bir rol oynamış olan Aristo’nun dört element teorisinin menşei budur. Şüphesiz bunlar bugünkü manâda birer element değildirler. Zira bugünkü manâda bir element, başka cisimlerin birleşiminde bulunan cisimlerdir. Aristo’nun elementleri ise, muayyen ve temel özellikleri gösteriyordu. Böyle bir felsefe yardımıyla herhangi bir olayın sayı ile ve ölçü ile ifadesi mümkün değildi.
Ortaçağda (476-1453) Şark simyacıları Aristo’nun dört elementine cıva , kükürt ve tuz gibi üç element daha ilâve ederler. Yalnız bunlarla bugün aynı adı taşıyan cisimler arasında hiçbir münasebet yoktur. Bunlar cisimlerde az çok bulunurlar. Kükürt, cisme ateşte bozulabilme ile rengini ; cıva, metalik manzara ile eriyebilmeyi ; tuz da, lezzeti ve çözünebilmeyi verir.
Ortaçağ, ortaya atılan bu saçma teorilerden dolayı ilim tarihinde karanlık bir devre olarak yer almıştır.
İlmi bütün bunlardan ilk defa kurtaran ve kimyasal elementin modern mânasını ilme sokan ROBERT BOYLE (1626-1691) olmuştur. Boyle denel temelden yoksun bir hipotezi kabul etmeyi kesin olarak reddetmiştir. Boyle, madde kavramıyla düşünen bir bilgindir. Ona göre elementleri özellik olarak değil madde olarak almak lâzımdır. Element demek, sadece daha basit maddelere ayrılamayan madde demektir. Öteki cisimler bunların bileşikleridir. Bu bakımdan Boyle’a ilk kimyacı gözüyle bakılabilir. Boyle bir atomistikçidir. Fakat henüz kantıtatif kimya çağına girilmemiş olduğundan bir çok düşünceleri felsefî mahiyette kalmıştır. Bununla beraber, Boyle’un araştırmaları tesadüfün mahsulü şeyler değildir. The Sceptical Chemist adlı eserinden de anlaşıldığı gibi, bunlar düşünülmüş ve muhakeme edilmiş işlerdir.

Yazan :admin

Eski Yunanlilarla baslamistir aslinda tanecik ve atom kavrami. Fakat, 19. yuzyilin baslarinda deneysel olarak atomun oldugu gosterilmistir. Daha sonra da Ingiliz bilim adami John Dalton atom hakkindaki goruslerini dile getirmistir.

Deneylerinden ve gozlemlerinden yararlanarak John Dalton maddelerin cok kucuk ve top seklindeki parcaciklardan olustugunu soylemistir. Her element sadece bir tip atomdan olusur ve elementler kendilerinden daha kucuk baska maddelere ayrilamazlar. Her element kendine ozgu atomlara sahiptir ve diger atomlardan kutle olarak farklidir demistir. Dalton ayrica atomlarin doganin yapi tasi olduguna ve daha kucuk parcalara ayrilamayacagina da inanmistir. Kimyasal reaksiyonlarda ise atomlar diger atomlarla birlesip yeni maddeleri olusturur demistir.

Aslinda Dalton’un goruslerinin bazilari gunumuzde de kullanislidir. Mesela element, bilesik ve molekul kavramalari bize yardimci olur. Fakat elementi olusturan parcaciklarin tamami ayni derken izotop kavramini dusunmemistir. Izotop kavramini dusunemez, cunku proton, notron ve elektron kavramini bilmiyordur. Ayrica atomun parcalanamayacagini soyleyerek de yanlis yapmistir.

Yazan :admin