[Kimya] Kütlenin Korunumu Yasası – Lavoisier Kanunu | Tarihçe – Flogiston Teoremi – Sabit Oranlar Kanunu – Katlı Oranlar Kanunu – BirleÅŸen Hacim ..

Kütlenin Korunumu Yasası – Lavoisier Kanunu

Kütlenin korunumu yasası, zaman zaman Lomonosov-Lavoisier kanunu olarak da adlandırılan, kapalı bir sistemde var olan çevrimler ve işlemler ne olursa olsun, kütlenin sabit kalacağını belirten kanundur.

Denk bir ifadeyle açıklamak gerekirse kütlenin durumu yeniden düzenlenebilir fakat kütle yaratılamaz veya yok edilemez. Böylece, kapalı bir sistem dahilindeki her türlü kimyasal tepkime ve proseste tepkenlerin (yani reaktantların) kütlesi, ürünlerin kütlesine eşit olmalıdır.

Buna göre:

Kimyasal olaylara giren maddelerin kütleleri toplamı oluşan ürünlerin toplamına eşittir. X + Y ® Z + T tepkimesinde X ve Y girenler (reaktif) olup, Z ve T (ürünler)’ye kütlece eşittir.
Kimyasal maddelerin kütleleri atom sayıları ile orantılı olduğundan tüm kimyasal tepkimelerde atom sayıları korunur.

Örneğin 1 mol C atomu 12 gram, 1 mol O2 molekülü 32 gramdır. Buna göre 1 mol CO2 atomu 44 gram olur:

C + O2 ® CO2
12 gram + 32 gram ® 44 gram

Tarihçe

Kütlenin korunumu kanunun ilk kez Nasîrüddin Tûsî tarafından 13. yüzyıl ortaya atılmışsa da bu ilk sürümde eksiklikler mevcuttu; Maddenin yapısının değişebileceğini fakat yok olamayacağını yazmaktaydı.

Kütlenin korunumu kanunun ilk kez net bir ÅŸekilde tanımlanması 1789 tarihinde Lavoisier tarafından baÅŸarılabilmiÅŸtir. Nitekim bu sebepten ötürü bazen kendisinin modern kimyanın babası olduÄŸu da söylenir. Bununla birlikte, Mikhail Lomonosov aslında benzeri fikirleri 1748’de ortaya atmış ve çeÅŸitli deneyler sonucu kanıtlamıştı. Lavoisier’in çalışmasının öncülleri bununla da sınırlı deÄŸildir ve ÅŸu isimler daha erken tarihlerde benzeri fikirleri ortaya atmıştır: Joseph Black (1728 – 1799), Henry Cavendish (1731 – 1810) ve Jean Rey (1583 – 1645).

Flogiston Teoremi

Lavoisier bilim dünyasında en baÅŸta yanma olayına iliÅŸkin geliÅŸtirdiÄŸi yeni kuramıyla ün kazanır. Ne ki, kimya devrimini oluÅŸturmada baÅŸka önemli çalışmaları da vardır. Ayrıca, deneylerinde, özellikle ölçme iÅŸleminde gösterdiÄŸi olaÄŸanüstü duyarlılık, kendisini izleyen yeni kuÅŸak araÅŸtırmacılar için özenilen bir örnek olmuÅŸtur. Kimya dil, mantıksal düzen ve kuramsal açıklama yönlerinden bilimsel kimliÄŸini Lavoisier’e borçludur. Tüm bu çalışmalarında ona büyük desteÄŸi eÅŸi saÄŸlar: deney ÅŸekillerini çizer, yabancı dillerden kaynak çeviriler yapar, makale ve kitaplarını yayıma hazırlar.

Lavoisier araştırmalarına başladığında, kimyada Antik Yunanlıların maddeye ilişkin dört element (toprak, su, ateş ve hava) öğretisinin yanı sıra yanmaya ilişkin flogiston kuramı geçerliydi. Bilindiği gibi, bir tahta ya da bez parçası yandığında duman ve alev çıkar, yanan nesne bir miktar kül bırakarak yok olur.

Yürürlükteki kurama göre, yanma, yanan nesnenin flogiston denen, ama ne olduğu bilinmeyen, gizemli bir madde çıkarması demekti. Odun kömürü gibi yandığında geriye en az kül bırakan nesneler flogiston bakımından en zengin nesnelerdi.

Bilim adamlarının çoÄŸunluk doyurucu bulduÄŸu bu kurama ters düşen kimi gözlemler de yok deÄŸildi. Bunlardan biri yanma için havanın gerekliliÄŸiydi. Bir diÄŸeri, kurÅŸun gibi madenlerin, erime derecesinde ısıtıldığında, yüzeylerinde oluÅŸan “calx”ın, madenin eksilen bölümünden daha ağır olmasıydı. Aslında yanma olayını açıklamadaki güçlüğün bir nedeni gazlara iliÅŸkin bilgi eksikliÄŸiydi. 1756’da Ä°skoçJoseph Black “sabit gaz” dediÄŸi karbon dioksidi buluncaya dek bilinen tek gaz hava idi.

Ä°ngiliz kimya bilgini Joseph Priestley daha sonra deneysel olarak on kadar yeni gaz keÅŸfeder. Bunlardan biri onun “yetkin gaz” dediÄŸi, ilerde Lavoisier’in “oksijen” adını verdiÄŸi gazdır.

Priestley, oksijeni bulmasına karşın flogiston kuramından kopamaz. Ãœstün bir deneyci olan bu Ä°ngiliz bilim adamı, kuramsal yönden rakibi Lavoisier ile boy ölçüşecek yeterlikte deÄŸildi. Lavoisier yanma olayı ile 1770’lerin başında ilgilenmeye baÅŸlamıştı. Kapalı bir kapta fosfor yakınca gazın ağırlığının deÄŸiÅŸmediÄŸini, oysa kabı açtığında havanın içeri girmesiyle birlikte gazın ağırlığının az da olsa arttığını saptamıştı. Bu gözlemin yürürlükteki kurama uymadığı belliydi, ama daha doyurucu bir açıklaması da yoktu.

Kütlenin Korunumu Kanunu

Lavoisier aradığı açıklamanın ipucunu bir kaç yıl sonra Priestley’le Paris’te buluÅŸtuÄŸunda elde eder. Priestley cıva oksit üzerindeki deneylerinden söz ederken bulduÄŸu “yetkin gaz”ın özelliklerini belirtir. Lavoisier yayınlarının hiç birinde Priestley’e hakkı olan önceliÄŸi tanımaz; sadece bir kez, “Oksijeni Priestley’le hemen aynı zamanda keÅŸfetmiÅŸtik,” demekle yetinir.

DoÄŸrusu, oksijenin keÅŸfinde öncelik Lavoisier’in deÄŸildi; ama bu gazın gerçek önemim ilk kavrayan bilim adamı oydu. Priestley’in deneylerini kendine özgü dikkat ve özenle tekrarlamaya koyulur. Belli miktarda havaya yer verilen bir kapta cıva ısıtıldığında, cıvanın kırmızı cıva okside dönüşmesiyle ağırlık kazandığı, havanın ise aynı ölçüde ağırlık yitirdiÄŸi görülür.

Lavoisier deneylerinde bir adım daha ileri gider: cıvadan ayırdığı cıva oksidi (calx’ı) tarttıktan sonra daha fazla ısıtır; kora dönüşen kırmızı oksidin giderek yok olmaya yüz tuttuÄŸunu, geriye belli sayıda cıva taneciÄŸiyle, solunum ve yanma sürecinde atmosferik havadan daha etkili bir miktar “elastik akıcı” kaldığını saptar. Elastik akıcı Priestley’in “yetkin gaz” dediÄŸi ÅŸeydi.

Lavoisier üstelik bu artığın ağırlığı ile cıvanın ilk aşamadaki ısıtılmasından azalan hava ağırlığının da eşit olduğunu belirler. Dahası, cıva oksidin ısı altında cıvaya dönüşmesiyle kaybettiği ağırlık etkili bölümüyle (yani oksijenle) birleşmesiyle gerçekleşmektedir. Başta önemsenmeyen bu kuram, suyun iki gazın birleşmesiyle oluştuğuna ilişkin Cavendish deney sonuçlarını da açıklayınca, bilim çevrelerinin dikkatini çekmede gecikmez.

Cavendish deneylerinde, asitlerin metal üzerindeki etkisinden “yanıcı” dediÄŸi bir gaz elde etmiÅŸ, bunu flogiston sanmıştı. Ancak Priestley’in bir deneyi onu bu yanlış yorumdan kurtarır. Priestley, hidrojen ve oksijen karışımı bir gazı elektrik kıvılcımıyla patlattığında bir miktar çiyin oluÅŸtuÄŸunu görmüştü. Aynı deneyi tekrarlayan Cavendish daha ileri giderek patlamada “yanıcı” gazınsu olduÄŸunu saptar.

Flogiston teorisi yıkılmıştı artık. Yeni teorinin benimsenmesi, kimi baÄŸnaz çevrelerin direnmesine karşın, uzun sürmez. Kimyada geciken atılım sonunda gerçekleÅŸmiÅŸ olur. Lavoisier ulaÅŸtığı sonucu Bilim Akademisi’ne bir bildiriyle sunar; ne var ki, tek kelimeyle de olsa Priestley, Cavendish, vb. deneycilerin katkılarından söz etmez.

Lavoisier’in aslında ne yeni kimyasal bir nesne, ne de yeni kimyasal bir olgu keÅŸfettiÄŸi söylenebilir.yeni ve iÅŸler bir sistem kurmaktı. 1789’da yayımlanan “Traité Élémentaire de Chimie” adlı yapıtı, kendi alanında, Newton’un Principia’sı sayılsa yeridir. Biri modern fiziÄŸin, diÄŸeri modern kimyanın temelini atmıştır.

Lavoisier’i unutulmaz yapan bir özelliÄŸi de nesnelerin kimyasal deÄŸiÅŸimlerini ölçmede gösterdiÄŸi olaÄŸanüstü duyarlılıktı. Bu özelliÄŸi ona “Kütlenin Korunumu Yasası” diye bilinen çok önemli bilimsel bir ilkeyi ortaya koyma olanağı saÄŸlar.

Lavoisier kimi kez kendi adıyla da anılan bu ilkeyi şöyle dile getirmişti:

“DoÄŸanın tüm iÅŸleyiÅŸlerinde hiç bir ÅŸeyin yoktan var edilmediÄŸi, tüm deneysel dönüşümlerde maddenin miktar olarak aynı kaldığı, elementlerin tüm bileÅŸimlerinde nicel ve nitel özelliklerini koruduÄŸu gerçeÄŸini tartışılmaz bir aksiyom olarak ortaya sürebiliriz.”

GenelleÅŸtirme

Özel görelilikte kütlenin korunumu mevcut değildir. Nitekim bir parçacık sisteminin kütlesinin, her bir parçacığın kütlelerinin toplamına eşit olduğu prensibi de özel görelilikte doğru değildir.

Kaynak: Kadim Dostlar ™ Forum

Bu içerik 08.01.2010 tarihinde Hale tarafından, Fizik - Kimya - Biyoloji Konu Anlatımları bölümünde paylaşılmıştır ve 3914 kez okunmuştur. Bu içeriğin devamında incelemek isteyebileceğiniz 4 adet mesaj daha bulunmaktadır.

[Kimya] Kütlenin Korunumu Yasası - Lavoisier Kanunu | Tarihçe - Flogiston Teoremi - Sabit Oranlar Kanunu - Katlı Oranlar Kanunu - Birleşen Hacim Oranları Kanunu orjinal içeriğine ulaşmak için tıklayın ...