Joseph Black kimdir? Hayatı ve eserleri

Joseph Black kimdir? Hayatı ve eserleri hakkında bilgi: (1728-1799) İskoç hekim, kimyacı ve fizikçi. Kar­bonatlı bileşikler ile ilgili çalışmaları sonucunda karbondioksit gazını ta­nımlamış, gizil ve özgül ısı kavram­larını geliştirerek kalorimetrinin te­melini atmıştır. 16 Nisan 1728’de Fransa’nın Bordeaux kentinde doğdu. Bu ülkeye yerleşen bir İskoç tüccarın on iki çocuğundan biri olan Joseph Black, eğitimi için 1740’ta İskoçya’ya gönderildi. Özel bir okulda Latince ve Yunanca öğrendikten sonra Glasgow Üniversitesi’n- de tıp öğrenimine başladı. Burada zamanının tanınmış kimyacılarından William Cullen’in derslerini izledi ve üç yıl laboratuvar asistanlığını yaptı. 1751’de Edin- burgh Üniversitesi’nde öğrenimine devam etti. 1754’te Latince olarak sunduğu doktora tezi De Humore acido a cibis orto et magnesia alba kimya klasikleri arasında sayılır. Magnezyum karbonatın çeşitli tepkimelerini içeren tezine alkaliler üzerine yaptığı çalışmaları da ekleyen Joseph Black bu yapıtını 1756’da İngilizce olarak Experiments Upon Magnesia Alba, Quicklime and Some Alkaline Substances (“Be­yaz Magnezya, Sönmemiş Kireç ve Bazı Alkali Maddeleri Üzerine”) adıyla yayımlanmıştır.

Cullen’in Edinburgh Üniversitesi’nde kimya profesörü olarak görevlendirilmesi üzerine 1756’da Glasgow Üniversitesi’ne Cullen’den boşalan yere atandı. Buradaki ilk çalışmaları gizil ve özgül ısı kavramları alanlarında olmuştur. Bu çalışmalarında ilk kez ısı ile sıcaklık kavramları arasında fark belirginleşmeye başladı. On yıl sonra bu kez Edin­burgh Üniversitesi’nde yine Cullen’den boşalan göre­ve atandı. Joseph Black yalnızca iyi bir hekim ve kimyacı olarak değil, bir öğretmen olarak da yaygın üne sahipti. Çeşitli ülkelerden gelen öğrencilerinin yanı sıra döneminin ünlü kimyacıları da derslerini izlemiş­tir. Sağlığının bozulması üzerine 1796’dan sonra ders vermeyen Joseph Black 10 Kasım 1799’da Edinburgh’da öldü.

Black’ın kimya dalındaki çalışmaları tıp kökenli­dir. Edinburgh Üniversitesi’nde iki profesörün alkali maddelerin mesane ve böbrek taşlarını çözmesi konu­sunda yaptıkları açıklamalar üzerine bu konuyu doktora tezi olarak seçmiştir. Joseph Black çalışmalarına hafif bir müshil ilacı olarak kullanılan Magnesia alba’yı (beyaz magnezya) incelemekle başladı. Yaptığı de­neylerin sonuçlarını değerlendirdiğinde magnezyum karbonatın tepkimelerinin kalker (kalsiyum karbo­nat) tepkimelerine benzediğini gözledi. Her iki madde de ısıtıldığında ağırlıklarından belirli bir oran kaybolmaktaydı. Ayrıca beyaz magnezyanın asitlere tepki­mesinde gözlemlenen köpürme yakıcı alkalilerin bu tür tepkimelerinde görülmüyordu. Joseph Black bu durumda alkali karbonatlar (yumuşak alkaliler) ve yakıcı alkali­ler arasında “sabit bir gaz” oranında bir fark olduğu sonucuna vardı. Alkali karbonatların ısıtılmaları so­nucu elde edilen bu gazın havadan değişik özellikleri olduğu kısa zamanda anlaşıldı. Joseph Black, ilk kez van Helmont’un 17. yy’ın başlarında ayrı bir gaz olarak tanımladığı, daha sonra da “karbondioksit” olarak adlandırılacak bu değişik gaza, tepkimelerde her zaman sabit bir ağırlık kaybına neden olduğundan “sabit hava” adını verdi; fiziksel ve kimyasal özellik­lerini inceledi. Bu gazın fermentleşmede ve odun kömürünün yanması sonucunda da elde edildiğini gösterdiği gibi, atmosferde ve nefeste de varlığını keşfetti. Yanma olayının bu gaz içerisinde olanaksızlı­ğını, mumun kapalı bir cam kap içinde yandıktan sonra karbondioksite dönüşen hava içinde söndüğünü kanıtladı. Bu konudaki çalışmaları daha sonra Black’ın öğrencisi D.Rutherford (1749-1819) sürdürdü.

Joseph Black

Black bir başka önemli çalışmasında, sıcaklık ile ısının farklı kavramlar olduğunu gösterdi. Sıcaklık Galilei’den beri termometre ile ölçülmekteydi. Ter­mometrelerde derecelendirme, suyun buza dönüştü­ğü ve buharlaştığı noktalar sabit olarak alınarak aradaki farkın belirli dilimlere bölünmesi ile yapılır.

Black; buzun erime sürecini gözlediğinde, erime süresinde sıcaklığın değişmediğini farketti. O iıalde erime olayı sıcaklık kavramı ile tanımlanamazdı. Buharlaşmada da aynı durumun söz konusu olduğunu ortaya koyan Black, hal değiştirmelerle ilgili olarak gizil ısı kuramını geliştirdi. Burada, sıcaklık derecesi­nin artmasına neden olanın dışında bir ısı enerjisinin varlığını ve bu enerjinin erime ve buharlaşma için farklı olduğunu gösterdi. Ayrıca enerjinin sakinimi ilkesine göre, buhar suya dönüşürken bu gizil ısıyı da enerjiye dönüştürecekti. Bu olgu James Watt tarafın­dan buhar makinesinin geliştirilmesinde kullanıldı.

Black’in diğer bir buluşu ise özgül ısıdır. Isı enerjisi kavramı ortaya çıktıktan sonra, farklı madde­lerin bu enerji karşısındaki durumlarını inceleyen Black, aynı miktarda ısı alan iki aynı maddenin farklı sıcaklık derecelerine geldiklerini ortaya koydu. Özgül ısı, bir maddenin birim kütlesinin sıcaklığının bir santigrat derece yükseltilebilmesi için gerekli ısı enerjisidir. Black’in gizil ve özgül ısı kavramlarına ilişkin gözleme dayalı buluşlarının önemi Maxwell’in kinetik ısı kuramıyla daha iyi anlaşılmıştır.

Joseph Black Eserleri

1. Experiments Upon Magnesia Alba, Quicklime and Some Alkaline Substances, 1756, (“Beyaz Magne­zya, Sönmemiş Kireç ve Bazı Alkali Maddeler Üze­rine”).

Kaynak: Türk ve Dünya Ünlüleri Ansklopedisi, 17. cilt, Anadolu yayıncılık, 1983