Hava
Hiç yokluğunu duymadığımız ve hiçbir karşılık ödemeden sahip olduğumuz için havanın ne kadar değerli olduğunu çoğu kez düşünmeyiz bile. Oysa hava olmasaydı yeryüzünde yaşam da olmazdı. Bulutsuz bir gökyüzünün kuşattığı dünyamız gündüzleri sıcaktan kavrulan, geceleri buz gibi soğuyan, hiçbir canlının yaşamadığı ve hiçbir sesin duyulmadığı ıssız bir çöle dönüşürdü.
Bütün canlıların yaşaması için gerekli olan gazların, bulutları ve yağmuru oluşturan su buharının kaynağı havadır. Konuşmalar, müzik ve algıladığımız bütün öbür sesler ancak dalgalar halinde havada yayıldıkları sürece kulağımıza ulaşabilir. Ayrıca günlük yaşamda havadan yararlanmanın başka yolları da bulunmuştur. Örneğin taşıt lastiklerinin şişirilmesinde, trenlerin havalı frenlerinde ve sıkıştırılmış (basınçlı) havayla çalışan pnömatik aygıtlarda havadan yararlanılır.
Hava Nedir?
Eski Yunan’ın en büyük düşünür ve bilginlerinden Aristo İÖ 350’lerde, canlı ve cansız her şeyin toprak, hava, ateş ve su gibi dört temel “element”ten oluştuğunu öne sürmüştü. Yaklaşık 2.000 yıl boyunca havanın bütün öbür elementler gibi yalın, tek bir madde olduğuna inanıldı. Ancak 1777’de, İngiliz kimyacı Joseph Priestley’in oksijen gazını keşfetmesinden üç yıl sonra, Fransız bilim adamı Antoine Lavoisier havanın bir gaz karışımı olduğunu ve bu karışımda yaklaşık beşte bir oranında oksijen bulunduğunu açıkladı. Geri kalan beşte dördü ise yanma ve solunum olayında hiçbir rolü olmayan azottan oluşuyordu.
Solunum ve yanma için azota gerek yoktur; ama azot gene de çok önemli bir gazdır. Toprakta bulunan bazı bakteriler havanın azotunu “bağlayarak”, yani başka elementlerle birleştirerek, bitkilerin yararlanabileceği azot bileşiklerine dönüştürür. Böylece bitkiler bütün canlılar için gerekli olan proteinleri ve öbür azotlu organik bileşikleri üretebilir. Gübrelerin, patlayıcıların ve çeşitli kimyasal maddelerin yapımında da azottan yararlanılır.
Havada bu iki temel gazdan başka bir miktar karbon dioksit ile yere ve zamana göre değişen oranda su buharı bulunduğu daha o çağlarda biliniyordu. Zamanla kimyacılar, havada gene az miktarlarda bulunan beş gazın daha varlığını saptadılar. Soy gazlar grubundan olan bu gazlar argon, neon, helyum, ksenon ve kriptondur. Bunların hepsi de günlük yaşamda çeşitli amaçlarla kullanılır. Argon ve neon renkli ışık veren uzun tüp lambaların, kripton madenci lambalarının, ksenon ise fotoğrafçılıkta kullanılan elektronik flaşların ampullerine doldurulur. Meteoroloji araştırmaları ve hava tahminleriiçin atmosfere gönderilen büyük balonlar helyumla şişirilir. Eskiden bu amaçla hidrojen kullanılırdı; ama hidrojen gibi kolayca tutuşmayan helyumun çok daha güvenilir olduğu kısa sürede anlaşıldı. Helyum hidrojenin iki katı yoğunluktadır, ama gene de havadan daha hafiftir.
Havada doğal olarak bulunmayan bazı maddeler de taşıtlar ve sanayi etkinlikleri nedeniyle havaya karışır. Otomobil egzozlarından ve fabrika bacalarından çıkan karbon monoksit, kükürt dioksit gibi zehirli gazlar ile öbür kimyasal bileşikler hava kirliliğinin başlıca nedenidir. Özellikle büyük sanayi kentlerinin çevresinde bu olay çok ciddi boyutlara ulaşır.
Oksijen ve Karbon Dioksit
İnsanda ve balıklar dışındaki omurgalı hayvanlarda, havanın oksijeni akciğerlerde kana karışarak vücudun bütün hücrelerine taşınır. Çünkü, besin maddelerinde depolanmış enerjinin açığa çıkması ve hücredeki biyokimyasal tepkimelerde kullanılabilmesi için oksijen gereklidir. Solunum denen bu sürecin artık ürünü olan karbondioksit gene kan yoluyla akciğerlere gelir ve soluk verirken az miktarda su buharıyla birlikte dışarı atılır.
Havayı oluşturan gaz karışımının molekülleri sürekli hareket halindedir. Ama bu moleküller yerçekimi nedeniyle Dünya’dan fazla uzaklaşamaz ve gezegenimizin çevresini kuşatan atmosferi oluşturur. Deniz düzeyinden yükseldikçe yerçekiminin etkisi azaldığı için atmosferin yoğunluğu da giderek azalır. Buna karşılık, yerçekimiyle aşağıya doğru çekilen hava Dünya’nın yüzeyine belirli bir basınç uygular. Deniz düzeyinde, bu hava ya da atmosfer basıncının değeri santimetre kareye 1 kg dolayındadır. Yüksek yerlerdeki seyreltik (yoğunluğu az olan) havanın basıncı daha azdır. Hava yoğunluğunun az olduğu yüksek dağlara tırmandıkça solunum güçleştiği için dağcılar çoğu zaman yanlarında oksijen tüpleri taşırlar.
Oksijen suda az da olsa çözünür; böylece balıklar suda çözünmüş olan oksijeni solungaçlarıyla alarak solunum yapabilirler. Çimlenen tohumlar ve büyüyen bitkiler de oksijen soğurur. Ayrıca organik maddelerin ayrışmasında ve mayalanmada da oksijen tüketilir. Çürüyen çiftlik gübresinden yayılan ısının nedeni budur. Yanma olayı ise bir maddenin oksijenle birleşmesidir. Eğer havada oksijen olmasaydı ocaklarda, fırınlarda ve motorlarda yakıtın yanması olanaksızdı.
Yanma ve solunumla bu kadar çok oksijen tüketildiği için havadaki oksijenin giderek azalacağı, buna karşılık karbon dioksidin artacağı sanılabilir. Oysa yeşil bitkiler gündüzleri havadan karbon dioksit alıp, fotosentez sonucunda açığa çıkan oksijeni geri verdikleri için havadaki oksijen ve karbon dioksit oranı değişmez. Yalnız, kalabalık ve kapalı bir yerde havadaki karbon dioksit ile su buharı artar. Bu fazla nem hem solunumu güçleştirir, hem de rahatsız edici bir duygu verir. Klima aygıtları kapalı alanlardaki havanın fazla nemini gidererek temiz, daha kuru ve uygun sıcaklıkta bir ortam sağlar.
Hava, basınç altında sıkıştırılarak yaklaşık —200°C’de sıvılaştırılabilir. Sıvı hava sanayide büyük çapta üretilir ve çeşitli amaçlarla kullanılır. Sıvı havanın sıcaklığı yavaş yavaş artırıldığında, karışımdaki bütün gazlar belirli bir sırayla havadan ayrılır ve saf olarak elde edilebilir. Solunum aygıtları ve bazı sanayi dalları için gerekli olan saf oksijen, ayrımsal damıtma denen bu yöntemle elde edilir. Ayrıca sanayide argon, helyum, kripton ve ksenon elde etmek, başka gazları soğutup sıvılaştırmak için de gene sıvı havadan yararlanılır.
Havadaki gazlar üstüne daha ayrıntılı bilgiyi AZOT; HELYUM; KARBON DİOKSİT VE KARBON MONOKSİT; NEON; OKSİJEN sayfalarında bulabilirsiniz.
