Antoine Laurent Lavoisier
(17431794)

Közlemény azon anyag természetérõl, mely az izzítás során egyesül a fémekkel és növeli azok súlyát [1]

Memoires de l'Academie Royale des Sciences 1775, 520.[2]

[from Henry Marshall Leicester and Herbert S. Klickstein: A Source Book in Chemistry 1400-1900 (New York: McGraw Hill, 1952)]


Létezik-e többfajta levegõ? Elég-e az, hogy egy test tartósan kiterjedni képes[3], ahhoz, hogy valamiféle levegõnek tartsuk? A különbözõ levegõk, amelyek a természetben elõfordulnak, vagy amelyeket különbözõ anyagokból elõ tudunk állítani, eltérõ anyagok-e, avagy pusztán a légköri levegõ módosulatai? Ezek azok az alapvetõ kérdések, amelyek meghatározzák tervem kereteit és amelyek fokozatos megoldásáról az Akadémia színe elôtt szándékozom szólni. A nyilvános ülésekre szánt idõ azonban nem teszi lehetõvé, hogy ezeket a kérdéseket behatóan tárgyaljam. Ma emiatt egy részletkérdésre szorítkozom, és csak azt mutatom meg, hogy az az anyag, amely a fémekkel izzítás során egyesül, megnöveli súlyukat és kalk [oxid] állapotúvá alakítja õket, nem más, mint a levegõnek legegészségesebb és legtisztább része, olyan, amely ha fémekbeni kötésébõl felszabadult, kiválóan belélegezhetõ és jobban kedvez a lángnak, az égésnek, mint a légköri levegõ.

A fémkalkok többsége nem redukálható, azaz nem alakítható vissza fémállapotúra anélkül, hogy közvetlen kapcsolatba ne kerülne valamilyen szenes anyaggal, vagy bármivel, ami tartalmazza azt, amit flogisztonnak nevezünk. A felhasznált faszén, ha alkalmas arányban van jelen, ebben a mûveletben teljesen elbomlik; amibõl az következik, hogy a fémnek szénnel való redukciójában a fejlõdõ levegõ nem egyszerû anyag, hanem bizonyos módon kombinációja a fémbõl és a szénbõl kibocsátott rugalmas fluidumoknak. A tény, hogy ez a fluidum kötött levegõ [szén-dioxid] gyanánt kapható meg, nem jogosít fel arra a következtetésre, hogy ebben a formában létezett a fémkalkban, mielõtt az a szénnel elegyedett volna.

Ez a meggondolás vezetett rá arra, hogy a fémkalkok redukciója titkának felderítéséhez olyan kalkokkal kell kísérletezni, amelyek bármi hozzáadása nélkül is redukálhatók. Az összes kalk közül a vas kalkjai mutatkoztak ilyennek, és utóbbiak között egy sem volt olyan, amelyik, legyen bár természetes vagy mesterséges, a Régens vagy Truden úr nagy gyújtólencséje fókuszába helyezve ne lett volna teljesen redukálható adalék nélkül.

Következésképpen egy gyújtólencsével többfajta vaskalkot próbáltam redukálni egy nagy, higanyba fordított üvegharang alatt. Sok rugalmas fluidumot sikerült ily módon nyernem. Ez a rugalmas fluidum azonban keveredett a harangban levõ közönséges levegõvel, és ez a körülmény bizonytalanná tette eredményeimet. Így hát egyetlen, ezzel a levegõvel végzett vizsgálatom sem tökéletesen döntõ, nem voltam tehát képes megbizonyosodni arról, vajon az általam megfigyelt jelenségek a közönséges levegõnek, a vaskalkból származónak, avagy a kettõ kombinációjának tulajdoníthatók-e. A kísérleteket, mivel nem feleltek meg teljesen céljaimnak, itt nem részletezem, azok majd más közleményekben találják meg a maguk megfelelõ helyét.

Minthogy ezek a nehézségek magának a vasnak a természetébõl fakadnak, kalkjainak ellenálló jellegébõl, azok nehézkes adalékmentes redukálásából, a nehézségeket leküzdhetetlennek tartottam. Arra gondoltam, hogy figyelmemet egy másik fajta kalkra kell fordítanom, amely könnyebben kezelhetõ, és a vas kalkjaihoz hasonlóan adalék nélkül redukálható. A mercurium praecipitatum, mint ahogy ezt számos szerzõ már leszögezte, és ami meggyõzõen kitûnik majd ennek a közleménynek olvasása során, nem más, mint a higany kalkja. A mercurium praecipitatum, mint mondottam, teljesen megfelelõnek tûnt a szemem elõtt tartott cél elérésére, mivel manapság mindenki tudja, hogy ez az anyag közepes hõvel adalékmentesen redukálható. A kísérleteket, melyeket itt leírok, számtalanszor megismételtem, mégsem gondoltam, hogy helyén való lenne minden részletnek a megadása, félvén attól, hogy a közlemény túl nagyra nõ. Következésképpen egyetlen beszámolóban ismertettem ugyanazon kísérlet számos ismétlésének körülményeit.

Elõször meg akartam bizonyosodni arról, hogy a mercurium praecipitatum valóban fémkalk-e, azaz ugyanúgy viselkedik-e, ugyanazt a fajta levegõt adja-e, ha a szokásos módon redukáljuk (azaz, ahogy mondani szokás, flogisztonnal elegyítjük). Összekevertem tehát egy uncia* kalkot 48 granum porított faszénnel és a keveréket kicsiny, 2 köbhüvelyknyi, vagy annál valamivel nagyobb térfogatú retortába helyeztem. Emez egy alkalmas méretû sugárzó kemencébe került. A retorta nyaka egy láb körüli hosszúságú és 3-4 vonásnyi átmérõjû volt és olvasztó lámpával oly módon volt többszörösen meghajlítva, hogy a vége egy vízzel töltött öblös üvegharang alá került, amely egy ugyanazzal töltött kádban állt. Az itt, az Akadémia színe elôtt álló berendezés kellõen szemlélteti mûködését. Ez a készülék, bármilyen egyszerû is, igencsak pontos, mivel se csatlakozása, se ragasztása nincs, és abból a levegõ semmilyen más úton nem tud megszökni.

Amint a fûtés megkezdõdött és a retorta melegedni kezdett, a benne lévõ közönséges levegõ kiterjedt, és kis része a harangba került. Tekintve azonban a retorta üres részének kicsiny térfogatát, ez a levegõ nem okozott észrevehetõ hibát és mennyisége alig tett ki egy köbhüvelyket. A retorta további hevítése során a levegõ gyorsabban fejlõdött és a vizen keresztül felszállt a harangba. A mûvelet nem tartott tovább háromnegyed óránál, mialatt a tûz folyamatosan fenntartatott. Amikor minden higanykalk redukálódott és a levegõ fejlõdése megszûnt, megjelöltem a harangban a víz magasságát, és azt találtam, hogy 64 köbhüvelyk levegõ fejlõdött, nem számítva azt, amit a víz elkerülhetetlenül elnyelt.

Ezt a levegõt sokféle, itt nem részletezett módon megvizsgáltam, és azt találtam, hogy 1) ha a levegõ vízzel összerázzuk, vegyül vele, minek folytán a víz szert tesz a savanyított, gázosított, vagy levegõvel telített vízek minden olyan tulajdonságára, mint amilyenek Seltz, Pouges, Bussang, Pirmont és mások vizeinek sajátságai; 2.) néhány másodperc alatt megöli a belé helyezett állatokat; 3.) azonnal eloltja a gyertyák és általában minden éghetõ anyag lángját; 4.) mészvízzel csapadékot ad; 5.) gyorsan vegyül kötött vagy illó alkáliákkal, minek következtében csökken azok maró hatása és kristályosodni tudnak.

Ezek a tulajdonságok pontosan annak a levegõnek tulajdonságai, amelyet kötött levegõnek neveznek, amelyet a mínium porított faszénnel való redukciója során nyertem, amely meszes földek és erõs alkáliák savakkal való vegyülése során fejlõdik és amelyet erjedésükkor növényi anyagok fejlesztenek. Megállapíttatott tehát, hogy a mercurium praecipitatum ugyanazt az anyagot termeli, mint más fémkalkok, ha flogiszton adagolásával redukálják õket, így ez is a fémkalkok általános osztályába tartozik.

Ezek után már csak magának a fémkalknak vizsgálata maradt hátra, annak redukciója, bármi hozzáadása nélkül, hogy meglássuk, vajon fejlõdnek-e belõle valamiféle rugalmas fluidumok és ha igen, milyen azok természete. Evégre egy 2 köbhüvelyk térfogatú retortába 1 uncia mercurium praecipitatum -ot raktam, a készüléket az elõzõ kísérlettel egyezõen rendeztem el, és úgy dolgoztam, hogy minden körülmény pontosan egyezzen a megelõzõkével. A redukció most kicsit nehezebben folyt le, mint amikor faszenet adagoltam hozzá; nagyobb melegre volt szükség és nem volt észlelhetõ változás addig, míg a retorta enyhén vörösödni nem kezdett. Ezután a levegõ csendesen fejlõdött, átment a harangba és két és fél órányi egyenletes melegítés után minden higany redukálódott.

A mûvelet befejeztével részint a retorta nyakában, részint egy, a retorta nyílása alá rakott, vízbe merített üvegedényben, 438 granum folyékony higanyt találtunk. A harangba 78 köbhüvelyk levegõ ment át, amibõl feltételezve, hogy a teljes súlyveszteség a levegõnek tulajdonítható az következik, hogy minden köbhüvelyk levegõ valamivel kevesebbet nyom, mint kétharmad granum, és ez az érték nem nagyon különbözik a közönséges levegõétõl.

Ezen elsõ eredmények megállapítása után már csak a kapott 78 köbhüvelyknyi levegõt kellett azoknak a vizsgálatoknak alávetnem, amelyek természetének meghatározásához szükségesek. Nagyon meglepve azt találtam, hogy

Az elõbb említettel ellentétben az állatok nem pusztultak el benne, sõt jobbnak tûnt azok lélegzése szempontjából. Gyertyák és égõ anyagok nemhogy nem aludtak el benne, hanem lángjuk jelentõsen megnõtt, erõsebben és vakítóbban fénylett, mint közönséges levegõben. A szén foszforhoz hasonló fénnyel égett, és általában minden éghetõ anyag bámulatos gyorsasággal elfogyott benne. Mindezen körülmények teljesen meggyõztek arról, hogy ez a levegõ messze lévén a kötött levegõtõl jobban belélegezhetõ, jobban éghetõ, következésképpen tisztább, még annál a levegõnél is, amely életben tart minket.

Az elõzõek után bizonyítottnak tûnik, hogy az az anyag, amely izzítás során vegyül a fémekkel és növeli azok súlyát, nem más, mint a minket körülvevõ és általunk belélegzett levegõnek legtisztább része, az, amely az izzításkor az expanzibilis állapotból a kötöttbe megy át. Ha most ez az anyag a szénnel végzett fémredukciókban kötött levegõ formájában áll elõ, az következik, hogy ez utóbbi a szénnek és a levegõ tiszta részének vegyülésével keletkezik, és igen valószínû, hogy minden fémkalk, a higanyéhoz hasonlóan, csak akkor ad kiválóan belélegezhetõ levegõt, ha úgy tudjuk õket redukálni, mint a mercurium praecipitatum esetében.

Mindaz, amit a fémkalkok levegõjérõl mondtunk, természetesen a salétrom robbanásánál nyert levegõre is igaz. Sok korábbi kísérletbõl melyet jórészt meg is ismételtem ismert, hogy ennek a levegõnek nagyobb része kötött állapotban van, halálos az azt belélegzõ állatokra, könnyen vegyül mésszel és alkáliákkal, s enyhébbé és kristályosodásra képessé teszi õket. Mivel a salétrom csak akkor robban, ha szén vagy más flogisztont tartalmazó anyag van jelen, aligha lehet kételkedni abban, hogy ilyen körülmények között a kiválóan belélegezhetõ levegõ alakul át kötött levegõvé. Ebbõl az következik, hogy a a puskapor szörnyû robbanását elõidézõ, a salétromban kötött levegõ a légköri levegõ belélegezhetõ része, amely elvesztette kiterjedõ képességét és egyike a salétromsav alkotóanyagainak.

Mivel a szén a higanykalk újjáalakítása során teljesen elfogy és mivel ebben a mûveletben csak higany és kötött levegõ keletkezik, kényszerûen arra kell következtetni, hogy az az anyag, amelyre mostanáig a kötött levegõ nevet használtuk, a levegõ kiválóan belélegezhetõ részének és a szénnek vegyülete. Azt tervezem, hogy késõbb közreadandó közleményeimben mindezt kielégítõbb módon fejtem majd ki.

Szepesváry Pálné fordítása


[1] A szerzõ elõrebocsátott megjegyzése: A közleményben szereplõ elsõ kísérletek több mint egy évvel korábban zajlottak. A mercurium praecipitatumot gyújtólencsével elõször 1774. november havában vizsgáltam meg, majd a kísérleteket a szükséges elõvigyázatossággal és gondossággal ez év február 28., március 1. és 2. napján Trudaine úrral együtt végeztem a Montigny laboratóriumban. Végül március 31-én Rochefoucault hercege , Trudaine, de Montigny, Macquer és Cadet urak jelenlétében megismételtem õket.

[2] Beszéd a Francia Tudományos Akadémia elôtt, 1775. április 27-én. Átdolgozva és újra elõadva 1778. augusztus 8-án. Ez az 1778. évi változat.

[3] A szerzõ megjegyzése: a "kiterjedô képességnek", melyet a közleményben használok, fizikusok és vegyészek számára pontos jelentése van, amelyet egy kortárs szerzõ a legújabb és legkörültekitõbb szempontokat figyelembevéve igen kimerítõ cikkben határozott meg. (l. Encyclopaedia, Vol. VI. p. 274.)

* [1 uncia = 30,59 g, 1 granum = 64,8 mg, 1 láb (pied) = 28,14 cm, 1 vonás = 2,26 mm, 1 köbhüvelyk = 19,84 cm3] 


Vissza http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.ch.bme.hu/chemonet/

1998 novemberétõl a Hálón: PANOPTICON LAVOISIER  (Towards a digital museum of Antoine Laurent Lavoisier's collections)