Joseph Black

Black, 16 Nisan 1728’de İrlanda’nın Belfast şehrinden olan babasının şarap ticaretiyle uğraştığı yer olan Fransa’nın Bordeaux kentinde doğdu. Annesi İskoçya’nın Aberdeenshire şehrindendi ve ailesi de şarap sektöründeydi. Yusuf’un (Joseph’in) 12 tane erkek ve kız kardeşi vardı. 12 yaşında Belfast’taki dil okulunu kayıt oldu ve on sekiz yaşında iken (1746) Glasgow Üniversitesi’ne kabul edildi, önce dört yılını burada harcadı daha sonra Edinburgh Üniversitesi’nde dört yıllık tıp eğitimini tamamladı. Çalışmaları sırasında böbrek taşlarının Magnezyum Karbonat tuzu ile tedavisi üzerine doktora tezi yaptı.

On sekizinci yüzyılın pek çok deneycisi gibi,Black’in Kimya’yı kavramsallaştırması maddenin be prensibine dayanıyordu: Su, Tuz, Toprak, Ateş ve Metal. Black, Karbondioksit varlığını kesin olarak doğruladığında prensiplerine “hava” (sabit hava olarak adlandırdığı) ilkesini de ekledi. Black’in araştırma programı, önceki ilkelerin birbiriyle çeşitli farklı şekil ve karışımlarda nasıl birleştiği ile ilgili sorularla yönlendirildi. Bu tür birleşmeleri bir arada tutan gücü tanımlamak için “affinity”(birleşme eğilimi) terimini kullandı. Kariyeri boyunca, Edinburgh öğrencilerine çeşitli deneyler yoluyla birleşme eğiliminin nasıl manipüle edileceğini öğretmek için çeşitli diyagramlar ve formüller kullandı.

1750’li yıllarda hala öğrenci iken, analitik dengeyi kama şeklinde bir dayanak noktasında dengelenen hafif bir kiriş üzerine geliştirdi. Her dayanak, numune veya standart ağırlığın üzerine yerleştirildiği terazi kefesi taşıyordu. Diğer dengelerden defalarca kez doğruluğunu aştı ve pek çok kimya laboratuarında önemli bir bilimsel araç haline geldi.

1757 yılında Black, Glasgow Üniversitesi’nde Tıp uygulamaları Regius Profesörü (krallık tarafından tesis olunan kürsüye tayin olunan profesör) olarak atandı. Buradaki ilk çalışmaları gizli ve özgül ısı kavramları üzerine oldu. Bu çalışmalarda ısı ile sıcaklık arasındaki fark iyice belirginleşmeye başlandı. 1761’de erime noktasındaki buza sıcaklığın uygulanmasının buz/su karışımının sıcaklığının yükselmesine neden olmadığı bunun yerine karışımdaki suyun miktarının arttığı sonucuna vardı. Buna ek olarak Black, sıcaklığın kaynar suya uygulanmasının su/buhar karışımının sıcaklığında artışla sonuçlanmadığını; bunun yerine buhar miktarında artışa neden olduğunu gözlemledi. Bu gözlemlerden, uygulanan ısının buz parçacıkları ve kaynar su ile birleşip gizli bir hal aldığı sonucuna vardı.

Gizli ısı teorisi termodinamiğin başlangıcına işaret eder. Black’in gizli ısı teorisi, kendisinin bilime olan en önemli katkısı ve bilim şöhretinin dayanağıdır. Ayrıca farklı maddelerin farklı özgül ısılara sahip olduğunu gösterdi. Teori sadece kuramsal bilimlerin gelişmesinde değil buhar makinesinin geliştirilmesinde de önemli yeri olduğunu kanıtladı. Suyun gizli ısısı, diğer birçok sıvıya kıyasla büyüktür;  bu nedenle James Watt’ın, Thomas Newcomen tarafından icat edilen buhar makinesinin verimliliğini araştırma girişimleri için hız kazandırdı. Black ve Watt, ikisi de Glasgow’da iken 1757 yıllarında bir oturum sonrasında arkadaş oldular. Black, Watt’ın buhar gücünün başlangıç araştırması için önemli finansman ve destek sağladı.

Black ayrıca çeşitli reaksiyonlarda üretilen gazın özelliklerini keşfetti. Kireç taşının (Kalsiyum Karbonat) “sabit(kararlaştırılmış) hava” adı verilen gazı üretmek için ısıtılabileceğini veya asit ile işlem yaparak buldu. Sabit havanın normal havadan daha yoğun olduğunu ve alevi veya canlı yaşamı desteklemediğini gözlemledi. Black ayrıca sulu kireç çözeltisinin (Kalsiyum Hidroksit) köpürmesi sayesinde Kalsiyum Karbonat’ın çöktüğünü de buldu. Bu doğal olayı; karbondioksitin, hayvan solunumu ve mikrobik fermantasyonla üretildiğini göstermek için kullandı.

1766 yılında arkadaşı ve Glasgow’daki ilk öğretmeninin izinden giderek Edinburgh Üniversitesi’nde Tıp ve Kimya Profesörü olan William Cullen’in yerine geçti (Cullen 1755’te Edinburgh’a taşındı). Bu noktadan sonra araştırma yapmaktan vazgeçti ve kendini yalnızca öğretim görevine adadı. Böylece başarılı olan Black’in derslerine otuz yılı aşkın süre boyunca kitle katılımı yıldan yıla artarak devam etti. Onun dersleri Kimya’yı popülerleştirmede güçlü bir etkiye sahipti ve derslere katılım bile eğlenceli moda haline geldi.

Black, üniversitenin en popüler öğretim üyelerinden biri olarak yaygın bir şekilde tanınmaktadır. Kimya dersi düzenli olarak çok sayıda öğrenciyi çekti, hatta birçoğu iki-üç kere katıldı. Düzenli olarak en yeni konuları işleyen ve görsel olarak etkileyici deneyleri titizlikle seçmenin yanı sıra Black, öğrencilerine kimyaya erişebilmeyi sağlayan (oldukça genç çoğu ondört yaşında) başarılı öğretim araçlarını kullandı. Öğrencileri İngiltere’nin kolonilerinden ve Avrupa’dan geldi. Yüzlerce öğrencisi, onun derslerini defterlerine not alıp sakladı ve üniversiteden ayrıldıktan sonra Black’in bilgilerini dağıttılar. 17 Kasım 1783 tarihinde Edinburgh Kraliyet Cemiyeti’nin kurucularından biriydi. 1788-1790 yılları arasında Edinburgh Kraliyet Koleji Başkanıydı. 1774, 1783 ve 1794 yıllarında üniversitenin Edinburgensis İlaçlar Kitabı editörlerinin revizyon komitesine üye idi. Black, İskoçya’da George lll’ün asıl doktoru olarak görevlendirildi.

Araştırma eksikliğinin diğer bir nedeni kendisinin zayıf bünyesiydi. Fiziksel ya da zihinsel olarak en ufak gereksiz bir gerginlik bile kanın tükenmesine yol açmıştı ve sağlığı bozulmamış, zayıf olsa da büyük bir dikkat ev özenle bakıyordu kendine. Bununla birlikte 1793 yılından itibaren sağlığı gözle görülür biçimde kötüleşti ve öğretmenlik görevinden kademeli olarak çekildi. 1795’te profesörlüğünde Charles Hope koçluğuna getirildi ve 1797’de son kez ders verdi.

Black, Poker Kulübü üyesiydi ve David Hume, Adam Smith ile İskoç Aydınlanmasının edebiyatçılarıyla birlikteydi. Ayrıca Jeoloji’nin öncüsü Jeolog James Hutton’a da yakındı. Black hiç evlenmedi. 1799’da 71 yaşında iken Edinburgh’taki evinde huzur içinde öldü ve Greyfiars Kirkyard’a gömüldü. Mezarı, güney-batı Covenanter  Hapishanesi olarak bilinen kapalı bölümünde yer almaktadır. 2011’de Black’e ait olduğuna inanılan bilimsel ekipman, Edinburgh Üniversitesi’ndeki arkeolojik kazı sırasında keşfedildi.