İridyum, talyum ve bizmut… Bir önceki bölümde de söylediğimiz gibi bu bölümde de isimleri spektrumlarıyla ve renkleriyle doğrudan bağlantılı olan son 3 elementi konu alıyoruz. Peki, bu bölümde ele alacağımız üç element ne zaman keşfedildi? Bu elementlerin hangi renklerle yahut spektrum analizleriyle ilişkisi vardı? Elementlerimizin keşfi sırasında ne gibi olaylar yaşandı? Elementlerin Hikâyesi 19. Bölüm başlıyor…
(intro)
18. yüzyılın sonlarıydı… Kimyagerler artık beyaz altın olarak adlandırdıkları platin elementinin varlığını kanıksamıştı ve onu daha iyi tanıyabilmek için üzerinde çalışmalar yapmaya devam ediyorlardı. Altın gibi platinin de kral suyunda çözündüğünü görmüşlerdi, ancak bir farklılık vardı. Platini çözdükleri sırada az da olsa koyu renkli bir kalıntı dipte beliriyordu. Sabit oranlar yasasını bulmasıyla tanıdığımız Joseph Louis Proust, bu artığın grafit olduğunu düşünüyordu. Diğer Fransız kimyagerler Victor Collet-Descotils, Antoine François ve Louis Nicolas Vauquelin de 1803’te siyah kalıntıyı gözlemlediler ancak daha sonraki deneyler için yeterli miktarda elde edemediler. Vauquelin, tozu dönüşümlü olarak alkaliler ve asitlerle işlemden geçirdi ve yeni bir metalden olduğuna inandığı uçucu yeni bir oksit elde etti. Evet gerçekten de yeni bir elemente ait bir oksit bulmuştu, bulduğu bu oksitin elementi bir sonraki bölümün konusu olacak. Elinde biraz daha numune olsa belki de bu bölümdeki elementi keşfedebilecekti ancak bu konuda avantajlı konumda olan kişi Smithson Tennant idi. 1803 yılında İngiliz bilim adamı Smithson Tennant elinde bol miktarda olan çözünemeyen kalıntıyı analiz etti ve bunun yeni bir metal içermesi gerektiği sonucuna vardı. Çalışmalarını ilerleten Tennant, siyah kalıntıda iki yeni element keşfetti. Bunlardan biri Vauquelin’in oksidine ulaştığı elementti. Diğeri ise sodyum hidroksit ve hidroklorik asit ile bir dizi işlemden geçirilerek elde edilen koyu kırmızı renkli kristallerin içindeydi. Bu kristaller büyük ihtimalle hidratlı sodyum hekzakloroiridat mineraliydi. Tennant bu elementin tuzlarına çok farklı renkler verdiğini fark etmiş ve Yunan mitolojisinde gökkuşağı tanrıçası olan İris’ten hareketle elemente iridyum adını vermişti. Böylece bir element daha periyodik tablodaki yerini almış oldu.
Bu bölüme konu aldığımız bir diğer element ise ismini spektrumuyla alan talyum elementi. Robert Bunsen ve Gustav Kirchhoff tarafından geliştirilmiş alev spektroskopisi yönteminin yayınlanmasından ve 1859-1860 yıllarında sezyum ve rubidyumun keşfedilmesinden sonra, alev spektroskopisi minerallerin ve kimyasal ürünlerin bileşimini belirlemek için onaylanmış bir yöntem haline gelmişti. William Crookes ve Claude Auguste Lamy de birbirlerinden bağımsız olarak bu yöntemi kullanmaya başlamışlardı. Crookes alev spektroskopisi yöntemini Harz dağlarındaki Tilkerode yakınlarındaki bir sülfürik asit üretim tesisinin kurşun odasında biriken selenyum bileşiklerindeki tellür için spektroskopik belirlemeler yapmak için kullanıyordu. Selenyum siyanür üzerine yaptığı araştırma için örnekleri yıllar önce August Hofmann’dan almıştı. 1862’ye gelindiğinde Crookes, alev spektroskopisinde fark ettiği yeni bir elementin küçük miktarlarını izole etmeyi ve birkaç bileşiğin özelliklerini belirlemeyi başardı. Claude-Auguste Lamy, piritten sülfürik asit üretimi sırasında biriken selenyum içeren bir maddenin bileşimini belirlemek için Crookes’unkine benzer bir spektrometre kullandı. Ayrıca spektrumdaki yeni yeşil çizgiyi de fark etti ve yeni bir elementin mevcut olduğu sonucuna vardı. Lamy bu malzemeyi arkadaşı Frédéric Kuhlmann’ın sülfürik asit fabrikasından almıştı ve bu yan ürün büyük miktarlarda mevcuttu. Lamy yeni elementi bu kaynaktan izole etmeye başladı. Lamy’nin bu yeni elementten bol miktarda işleyebilmesi, ona çeşitli bileşiklerin özelliklerini belirleme olanağı sağladı ve ayrıca elementin tuzlarının elektrolizi ile elde ettiği metali yeniden eriterek hazırladığı küçük bir metalik külçe hazırladı. Her iki bilim adamı da talyumu bağımsız olarak keşfettiği ve işin büyük bir kısmı, özellikle de metalik talyumun izolasyonu Lamy tarafından yapıldığı için, Crookes bu çalışmada kendi önceliğini korumaya çalıştı. Her iki bilim adamı arasındaki tartışma 1862 ve 1863 boyunca devam etti. Crookes bu elemente spektrumunda beliren yeşil rengine ithafen Yunancada “yeşil bir sürgün, genç dal” anlamlarına gelen θαλλός (thallos) kelimesinden türeterek talyum adını verdi. Böylece bir element daha spektrumuyla ismini kazanarak periyodik tablodaki yerini almış oldu.
Bu bölüme ve başlığa konu aldığımız son elementimiz ise bizmut elementi. Bizmut çok eski zamanlardan beri bilinmekteydi. Kalay ve kurşuna benzerliğinden dolayı uzun süre alaşım olarak kullanıldı ancak bizmutun varlığını ilk kim fark etti bilinemiyor. Georgius Agricola 1546’da bizmutun, kalay ve kurşunun da dahil olduğu metal ailesinde ayrı bir metal olduğunu belirtmekteydi. Agricola, Almanca madencilik terimlerini Latinceye çevirerek bilim dünyasına büyük katkılar sağlamıştı. Bizmut’a bugünkü ismini kazandıransa yine oydu. Kitabında bizmuttan “bisemutium” diye bahseden Agricola, bu kelimeyi Alman madencilerin onun için kullandığı ad olan “wissmuth”tan türetmişti. Bu kelime büyük ihtimalle Eski Yüksek Almancada beyaz anlamına gelen hwiz köküyle bağlantılıydı. Almanların kullandığı “wissmuth” isimlendirmesi ise “weiße Masse” yani beyaz kütle tamlamasından geliyordu. Simya dönemindeki madenciler bizmuta “tectum argenti” yani gümüş çatı veya hâlâ Dünya’da oluşma sürecinde olan gümüş anlamında “gümüş yapılan” adını verdiler. Bizmut İnkalar tarafından da biliniyordu ve her zamanki gibi bakır ve kalayla birlikte bıçaklar için özel bir bronz alaşımda kullanılıyordu. 1738’de Johann Heinrich Pott, Carl Wilhelm Scheele ve Torbern Olof Bergman’la başlayarak kurşun ve bizmutun farklılığı netleşti ve Claude François Geoffroy 1753’te bu metalin kurşun ve kalaydan farklı olduğunu somut kanıtlarıyla belgeleyerek elementel bizmutun kâşifi ünvanını kazandı.
İşte bu isimleri spektrum, ışık ve renklerle doğrudan bağlantılı olan son 3 element; iridyum, talyum ve bizmutun hikayesidir. Böylece 19. Bölümün de sonuna gelmiş olduk. Bir sonraki bölümde görüşmek üzere!
Kaynakça:
L. B. Hunt, “A History of Iridium”, Platinum Metals Review, 1987
J. Emsley, “Iridium”, Nature’s Building Blocks: An A–Z Guide to the Elements. Oxford, 2003
W. P. Griffith, “Bicentenary of Four Platinum Group Metals. Part II: Osmium and iridium – events surrounding their discoveries”, Platinum Metals Review, 2004
M. E. Weeks, Discovery of the Elements (7th ed.), Journal of Chemical Education, 1968
S. Tennant, “On Two Metals, Found in the Black Powder Remaining after the Solution of Platina”, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1804
William Crookes, “On the existence of a new element, probably of the sulphur group,” Chemical News, 1861
William Crookes, “Further remarks on the supposed new metalloid,” Chemical News, 1861
William Crooke, “Preliminary researches on thallium,” Proceedings of the Royal Society of London, 1862
Crookes, William, “On Thallium”, Philosophical Transactions of the Royal Society of London, 1863
A. Lamy, “De l’existencè d’un nouveau métal, le thallium,” Comptes Rendus, 1862
M. E. Weeks, “The discovery of the elements. XIII. Supplementary note on the discovery of thallium”, Journal of Chemical Education, 1932
G. Kirchhoff & R. Bunsen, “Chemische Analyse durch Spectralbeobachtungen”, Annalen der Physik und Chemie, 1861
Robert K. DeKosky, “Spectroscopy and the Elements in the Late Nineteenth Century: The Work of Sir William Crookes”, The British Journal for the History of Science, 1973
Frank A. J. L. James, “Of ‘Medals and Muddles’ the Context of the Discovery of Thallium: William Crookes’s Early”, Notes and Records of the Royal Society of London, 1984
John Emsley, “Thallium”, The Elements of Murder: A History of Poison, Oxford University Press, 2006
Mary Elvira Weeks, “The discovery of the elements. II. Elements known to the alchemists”, Journal of Chemical Education, 1932
Nicholas C. Norman, Chemistry of Arsenic, Antimony, and Bismuth, Springer, 1998
Georgious Agricola, De Natura Fossilium, New York: Mineralogical Society of America, (1955) [1546]
William Nicholson, “Bismuth”, American edition of the British encyclopedia, 1819
Robert B. Gordon & John W. Rutledge “Bismuth Bronze from Machu Picchu, Peru”, Science, 1984
Johann Heinrich Pott, “De Wismutho”, Exercitationes Chymicae, 1738
C. R. Hammond, The Elements, in Handbook of Chemistry and Physics, CRC press, 2004
C.F. Geoffroy, “Sur Bismuth”. Histoire de l’Académie Royale des Sciences, 1753
0 Yorum