BLACK, Joseph (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 Black, eğitimi için 1740’ta Iskoçya’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 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. 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 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. Black çalışmalarına hafif bir müshil ilacı olarak kullanılan Magnesia alba’yı (beyaz magnezya) incelemekle başladı. Yaptığı deneylerin sonuçlarım 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. 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. 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’m öğrencisi D.Rutherford (1749-1819) sürdürdü.
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 farkm belirli dilimlere bölünmesi ile yapılır. Black; buzun erime sürecini gözlediğinde, erime süresinde sıcaklığın değişmediğini farketti. O halde erime olayı sıcaklık kavramı ile tanımlanamazdı. Buharlaşmada da aynı durumun söz konusu olduğunu ortaya koyan Black, hal değiştirmelerle ilgili olarak gizil ısı kuramım geliştirdi. Burada, sıcaklık derecesinin artmasına neden olanın dışında bir ısı enerjisinin varlığım ve bu enerjinin erime ve buharlaşma için farklı olduğunu gösterdi. Ayrıca enerjinin sakmımı 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.
• YAPITLAR: Experiments Upon Magnesia Alba, Quicklı-me and Some Alkaline Substances, 1756, (“Beyaz Magnezya, Sönmemiş Kireç ve Bazı Alkali Maddeler Üzerine”).
• KAYNAKLAR: W.Ramsay, Life and Letters of Joseph Black, 1918; P.Lenard, Great Men of Science, 1938, F.J.Moore ve W.T.Hall, A History of Chemistry, 1939; H.M. Leicester, ve H.S.Klickstein, A Source Book in Chemistry 1400-1900, 1952.
Türk ve Dünya Ünlüleri Ansiklopedisi