"Valójában nem a molekulák mozgása, hanem valami más..."

Az oldatok kinetikus elméletének fejlôdése szempontjából igen fontosnak bizonyult a folyadékban szuszpendált részecskék mozgásának tanulmányozása. Az elsô gondos vizsgálatokat Robert Brown végezte (182830-ban), ezért kapta a jelenség a Brown-mozgás nevet.

Maga Brown is megállapította, hogy "a részecskéknek ezt a mozgását sem az õket tartalmazó folyadék áramlása, sem annak belsõ, feltételezhetõen a párolgást kísérõ mozgása nem okozhatja". Wiener, a karlsruhei mûegyetem geometriaprofesszora mintegy harmincöt évvel késôbb már ezt írja: "A keveredés nem a részecskékbôl és nem is a folyadékon kívüli okból ered, hanem a fluid állapotra jellemzô belsô mozgásoknak tulajdonítható". Delsaulx, a louvaini egyetem fizikaprofesszora szerint "a kísérlettel megállapított tények igen jól magyarázhatók a transzláció belsô mozgásaival, amelyek hozzájárulnak a gázok, gôzök és folyadékok hôállapotához".

Gouy jutott arra a következtetésre 1888-ban, hogy a Brown-mozgást nem konvekciós áram, rezgés vagy hômérséklet-különbség okozza, és hogy a szuszpendált részecskék "nem játszanak fontos szerepet a mozgásban, mindössze a folyadék belsô keveredését juttatják kifejezésre". A mozgás "valójában nem a molekulák mozgását" mutatja, "hanem valami mást, ami nagyon hasonlít hozzá, és a hô természetére vonatkozó hipotéziseink valódi helyességének közvetlen és látható bizonyítékát tárja elénk". Gouy kimutatta, hogy a mozgás állandó hômérsékletû pincében is fennmarad, ott, ahol a higanyfelszín meg sem rezdül. A Brown-mozgást megfigyelték különbözô intenzitású és színû fényben; kiderült, hogy csak a részecskék méretétôl, a folyadék viszkozitásától és a hômérséklettôl függ. Karakterisztikus és reprodukálható, nem okozhatja véletlen vagy külsô hatás.

Dohányfüstben (tehát gázban) is megfigyelték a szilárd részecskék Brown-mozgását, és Maurice de Broglie (a Nobel-díjas fizikus bátyja) ezzel a módszerrel állapította meg az Avogadro-számot (6,43·1023-t kapott). Perrin és Svedberg kimutatta, hogy a folyadékban szuszpendált récsecskék, bár sokkal nagyobbak az oldatba vitt molekuláknál, a gáztörvényeknek engedelmeskednek. Ennek alapján eljárásokat dolgoztak ki a nagy molekulák molekulatömegének meghatározására. Perrin szintén megállapította az Avogadro-számot. Azonos méretû, apró gumigutti darabok (zöldessárga gyantadarabok) szuszpenzióját hagyta leülepedni. A folyadékban a magasság növekedésével csökkent a köbcentiméterenkénti részecskeszám, miközben a gumigutti Brown-mozgást végzett. A részecskék mikroszkópos számlálásával és annak a feltevésnek az alkalmazásával, hogy az "oldat" követi a gáztörvényeket, Perrin 6·1023-t kapott az Avogadro-számra.

A Brown-mozgás kinetikus elméletét Einstein és Smoluchowski dolgozta ki a XX. elején. Meghatározták a részecskék átlagos négyzetes elmozdulását és forgásuk átlagos négyzetes szögsebességét.


Forrás: J.R. Partington: A History of Chemistry, Macmillan, London, 1964


Vissza