James Watt
(1736-1819)

Gondolatok a víz és a deflogisztikált levegõ alkotórészeirõl, valamint beszámoló a tárgyhoz kapcsolódó néhány kísérletrõl

Részletek

Phil. Trans. 74, 329 (1784)

(Forrás: Carmen Giunta tudománytörténeti gyûjteménye)


1. Egy idõ óta ismeretes, hogy a gyúlékony levegõ [hidrogén] sok flogisztont tartalmaz, Dr. Priestley pedig arra az eredményre jutott néhány újabb kísérlete nyomán, hogy a gyúlékony levegõ "vagy teljes egészében tiszta flogiszton, vagy legalábbis nem tartalmazza semmilyen más anyag észlelhetõ keverékét". Az én véleményem szerint azonban egy kevés víz és sok elemi hõ is van benne [1]. Dr. Priestley azt tapasztalta, hogy ha a lencsével összegyûjtött napsugarak hatásának fémkalkokat [fémoxidokat] tesz ki olyan edényben, amely csak gyúlékony levegõt tartalmaz, a puhább fémek kalkjai fémmé alakulnak vissza, és a gyúlékony levegõ a fémek flogisztikálódásának arányában nyelõdik el. Az edénybe folyamatosan betáplált gyúlékony levegõ elnyelõdött; a bevezetett 101 unciából 99 unciát nyeltek el a kalkok, és csak 2 uncia maradt meg, amelyrõl vizsgálat után kiderült, hogy csaknem olyan minõségû, mint amilyen az összes volt a kísérlet elõtt, s még mindig képes a légköri vagy a deflogisztikált levegõvel [oxigénnel] érintkezve lángra lobbanni. A nagy mennyiségû gyúlékony levegõt elnyelték a fémkalkok, visszajutottak fémes állapotukba, és a gyúlékony levegõ megmaradt kis hányada nem változott, legalábbis nem szenvedett olyan változást, amely a tisztasággal szembeni eredeti igénynek ne felelt volna meg, ezért ésszerû volt arra következtetni, hogy a gyúlékony levegõnek tiszta flogisztonnak kell lennie, vagy annak az anyagnak, amely a kalkokat fémekké alakítja vissza.

2. Ugyanez az elmés tudós jól lezárt, erõs üvegedényben tiszta, száraz deflogisztikált levegõt és tiszta, száraz gyúlékony levegõt kevert össze bizonyos arányban, és elektromos szikrával ugyanúgy gyújtotta meg, mint ahogy a gyúlékony levegõs hengerben szokás. "Legelõször vörös hõ vagy láng jelent meg a kétféle levegõben, és az üvegedény hamarosan felmelegedett. A hõ fokozatosan szétterjedt az üvegben és a környezõ levegõbe szóródott szét; miközben az üveg hûlt, köd vagy látható gõz jelent meg benne, s az anyag nedvesség vagy harmat formájában kondenzálódott az üvegen. [2] Amikor az üveget a légkör hõmérsékletére hûtöttük le, és az edényt szájával vízbe vagy higanyba merítve kinyitottuk, annyi folyadék nyomult bele, amennyi teljes térfogatának legfeljebb 1/200 részét tölthette meg, Errõl a kis maradékról bizton állítható, hogy az egyik vagy mindkét levegõféleség szennyezésének következménye. Az a nedvesség, amely az égés után tapadt az üvegre, és egy elõzõleg gondosan lemért kis itatóspapírral szívtuk fel, súlyra pontosan vagy csaknem megegyezett a felhasznált levegõfajtákkal. Néhány, de nem minden kísérletben egy kevés koromszerû anyag tapadt az üveg belsejére," amelynek eredetét nem vizsgálták. Dr. Priestley úgy gondolja, hogy ez az anyag annak a higanynak az apró morzsáiból származik, amelyet akkor használtak, amikor az üveget levegõvel töltötték fel, és a látványa arra utal, a gyúlékony levegõ hatására túlflogisztikálódott; de bárhonnan származott is, a koromszerû anyag teljes mennyisége csekély volt ahhoz, hogy számításba vegyék, ráadásul az anyag nem jelent meg minden kísérletben.

Köszönettel tartozom De Luc úrnak, hogy beszámolt azokról a párizsi kísérletekrõl, amelyeket nemrégiben folytatott  ebben a témában a kétféle levegõ nagy mennyiségeivel. Eredményei alapján bizonyítottnak tûnik az a lényeges kérdés, hogy a deflogisztikált és a gyúlékony levegõ gyulladása vagy egyesülése a gyújtás hatására a kétféle levegõ súlyával azonos mennyiségû vizet hoz létre, s ez a víz minden vizsgálat szerint tiszta víznek bizonyul. Miután a kísérletek kivitelezésérõl semmilyen részletet nem tudok, nem fûzhetek hozzá észrevételeket, legfeljebb annyit, hogy a kísérletet végzõ urak jellemébõl nincs okom kételkedni abban, hogy mindent a szükséges elõvigyázatossággal és pontossággal hajtottak végre, amit a felhasznált kétféle levegõ nagy mennyisége is elõsegített.

3. "Nézzük meg, mi is történik a gyúlékony és a deflogisztikált levegõ gyulladásakor. A kétféle levegõ hevesen egyesül, vörösen felizzik, majd a hûlés során eltûnik. Amikor az edény lehûl, a felhasznált levegõ súlyával egyezõ mennyiségû víz az egyetlen visszamaradó termék, s a víz, a fény és a hõ az összes termék", hacsak nem szabadul fel más anyag, amelyet nem észlelünk. "Nem jogosan következtetünk-e tehát arra, hogy a víz olyan deflogisztikált levegõbõl és flogisztonból áll, amelyet részben megfosztottak látens vagy elemi hõjétõl, hogy a deflogisztikált vagy tiszta levegõ [oxigén] flogisztonjától megfosztott víz, amely elemi hõvel és fénnyel egyesült, és hogy az utóbbiak látens állapotban vannak benne, mert a hõmérõ és a szem számára nem érzékelhetõk   és ha a fény csak a hõ módosulása, vagy hozzá kapcsolódó körülmény, vagy a gyúlékony levegõ része, akkor a tiszta vagy deflogisztikált levegõ flogisztonjától megfosztott víz, amely elemi hõvel egyesült.

4. "Úgy tûnik, hogy a deflogisztikált víz", vagy ami a víz és a levegõ alapjának helyesebb neve lehetne, az az elem, amelyet De Luc úr nedvnek nevez, "erõsebben vonzza a flogisztont, mint a látens hõt, de nem képes egyesülni vele, legalábbis nem a telítési pontig vagy a hõ teljes eltávolításáig, hacsak nem vált elõbb vörösen izzóvá" vagy csaknem azzá. "Az elektromos szikra egy részét vörösen izzóvá hevíti, a nedv és a flogiszton között vonzás jön létre, és az a hõ, amely ebbõl az elsõ adagból felszabadul, felmelegít egy második adagot, amely hasonlóan hat a környezõ részecskékre, s ez így folytatódik addig, amíg az egész vörösen nem izzik és el nem bomlik." Egyelõre nem tudok választ adni arra a kérdésre, hogy ez a vonzás miért nem ugyanolyan mértékû közönséges légköri hõmérsékleten, de úgy tûnik, némely esetben "a deflogisztikált levegõ  bizonyos mértékig anélkül egyesülhet a flogisztonnal, hogy vízzé válna".  Dr. Priestley azt tapasztalta, hogy ha a tiszta vasreszeléket, melybõl önmagában csak a legtisztább gyúlékony levegõ állítható elõ,  és a mercurius calcinatus per sét [higany(II)-oxidot], amelybõl csak a legtisztább deflogisztikált levegõ keletkezhet, ugyanabban az edényben hevíti, se deflogisztikált, se gyúlékony levegõ nem jelenik meg, "hanem helyettük kötött levegõ [szén-dioxid]" képzõdik. Mégis jól ismert, hogy ez a keverék ugyanúgy képes meggyulladni hosszú idõvel azután is, mint amikor lezárták. Ezeket a jelenségeket a doktor úr azzal a feltevéssel magyarázza, hogy amikor a kétféle levegõ egyszerre keletkezik ugyanabban az edényben, naszcens állapotban egyesülhet, de amikor már teljesen kialakult, képtelen egymásra hatni, hacsak külsõ hõ mozgásba nem hozza. A flogisztikált levegõ [nitrogén] valószínûleg a flogiszton és a deflogisztikált levegõ egy másik vegyüléke, de hogy ezek milyen arányban egyesülnek, vagy milyen módon, még nem ismert. Nagyon valószínûnek tûnik, hogy a kötött levegõ nagyobb mennyiségû flogisztont tartalmaz, mint a flogisztikált levegõ, mert nagyobb a fajsúlya és mert nagyobb affinitást mutat a vízzel szemben.

5. Hosszú éveken át azon a véleményen voltam, hogy a levegõ [gáz] a víz egyik módosult formája; ez eredetileg azokon a jelenségeken alapult, hogy a legtöbb esetben, amikor valóban levegõ keletkezett, amit meg kell különböztetni attól, amikor csak kiszabadult az anyagok pórusaiból, vagy másként egyesült velük levegõként, az anyagokról úgy tudták, hogy egyik alkotórészük víz, a folyamatokban mégsem keletkezett víz, csak olyan, amelyrõl úgy tudták, hogy lazán kapcsolódott hozzájuk, mint például a sók kristályvize. Ez a vélekedés abból a felfedezésbõl eredt, hogy a gõz látens hõje annak arányában csökkent, ahogyan a gõzt képzõ víz érzékelhetõ hõje nõtt; vagy másképpen megfogalmazva, a gõz látens hõje kisebb volt, amikor nagyobb nyomáson, vagy nagyobb sûrûségû állapotban keletkezett, és nagyobb, amikor kisebb nyomáson, vagy kisebb sûrûségû állapotban képzõdött; amibõl arra a következtetésre jutottam, hogy amikor nagyon nagy mennyiségû hõ szükséges a gõz elõállításához, a látens hõ teljes egészében érzékelhetõ hõvé alakul, és ilyen esetekben maga a gõz jelentõs változást szenvedhet. Most felhagyok ezzel az elképzeléssel, ami a víz levegõvé való változását illeti, mert úgy gondolom, leírására talán jobb elméletek hivatottak.

...

15. ... Scheele úr feltevése szerint a hõ flogisztonnal egyesült deflogisztikált levegõbõl áll, s ez az együttes elég finom ahhoz, hogy áthatoljon az üvegedényeken. Azt állítja, hogy a nitrózus sav [salétromsav vagy salétromossav] és a többi sav meggyújtva magához vonzza a hõbõl a flogisztont, és a deflogisztikált hõt felszabadítja; de úgy tûnik, hozzám hasonlóan neki sem sikerül megmagyaráznia, mi lesz a salétrom [kálium-nitrát] savjából és a flogisztonból, ha a salétrom hõ hatására elbomlik. S mivel az új kísérletekbõl tudjuk, hogy a víz levegõ, vagy pontosabban nedv és flogiszton vegyüléke, Scheele úr egész elméletének meg kell dõlnie, hacsak a jelenséget nem magyarázzák másként, ami nem tûnik könnyûnek.

16. A deflogisztikált és a gyúlékony levegõ meggyújtásának kísérletéhez visszatérve, a kétféle levegõ egyesüléskor észlelhetõ vörös izzásából úgy tûnik, hogy az egyikükben vagy mindkettejükben levõ hõmennyiség sokkal több, mint amennyi a gõzben van; mert a robbanás utáni elsõ pillanatokban a levegõ által kicsapott víz gõz marad, következésképp megtartja azt a látens hõt, amely a víznek ehhez a módosulatához tartozik. Ez a kijelentés könnyen vizsgálat alá vehetõ, ha a deflogisztikált és a gyúlékony levegõt olyan edényben gyújtjuk meg, amely egy másik, adott mennyiségû, ismert hõjû [hõmérsékletû] vizet tartalmazó edénybe merül, megnézzük, mennyi hõt vett fel a víz, s ha ezt elosztjuk a levegõfélék bomlásából keletkezõ víz mennyiségével, megkapjuk annak a látens hõnek a teljes mennyiségét, amelyet ez a víz tartalmazott mind levegõ, mind gõz formájában. Ha ebbõl a mennyiségbõl levonjuk a gõz látens hõjét, a maradék az a látens hõ vagy elemi hõ lesz, amelyet inkább a levegõ tartalmaz, mint a víz. A kísérlet igen jól elvégezhetõ abban a kitûnõ berendezésben, amelyet Lavoisier és de La Place urak készítettek hasonló célra.



[1] Mielõtt Dr. Priestley elvégezte volna ezeket a kísérleteket, Kirwan úr más jelenségekbõl kiindulva igen elmés következtetésekkel bebizonyította, hogy a gyúlékony levegõ minden valószínûség szerint a valódi flogiszton, légnemû formában. Ezek az érvek tökéletesen meggyõztek, de helyesebbnek tûnik a jelen hipotézisnek ezt a részét közvetlen kísérletre alapozni.

[2]Úgy tudom, Cavendish úr fedezte fel elõször, hogy a deflogisztikált és a gyúlékony levegõ égésekor annak az üvegnek a falán, amelyben az égés zajlik, nedvesség jelenik meg.


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