Kinetik Kimya Nedir? Tarihteki İlk Nobel Kimya Ödülünü Almaya Hak Kazanan Bilim İnsanı Jacobus H. van 't Hoff, Kimya İçin Neden Önemlidir?

Kimyasal kinetik biliminin babası kabul edilen bilim insanlarından biri olan, büyük işler başarmış bir profesör ve bilim insanı Jacobus Henricus "Henry" van 't Hoff Jr. (veya kısaca van 't Hoff); buluşları, fizik ve kimya dallarında gerçekleştirdiği bilimsel inovasyonlar ve aldığı ödüllerle dünyaca tanınan ünlü bir kişidir. Peki kimyasal kinetik nedir? Gelin önce kısaca bundan bahsedelim.

Kimyasal Kinetik Nedir?

Kimyasal kinetik, kimya alanında oldukça büyük bir etki ve öneme sahip bir fizikokimya dalıdır. Endüstri, ticari, tarım ve diğer birçok alandaki üretim düzeni; kimyasal tepkimelerdeki hıza bağlı olarak elde edilebilecek verime göre kurulmuştur.

Bir kimyasal tepkimede, tepkimeye giren maddeler (reaktif) zamanla azalırken tepkime ürünleri (reaktant) zamanla artar. Bazı kimyasal tepkimelerde reaktifler reaktantlara dönüşürken daha hızlı, bazı tepkimelerinse daha yavaş azalma gösterir. Günlük hayatımızda da bu durumla sıkça karşılaşabiliriz: Suda toz şeker, küp şekerden daha hızlı çözünür veya benzinin yanma olayı kömürden daha hızlı gerçekleşir. İşte kimyasal tepkimelerin hızlarını inceleyen ve bununla alakalı çalışmalar sergileyen bilim dalına kimyasal kinetik adı verilir.

Kimyasal kinetik, günlük hayatımızda bize birçok kolaylık sağlar: Marketten aldığımız içecekleri, kozmetik reyonlarında satılan makyaj malzemeleri, kremleri vb. ürünleri kendi doğal ömürlerinin uzatılmasının ve bu ürünlerin uzun süre içerisinde tüketilmesinin sağlanmasında kimyasal kinetik kullanılır.

İşte bu önemli sahanın kurucularından olan Jacobus Henricus van 't Hoff, bu nedenle tanınmaya değer bir bilim insanıdır. Öyle ki, tarihteki ilk Nobel Kimya Ödülü, van 't Hoff'a verilmiştir.

Jacobus Henricus Van't Hoff Kimdir?

Jacobus Henricus van 't Hoff, 30 Ağustos 1852 yılında Rotterdam'da dünyaya geldi. Bir fizikçinin oğlu olarak doğan van 't Hoff, yedi çocuklu ailesinin üçüncü çocuğudur. Hayatı boyunca bilimden yolunu şaşırmayan bir tutum izlemiştir.

Her ne kadar babası ona karşı çıkmış olsa da, 1869 yılında (17 yaşındayken) Hollanda'da bir şehir olan Delft'teki politeknik okuluna girdi (Politechnical School of Delft) ve bu okuldan 1871 yılında teknoloji diploması alarak mezun oldu. Ömrü boyunca tamamen bilimsel bir kariyer izleme kararını, kendisinden beklediği kariyer hedefi olan teknoloji uzmanlığıyla alakalı bir iş tatiline çıktığı şeker fabrikasında iken verdi.

Delft'te okuduğu üniversiteden sonra Leiden Üniversitesinde okuma kararı aldı. Orada aldığı bir yıllık ağır matematik derslerinden sonra, ünlü Alman organik kimyacı Friedrich August Kekulé ile çalışmak üzere Bonn'a gitti. 1874 yılına kadar Almanya'da çalışmalarını devam ettirdi.

1874 yılında Hollanda'ya döndükten sonra, doktora derecesini Utrecht Üniversitesi'nde almaya hak kazandı. Van 't Hoff, bilim alanındaki itibarını ilk kez organik kimya alanında edindi. 1874'te, karbon atomları ve komşuları arasındaki kimyasal bağların düzenli bir dörtyüzlü köşelere doğru yönlendirildiğini varsayarak optik aktivite olgusunu açıklamayı başardı. Bu üç boyutlu yapı, doğada bulunan izomerleri açıklıyordu. Fransız kimyager Joseph Le Bel de aynı fikri Van 't Hoff'tan bağımsız olarak ileri sürdü.

Van 't Hoff, doktora derecesinin verilmesinden üç ay önce, bugün stereokimyanın temeli olarak kabul edilen bu teoriyi, önce 1874 sonbaharında Hollandaca bir broşürde, daha sonra Mayıs ayında, La chimie dans l'espace adlı küçük bir kitapta yayınladı. Van 't Hoff'un, 1877 yılında bulabildiği tek iş, Utrecht'teki Veteriner Okulu'ydu. Burada, kitabın Almanca çevirisini de çıkardı. Bu ilk yıllarda teorisi, bilim camiası tarafından büyük ölçüde göz ardı edildi ve o dönem önde gelen bir kimyager olan Hermann Kolbe tarafından sert ve alaycı bir şekilde eleştirildi:

Görünen o ki Utrecht'teki Veteriner Okulu'ndan Dr. J. H. van 't Hoff, kesin kimyasal araştırmalardan hiç de hoşlanmıyor. Görünüşe göre Veteriner Okulu'ndan ödünç aldığı bir pegasusa binmeyi ve 'La chimie dans l'espace'inde, kimyanın Parnassus'un tepesine cesurca uçtuğu bir sırada, atomların kendisine kozmik uzayda düzenlenebilir olacak biçimde göründüğünü ilan etmeyi tercih ediyor.

Bu acımasız eleştirilere rağmen van 't Hoff, bilimsel çalışmalarını sürdürmeye devam etti ve sonunda kazanan o oldu: Dönemin önde gelen kimyagerleri olan Johannes Wislicenus ve Viktor Meyer'in teorisini desteklemesi sonucunda, teori kimya çevrelerinde geniş kabul görmeye başladı.

van 't Hoff, yalnızca elde ettiği buluşlarla değil, aynı zamanda eserleri ile de ün kazanmayı başarmıştır. Fizikokimya alanına ilk kez 1884 yılında giren van 't Hoff, bu alandaki en ünlü yayını olan "Etudes de Dynamique Chimique" (Dinamik Kimya Alanında Çalışmalar) adlı kitabını yayımladı. Bu kitabında, kimyasal reaksiyon derecesinin karşılaştırılması yönünde tanımladığı yeni bir metot ve dönüşüm ısısıyla sıcaklık değişimi sonucu ortaya çıkan denge yer değişimine uyguladığı termodinamik yasaları bulunuyordu. Ayrıca "kimyasal afinite" kavramını da bu kitapta ilk kez ileri sürdü. 1886 yılındaysa, seyreltik çözeltilerin ve gazların davranışı arasında bir benzerlik gösterdi.

1887'de, van 't Hoff ve Alman kimyager Wilhelm Ostwald, Zeitschrift für physikalische Chemie ("Journal of Physical Chemistry") adlı, son derece saygın bir bilimsel dergiyi hayata geçirdiler. Bu dergi, günümüzde de yayın hayatına devam etmektedir ve hatta Big Bang Theory isimli dizideki hayali fizikçi Sheldon Cooper, dizinin bir bölümünde bu derginin hayali bir sayısının kapağında yer almıştır.

van 't Hoff, sonradan Svante Arrhenius'un elektrolitlerin ayrışması teorisi üzerinde de çalıştı ve 1889'da Arrhenius denklemi için fiziksel gerekçeyi keşfetmeyi başardı. 1896'da Berlin'deki Prusya Bilimler Akademisi'nde profesör oldu. Stassfurt'taki tuz yatakları üzerine yaptığı çalışmalar, Prusya'nın kimya endüstrisine önemli bir katkıydı.

Van 't Hoff, kimya bölümü başkanı olmadan önce Amsterdam Üniversitesi'nde 18 yıl boyunca profesör olarak kimya, mineraloji ve jeoloji alanlarında çok çeşitli dersler verdi. Amsterdam'da yaptığı bu profesörlük yıllarındaki bir açılış konuşmasında, bilimsel hayal gücünün ("Wetenschap Verbeeldingskracht") öneminden bahsederek, birçok yeni bilim insanı adayına ilham oldu.

1901 yılında yaptığı kimyasal dinamik yasalarının ve çözeltilerde osmotik basınç kanunlarının keşfi için kendisinin yaptığı hizmetler karşılığında tarihin ilk Nobel Kimya Ödülü'nü almaya hak kazandı. Van 't Hoff, yaşamının bu dönemlerini, "kendi hayatının bir dönüm noktası" olarak nitelendirmiştir.

Wikimedia Commons

Van 't Hoff, 1 Mart 1911 tarihinde, Berlin yakınındaki Steglitz'de hayatını kaybetti. Fiziksel kimyanın bağımsız bir disiplin haline gelmesini sağlayan van 't Hoff, Fransız kimyacılar olan Pasteur ve Lavoisier ile Alman kimyacı Wöhler ile birlikte, kimyanın en büyük bilim insanlarından kabul edilmektedir.