Stas úr most jelentette meg azoknak a kutatásoknak az összegzését, amelyekkel hosszú évek óta foglalkozott. Vizsgálataival azt kívánta megállapítani, hogy a különbözõ elemek atomsúlyai között valóban fennállnak-e egyszerû összefüggések.

A szén atomsúlyának meghatározása során, melyet 1839-ben és 1840-ben Dumas úrral végzett,[1] Stas úr megismerte ennek a munkának a nehézségeit és azokat az aprólékos eljárásokat, amelyek a nagy pontosságú eredmények eléréséhez szükségesek. Most semmit sem hagyott figyelmen kívül, hogy új vizsgálatai megfeleljenek a pontosság követelményeinek. Arra is gondolt, igen helyesen, hogy az összes óvintézkedés alkalmazása sem elég; a kísérletek ismertetésekor részletesen beszámolt róluk, hogy minden kémikus megítélhesse eredményei megbízhatóságát.

Ezt az értekezést nemcsak a tárgyalt probléma fontossága miatt kell kiemelnünk, hanem azért a számos útmutatásért is, amelyet azoknak a kémikusoknak ad, akik rendkívüli pontosságot igénylõ munkára vállalkoznak: a dolgozatban igen értékes tanácsokat és követendõ modellt találnak.

Ebben a rövid cikkben mégsem idõzhetünk hosszasan a részleteknél, amelyek a szerzõ értekezésében rendelkezésre állnak, hanem a fõ eredményekkel kell foglalkoznunk.

Bár a vizsgálatok jelentõs számú elemet öleltek fel, az idézett értekezés csak a klórra, a kénre, a nitrogénre, az ezüstre, a káliumra, a nátriumra és az ólomra vonatkozó kísérleteket közli, mert ezek a legismertebb elemek, ezek alkotják a legstabilabb vegyületeket, és általában úgy vélik, hogy engedelmeskednek Prout törvényének. A szerzõ célja nem az volt elsõsorban, hogy az elemek között végrehajtható, legjobban definiált reakciók vizsgálatával meghatározza atomsúlyaikat, hanem azt akarta megállapítani, hogy fennállnak-e ezek között a súlyok között a Prout-féle törvény szerint feltételezett egyszerû arányok.

Ennek érdekében a szerzõ elõállította az ezüst-kloridot, -szulfidot és -nitrátot, az ólom-nitrátot és -kloridot, elemezte a kálium-klorátot és az ezüst-szulfátot, s végül meghatározta az ezüst, valamint a kálium-, a nátrium- és az ammónium-klorid arányát, majd az ezüst-nitrát, valamint a kálium- és az ammónium-klorid arányát. Minden egyes meghatározást – ha csak lehetett – több különbözõ módszerrel is megismételt, és a különbözõ eljárásokkal elõállított vagy tisztított termékek alapján  a szükséges részletességgel ismertetett.

A szerzõ tizenkét sorozatban kapott eredményeit a következõ táblázat foglalja össze. A táblázat minden sorozat esetén a két vizsgált anyag gravimetriás arányát tartalmazza, és összeveti a Prout hipotézisébõl számolt aránnyal, feltünteti az egyes sorozatokban kapott maximális és minimális értékeket, mert ennek a két számnak az eltérésébõl az olvasó képet alkothat arról, hogy a kísérleti eredmények és a számított értékek közötti eltérések milyen mértékben tudhatók be a kísérleti hibáknak. A számításokban a klór 35,5-es, az ólom 103,5-es értékkel szerepel.
 
 

Látjuk, hogy bár Stas úr eredményei és a Prout-törvény szerinti értékek különbsége nem jelentõs, mégis sokkal (hat–nyolcszor, két esetben pedig tizenhárom–tizennégyszer) nagyobb, mint az egyes kísérletsorozatok legnagyobb eltérése.

Kísérletei alapján Stas úr a következõ atomsúlyokat számítja ki az oxigénre vonatkoztatva, melynek atomsúlyát 8-nak tekinti. A táblázatban közlöm azokat a számokat, amelyeket 1843-beli, néhány azonos elemmel végzett kísérletembõl számítottam ki és azokat is, amelyeket a Prout-törvény hívei fogadnak el.
 

Ebben a táblázatban az ezüst atomsúlyának kiszámításához az összes olyan kísérlet felhasználásra került, amelyben ezüst, klór és kálium szerepelt, s ez utóbbihoz az oxigén a kálium-klorát elemzése révén arányítható. De egy másik, ezektõl teljes mértékben független kísérletsorból kiindulva is meghatározható az ezüst atomsúlya, ez pedig az ezüst-szulfid szintézise és az ezüst-szulfát elemzése. Ekkor a következõ eredményt kapjuk:

 

Ezüst	107,924
Kén	16,029

Stas úr megjegyzi, hogy kísérletei alapján az NH₄ és a nitrogén atomsúlyának különbsége 4 helyett 4,02. Nem hiszi, hogy ez a különbség a kísérleti módszerek tökéletlenségébõl származik; arra a következtetésre jut, hogy a hidrogén és az oxigén atomsúlyának aránya nem pontosan 1:8, és a kérdést további tanulmányozásra ajánlja. Egy kissé talán túlzás, hogy ekkora bizalmat helyezzünk az efféle meghatározásokba, mert ez a különbség nem haladja meg nagyon azt az eltérést, amelyet a szerzõ két különbözõ kísérletsorban kapott a kén atomsúlyára.

Nemcsak azért tüntettem fel eredményeimet Stas úr adatai mellett, hogy felhívjam a figyelmet a jó egyezésre, hanem mert úgy látom, igen fontos következtetést is levonhatunk belõlük. Eme tudós nagyszerû munkáját tanulmányozva teljes mértékben elismerem, hogy kísérleteit mérhetetlenül nagyobb gondossággal végezte, mint amit nemcsak a kísérletekhez használt anyagok tisztításában, hanem a súlymérés pontosságában is szükségesnek véltem, és minden elképzelhetõ óvintézkedést megtett a hibák kiküszöbölésére. Eredményei ezért sokkal jobban garantálják a pontosságot, mint az enyémek; mégis azt látjuk, hogy mily kevéssé térnek el tõlük, és rendkívül figyelemreméltó, hogy átlagosan nem állnak közelebb a Prout-féle törvénybõl meghatározott számokhoz, mint az enyémek. Úgy látom, megengedhetjük azt a következtetést, hogy ha az anyagok tisztítási módszerei vagy a kísérleti eljárások javulnak, és a jövõben egy kémikus ugyanezt a kísérletetsorozatot még nagyobb pontossággal elvégzi, az õ és Stas úr eredményeinek különbsége valószínûleg ugyanolyan nagyságrendû lesz, mint amilyen Stas úr és az én eredményeimé, és értékei nem egyeznek majd jobban Prout törvényével.

Lévén ez a véleményem, talán meglepõ, hogy nem értek teljesen egyet Stas úr azon megállapításával, hogy "Prout törvényét puszta illúziónak kell tekintenünk, és bolygónk elbonthatatlan testeit olyan különbözõ entitásoknak kell tartanunk, amelyek súlya nincs egymással egyszerû kapcsolatban". Engedtessék meg néhány észrevétel ezzel a következtetéssel kapcsolatban, amely túlságosan feltétlennek, kizárólagosnak tûnik számomra; megjegyzéseim két különbözõ kérdésre vonatkoznak.

Elõször is bevallom, hogy nem vagyok meggyõzõdve valamely atomsúly-meghatározás pontosságáról (vagy inkább nem alkothatok pontos véleményt a meghatározás megbízhatóságáról), amíg ezt a súlyt nem határozzák meg több teljesen különbözó módszerrel számos, egymástól különbözõ vegyület elemzése alapján. Elismerem, hogy ezt a feltételt igen nehéz teljesíteni, de úgy vélem, ez a legfontosabb kérdés azok számára, akik újra ezen a nehéz problémán kívánnak dolgozni. Még Stas úr kísérletei között is két módszert látok az ezüst atomsúlyának meghatározására; az egyik eredménye 107,943, a másiké 107,924. De ez nem minden. Szeretném például, ha eme tudós, minden gondosságával és éleselméjûségével, amellyel kutatásait végezte, azokat a szerves savakból képzõdött ezüstsókat is elemezné, amelyekbõl 107,968-at kaptam az ezüst atomsúlyára.[3] Talán újabb módszereket is talál ugyenerre a célra, s akkor meglátjuk, hogy a különbözõ módszerekkel kapott eredmények kevésbé különböznek-e egymástól, mint ezek az eredmények és a Prout-féle törvénnyel számított értékek.

Hangsúlyozom, hogy azokat a módszereket tartom különbözõnek, amelyek tökéletesen különbözõ vegyületek elemzésén és elõállításán alapulnak, és azokat nem, amelyek csak az azonos anyagok reagáltatási módjában térnek el egymástól. Tehát amikor elsõ vizsgálatomban egyrészt az ezüst és a kálium-klorid közötti arány, másrészt az eltérõ kísérletekbõl számított  ugyanezen arány egybeesését tekintem a pontosság bizonyítékának (az említett kísérletek elõször a klór és az ezüst közvetlen arányát, másodszor az ezüst-klorid és a kálium-klorid arányát adták meg), vagy amikor Stas úr az ezüst-nitrát-szintézis ellenõrzéseként azokat a kísérleteket tekinti, amelyekkel az ezüst-nitrát és az ezüsthöz közvetlenül kapcsolódó ezüst-klorid arányát határozta meg, csak a kísérletvégzés pontosságának az igazolását ismerem el, de semmiképpen sem magának a kísérleti módszernek az igazolását. Hiszen ha a szokásos körülmények között elõállított ezüst-nitrát bármely oknál fogva nem szigorúan atomsúlyaik arányaiban tartalmazza az elemeket, a vegyület elemzéséhez vagy elõállításához használt legpontosabb módszerek is ugyanezt a hibát mutatják majd ezekben a súlyokban.

Kétségeimnek ez a legfõbb oka. Nem tekintem tökéletesen bizonyítottnak, hogy sok vegyület általában nem tartalmazza egyik elemét fölöslegben, s bár ez a fölösleg kétségtelenül nagyon csekély, az igen érzékeny kísérletekben kimutatható. Az elgondolás megvilágítására idézek egy esetet, amelyben ez a tendencia alig felismerhetõ mértékben mutatkozik csak meg.

A kénsav monohidrátját[4] sokáig tökéletesen stabil vegyületnek tartották, amint két komponensének erõs affinitása miatt várható. Ennek ellenére kimutattam,[5] hogy egyáltalán nem stabil. A legenyhébb hõmérséklet-emelkedésre a vízmentes kénsav gõzeire bomlik szét, és csak akkor válik tökéletesen stabillá és desztillációval megváltoztathatatlanná, ha ezzel a folyamattal kis fölöslegû (kb. 1 százaléknyi víz) felvételére bírják rá.

Bizonyítottnak vehetjük-e, hogy ez nem egy olyan vegyület úgynevezett szabályos állapota, amelynek egyik komponense igen illékony vagy akár gáznemû, s a vegyületnek a kötött  komponensbõl mindig fölösleges, bár gyakran talán alig érzékelhetõen fölösleges mennyiséget kell tartalmaznia, mert eme szabadon felvett rész affinitása szükséges a gáznemû anyag rugalmasságának ellensúlyozásához?

Vagy talán ellenkezõleg, amint a hidratált kénsav körülbelül 300 foknyi kis fölöslegû vizet tartalmaz, amely maga 100 fokban elpárologtatható, nem tartalmazhat-e egy vegyület, például az ezüst-szulfid vagy az ezüst-nitrát még magas hõmérsékleten is egy kis kénsav- vagy salétromsav-fölösleget?

És végül: biztosak vagyunk-e abban, hogy amikor egy anyagot lemérünk, valóban és kizárólag annak az anyagnak a súlyát állapítjuk meg? Tudjuk, hogy a megömlesztett ezüst a megömlesztett lithargyrum [PbO] érzékelhetõ mennyiségû oxigént tart oldatban. Feltesszük, hogy a megszilárdulás pillanatában teljesen elveszítik az oxigént, de nem hisszük, hogy valaki valaha is pontos kísérletekkel gyõzõdött volna meg errõl; s az összes többi anyaggal sem végeztek hasonló vizsgálatot. Még kevésbé vehetjük biztosnak, hogy nem tartalmaznak-e az anyagok kötött légköri nitrogént.

Bár Stas úr kísérleteinek pontossága teljesen kielégít, eme lehetséges, s valószínûleg még tovább sorolható hibaforrások miatt nem vagyok arról tökéletesen meggyõzõdve, hogy az õ eredményei és a Prout-féle törvény által megkövetelt számok különbsége nem magyarázható-e a kísérleti módszerek hiányosságaival.

Tegyük azonban fel, hogy ezek az ellenvetések minden alapot nélkülöznek, és a kísérletek valóban az elemek atomsúlyainak arányát adják meg. Ekkor is marad egy ellenvetés, amely nem engedi, hogy Prout törvényét puszta illúziónak s az elemeket szükségképpen különbözõ entitásoknak tekintsem.

Csak rá kell pillantanunk ezekre a súlyokra, és látjuk, hogy ha nem egyeznek is tökéletesen Prout számaival, olyannyira megközelítik õket, hogy ez nem tekinthetõ véletlennek. A Stas munkájából származó kilenc eredmény esetében az átlagos különbség 0,0056, mondjuk a hidrogén egyenértékének 1/18-a vagy fél egyenértékének 1/9-e. Emellett ismert, hogy leglább ilyen egyezés jelentkezik azoknál az elemeknél, például a vasnál, a kalciumnál, a szénnél, amelyek atomsúlya feltehetõen némi biztonsággal ismert.

Tehát ugyanazt mondhatjuk Prout törvényérõl, amit Mariotte [Boyle-Mariotte] és Gay-Lussac törvényeirõl kell mondanunk a gáztérfogatok változásait illetõen. Ezeket a törvényeket régóta tökéletesen érvényesnek tekintették, és csak akkor tartották pontatlannak, amikor Regnault úr, Magnus úr és mások pontosságával végezték el a kísérleteket. De továbbra is érvényes, hogy a természeti törvényeket nemcsak gyakorlati szempontból fejezik ki, mert a legtöbb esetben elegendõ pontossággal adják meg a gázok térfogatváltozásait, hanem elméleti szempontból is, mert nagyon valószínû, hogy ezeknek a térfogatváltozásoknak a szabályos törvényszerûségét írják le – eltekintve azoktól a zavaró hatásoktól, amelyeket késõbb talán kiszámíthatunk.

Ugyanezt gondolhatjuk Prout törvényérõl: ha a tapasztalat nem támasztja is szigorúan alá, úgy tûnik, a gyakorlati kémiai számítások céljára elegendõ pontossággal adja meg az elemek atomsúlyainak arányát, és talán azokat a szabályos arányokat is kifejezi, amelyeknek fenn kell állniuk ezek között a súlyok között – eltekintve néhány zavaró hatástól, melyek magyarázata a jövõben teheti próbára a kémikusok éleselméjûségét és fantázáját.

Miközben megtartjuk a törvény alapelvét, vagyis elfogadjuk az anyagi egység hipotézisét, nem élhetünk-e például a következõ feltevéssel, amelynek egyébként nem tulajdonítok jelentõséget, ha csak azt nem, hogy segítségével megmagyarázhatnánk azt az eltérést, amelyet a kísérleti eredmények és az elv közvetlen következményei között érzékelünk. Nem tételezhetjük-e fel, hogy az az (ismeretlen és a számunkra ismerõs fizikai és kémiai hatóerõktõl valószínûleg különbözõ) ok, amely az egyetlen õsi anyag atomjainak bizonyos csoportosulásait úgy rendezte el, hogy a csoportokat egyedi jelleggel és sajátos tulajdonságokkal felruházva a mi kémiai atomjaink keletkezzenek, ugyanakkor nem befolyásolta-e azt a módot, amely szerint ezek az õsi atomcsoportok az általános vonzás törvényének engelmeskednek, azzal, hogy az egyes csoportok súlya ne pontosan az õket alkotó õsi atomok súlyainak összege legyen?

Végezetül nem feledkezhetek meg annak a kiváló kémikusnak egy érdekes érdekes észrevételérõl, aki felhívta figyelmünket ezekre az érdekes problémákra. Az az alapelv, amelybõl Prout kiindult törvénye megfogalmazásakor, tehát az anyagi egység fogalma, és az összes többé-kevésbé remek elgondolás, amely ezen az elven alapszik, mind független annak az egységnek a nagyságától, amely az elemekhez tartozó atomsúlyok közös osztójaként szolgál, és amely ezért úgy tekinthetõ, hogy az õsi anyag atomjaihoz tartozó súlyt fejezi ki. Ha ez a súly egyetlen vagy egy fél vagy egy negyed hidrogénatom súlya, vagy egy végtelenül kisebb, például egy század- vagy ezredrésznyi  töredék súlya lenne, mindez a meggondolás ugyanilyen valószínûséggel vonatkozna rá. Mindössze kevésbé egyszerû vegyülési arányok adódnának a különbözõ elemi komponensek között.

[2][Az M. után következõ számok Marignac korábban kapott eredményei. Az adatok az eredeti dolgozat lábjegyzetében szerepelnek.]

[3]Bibl. Univ. 1846 (Archives), vol. 1, p. 57. [Eredeti megjegyzés]

[4]Marignac arra gondol, amit most egyszerûen kénsavnak nevezünk (korabeli jelöléssel: HO,SO₃). [Az Alembic Club megjegyzése]

[5]Bibl. Univ. 1853 (Archives), vol. 22, p. 225. [Eredeti megjegyzés]