Kimya, maddelerin bileşimi, yapısı, özellikleri, reaksiyonları ve davranışları ile ilgilenen bir bilim dalıdır. Bu nedenle, kimya merkezi bilim olarak adlandırılır. Gündelik hayatın özüdür ve tüketilen gıdalarda, solunan havada, içilen suda, her şey kimyasal işlemlerin bir sonucudur. Kimya, birçoğunun esrarengiz olmasına rağmen, günlük yaşamın her alanında yoğun olarak yer almaktadır. İnsanların varlığı buna bağlıdır. Çevrede ve küçük olan, günlük yaşamda hayati kimyanın nasıl olduğunu anlamayı sağlayan sayısız örnek vardır. İnsan vücudu yaklaşık 9.000 kurşun kalemine grafit olan gerçekten kurşun sağlayacak kadar insan vücudun da karbon olduğu örneği verilebilir. Aslında, sevgi ve nefret gibi duygular da kimya tarafından yönlendirilmektedir. Etraftaki hemen her yerde olan kimyanın daha iyi anlaşılması için, iki bölümden günlük örnekler vardır. Bu örneklerden birincisi, vücuttaki kimya örnekleri ve ikincisi, vücudun dışında bulunan veya etraftaki kimyasal örnekleridir.
Vücuttaki Kimya
Kimya, hayatta kalma da hayati bir rol oynar ve kimyasal olmadan hayat hayal bile edilemez. Vücudun temel işlevlerine katılırlar, duyguları kontrol ederler, metabolik süreçleri denetlerler ve hastalıkları uzak tutarlar. Solunan oksijen, ihtiyaç duyulan temel besinler, vücudun genetik yapısı, DNA ve RNA hepsi farklı elementlerden ve bileşiklerden oluşur. Kimya içeren birkaç örneğe bakıldığında ve varlığın ayrılmaz bir parçasıdır.
İnsan Vücudunun Yapısı
Vücut kütlenin kabaca % 96’sı sadece 4 elementten oluşur. Bu dört element Oksijen, Karbon, Hidrojen ve Azottur. % 4’ü ise, sodyum, potasyum, kalsiyum, çinko içeren yaklaşık 60 elementten oluşur ve liste böyle devam eder. Daha büyük miktarlarda gerekli olan elementlere makro besin denir ve dakika miktarlarında, genellikle milyon veya daha az kısımda gerekli olanlara mikro besin denir. Kimyasal olarak, insan vücudu su ve organik bileşiklerden oluşur, bu bileşikler karbonhidratlar, proteinler, lipitler ve nükleik asitlerdir. Vücuttaki kimya örneklerinden bazıları aşağıdaki gibidir:
Metabolizma
İnsan vücudunda gerçekleşen organik süreçler, çok sayıda kimyasal reaksiyon içeren, metabolizma olarak adlandırılır. Farklı organlar tarafından salgılanan enzimler, bu reaksiyonların hızını hızlandıran biyokatalizörler gibi davranırken, hormonlar oluşumlarını, zamanlarını ve hızlarını düzenler. Mutluluk, sorunsuz işleyen ve normal sağlığa bu metabolik süreçlere bağlıdır. Bu yaşam süreçlerinin koordineli ve eşzamanlı oluşumları düzenli bir şekilde formda, sağlıklı ve canlı olmanın nedenidir.
Solunum
Solunum, bir organizma ve çevresi arasındaki gaz alışverişidir. Solunum, glukoz veya şeker ile oksijen arasında bir enerji bırakan bir reaksiyon olan kimyasal bir işlemdir. Havadan oksijenin solunmasının akciğerlerin şişmesine neden olduğu, daha sonra da havanın karbon dioksitin çevreye atılmasıyla meydana geldiği süreçtir.
Solunum sırasında reaksiyon gerçekleşir:
Cı- 6 , H 12 O 6 + 6 çıkış 2 ➜ 6CO 2 + 6H 2O + Enerji
Suyun Bileşimi
Su, dünyadaki yaşamın iksiridir. Hidrojen yüksek derecede yanıcı bir gazdır ve Oksijen yanması mümkün olmayan bir gazdır, su olan en etkili yangın söndürücüyü oluşturmak için birbirleriyle kovalent bir bağ oluşturur. Suyun kimyasal formülü H2O. Her gün bir kimyasal içilir. Su vücutta meydana gelen tüm metabolik işlemler için önemlidir. Leonardo da Vinci’nin dediği gibi Su, tüm doğanın itici gücüdür.
Açlık Hissi
Aç hissedildiğinde, Ghrelin hormonu açlığı tetikleyen mide tarafından salgılanır. Büyüme hormonunun salınımını uyarır. İnsülin salınımında ve kardiyovasküler organların korunmasında rol oynar. Böylece, mide bir dahaki sefere bir şeyler yenmesi ister, çünkü öğünler atlanır, daha fazla Ghrelin üretilir ve bu sayede yiyecek arzusunu arttırır.
Sindirim
Gastrik asit, hidroklorik asit (HC1) ve mideyi kaplayan parietal hücreler tarafından salgılanan büyük miktarlarda potasyum klorür (KCl) ve sodyum klorürden (NaCl) oluşur. Bu mide asidi, pepsinojenin midedeki proteinlerin denatüre edilmesinden sorumlu olan pepsine dönüşmesine yardımcı olur. Ayrıca kişiyi hasta etmeden önce gıdadaki mikro organizmaları da öldürür. HCI, tüketilen gıdalarda bulunan asidi nötrleştirir ve böylece kişiyi sağlıklı tutmak için vücudun asitli veya alkalin seviyelerini korur.
Gözyaşı ve Ağlama
Bazen ağlamak doğal bir reflekstir. Araştırmalar duygusal gözyaşlarının mizacı ve daha prolaktin’i etkileyen bir unsur olan daha fazla mangan içerdiğini göstermiştir. Prolaktin, süt üretimini düzenleyen bir hormondur. Bu manganez ve prolaktin ortadan kaldırılmasının, vücutta oluşan gerilimi azalttığı, enerjilendirilmiş ve gençleşmiş hissedildiğini düşünülmektedir. Bu yüzden, bir dahaki sefere kişi kendini düşük modda hissederse ve duygularını yaymaya ihtiyacı olduğunda gözyaşına engel olunmamalıdır, çünkü daha iyi hissetmeye yardımcı olur.
Aşk Kimyası
Âşık olunur ya da birine ilgi duyulur ve Feniletilamin PEA ya da aşk kimyasalların salgılanması ve çiftleşmeyi teşvik eden hormonlar olan testosteron ve östrojen salgılanması nedeniyle aidiyet hissi duyulur. Âşık olunduğunda, beyin sürekli olarak dopamin, norepinefrin ve feromonlar salgılar ve bu durum, beyindeki zevk merkezini uyandırarak kalp atış hızı, uykusuzluk, yoğun bir heyecan hissi, neşe ve odaklanmış ilgi gibi yan etkilere yol açar.
Kahve ve Uyku
Kahve, içindeki kafein varlığından dolayı kişiyi uyanık tutar. Bu kafein vücutta dopamin seviyesini yükseltir ve beyinde ki zevk alanlarını teşvik eder ve kişinin kendini iyi hissetmesini sağlar. Vücuttaki adrenalin salgılanmasını arttırır ve beyindeki kişiyi uyanık tutan etkinliği hızlandırır.
Vücut Kokusu
Terleme, bedenin kendini soğuttuğu bir yöntemdir. Vücut kokusu temelde ergenliğin başlangıcında aktif hale gelen koltuk altı, kulak, göğüs, genital ve saç köklerinde bulunan Apokrin bezlerinden kaynaklanır. Bu salgıların saldığı ter, içindeki yağ asitleri ve proteinlerin varlığından dolayı renk olarak hafif sarı renktedir. Ciltte gelişen bakteriler, Apokrin bezlerinin salgılarını bozar ve kokulu kokular yaratır. Bunlar vücuttaki kimya örneklerinden bazılarıdır. Etraftaki günlük yaşamda bazı kimya örnekleri ise aşağıdaki gibidir:
Çevredeki Kimya
Kimyasal reaksiyonlar etraftaki maddeleri etkiler, kimyasalların ve kimyanın daha iyi bir yaşam sürmeye yardımcı olduğu çok sayıda durum vardır. Yiyeceklerin pişirilmesi, giyilen kıyafetler, ürünler için kullanılan gübreler, evleri inşa etmek için kullanılan çimento, elektrik üreten enerji santralleri ve diğer pek çok işlem kimyaya bağlıdır. Bu doğal bilime olan insan bağımlılığı artıyor ve bunu anlamak için işte çevredeki kimyanın önemini vurgulayan örneklerden bir kaç tanesi aşağıdaki gibidir:
Fotosentez
Fotosentez enerji dönüşümünü içerir, bitkilerin, alglerin ve bazı bakterilerin kendi besinlerini ürettikleri kimyasal bir işlemdir. Yapraklarda mevcut klorofil tarafından hapsolmuş güneş ışığı varlığında karbondioksit ve su kullanarak glikozun sentezidir. Meydana gelen reaksiyon tasvir edilmektedir:
6 CO 2 + 6H 2 O + Işık Enerjisi ➜ Cı 6 H 12 O 6 + 6 O 2
Fotosentez, solunumun ters işlemidir. Her ikisi de birbirine bağımlıdır. Kesintisiz oksijen kaynağı alınır ve bitkiler ihtiyaç duydukları karbondioksiti alır. Bu nedenle fotosentez günlük yaşam da önemli bir rol oynamaktadır.
Et Rengi
Kırmızı ve beyaz olarak iki tür et vardır. Kırmızı et, kas hücrelerinde oksijen depolayan miyoglobin adı verilen yüksek pigmentli bir protein içerir. Hücrelerdeki miyoglobin daha fazla, kırmızı olan ettir. Bununla birlikte, et ısıtıldığında, proteinler parçalanır ve küçülür. Etin iç kısmı 170 °F’ye ulaştığında, ten rengi bir bileşik hemikrom seviyeleri yükselir, miyoglobin iyi işlenmiş ete kahverengi ve gri rengini veren metmiyoglobin olur. Beyaz et, çiğ olduğunda yarı saydam bir camsı kaliteye sahip glikojen içerir. Pişirildiğinde, proteinler yeniden birleşir veya pıhtılaşır, et mat ve beyazımsı hale gelir.
Kahverengine Dönen Elma
Elmalar, tirozinaz olarak da bilinen polifenol oksidaz (PPO) adlı bir enzimi içerir. Bir elmayı kesmek, hücrelerini atmosferik oksijene maruz bırakır ve elmalardaki fenolik bileşikleri okside eder. Buna kesilmiş elmayı kahverengiye dönüştüren enzimatik esmerleşme denir. Elmaya ek olarak, enzimatik esmerleşme muz, armut, avokado ve hatta patateslerde de örnek olarak verilebilir.
Gözyaşı ve Soğan
Bir soğan kesildiğinde, bir soğanda tabakaları oluşturan hücreler kırılır, böylece kesim sırasında serbest bırakılan prensco olarak bilinen kükürt içeren bir bileşikle reaksiyona giren bir enzim Alliinase salgılanır. Bu reaksiyon, 1-propenil sülfürik asit oluşumuyla sonuçlanır. 1-propenil sülfürik asit, LF-sentaz enzimi ayrıca Lachrymatoryfactor sentezleyici enzim anlamına gelir. Enzimi ile uçucu bir kükürt bileşiği olan Propanethial S-okside dönüştürülür. Lachrymatory faktörü (ağlama faktörü) olarak bilinen bu gaz, gözlerde yanma hissine neden olan ve gözyaşı bezinin gözyaşı salgıladığını gösteren sülfürik asit oluşturmak üzere gözlerdeki suyla reaksiyona girer.
Leke Çıkarıcılar
Sabun, bir alkali ve bir yağ asidi arasındaki reaksiyondan oluşur. Bu, bir hidrofilik (su seven) ve bir lipofilik (yağ seven) uçlu bir molekül üretir. Lipofilik uçlar yağa, grese veya kire yapışır. Bunlar sabunun içine çekilir ve temiz bir yüzey bırakarak temiz bir su akışıyla yıkanır ve bu sadece gerçekleşen fiziksel bir reaksiyondur. Sabun ve leke çıkarıcılar, yağ ve suyun karışmasına izin veren emülsiyonlaştırıcılar olarak işlev görür, böylece vücuttaki ve giysilerdeki yağlı karışımlar ve zor lekeler, sabun, leke sökücüler ve suyun uygulanmasından sonra giderilebilir.
Meyvelerin Olgunlaşması
Basit bir hidrokarbon gazı etilen, meyvenin özelliklerini değiştirmek için reaksiyonları katalize eden olgunlaşma enzimlerinin salgılanmasını uyaran gerekli genlere geçer. Etilen, hidrolaz, amilaz, kinaz ve pektinaz adı verilen diğer bazı kimyasalların etkisini kanalize eder. Bu enzimler nişastayı şekere dönüştürür, hücre duvarlarını daha yumuşak yapmak için değiştirir, asitleri nötralize eder ve meyvelerin aroma yaymasına neden olur.
Fermantasyon
Fermantasyon, anaerobik koşullar altında karmaşık maddelerin daha basitlerine dönüştürülmesidir. Fermantasyondan elde edilen spesifik ürün fermantasyonun gerçekleştiği maddeye etki eden mikro organizmaların tipi tarafından teşvik edilir. Fermantasyon ürünleri alkoller veya asitler ve karbondioksit salınımıdır. Örneğin, meyve suyundan üretilen şarap maya ile fermantasyonun bir sonucudur, bira ise tahılların maya fermantasyonunun bir sonucudur. Antibiyotikler, küfler ve bazı bakteriler tarafından fermantasyon yoluyla elde edilir. Yoğurt, peynir ve sirke bakteriyel fermantasyon ürünleridir ve mayalı ekmek maya fermantasyonuyla elde edilir.
Güneş Koruyucular
Güneş koruyucular organik ve inorganik bileşiklerin bir kombinasyonudur. Titanyum dioksit veya çinko oksit gibi inorganik kimyasallar, UV dalgalarını yansıtan veya saçan fiziksel bir bariyer oluşturur. Oktil metoksisinamat (OMC) veya oksibenzon gibi organik bileşenler UV ışınlarını emer ve enerjilerini ısı olarak serbest bırakır. Bu, cildi güneş yanıklarından ve kanser gibi zararlı etkilerden korur.
Ojeler ve Asetonlar
Tırnak boyası üç çeşit bileşenden oluşur, organik çözücüler ve kurutma etmenleri, koyulaştırıcılar ve sertleştirici etmenler ve renklendirici etmenler. Sökücü aslında tırnak boyasında aseton veya etil asetat olabilen bir bileşen olarak kullanılan organik bir çözücüdür. Yani sökücü uyguladığında, sadece orijinal durumuna geri getirilir. Solvent molekülleri, polimer zincirlerinin arasına girer ve bunları ayırır, böylece bir pamuk topuyla silinmesini kolaylaştırır.
Statik Elektrik
Tüm malzemeler, maddenin atomlarındaki elektrik yüklerinden oluşur. Evrendeki birbirlerini dengelemeye çalışan eşit miktarda elektron (negatif yükler) ve protonlar (pozitif yükler) vardır. İki malzeme arasında ki sürtünme, bu yüklerin yeniden dağılmasına neden olur ve bir atomdan gelen elektronlar diğerine transfer edilir. Bilindiği gibi, benzer metaller birbirlerini iterler ve metallerin aksine birbirlerini çekerler. İyi bir elektrik iletkeni olan bir şeye dokunulduğunda, birikmiş olan fazladan elektronların transferi gerçekleşir ve bu kişiye statik şok verir. Örneğin, genellikle kış aylarında, arabadan inildiğinde veya kapı topuzuna ya da dosya dolabına dokunulduğunda elektrik alınır.
Vücudun kendisi, bir ya da diğer kimyasal reaksiyonun her an gerçekleştiği çok büyük bir kimyasal fabrikadır. Pek çok insan uzun reaksiyonlar ve kitaplar da gördüğü zor kimyasal isimler nedeniyle kimyayı tehdit etmektedir. Bununla birlikte, günlük hayatta karşılaşılan bu bilimi anlamak için pratik bir yaklaşım benimsemek, daha da fazla takdir etmeye yardımcı olacaktır.
Kaynakça:
studiousguy.com
worldofchemicals.com
chem.libretexts.org
Yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu