Joseph Black
(17281799)

A kötött levegõrõl

Experiments upon Magnesia Alba, Quick-lime, and some other Alcaline Substances, 1756
 

(in: Henry Marshall Leicester and Herbert S. Klickstein, A Source Book in Chemistry 1400-1900 (Harvard University Press, Cambridge, Massachusetts, 1963)


A következõ kísérletekkel azt akartam megtudni, hogy ez az anyag lebontható-e mésszé.

Egy uncia magnesiát [hidratált magnézium-karbonátot] egy tégelyben egy órán át annyi hõnek tettem ki, amennyi elegendõ a réz megolvasztásához. Amikor kivettem az anyagot, három dram és egy skrupulus*  volt a súlya, vagyis korábbi súlyának 7/12-ét veszítette el.

Az így kezelt magnesiával megismételtem azoknak a kísérleteknek a többségét, amelyeket már a kalcinálás [oxidálás] elõtt is elvégeztem, és a következõ eredményt kaptam.

Az anyag minden savban oldódik, s ezekkel a savakkal sókat képez, amelyek pontosan olyanok, mint amilyeneket az elsõ kísérletsorozatban leírtam; de a legfigyelemreméltóbb az, hogy az oldódást a legkisebb pezsgés sem kíséri.

A korrozív higany-szublimátot [higany(II)-kloridot] fekete por alakjában csapja ki.

Az ammóniás só ammóniáját elválasztja a savtól, ha ennek a sónak meleg oldatával keverjük össze. De nem választ ki savat a mészkõbõl, és a legcsekélyebb változást sem idézi elõ a meszes vízben.

Végül, amikor egy dramnyit emésztettem egy uncia vízben egy palackban néhány órán át, a legkisebb mértékben sem változtatta meg a vizet. Azt tapasztaltam, hogy a magnesia megszárítva tíz granumnyit gyarapodott; de sem a savakkal nem pezseg, sem a meszes vízre nem hat érzékelhetõen.

Látván, hogy a magnesia súlyának ilyen jelentõs részét elveszítette a tûzben, arra törekedtem, hogy ezt az illékony részt megvizsgáljam, és a többi kísérlet között a következõ látszott némi fényt deríteni a jelenségre.

Három uncia magnesiát desztilláltam egy üvegretortában és üvegszedõben úgy, hogy a tüzet fokozatosan növeltem, amíg a magnesia sötétvörösen nem izzott. Amikor minden lehûlt, csak öt dramnyi fehéres vizet találtam a szedõben, amelynek enyhe ammóniaszaga volt, s a korrozív szublimát és az ezüst oldatát kissé megzavarosította. De nem pezsgett észrevehetõen a savakkal.

Amikor a magnesiát kivettem a retortából, egy uncia három dram és harminc granumot nyomott, vagyis súlyának több mint a felét elvesztette. Még mindig élénken pezsgett a savakkal, de nem olyan erõsen, mint a mûvelet elõtt.

A tüzet annyira kellett volna fokozni, hogy elérje a magnesia tökéletes kalcinálásához szükséges mértéket. De még ebbõl a nem tökéletes kísérletbõl is nyilvánvaló, hogy a porban levõ illékony részeknek is csak egy kis része a víz; úgy látszik, a többit nem tudjuk látható formában megtartani az edényekben. A vegyészek gyakran észlelik, hogy a desztilláció során a testek egy része eltûnik a szemük elõl annak ellenére, hogy a legnagyobb gonddal próbálják visszatartani, és a további vizsgálat során mindig azt tapasztalják, hogy ez a finom anyag olyan levegõ, amely a testbe szilárd formában van bezárva, de a tûz hatására felszabadul, s fluiddá és rugalmassá válik. Ezért biztonsággal mondhatjuk, hogy a magnesia kalcinálásakor elveszített illékony anyag jórészt levegõ; emiatt a kalcinált magnesia nem bocsát ki levegõt vagy nem pezseg, amikor savval keverik össze.

Tulajdonságai alapján úgy látszott, hogy a víz egy kevés ammóniát tartalmaz, amely talán a kalcinált magnesiából, a levegõbõl és a vízbõl, vagy némelyikük kombinációjából keletkezett; s talán egy kevés gyúlékony anyag is volt benne, amely véletlenül tapadt a magnesiához. A vegyészek elõszeretettel mondják, hogy ez a só állattól vagy rothadó növénytõl származik; mindig is ezt álllították, amikor mészkõfélékbõl nyerték ki, amelyek mind tartalmaznak egy keveset. Kétségtelen azonban, hogy ilyen keverékektõl függetlenül is képzõdhet néha, mert sok friss növényben és a borkõben is jelentõs mennyiség van. És hogyan tételezhetnénk fel ebben az esetben, hogy bármely állati vagy növényi anyag tapadt a magnesiához, miközben savban oldottuk, ettõl lúggal elválasztottuk és oly sok vízzel mostuk?

Két dram magnesiát kalcináltam egy tégelyben a fent leírt módon, így a mennyisége két skruplus tizenkét granumra csökkent. Ezt a kalcinált magnesiát elegendõ mennyiségû vitriolsavban [kénsavban] feloldottam, majd a savtól megint elválasztottam bázikus anyag hozzáadásával, melybõl igen sok fogyott erre a célra. A magnesiát nagyon jól megmostam, megszárítottam, és lemérve egy dram ötven granumot kaptam. Élénken pezsgett, vagyis nagy mennyiségû levegõt bocsátott ki, amikor savakba vetettem, a szublimát-oldattal összekeverve vörös port adott, egy savból meszet választott ki, és megédesítette a meszes vizet: visszanyerte tehát az összes olyan tulajdonságot, amellyel korábban rendelkezett, de most a kalcinálás miatt elveszített. S nemcsak visszaszerezte eredeti tulajdonságait, hanem majdnem annyi súlyt vett fel, mint amennyit elveszített a tûzben; és miután a savakkal pezsgett, annak az anyagnak egy része, amelyet felvett, minden bizonnyal levegõ.

Ez a levegõ feltehetõen a bázikus anyagtól származik, amelytõl a sav választja el. Dr. Hales világosan bebizonyította, hogy a bázikus sók nagy mennyiségû kötött levegõt tartalmaznak, amelyet bõségesen kibocsátanak, ha tiszta savhoz kapcsolódnak. Ebben az esetben a bázikus anyag valóban savhoz kapcsolódik, noha a levegõ kibocsátásnak semmilyen látható jele nincs; a levegõ mégsem marad benn: hiszen a semleges só, amellyé átalakult, ugyanolyan mennyiségû és minden más tekintetben olyan, mintha az alkalmazott savat nem telítettük volna elõzõleg magnesiával, hanem tiszta állapotban adtuk volna a bázikus anyaghoz, és küzdelmük hajtotta volna ki belõle a levegõt. Ezért nyilvánvalónak tûnik, hogy a bázikus anyagból a sav szorította ki a levegõt és az a magnesiába fészkelte be magát.

Ezek a gondolatok néhány új kísérlet kipróbálására ösztönöztek, amelyekkel megtudhattam, hogy mennyi levegõt szorítanak ki a bázikus anyagokból vagy a magnesiából a savak.

Két dram tiszta, kötött bázikus sót és egy uncia vizet tettem egy firenzei lombikba, amely a tartalmával együtt két uncia két dramot nyomott. Egy kevés vízzel hígított vitriolsavat csöpögtettem hozzá, amíg a só nem telítõdött teljesen. Ez akkor következett be, amikor két dram, két skrupulus és három granum savat adtam hozzá. A lombik a tartalmával együtt most két uncia, nágy dram és tizenöt granum súlyú volt. Tehát egy skrupulus nyolc granum elveszett a pezsgés során; ennek egy jelentéktelen része lehetett csak víz vagy valami hasonló. A többi levegõ.

A nagy hírû Homberg megpróbálta megbecsülni, hogy különbözõ savak meghatározott mennyisége mennyi szilárd sót tartalmaz. Egy bázikus anyag azonos mennyiségeit telítette mindegyikkel, majd tökéletesen megszárította az anyagot és megfigyelte, hogy mekkora súllyal gyarapodott. Ezt a súlynövekedést tulajdonította a telítést kiváltó sav járulékának. A fenti kísérletbõl azonban tudjuk, hogy Homberg becslése nem volt helyes, mert a bázikus anyag nemcsak felveszi a súlyt, hanem le is ad a súlyából.

Két dram magnesiát, amelyet pontosan úgy kezeltem, mint a bázikus anyagot az utolsó kísérletben, éppen feloldott négy dram egy skrupulus és hét granum ugyanilyen sav, és a magnesia egy skrupulus tizenhat granumot adott le a pezsgés során.

Két dram magnesiát erõs tûzzel két skrupulus tizenként granumnyira csökkentettem, és megismételtem vele a két utolsó kísérletet: négy dram egy skrupulus és két granum ugyanilyen sav oldotta fel, és a kísérletben nem volt súlyveszteség.

Ugyanúgy, ahogy a testek kötött részeibõl hõ segítségével elválasztjuk az illékony anyagot, és az utóbbi egy kicsit magával ragad az elõbbibõl, az a levegõ és víz, amely eredetileg a magnesiában volt és a tûz hatására távozott, valószínûleg szintén magával visz egy kevés szilárd anyagot. Valószínûleg ezzel magyarázható, hogy a kalcinált magnesia egy kicsit kevesebb savval telítõdik, mint amennyire a kalcinálás elõtt volt szükség a feloldásához, és ugyanez lehet az egyik oka annak, hogy oldással és kicsapással nem tudjuk az eredeti súlyt visszaállítani.

...

Feltételezve, hogy a magnesia valószínûleg nem más, mint közönságes mészkõ, amely azért változtatja meg a tulajdonságát, mert elõzõleg savval egyesült, egy kis mennyiségû krétát [kalcium-karbonátot] muriatikus savval [sósavval] telítettem, a savat megint nem illékony bázikus anyaggal választottam el, és az egész sót gondosan megmostam.

Azt tapasztaltam, hogy a megszárított kréta semmilyen változást nem szenvedett; a vitriolsavval pezsgett, de nem oldódott benne fel, és amikor erõs tûzzel kezeltem, mésszé alakult át, amely minden szempontból hasonlított a közönséges krétából kapott anyaghoz.

Egy ugyanilyen kísérletben vitriolsavat használtam azonos eredménnyel.

...

Elég nyilvánvalónak tûnik, hogy a mészkövek natív állapotukban, valamint a bázikus anyagok és a magnesia közönséges állapotukban nagy mennyiségû kötött levegõt [szén-dioxidot] tartalmaznak, és ez a levegõ jelentékeny erõvel tapadhat hozzájuk, mert erõs tûzzel lehet csak elválasztani a magnesiától, és még a legerõsebb tûzzel sem lehet teljesen kiûzni a bázikus anyagokból, illetve a savas sókkal nem lehet elvenni pezsgõképességüket.

...



*1 skrupulus = 0,6 gramm
 1 drum = 1,772 gramm (avoirdupois súlyrendszerben)
            = 3,888 gramm (gyógyszerész súlyrendszerben)
1 granum = 0,05 gramm
1 uncia = 28,35 gramm

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