Thomas Thomson

(1773-1852)

A kémiai kombinációk pontos arányainak Dalton-féle elméletérõl

Annals of Philosophy 2, 32 (1813).[from David M. Knight, ed., Classical Scientific Papers: Chemistry (New York: American Elsevier, 1968)]


Az Annals of Philosophy egy régebbi számában megígértem, hogy megjegyzéseket fûzök Dalton úr állandó arányokról szóló elméletéhez. Nos, most leülök, hogy teljesítsem ígéretemet. Nem lehet elég figyelmet fordítani erre a fontos elméletre, amelynek megalkotását a legnagyobb lépésnek tekintem, amit eleddig a kémia mint tudomány tett. Az elmélet rávezet minket arra, hogy szigorú pontosságú szabályokkal alapozzuk meg gondolkodásunkat; és a matematikát segítségül híva elõmozdítja tudományunk haladását, amely eddig nélkülözte a pontosítás eme páratlan eszközét. Az állandó arányok gondolata, úgy tûnik, már Richter fejében felbukkant, holott a módszerek, amelyekkel ezeket meg akarta határozni, távolról sem voltak sikeresek. Higgins úr a flogisztonról szóló munkájában fenntartotta azt a véleményt, hogy kémiai testek atom-atom arányban egyesülnek. A tannak általánosítása, valamint az egyszerû anyagok, a savak és a bázisok kombinációjából levezetett meggyõzõ és megdönthetetlen bizonyítás azonban teljesen Dalton úr érdeme. Az õ munkája nélkül az elmélet valószínûleg máig ismeretlen lenne. A kontinensen átvették az eredetileg Dalton által bevezetett jelölésmódot, és azt Gay-Lussac bizonyos esetekben elmésen továbbfejlesztette. Berzelius igen gondos, kiterjedt és pontos kísérletek eredményeit tette közzé a témáról, és ezek teljes mértékben támogatják a daltoni tételeket. Analíziseibõl emellett számos kisebb tételt is levezetett, amelyek, bár bizonyos fokig tapasztalatra támaszkodnak, mégis igen jelentõsek a testek szerkezetének megállapítása során.

Dalton elmélete e honban eddig kevesebb figyelmet kapott annál, mint ami számos kémikusunk elméssége és felvilágosult nézetei alapján várható lett volna. Dr. Bostock meg éppen ellene írt egy értekezést. Jól ismerve azonban ennek a tehetséges filozófusnak [tudósnak] tisztességét és nyíltságát, nincs kétségem afelõl, hogy lelkesen elfogadja majd azt, mihelyt kétségei megoldódnak. Sir Humphry Davy néhány módosítással és kifejezések változtatásával elfogadta a daltoni elméletet. Jelölései azonban nem olyan világosak, mint Dalton úréi, és számomra nem illeszkednek annyira egy szilárd filozófia [tudomány] alapjaihoz. Amennyire vissza tudok emlékezni, Dr. Wollaston és magam néhány megjegyzését leszámítva, õk azok a kémikusok ebben az országban, akik írtak a tárgyról. De nem õk az egyetlenek, akik elfogadták Dalton úr véleményét. Ebben az értekezésben elsõsorban az elmélet jellegérõl fogok szólni, továbbá az alapokról, amelyekbõl kifejlõdött, másodsorban azokról a törvényekrõl és szabályokról, amelyek az elmélet bevezetésébõl következõ analízisbõl vezettettek le, harmadsorban pedig egy, a valaha is végzett legpontosabb analízisekbõl a daltoni elmélettel levezetett számokat tartalmazó táblázatot adok majd meg az arányokról, melyek szerint anyagok kombinálódnak.

I. A daltoni elmélet alapvonalai

Bevezetésképpen meg kell említenem, hogy a magam megszokta képet akarom adni a tárgyról, így ne Dalton úr tétessék felelõssé a megállapításokért, melyeket teszek. Az elméletet daltoninak nevezem, mivel Dalton úrénak tekintem. Õ hívtas fel rá a figyelmet elõször, s miatta kezdtem el a tárgyról gondolkozni. Természetes, hogy minden, ami itt megállapíttatik közvetlenül, vagy legalábbis közvetve tõle származik.

1. A testek végsõ elemeinek természetébõl következõen nincs semmiféle módunk arra, hogy pontos ismeretekre tegyünk szert. Az általános vélemény az, hogy a testek atomokból vagy parányi szilárd részecskékbõl állnak, melyek tovább nem oszthatók. Boskovic gondolata, mely szerint az atomok tiszta matematikai pontok, vonzó és taszító szférával övezve, számomra felfoghatatlan. Szerintem ezeknek fizikai pontoknak kell lenniök, amelyeknek, legyenek akármilyen kicsik, van hosszúságuk, szélességük és vastagságuk. Ezt a véleményt szerintem a filozófusok általánosan osztják, és ami engem illet, én sem tudok mást elfogadni. Ez az elismert tény a Dalton-elmélet alapja; és felteszem, mindenki készségesen, habozás nélkül el fogja fogadni.

2. Ha egy anyag valamely másikkal kémiailag egyesül, akkor a kombinálódott anyagok egyenletesen oszlanak el az egész tömegben. A kréta például mész és a szénsav vegyülete. Mármost, bármilyen kicsiny részt veszünk a krétából, azt fogjuk találni, hogy tartalmazza mind a meszet, mind a szénsavat. Bármilyen kicsiny adag vizet veszünk, azt találjuk majd, hogy mind oxigént, mind hidrogént tartalmaz. Bármilyen kicsiny részt veszünk ki a salétromból, azt találjuk majd, hogy salétromsavat és káliumot tartalmaz. Nos, ez nem lehetne így, ha nem a testek atomjai kombinálódnának egymással. Következésképpen ez az általánosan elfogadott nézet a kémiai kombinációról. Régóta általánosan elismert és ezért nincs is szükség további példákra.

3. Minden kémiai vegyület a legszigorúbban azonos, konstans arányban tartalmazza alkotóit, ami, történjék bármi, nem változik. A víz mindenkor súly szerint 1 rész hidrogénbõl és 7,5 rész oxigénbõl áll; a kénsav 1 rész kénbõl és 1,5 rész oxigénbõl, a szénsav 1 súlyrész szénbõl és közel 2,7 rész oxigénbõl áll. A kémiai anyagok ezen állandósága általánosan elismert. Lényegében a kémia egész tudománya ezen alapul és ettõl függ. Még Berthollet is, aki elvben a határozatlan arányok mellett érvel, elismeri a tagadhatatlan tényt, miszerint a kémiai kombinációk állandó arányokban jönnek létre.

4. A kémiai vegyületeknek ez az állandósága nem magyarázható mással, mint azzal, hogy az egyik alkotó bizonyos számú atomja egyesül a másik bizonyos számú atomjával. Tekintsük vegyületként most a vizet. Legyen az egyesülõ atomok száma oxigén esetén x, hidrogén esetén y. A víz egyesült részecskéje mindig x + y lesz.

5. Az oxigénnek az a tulajdonsága, hogy különbözõ bázisokkal változó arányokban egyesül, így ugyanazzal a bázissal néha kétszeres, néha háromszoros, négyszeres, de még hatszoros arányban is. A nitrogénnel például négyféle, a szénnel kétféle, a higannyal kétféle arányban egyesül és így tovább. Nos, ha a bázisnak azt a súlyát, amellyel az oxigén egyesül, a-val jelöljük, és feltesszük, hogy az oxigén az összes lehetséges arányban vegyül a bázissal; akkor az oxigén alaparányát b-vel jelölve a különbözõ oxigén-bázis arányú egyesüléssel keletkezõ különbözõ vegyületek várhatóan a következõk lesznek:

Ha az elsõ vegyületbe belépõ oxigént 10 résznek vesszük, akkor 20 lép be a második vegyületbe, 30 a harmadikba és 40 a negyedikbe. Ennélfogva bármely számú oxigénatom kerül az elsõ vegyületbe, kétszer annyi kerül a másodikba, háromszor annyi a harmadikba és négyszer annyi a negyedikbe.

Világos tehát, hogy van az oxigénatomoknak egy bizonyos száma, amely mindig bekerül ezekbe a kombinációkba. Ha azt a számot x-szel jelöljük, akkor a + x az elsõ vegyület, a + 2x a második, a + 3x a harmadik és a + 4x a negyedik. Nos, különös lenne, ha 2, 3, 4 stb. atom oxigén oly elválaszthatatlanul lenne egymáshoz kötve, hogy külön-külön soha nem léphetnének be kombinációkba. Sokkal egyszerûbb feltételezni, hogy x csak egy atomot jelent. Ha ez a nézet matematikailag nem is lenne igaz, akkor is helyes elfogadni, mert amennyire számításainkra támaszkodhatunk, az oxigénatomok állandó és változatlan módon egyesülve képeznek egy vegyületatomot, amelyrõl mi éppoly pontosan és helyesen okoskodhatunk, mintha az egyszerû atom lenne. Magam valóban azt gondolom, hogy x biztosan csak egy atomot jelent. Az oxigéngáznak, lévén rugalmas fluidum, olyan atomokból kell állnia, amelyek taszítják egymást. Ebbõl arra következtetek, hogy az oxigénnek nem lehet vegyületatomja, és azokból több sem egyesülhet atommá. Mármost, ha x nem egyesült atomokból áll, nem látok okot arra, miért egyesülne esetenként más testekkel ugyanannyi számú atom (vagy azok többszöröse).

Ez az okfejtés hidrogénre éppúgy alkalmazható, mint az oxigénre. A hidrogén tulajdonsága, hogy különbözõ arányokban egyesül a különféle testekkel, mint szénnel, foszforral, kénnel etc. Azt találjuk, hogy ezekben a különbözõ arányokban a hidrogén értéke mindig y, 2y stb. Ennélfogva minden okunk megvan arra következtetni, hogy y ami a hidrogén azon arányát jelzi, mely a másik alkotóval egyesül minden esetben egy atom.

Az x és y számok könnyen megállapíthatók az oxigént és hidrogént különbözõ arányokban tartalmazó vegyületek pontos analízisével, ha azokat a legkisebb arányra redukáljuk, ami közel x = 7,5 és y = 1. Ezek a számok reprezentálják egy atom oxigén és egy atom hidrogén egymáshoz viszonyított súlyarányát. Nos, figyelmet érdemel, hogy ezek a számok a víz összetételét mutatják. Ezzel, gondolom, pontosan be lett bizonyítva, hogy a víz 100 hányad oxigéngázból és 200 hányad hidrogéngázból tevõdik össze. Nos, e gázok fajsúlya a következõ:

Ennélfogva a víz összetétele súly szerint Ez az egyezés feljogosít minket a következtetésre, hogy a víz egy atom oxigénnek egy atom hidrogénnel való egyesülésével képzõdik. Ezt az igen fontos következtetést más megfontolások is alátámasztják. Az oxigén és a hidrogén sohasem hajlandó egyesülni más arányban, mint ahogyan a vízben léteznek. Ennélfogva ez az arány kell legyen az, amelyiknél legkönnyebb és legnagyobb erõvel történik az egyesülés. Mármost, minthogy a hidrogénatomok taszítják egymást, és ugyanígy van ez az oxigénatomokkal is; mivel továbbá a hidrogént vonzza az oxigén, nyilvánvaló, hogy egyenértékû arányban összekeverve, ami a 200 hányad hidrogén gáz és 100 hányad oxigén gáz esete, egy csõbe helyezve és villanyos úton meggyújtva, készségesen egyesülnek atom-atom arányban. Ez, bár önmagában nem döntõ, de támogató körülmény. Az következik belõle, hogy egy adott mennyiségû hidrogéngáz csak fele annyi atomot tartalmaz, mint amennyi ugyanolyan mennyiségû oxigén gázban van.

6. Ismerve egy atom oxigén és egy atom hidrogén súlyát, módunkban áll meghatározni egy olyan másik anyag egy atomjának súlyát, amely az oxigénnel vagy a hidrogénnel vagy mindkettõvel egyesül. 100 rész kén például kétféle arányban egyesül oxigénnel, súly szerint 100, illetve 150 résszel. Itt az oxigén aránya a másikhoz képest 1 az 1 1/2-hez, azaz 2 a 3-hoz, megokolt tehát feltételezni, hogy az elsõ szám 2 atom oxigént, a második 3 atom oxigént képvisel, továbbá azt, hogy létezik egy, még fel nem fedezett vegyület, melyben a kén egy atom oxigénnel vegyül. Ha ez a feltevés elfogadható, az következik, hogy a vegyületbe került kén súlya egy atomot képvisel. Így 100 a kén egy atomját és az oxigén két atomját jelenti, tehát a kén egy atomjának súlya, úgy látszik, éppen kétszerese az oxigénatom súlyának.

Módunkban áll ezt az okfejtést azokkal a kombinációkkal igazolni, melyeket a kén a hidrogénnel alkot. Megállapították, hogy 100 rész hidrogéngáz és kén vegyülésekor a térfogat nem változik, csak a fajsúly. Ennélfogva azért, hogy a kén-hidrogén gáz alkotóit kellõ pontossággal meghatározzuk, csak a hidrogéngáz és a kén-hidrogén gáz fajsúlyát kell pontosan megállapítani. Nos, 100 köbhüvelyknyi hidrogéngáz 2,230 granumot nyom. 100 köbhüvelyknyi kén-hidrogén 35,890-et. Ebbõl következik, hogy a kén-hidrogén gáz 2,23 (vagy 1) granum hidrogénbõl és 33,66 (vagy 15,09) granum kénbõl tevõdik össze. Ez nekünk azt mutatja, hogy a kén-hidrogén gáz egy atom hidrogénbõl és egy atom kénbõl áll (más feltevés alig tûnik megengedhetõnek), miután ha egy atom hidrogén 1 súlyú, akkor egy atom kén 15,09 súlyú lesz. A kén és az oxigén kombinációja 15,12-t ad egy atom kén súlyára. A két gondolatmenet ugyanarra a konklúzióra vezet, mivel a különbség 15,09 és 15,12 között csak 3/1000. Ez olyan egyezés, amely a kémiai kísérleteknél, ahol abszolút pontosság az eljárás természetébõl kifolyólag lehetetlen, teljesen elfogadható. [1 granum = 64,8 mg]

Hasonló gondolatmenettel, jelentõs pontossággal határozhatjuk meg a nitrogén, a foszfor, a szén és a fémek egy-egy atomjának súlyát. Fárasztó lenne itt teljes egészében ismertetni a módszereket; de néhányat a legfontosabbakból késõbb közölni fogunk.

Nagyon fontos, hogy észrevegyük, mennyivel erõsebb egy következtetés, ha ahhoz különbözõ utakon jutunk el. Ebbe az elõnyös helyzetbe kerülünk, ha egyszerû anyagok atomjai súlyának meghatározásához fogunk. Legtöbbször 2, 3, vagy 4 különbözõ módszerrel jutunk ugyanarra a konklúzióra. Ezek az egyezések, gondolom, nem létezhetnének, ha nem alapulnának jól megalapozott következtetéseken.

7. A tárgyalásnak ezt a részét Dalton úrnak a testek atomjainak kombinálódásairól szóló szabályaival fogom befejezni. Ezek okosan fogalmazott tételek, és igazságuka, hitem szerint könnyen elismeri bárki, aki a tárgy iránt érdeklõdik.

Ha Gay-Lussac megfigyelései helyesek, akkor a nitrózus gáz [nitorgén-monoxid]kivételt képez Dalton úr 5. szabálya alól. Késõbb erre visszatérünk.
 
 

II. A fenti elméletbõl következõ, de analízisekbõl levezetett kémiai szabályok

1. Ha gáznemû testek kombinálódnak, mindig meghatározott arányban egyesülnek. Ha annak a gáznak a térfogatát, amely a legkisebb mennyiségben épül be a vegyületbe, egységnyinek vesszük, akkor a többi alkotó térfogata 1, 2 vagy 3. Így az ammónium-klorid 1 térfogat sósavból és 1 térfogat ammóniából, az ammónium-karbonát 1 szén-dioxidból + 1 ammóniából, a nitrózus gáz 1 nitrogénbõl + 1 oxigénbõl, a víz 1 oxigénbõl + 2 hidrogénbõl, a gáznemû nitrogén-oxid 1 oxigénbõl + 2 nitrogénbõl, a nitrózus sav 1 nitrogénbõl + 2 oxigénbõl, vagy 1 oxigénbõl + 2 nitrózus gázból, a kénsav 1 oxigénbõl + 2 kénessavból, a szénsav 1 oxigénbõl + 2 szén-oxidból, az ammónia 1 nitrogénbõl + 3 hidrogénbõl, a savas nitrózus gáz 1 oxigénbõl + 3 nitrózus gázból áll. Ezeket a szabályokat Gay-Lussac állapította meg, úgy gondolom, kielégítõ módon [3]. Konklúziói közül csak egy van, amelyik mégis kétséges, miszerint a nitrózus sav összetétele 2 nitrózus gáz + 1 oxigéngáz. Legalábbis én nem voltam képes, hogy e két gázt pontosan ebben az arányban egyesítsem. A szabálygyûjtemény nyilvánvalóan kapcsolódik Dalton elméletéhez. Egyszerû, szép és igen hasznos a gyakorlati kémiában.

2. A különbözõ fémek telítéséhez szükséges savmennyiség éppen megegyezik annak az oxigénnek a mennyiségével, amely szükséges ahhoz, hogy ezek a fémek oxiddá alakuljanak. 100 rész higany oxiddá alakításához 4,16 rész oxigénre van szükség, 100 rész ezüsthöz 7,9 rész oxigénre. A 100 rész higany telítéséhez szükséges savmennyiség tehát úgy aránylik a 100 rész ezüst telítéséhez szükségeshez, mint 4,16 a 7,9-hez. Erre a törvényre elõször Gay-Lussac mutatott rá. [4] A törvényt a vegyészek céljaihoz jobban illeszkedõ módon is ki lehet fejezni. Ha különbözõ fémoxidok ugyanolyan mennyiségû savat telítenek, mindegyik pontosan ugyanolyan mennyiségû oxigént tartalmaz. Berzelius szerint 100 rész sósav telítése céljából a fémnek kombinálódnia kell 42 rész oxigénnel; 100 rész kénsav telítéséhez kombinálódnia kell 20 rész oxigénnel.

Azt hiszem, ez a törvény csak olyan fémekre érvényes, melyek egymást leválasztják; nevezetesen: aranyra, ezüstre, higanyra, rézre, ólomra, kobaltra, talán vasra, cinkre és néhány egyébre. A többi fém, úgy gondolom, más törvényt követ; és mivel különbözõ törvényt követ, nem válik le. Az alábbiakban, amikor odaérünk, hogy különbözõ sók szerkezetét vizsgáljuk, mindez világosabbnak fog tûnni.

3. Ha a kén fémmel kombinálódik, az arány változatlan marad, bár a kén savvá, a fém oxiddá alakul. Így a fém-kén arány a réz-szulfátban ugyanaz, mint a réz-szulfidban. Hasonlóan az ólom-szulfid, salétromsavval kezelve semleges ólom-szulfáttá alakul, az antimon-szulfid antimon-szulfáttá és így tovább. Ezt a törvényt, mely igen fontos a gyakorlati kémiában, és nagyon megkönnyíti a fémsók analízisét, elõször Berzelius állapította meg.

4. A fém-protoxidban lévõ oxigén fele annak a kénnek, amelyik ugyanazon fémnek a szulfidjában foglaltatik, feltéve, hogy a fém súlya mindkét esetben 100. [ A fém-protoxid a fém legkevesebb oxigénnel alkotott vegyülete.] Ezt a szabályt elõször Berzelius fogalmazta meg. Nyilvánvalóan a fentebb megfogalmazott tény következményérõl van szó, mely szerint a kén egy atomja kétszer olyan nehéz, mint az oxigén egy atomja, és csak azokra az esetekre igaz, ahol a protoxid egy atom fémnek és egy atom oxigénnek, a szulfid pedig egy atom fémnek és egy atom kénnek vegyülete. A megállapítás akkor is érvényes, ha az oxid két atom oxigént és a szulfid két atom ként tartalmaz. Ez a fekete vas-oxid és a mágneses pirit esete. A szabály meglehetõsen hasznos, mert arra támaszkodva jobban meghatározhatjuk a szulfidok szerkezetét, amelyek, akárcsak az oxidok, jelentõsen eltérõek lehetnek.

5. Két, bizonyos mennyiségben oxigént tartalmazó test vegyületében az oxigén súlya a két testben vagy megegyezik, vagy az egyik kétszer, háromszor, négyszer, akár nyolcszor annyi oxigént tartalmaz, mint a másik. Ezt a törvényt Berzelius állapította meg,[5] de el kell ismernem, jelentôs kételyeim vannak annak pontosságát illetõen. Jobb lenne ennek a tárgy vizsgálatát akkorra hagyni, amikor olyan sók összetételének megállapítására kerül sor, amelyek mindkét összetevõje tartalmaz oxigént. Ha a törvény igaz, akkor a testek atomjainak súlyarányában bizonyos olyan szabályszerûség jelentkeznek majd, amelyeket idáig még nem figyeltem meg.

6. A víz mind savakkal, mind bázisokkal képes vegyülni. Ha savval egyesül, úgy viselkedik, mint bázis, és ugyanannyi oxigént tartalmaz, mint amit a bázis tartalmazna. A legkevesebb víznek, amely kénsavval vegyülhet, 20 rész oxigént kell tartalmaznia. Ezért az elképzelhetõ legerõsebb kénsav olyan vegyület, amely

Ha a víz bázissal egyesül, a sav szerepét játssza, és azzal ugyanolyan arányban vegyül. Az ilyen vegyületeket hidrátoknak nevezzük. A szabályt itt is Berzelius alkotta meg. Meg kell mondanom, hogy pontosságát illetõen eddig nem találtam elegendõ bizonyítékot ahhoz, hogy sok bizalmam legyen benne. Ha a hidrátok szerkezetét azonban jobban megismerjük mint ma, képesek leszünk jobban ítélni.

7. Ha több mint két oxigéntartalmú test vegyül, akkor a legkevesebb oxigént tartalmazó alkotórész oxigéntartalma közös osztója a többi testben található oxigentartalmaknak. Ez a valószínûleg szintén Berzeliustól származó törvény nyilvánvalóan függ attól, mely módon vegyülnek ezek a bázisok az oxigénnel. Ha a kombinációban egy atom bázis egy atom oxigénnel vegyül, a jelen levõ oxigén mennyisége meg fog egyezni. Ha az egyik protoxid, a másik deutoxid ["második" oxid], akkor az egyik kétszer annyi oxigént fog tartalmazni, mint amennyi a másikban van. És mivel az oxigén mindig atomokon keresztül vegyül, nyilvánvaló, hogy az oxigéntartalmak oszthatók lesznek egy atom oxigénnel. Innen a törvény.

Ha pontosan ismernénk a földek szerkezetét, ennek a törvénynek nagy jelentõsége lenne a mineralógusok számára. Lehetõvé tenné számukra, hogy megkülönböztessék a kémiai vegyületeket a mechanikus keverékektõl. Nincs kétségem afelõl, hogy a törvény végül is új fényt fog deríteni az ásványok kémiai analízisének területére; hiszen már jelenleg is, amikor pedig tökéletlen tudásunkra támaszkodunk, bizonyos sikerrel alkalmazható.

8. Ha két éghetõ bázis egyesül, akkor ez mindig olyan arányban történik, hogy oxidáció után a vegyülõ oxigén mennyisége vagy mindkettõben megegyezik, vagy kétszerese, háromszorosa stb. lesz a másikkal vegyülõnek. Ez újabb törvény, amit Berzelius alkotott, és nyilvánvalóan azon a tényen alapszik, hogy a két testnek vagy atom-atom arányban kell egyesülni, vagy az egyik test bizonyos számú atomja vegyül a másik egy atomjával.

Ez a törvény sikerrel alkalmazható annak megállapítására, hogy fémötvözetek közül melyik kémiai vegyület és melyik mechanikus keverék. Nincs kétség például afelõl, hogy a réz és a cink kémiailag vegyülnek. A következõ táblázatból látható lesz, hogy ezen fémek egy atomjának súlya:
 

réz 8,000
cink 4,315

Ha tehát ezek a fémek atom-atom arányban egyesülnek, a sárgaréznek olyan vegyületnek kell lennie, amely 100 rész rezet és 53,93 rész cinket tartalmaz. Nos, ha valaki sárgaréz elemzésére kényszerül, azt fogja találni, hogy az összetevõk aránya közel a fenti. Hasonló módon a harangötvözetrõl is megállapítható, hogy 5 atom rézbõl és 1 atom ónból áll. A tükörfém 4 atom rezet és 1 atom ónt tartalmaz. Ha a higany atom-atom arányban egyesül ónnal, annak valamivel kevesebb, mint a fele lesz ez az utóbbi fém. Ha ugyanez a törvény cinkre is vonatkozik, akkor ennek saját súlya 1/5-ét kell ónból feloldania.
 
 

III. Különbözõ anyagok atomjainak relatív súlya, kémiai elemzéssel megállapítva

Mielõtt megadnánk a testek atomjainak relatív súlyát tartalmazó táblázatot, meg kell abban állapodnunk, mely atom súlya legyen az egység. Dalton úr a hidrogént választotta, mivel ez a legkönnyebb valamennyi ismert test közül. Sir Humphry Davy követte ezen az úton, de õ megduplázta az oxigénatom súlyát, ennek következtében valamennyi testét, azzal az önkényes feltételezéssel, hogy a víz két atom hidrogénbõl és egy atom oxigénbõl áll. Dr. Wollaston és Berzelius professzor az oxigénatomot ajánlotta legkényelmesebb egységként: aligha kell haboznunk, hogy javaslatukat elfogadjuk. Az oxigén valóban az az anyag, amellyel csaknem minden más test atomjainak súlyát megállapítjuk. Minden más testnél gyakrabban lép be vegyületekbe, és innen adódik a kényelmes szám nagy elõnye a gyakorlati vegyészek számára.

A sok zavar, amely manapság ennek a tudományágnak jellemzõje, eltûnne akkor, ha a kémikusok megegyeznének az atomok súlyát reprezentáló egységes számokban. Az alábbi táblázatot azzal bocsátjuk a vegyész világ elé, hogy kényelmesebb, mint az eddig használtak. Kívánatos lenne, hogy a táblázatot, már amennyiben pontos, a vegyészek általánosan elfogadják, mivel segít a mindenhol használatos számok meghatározásában. Ha mindenki mindig ugyanezeket a számokat alkalmazná, akkor ezeket a vegyészek hamar elfogadnák, és ezáltal képesek lennének bármely kémiai vegyület összetételét megállapítani anélkül, hogy könyvhöz kellene nyúlniuk. Ennek elfogadása a gyakorlati kémikus számára annyira nyilvánvalóan hasznos, hogy nem is kell rá szót vesztegetni.

Egy atom súlya


1. oxigén 1,000
2. hidrogén 0,132
3. szén 0,751 [a]
4. nitrogén 0,878 [b]
5. foszfor 1,320 [c]
6. kén  2,000 
7. bór (hiányzik, szerk.)

Az atomok száma. Egy részecske súlya

 8. víz, összetétel: 1 o + 1 h 1,132 [d]
 9. szénoxid 1 o + 1 c 1,751 [e]
10. szénsav 2 o + 1 c 2,751
11. nitrózus gáz [f] 1 o + 1 n 1,878


[1] Kettõsön Dalton úr olyan vegyületet ért, mely egy testnek egy atomjából és egy másiknak egy atomjából áll. Hármason olyan vegyületet, mely egy test egy atomjából és egy másiknak két atomjából áll stb.

[2] Dalton, New System of Chemistry, Vol. I, p. 214.

[3] Mem. d'Arcueil, Vol. II. p. 207.

[4] Mem. d'Arcueil, Vol. II. p. 157.

[5] Ann. de Chim. Vol. LXXXIII. p. 119.

[a] Az adat szénsavból vezethetõ le, amely és ebben egyetértek Daltonnal olyan vegyület, amelyik két atom oxigénbõl és egy atom szénbõl áll. Ha faszenet oxigéngázban elégetünk, a gáz térfogata nem fog megváltozni, egyszerûen átalakul szénsavvá. Ennek megfelelõen 100 köbhüvelyk szénsavgáz súlya 46,313 granum. Ha ebbõl levonjuk 100 köbhüvelyk oxigéngáznak a súlyát, 33,372 granumot, a maradék 12,641 granum , megadja nekünk a szén súlyát 100 köbhüvelyk szénsavgázban. Ebbõl látszik, hogy a szénsav 27,29 rész szénbõl és 72,71 rész oxigénbõl áll. Az etiléngáz elemzésénél a szén egy atomjára 0,748 súlyt találtam, ami igen közel áll a fentiekhez.

[b] Ezt a számot a nitrózus gáz esetében figyelték meg, amelyrõl, úgy gondolom, Dalton úr helyesen állítja, hogy egy atom nitrogénbõl és egy atom oxigénbõl álló vegyület. Gay-Lussac állapította meg, hogy olyan vegyület, amely azonos térfogatú nitrogéngázból és oxigéngázból áll. A szám, amit Sir H. Davy egy atom nitrogén súlyára felvett, a mi arányainkra átszámítva 0,860 lenne, és Dalton úré 0,714. Ammóniából számolva eltérõ arány adódik, ha azt Dalton után feltételezve, egy atom hidrogén és egy atom nitrogén vegyületének tekintjük. Egy atom nitrogén súlya ilyen esetben 0,584 lenne; ha azonban az ammóniát két atom hidrogén és egy atom nitrogén vegyületének tekintjük, a nitrogén súlyára 0,876-ot kapunk. Emiatt feltételezem, hogy az ammónia hármas vegyület.

[c] Ezt a számot a foszforsavból vezették le. Sir H. Davy megállapította, hogy a foszforsavban az oxigén mennyisége kétszerese a foszforossavban lévõnek. Ebbõl, azt gondolom, az következik, hogy a foszforsav olyan vegyület, mely egy atom foszforból és két atom oxigénbõl áll. Megállapíttatott továbbá, hogy amikor a foszfor oxigénben ég, minden granum foszfor 4 1/2 köbhüvelyk oxigént abszorbeál. Ennélfogva a foszforsav 100 rész foszforból és 151,52 rész oxigénbõl, és a foszforossav 100 foszforból és 75,76 oxigénbõl áll: egy atom oxigén úgy aránylik egy atom foszforhoz, mint 75,76 a 100-hoz, vagy mint 1 az 1,320-hoz, közelítõleg.

[d] A vizet kettõs vegyületnek tekintem. A vélemény, amit Sir H. Davy hangoztat, miszerint a víz hármas vegyület, egy atom oxigénbõl és két atom hidrogénbõl áll, szerintem nem megalapozott.

[e] Pontos kísérletekkel meggyõzõdtem arról, hogy 100 térfogatrész szénoxid [szén-monoxid] teljes elégetése 50 térfogatrész oxigéngázt igényel, és a maradék 100 térfogatrész szénsavgáz [szén-dioxid] lesz. Ebbõl az következik, hogy az oxigén mennyisége a szénsavban éppen kétszer annyi, mint a szénoxidban, lévén a szén mennyisége mindkettõben ugyanakkora. Berthollet-nek ezzel a következtetéssel kapcsolatos kifogásai elfogadhatatlanok. Úgy tûnik egyébként, hogy õ maga is feladta álláspontját.

[f] A nitrogén és az oxigén vegyületeinek vizsgálata jelentõs nehézségekkel jár. A megállapítást, miszerint a nitrózus gáz [nitrogén-monoxid] kettõs vegyület, valamint az analízist, amelyrõl fentebb szó esett, pontosnak tekintem. A Daltonnak tulajdonított nézet, miszerint a nitrózus oxid [dinitrogén-oxid] 2 atom nitrogénbõl és 1 atom oxigénbõl állónak tekintendõ, számomra egyértelmû: Gay-Lussac mutatta meg, hogy a nitrózus oxid éppen kétszer annyi nitrogént tartalmaz, mint a nitrózus gáz, feltéve, hogy mindkettõben ugyanannyi az oxigén. A gáz összetételének meg kell egyeznie a táblázatban megadottal. A sav, amit Cavendish és Davy elemzett, és salétromsavnak nevezett, véleményem szerint a valóságban nitrózus sav [nitrogén-dioxid + nitorgén-monoxid]. Amit Dalton úr oxi-salétromsavnak nevez, az valódi színtelen salétromsav, úgy tûnik, csak víz vagy bázis jelenlétében létezhet.

Szepesváry Pálné fordítása

ChemoNet, 1997

Vissza

http://www.kfki.hu/chemonet/ 

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