BEETHOLLET

Claude Louis Berthollet 1748-ban született a szavojai Talloire kisközségben, Annecy közelében. Családja francia volt, s a vallási üldözések idején költözött ide. Annecyben járt iskolába, majd a turini egyetemen tanult orvostudományt. Hogy a család érzülete mennyire francia maradt, mutatja, hogy Berthollet is orvosi oklevelének megszerzése, után mindjárt Párizsba ment, s ott is maradt élete végéig. Nemcsak az ő szerencséje volt, hanem a tudományé is, hogy ott néhány befolyásos barátja támogatásával az orleáns-i herceg udvari orvosa lett. Így ugyanis sok ideje volt kedvelt tudományának, a vegytannak művelésére, s nemsokára jóhírű vegyésznek ismerték el. Ezen az alapon pályázott a Jardin des Plantes vegytani tanszékére is 1784-ben. Talán megint szerencséje volt a tudománynak, hogy nem vele töltötték be ezt az állást; a kormány mással bízta meg, a festőgyárak felügyeletével. Most egész tehetségét belevitte ilyen irányú vegytani vizsgálatokba, s mind elméletileg, mind gyakorlatilag sok hasznosat alkotott ezen a téren. Például a klórt ő alkalmazta először fehérítőszernek. De ezek a festékkutatások nem kötötték le minden idejét, más irányban is dolgozott, s legértékesebb alkotásai, fölfedezései ebből az időből valók.

A nagy forradalom kitörése Berthollet-t is érintette, mint annyi más tudóst. A forradalmi állapot azt jelentette, hogy Franciaország elzáródott minden behozataltól, hirtelenül át kellett térni az önellátás rendszerére. A vegytan akkoriban még távol volt attól, hogy mesterséges pótszereket állítson elő. Az egyes szükségleti cikkek gyártásához azelőtt használt nyersanyagok helyett más nyersanyagokat kellett keresni. Berthollet tudása és gyakorlati érzéke nagyon kapóra jött, sokat segített hazája ipari ínségén. Sőt egyes iparágakat (acél- és salétromgyártás) nemcsak talpraállított, hanem annyira föllendített, hogy mindenki csodálkozott rajta.

1792-ben kinevezték a pénzverőintézet főnökének. Két év múlva tagja lett egy bizottságnak, amelynek fő feladata volt elérni a mezőgazdaság hozamának fokozását. Még ugyanebben az évben tanár lett a párizsi politechnikai iskolán.

Mint tanárnak, azaz előadónak, nem voltak sikerei, mert nagyon is tudós előadásokat tartott, a hallgatósága népszerűbbeket kívánt volna. 1795-ben egyik alapítója volt az »Institut des sciences et arts«-nak, ebben ő képviselte a legbuzgóbban a természettudományt.

Miután Napóleon meghódította Olaszországot s műkincseinek egy részét el akarta hozatni onnan, a direktórium Monge-ot és Berthollet-t küldte ki, hogy Itáliában kiválogassák azokat a tudományos jellegű kincseket, amelyeket a párizsi múzeumnak szántak.

Életének utolsó éveiben már kevés tudományos kutatást végzett. Visszavonult Arceuil-be, egy Párizs melletti kis községbe. Háza a kor legkiválóbb tudósainak gyülekezőhelye lett, sőt az ő elnöksége alatt megalapították a »Société d’Arceuil« című tudományos társaságot, amely tíz éven át (1807— 1817) kiadta a "Mémoires de la société dArceuil" című évkönyvet; természetesen sok értékes vegytani dolgozat is jelent meg benne. Ekkor súlyos csapás érte. Egyetlen fia volt, Amadéé, aki szép tudományos munkásságával nagy reményekre jogosított, de elméje elborult, melankóliába esett, és öngyilkosságot követett el. Ettől kezdve elveszítette kedvét a tudományos foglalkozástól. Napóleon bukása után XVIII. Lajos lépett trónra, aki főrendnek nevezte ki jutalmul azért, hogy Berthollet Napóleon trónfosztására szavazott. Ettől kezdve betegeskedve élt még 1822-ig.

Igen sok értekezést írt, amelyek folyóiratokban továbbá az Akadémia évkönyveiben, jelentek meg. Egyik alapítója és társszerkesztője volt az első francia vegytani folyóiratnak, az "Annales de Chimie et de Physique"-nek. Megjelentek dolgozatai az orvosi folyóiratokban, a politechnikai iskola közlönyében, a turini Akadémia emlékirataiban is. 1776-ban megjelent első önálló könyvében »Observations sur l’air« (Megfigyelések a levegővel) még a flogiszton-elmélet híve. 1801-ben írta egyik legjelentősebb munkáját a vegyrokonságról "Recherches sur les lois de l'affinité" (Vizsgálatok az affinitás törvényeiről), ezt követte két év múlva kiegészítésül a kétkötetes «-Essai de staticjue chymique« (Tanulmány a vegyi statikáról). Sok munkáját fordították le idegen nyelvekre.

A forradalmi időszak nagy francia vegyészei közül Berthollet volt az első, aki elfogadta Lavoisier nézeteit, bár nem föltétlenül és nem mindenben. Már 1782-ben kísérletekkel győződött meg arról, hogy mikor a foszfor, kén és arzén savakat képez, akkor a súlyuk megnövekszik, aminek nem lehet más oka, mint oxigénfölvétel. Ez vitte rá, hogy Lavoisier mellé álljon. Elfogadta az égési folyamatra vonatkozó értelmezését is és mindent, ami evvel kapcsolatost De nem írta alá Lavoisier egyik fontos állítását. Lavoisier ugyanis azt tanította, hogy minden savnak legfontosabb alkatrésze az oxigén, ez tesz savanyúvá minden vegyületet, oxigén nélkül nincsen sav. Berthollet alapos kísérletekkel eldöntötte, hogy a kéksav (HCN) csakis szénből, hidrogénből és nitrogénből áll, oxigén nincsen benne; a kénhidrogén (H₂S) pedig csak hidrogénből és kénből áll, ebben, sincs oxigén. Tehát megállapította, hogy vannak savak oxigén nélkül is, amiből következik, hogy Lavoisier tételét nem lehet általánosítani. Ez a megállapítása helyes volt, de sok másban tévedett is. Életrajzában említettük, hogy a klórt ő alkalmazta először fehérítőszernek. Tanulmányozta a klórt, s megfigyelni vélte, hogy ha klórt vízben old és világosságnak teszi ki, akkor oxigén szabadul föl és sósav marad vissza; ebből arra következtetett, hogy a klór sósav és oxigén vegyülete.

Akkor még nem ismerték a sósav (HC1) vegyi összetételét, s így Lavoisier-vel együtt úgy gondolta, hogy a sósav valami ismeretlen anyagnak oxigénnel alkotott vegyülete, sőt ez az ismeretlen anyag különféle mennyiségű oxigénnel léphet vegyületbe; ha nagyon sok oxigént vesz föl, akkor jön létre a káliumklorát (KClO3); így fedezte föl ezt a vegyületet. (Hogy a klórban nincsen oxigén, azt csak Gay-Lussac állapította meg 1808-ban, majd Davy 1809-ben).

Bertholletnek az első években végzett vegyi kutatásai nem nagy gyakorlati jelentőségűek, inkább a kutatási módszere fontos, amennyiben nem elégszik meg tények megállapításával, hanem mindig keresi az elméleti magyarázatot is. Vizsgálja a foszforsav szerepét az élő szervezetben; a fémsók maró tulajdonságát; többféle savat; kutatja, miben különbözik a közönséges ecetsav a rézrozsda desztillálásából nyert ecetsavtól. Ezek között is akadnak fontosak, de alkotó kutatásai csak attól kezdődnek, hogy elméjéből kidobja a flogiszton-elméletet. Ebből a korból való első alapvető kutatása az ammóniagáznak szólt. Már Priestley sokat foglalkozott evvel a gázzal, s észrevette, hogy ha hosszabb ideig villamos szikrákat üttet át rajta, a térfogata erősen megnövekszik. Berthollet itt vette föl a fonalat. Pontosan meghatározta a gáz térfogatnövekedését s azt kétszeresnek találta. Azután megállapította, mi az oka a térfogatnövekedésnek: a gáznak alkatrészeire bomlása a villamos szikrák hatására. Megvizsgálta az újonnan keletkezett gáztömeget, s így állapította meg, hogy ez hidrogénből és nitrogénből áll. Elég gondosan megállapította, a két alkatrész mennyiségi arányát is; említett Amadéé nevű fia 1808-ban újból foglalkozott evvel a gázzal, s még pontosabban állapította meg a mennyiségi arányait. Az ammónia vegyi összetételének tisztázása nagyon fontos volt, mert sok vegyületben szerepel.

1787-ben a kéksavat vizsgálta. Hogy mit derített ki róla, fentebb már említettük. Ilyen kísérletezései közben észrevette, hogy ha klór hat a kéksavra, akkor egy új anyag keletkezik (ma ciánkloridnak nevezzük ezt); elemezni még nem tudta ezt az új anyagot, de mert azt tartotta, hogy a klór sósavból és oxigénből áll, tehát oxidált kéksavnak nevezte el, gondolván, hogy ez a klórból kivált oxigén segítségével jött létre.

1789-ben a kénhidrogón természetét kutatta, ennek eredményét is közöltük már. Ugyanebben az évben fölfedezte, hogy a nehézfémek oxidjai úgy viselkednek a lúgokkal szemben, mint a savak, vagyis vegyületeket alkotnak velük. Még naigyon sok ilyen részletkutatást végzett.

Berthollet legnagyobb alkotása az a munka, amit a vegyrokonság fogalmának további tisztázásával és kiépítésével végzett. Bergmannál láttuk, hogy ő volt ennek a kérdésnek az első alaposabb kutatója. Ő is meg az előbbi természetbölcselők is, valami olyan természeti erőnek tekintették a vegyrokonságot, amely benne van a testekben, illetve ezek részecskéiben, sőt Newton hatására olykor azonosnak vették a vegyrokonságot a nehézkedési erővel, vagy legalább is ilyesvalaminek vélték. Amint láttuk, körülbelül így fogta föl a dolgokat Bergman is, csak úgy vélte, hogy a vegyrokonság függvénye a hőmérsékletnek. X test alacsonyabb hőmérsékleten Y testhez, magasabb hőmérsékleten Z testhez mutathat nagyobb vonzódást. Közöltük erre vonatkozó táblázatát is. Bergman még ezen az alapon magyarázza a bomlási jelenségeket is: ez is csak az egymásra ható testek minőségi természetétől függ, de nem a mennyiségi viszonyoktól.

Berthollet két új fogalmat visz bele a dologba, először a tömegviszonyokat: a vegyi folyamatban résztvevő alkatrészek mennyisége is befolyásolja a vegyrokonságot; másodszor: a bomlási jelenségek függenek a keletkező új vegyületek vagy felszabaduló anyagok fizikai tulajdonságaitól is. Nem nagyon világos elképzelés, de egy kis figyelemmel megérthető. Berthollet szerint minden test vonzódik a másikhoz, de nem egyformán, ám a vegyi bomlások nem csupán ezen a különbségen múlnak. Minden vegyrokonság csak akkor nyilvánulhat meg, ha a testek legkisebb, részecskéi érintkezhetnek egymással; ha egy test oldhatatlan (ő kohéziónak nevezi az oldhatatlanságot) vagy ha gáz alakban elillan (ezt rugalmasságnak nevezi), nem vehet részt vegyi átalakulásban. Ha két testnél egyforma a kohézió és a rugalmasság, Berthollet nem lát okot arra, hogy ezek ne léphessenek vegyületbe egymással bármilyen arányban; csak ha egyik alkatrésznél túlteng a kohézió vagy a rugalmasság, akkor van korlátozva az egyesülés bizonyos arányokra, akkor tapasztalunk állandó arányt az alkatrészeknél.

Berthollet azért helyez olyan nagy súlyt a tömeghatásra, mert a vegyrokonságot ő is azonosnak veszi a nehézségi erővel. Ha Newton törvénye szerint ez az egymásra ható tömegektől függ, akkor a vegyi vonzás is csak a tömegvonzásnak egyik különleges esete lehet.

Különleges azért, mert a tömegek vonzása távolról mégis csak más, mint mikor anyagi részecskék közvetlenül érintkeznek; függ ez még attól is, hogyan viselkednek a részecskék az oldatokban, meg függ az illékonyságuktól is. Ennek az illékonyságnak a hatását nagyon találóan magyarázza meg. Azt mondja, hogy egy anyag, a vegyületből való kiválása pillanatában, átmegy illékony állapotba, vagyis gáz alakban távozik el, akkor ennek már nincsen semmi ellenállása, nem hat többé a tömegével, tehát a hatóanyag teljes fölbomlást okozhat. Példának fölemlíti erre a könnyen illó szénsavat, ha ez valamilyen bázishoz kapcsolódik s kevésbé illó savval kezelik ezt a bázist, ez a kevésbé illó sav akkor is kihajtja a szénsavat a vegyületből, ha egyébként kisebb a vegyrokonsága a bázishoz, mint a szénsavé.

Mivel ő maga írta, hogy »ha a vegyrokonság jól megalapozott elméletéhez s ezáltal a vegyi jelenségek magyarázatához akarunk eljutni, figyelembe kell vennünk minden körülményt, amelynek befolyása van ezekre a jelenségekre« — figyelembe vett még egy fontos körülményt is: a hő hatását, (bár a hő mibenlétéről való elméleti fölfogása még hibás volt). Ha megnézzük Bergman vegyrokonsági táblázatát, azt látjuk, hogy oldatban a kénsavnak van nagyobb vegyrokonsága a káliumhoz, olvasztásnál pedig a foszforsavnak. Berthollet egészen helyesen arra magyarázza ezt, hogy az egyik sav illékony, a másik meg tűzálló. "A hő hatása, hogy eléggé magas hőmérsékletnél a tűzálló savak kiűzik a vegyületekből azokat a savakat, amelyek illékonyak. Minthogy pedig e tulajdonság tekintetében nagyon különböznek egymástól, azért bizonyos savak néhány savval szemben állandóknak, más savakkal szemben illékonyaknak tekintendők". Például a kénsav közepes hőmérsékleten kiűzi a sókból a salétromsavat és sósavat, de magasabb hőmérsékleten a foszforsav megint őt űzi ki. Ha magas hőmérsékletről van szó, akkor mindez függetlenül a vegyrokonság fokától történik, ez csak akkor szerepel, ha minden ottmarad az oldatban, semmi sem távozik el.

Hogy Bertholletnek ez az egész felfogása hibás, az még nem lett volna baj a következményeiben, ha nem jutott volna el arra a téves álláspontra, hogy a vegyi anyagok akármilyen és folyton változó arányokban is egyesülhetnek egymással. Szerencsére már nem sokáig váratott magára Dalton és Proust helyes megismerése, amiről hamarosan szó lesz. Mindenesetre érdeme Bertholletnek, hogy hangsúlyozta a tömeghatást, vagyis hogy egy vegyi átalakulás nem csupán az anyagok természetétől függ, hanem a tömegétől is. És még nagyobb érdeme, hogy elmélyítette az elméleti vegytani kutatást, igyekezett igazi tudománnyá fejleszteni a vegytant.

VAUQUELIN

Nicolas Louis Vauquelin egyszerű parasztfiúnak született egy normandiai kisközségben (Hebertot) 1763-ban. Az írni-olvasni tudásnál alig vitte többre, mikor beállott inasnak egy roueni gyógyszerészhez. Itt nyilván megkedvelte a vegyszerekkel való babrálást, mert mikor becsvágya Párizsba vitte 1780-ban, itt is hasonló foglalkozást keresett, s Fourcroy laboratóriumába került laboránsnak. Itt hamarosan kitört belőle a rendkívüli tehetség a vegytan iránt. Szolgai szerepe hamarosan megváltozott, az lett, amit ma asszisztensnek mondanak. Sőt nyugodtan állíthatjuk, hogy tudományos munkatársa lett a főnökének. Ismerjük Fourcroy hiúságát, aki még Lavoisier érdemeit is magának akarta lefoglalni; mennyivel könnyebben megtehette ezt az alárendelt helyzetű Yauquelinn-el szemben, aki pedig nagy részét végezte azoknak a kísérleteknek, amelyeket Fourcroy mint a saját kísérleteit írt le.

Ám Vauquelin végre is a maga talpára állott, s olyan kitűnő vegyvizsgálatokat végzett, hogy 1791-ben, tehát huszonnyolc éves korában, a párizsi Akadémia tagja lett. 1793-ban feloszlatták az Akadémiát. Vauquelin a meluni katonai kórház gyógyszertárainak felügyelője lett. 1794-ben visszakerült Párizsba, rábízták a bányászat irányítását. Ugyanakkor több intézetben is tanított vegytant, így a bányászati iskolában, a politechnikai iskolában, és fontos vegyészeti tisztséget töltött be az Éremverő Hivatalnál.

Napóleon figyelme is ráirányult, s mikor megalapította a becsületrendet, mindjárt kinevezte Vauquelimt a rend tagjává. Ekkor is még több iskolában tanított, végre a College de France-on lett a vegytan tanára. Akkoriban különleges gyógyszerészeti szakiskolát állítottak föl Párizsban, ennek igazgatásával is megbízták, viszont fölmentették a bányászat fölügyelete alól. Pár év múlva a Jardin des Plantes-ban lett a vegytan tanára. Fourcroy 1811-ben meghalt, akkor az orvosi fakultáson vele töltötték be a . vegytani tanszéket. — Ennyi elfoglaltság is teljesen elég volna egy tudós embernek, de Vauquelin még egyébbel is foglalkozott. Gyógyszertárban kezdte pályáját, talán ott indult fejlődésnek veleszületett gyakorlati érzéke, tehát elkezdte nagyban gyártani a vegyi készítményeket, úgyhogy őt lehet mondani a francia vegyészeti nagyipar megteremtőjének. Készítményei híresek voltak a megbízhatóságukról, s az egész ország vegyészei és gyógyszerészei nála rendelték meg azokat a készítményeket, amelyeknek otthoni előállítása nehézségekkel járt vagy nem fizetődött ki. Vauquelin ilyen irányú működésének volt egy haszna a tudományra is. Fiatal vegyészeket alkalmazott a laboratóriumában, akiket tanított is, s ezek közül néhányból kiváló vegyész lett, akik előbbre vitték a tudományt. Még idegen országokból való tanítványai is akadtak, amikor híre ment kitűnő pedagógiai módszerének.

Így működött Vauquelin 1822-ig, ekkor nyugalomba vonult. De ez csak a hivatalos munkák abbahagyását jelentette. Tudományos kutatásait most még buzgóbban folytatta, s élete utolsó éveiben is jelentek meg dolgozatai. Élete vége felé képviselőnek is megválasztották, szülőhelye küldte a parlamentbe. Éppen ott időzött egyszer, mikor súlyos betegséget kapott, amelyből nem épült fel többé. 1829-ben halt meg.

Írásai többnyire folyóiratokban jelentek meg. Egy ideig társszerkesztője volt az »Annales de chimie« folyóiratnak. Ásványelemzései a »Journal des mines«-ben jelentek meg. Sok dolgozata látott napvilágot gyógyszerészeti és orvosi folyóiratokban.

Vauquelin tudományos közreműködését nem tagadta meg, ha valahová odaállították. Meg is becsülték ezért. Körülbelül félszázadra terjedő munkássága alatt a vegytannak minden ágával foglalkozott. Az elsők között volt, akik szakítottak a flogiszton-elmélettel, amikor belátta ennek tarthatatlanságát. Tudományos kutatásait jellemzi, hogy mindig tudomást vett minden haladásról s így az ő vizsgálatai mindig színvonalon maradtak, ahogyan ma az angolok mondják, mindig »up to date« volt. Nemcsak tudomásul vett minden újabb fölfedezést, hanem rögtön saját kísérletekkel ellenőrizte az adatok helyességét. Megtette azt is, hogy ha valaminek vizsgálatával nem boldogult a tudomány akkori eszközeivel vagy módszereivel, későbben ismét elővette ugyanazt a tárgyat, s folytatta a vizsgálatot az új lehetőségek alapján.

Így például már 1800-ban kutatta az almasavat és ennek sóit, de akkor még csecsemőkorát élte az ilyen szerves anyagok elemzése.. 1817-ben újra elővette az almasavát, és most már sikerült földeríteni ennek vegyi összetételét. Sok más szerves savat is vizsgált, s így fedezte föl 1806-ban a kínasavat.

Vauquelin önálló vizsgálataiban nagy szerepet játszanak az ásványelemzések. Mikor a bányászati iskolában működött, ugyanott dolgozott egy kiváló ásványbúvár, Hauy, de ez inkább kristálytannal foglalkozott. Hauy rávette Vauquelint, hogy foglalkozzék az ásványok vegyi összetételével, s el is látta a megvizsgálandó példányokkal. Hauy azért tartotta fontosnak az ásványok vegyi elemzését, mert nem tudta megértem, miért van az, hogy ugyanaz az ásvány többféle alakban is kristályosodik; úgy gondolta, esetleg a vegyi összetételben van valami eltérés. Vauquelin vizsgálatai nem igazolták ezt a föltevést, az elemzései nem is voltak kifogástalanok, aminek részben az volt az oka, hogy nem kapott mindig teljesen tiszta vizsgálati anyagot. Ásványelemző munkássága mégis rendkívül fontos volt, először azért, mert segített bepillantást nyerni az ásványok vegytanába; másodszor azért, mert ilyen kutatásai közben két elemet is fedezett föl.

Vauquelin már 1787-ben megpróbálta fölbontani a szibériai vörös ólompátot. Már akkor kimutatta, hogy ebben az ólomoxid valami ismeretlen anyaghoz van kötve. 1797-ben újból elővette ezt a dolgot, s megállapította, hogy az idegen anyag egy eddig ismeretlen sav. Végül kiderítette, hogy ez a sav egy eddig nem ismert fém oxidja. Szénnel redukálta az oxidot, s így tisztán előállította a fémet, amelyet króm-nak nevezett el (chroim görögül: szín), mert minden vegyülete szép színes. Azután nagyon alapos vizsgálatokat végzett a krómmal és minden ismert vegyületével. — Még egy elem fölfedezése fűződik a nevéhez. 1798-ban a berill nevű ásványt elemezte. Egy új fém oxidját találta benne, de magát a fémet nem tudta elkülöníteni. Mégis nevet adott neki, még pedig a glucinium nevet, mert a kloridja feltűnően édes volt. Csak Berzelius, Bussy és Wöhler tudták elkülöníteni a fémet, s elnevezték „beryllium”-nak, Nem csoda, hogy Vauquelin nem tudta elkülöníteni az új elemet, hiszen ennek teljesen tiszta előállítása csak száz év múlva sikerült Lebeau-nak. Egyébként Franciaországban még ma is gluciniumnak nevezik a berilliumot. — A szervetlen vegytan körében foglalkozott még a timsóval; 1813—14-ben nagy dolgozatot tett közzé a platina, palládium, ródium, irídium és ozmium elválasztási módszereiről; a cián fölfedezése után sokat foglalkozott ennek vegyületeivel, s fölfedezte a ciánsavat.

Fourcroy sokat dolgozott együtt Vauquelinnel, s nem lehet tudni, melyiknek mennyi része volt azokban a vizsgálatokban, amelyeknek eredményeit együtt tették közzé, de néhány vegytan-történész szerint nagyon valószínű, hogy a vizsgálatok kísérleti részét inkább Vauquelin végezte. Nem tehetünk mást, mint hogy fölsoroljuk az együttesen végzett kutatásokat. Ezek nagyobbrészt a szerves vegytan körébe vágnak, mégpedig főleg az állati és növényi nedvekre vonatkoznak. Nagyon alapos vizsgálatokat Végeztek az állati vizelettel. Ebben fedezték föl 1798-ban a benzoesavat. A húgyanyagot (karbamid) ugyan már Rouelle fölfedezte 1773-ban, de ők állították elő sokkal tisztább állapotban 1799-ben. Vegyi vizsgálat alá vették a húgyköveket is. A növényekben előforduló sok szerves savnál kutatták ezek előfordulási alakjait; egyesekről kimutatták, hogy nem külön savak, csupán ismert savak tisztátalan alakjai. Itt tévedéseket is követtek el, így megállapítani vélték, hogy a hangyasav az ecetsav és almasav keveréké, a tejsav pedig az ecetsav vegyülete valamilyen állati anyaggal. — Vauquelin a laboratóriumában foglalkoztatott tanítványokkal is végzett együttes munkálatokat. Bouillon de la Grange-zsal együtt kimutatta, hogy a kámforsav külön savfajta, nem azonos a benzoesavval, mint addig hitték; Buniva-val együtt fölfedezte az allantoinsavat, Robiquet-vel az aszparagint. Ez az együttműködés a tanítványaival nyilván azt a célt is szolgálta, hogy jobban felkeltse bennük a becsvágyat tudományos eredmények elérésére.

KLAPROTH

Heinrich Martin Klaproth 1743-ban született Wernigerode-ban, a Harz vidékén. Iskoláit ebben a kisvárosban végezte, s bizony nagyon szegényes oktatásban volt része. Tizenhatéves korában beállott gyógyszerészinasnak, de nem a szülővárosában, hanem Quedliniburgban. Hét évet töltött el ebiben a patikában, eleinte mint inas, majd mint segéd. De itt semmi vegytant nem tanult, inkább csak olyan laboránsi munkakörben dolgozott, kifőzte a gyógyfüveket, elkészítette a kenőcsöket és így tovább, azt végezte, ami hozzátartozik a gyógyszerészi mesterséghez. Lényegesen megváltozott ez, a helyzet, amikor Hannoverbe került segédnek (1766—68). Itt vegytani tankönyvek kerültek kezébe, amelyeknek tartalmát mohón sajátította el. Így szerzett eddigi gyakorlati vegytani ismereteinek egy kis tudományos megalapozást. Bizonyára ez piszkálta föl a becsvágyát, hogy Berlinbe jusson, ahol akkor Pott, Marggraf és más kiváló vegyészek működtek. 1768-ban elérte a célját, sikerült állást kapnia egy berlini gyógyszertárban. Ettől kezdve minden szabad idejét arra fordította, hogy kiegészítse hiányos vegytani ismereteit. Szépen haladt is ebben az irányban, de a haladás két év múlva megakadt, mert kénytelen volt elfogadni egy állást Danzigbian. De már a következő tavasszal ismét Berlinben volt. Most igazán szerencséje volt, valószínűleg ez is hozta vissza Berlinbe: egy Rose Valentin nevű gyógyszerészhez került segédnek, aki nem közönséges patikus volt, hanem néhány alapos vizsgálatával igen szép vegyészi hírre tett szert. Főnöke felismerte nála a tehetséget és becsvágyat, s minden jóval biztató barátság alakult ki közöttük, de a főnök hamarosan meghalt (1771). A gyógyszertár a családé maradt, Klaproth vette át a vezetését. Az elhunyt Rosenek két fia is maradt, ezeket Klaproth nevelte, főleg az egyiket, akiiből igen neves vegyész lett, s nem egy kutatásukat közösen végezték.

Klaproth most már a maga ura volt. 1780-ban laboratóriumot rendezett be magának, és önálló vegytani vizsgálatokba fogott. Ezeknek eredményeit dolgozatokban foglalta össze, amelyek megjelentek, és hamarosan kitűnő analitikus vegyész hírét szerezték meg neki. Része volt külső megtiszteltetésekben is, kinevezték a városi egészségügyi bizottság tagjának, 1787-ben a berlini művészeti, 1788-ban a tudományos Akadémia tagja lett. Már néhány évvel előbb fölszólításra előadásokat tartott a vegytanból tüzértiszteknek, majd a vegytan tanára lett a tüzérségi tisztiiskolában. Több ilyen intézménynél is tanárkodott, mikor aztán 1809-ben fölállították a berlini egyetemet, itt lett a vegytan nyilvános rendes tanára. Az egyetemen buzgón fáradozott az új vegyésznemzedék modern szellemben való nevelésén, hallgatósága valósággal rajongott érte, 1817-ben halt meg.

Klaproth nagyon sok értekezést írt, ezek elszórtan jelentek meg az akadémia évkönyveiben és szakfolyóiratokban. 1795-ben összegyűjtötte az ásvány-elemzés tárgyúakat s ezeket kiadta öt kötetben »Beitráge zur chemischen Kenntniss der Mineralkörper« címmel. 1815-ben egy kötetben kiadta egyéb tárgyú értekezéseit »Chemische Abhandlungen gemischten Inhalts« címmel egy kötetben.

Ez az egykori szerény patikussegéd bevezetett valamit a vegytanba, ami az első pillanatban igen-igen jelentéktelennek látszik, pedig óriási hatással volt a mennyiségi elemzés későbbi kialakulására, tökéletesedésére. Amióta elkezdődtek a mennyiségi elemzések, mindig az volt a szokás, hogy a tudósok nem a valóságos számszerű eredményeket közölték a dolgozataikban, hanem a kikerekített eredményeket, fölfelé vagy lefelé egy kicsikét igazítva a számokon, Ez azt jelentette, hogy nem matematikai eredményeket hoztak nyilvánosságra, hanem következtetéseket, gondolván, hogy ha itt-ott egy kis hiba esett a kísérletnél vagy a számításokban, legjobb ezt eltüntetni, ne legyen zavaró hatással. Így eshetett meg, hogy például egyes sók mennyiségi összetételére vonatkozóan évtizedeken át voltak forgalomban hamis adatok, amelyek valamely tekintély nevéhez fűződtek és így senki sem mert változtatni rajtuk. Ha valaki, kisebbrendű vegyész, akárhány kísérlet alapján más eredményhez jutott, nem is merte ezt nyilvánosságra hozni, mert a káros tekintélyi elv még mindig erősen uralkodott. De nem is lehetett ellenőrizni az elődök mennyiségi leleteit, hiszen nem a valódi eredményt hozták nyilvánosságra, hanem az »igazított« eredményt.

Klaproth forradalmi újítása az volt — talán emberi jelleméből fakadt ez is — hogy vizsgálatait a legapróbb részletekig közölte, főleg pontosan és minden igazítás nélkül a számadatokat. Közölte, mennyi volt a vizsgált anyag súlya, mennyi a kapott alkatrészeké, az elhasznált kémszereké stb. így most már meg lehetett ítélni, mennyire volt jó és pontos a vegyész által alkalmazott eljárás. Ha más vegyész is elvégezte ugyanazt a vizsgálatot s más eredményhez jutott, ösztönszerűen kereste az eltérés lehető forrásait, javított a módszereken, tisztább anyagokat használt föl — egyszóval annyira tökéletesítette az elemzési módszerét, hogy ezen az alapon még új elemeket is fedeztek föl! Hiszen nem egyszer kisült, hogy az eltérést valami olyan anyag okozza, amely csak parányi mennyiségben van jelen s így elkerülte az előbbi kutató figyelmét. Ugyancsak Klaproth figyelmeztette első ízben a vegyészeket, hogy a vizsgálatoknál használt edények is befolyásolhatják a mennyiségi és minőségi eredményeket az elemzésnél, például az anyagok összetörésére használt mozsár stb.

Klaprothnak ez a kritikai szelleme mindjárt pályája elején megnyilvánult abban, hogy ellenőrizte mások kutatási eredményeit. Miközben alapos és lelkiismeretes vizsgálatok során rámutatott ezek tévedéseire, nem egyszer fedezett föl új dolgokat is. Például Bergtman annakidején úgy vélte, hogy a törékeny vasban valami különös fém van mint mellékalkatrész; Klaproth kimutatta, hogy nem idegen fém, hanem a vasnak foszforvegyülete okozza a törékenységet. Különféle földekről azt hitték, hogy szénnel való izzítással fémekké redukálhatok; Klaproth kísérletekkel bizonyította be, hogy az olvasztótégelyben volt az a fém, vagy az alkalmazott vegyszerek tisztátalanságai révén került oda. Az ilyen kritikai fölfogás nagyon fontos volt a vegytannak ebben a forrongó korszakában, amikor a vegyészek lázasan kutattak új anyagok után és hamis megfigyelések termékeit sokszor úgy tálalták föl, mint új fölfedezést.

Legnagyobb érdemei Klaprothnak az ásványok vegyi vizsgálatai körül vannak. Több mint 200 ásványt vett gondos vegyi elemzés alá. Eközben olyan szerencséje volt, hogy négy új elemet fedezett föl. 1789-ben azt a joachimstali szurokércet elemezte, amelyet századunkban híressé tett az, hogy a Curie-házaspár benne találta meg a rádiumot. Klaproth egy új fémet talált ebben az ásványban s mivel Herschel akkoriban fedezte föl az Uranus bolygót, urániumnak nevezte el az új fémet. Tulajdonképpen csak az oxidját fedezte föl, mert csak 1842-ben sikerült tisztán előállítani az uránium fémet. Ugyanebben az évben a cirkon nevű ásványban fölfedezte a cirkóniumot, de ezt is csak Berzelius tudta tisztán előállítani. 1795-ben a rutil nevű ásvány elemzésénél új fém-meszet talált, ennek fémjét elnevezte titániumnak. — A Svédországban előforduló cerit nevű szilikátban Berzelius és Klaproth egyszerre fedezték föl (1795) a cer-földet, de csak Berzelius ismerte föl, hogy egy új fém oxidjáról van szó.

Klaproth nevéhez fűződik a tellur felfedezése is. Erről 1798-ban számolt be a berlini Akadémiának, mégpedig mint saját eredményéről. S ez bizony szépséghiba jellemén! A tellurt egy szalatnai antimonércben reichenbachi Mutter Ferenc (1740—1825), egy, a selmeci akadémiát végzett kohász, az erdélyi bányák kincstári igazgatója fedezte fel 1782-ben, s annak fizikai állandóit is megállapította. Müller evvel kapcsolatos jegyzeteit elküldötte Klaprothnak, aki vizsgálatait megismételte és helyesnek találta. Kitaibel Pál (1757 —1818), a pesti egyetem professzora 1796-ban egy börzsönyi ércben ugyancsak megtalálta a tellurt, észleléséről megint csak Klaprothot értesítette. 1798-ban utóbbi mégis úgy számolt be a tellurról, hogy sem Müller, sem Kitaibel nevét nem említette, jóllehet ezek levelezése egyértelműen igazolja, hogy ők a tulajdonképpeni felfedezők. Klaproth a német vegyészek közül elsőnek fogadta el Lavoisier elméletét, s nagy szerepe van abban, hogy ez aztán Németországban is elterjedt.

*

A Lavoisier után felsorolt nagy vegyészek legfőbb érdeme az, hogy elmélyítették a mennyiségi elemzést, jobb, megbízhatóbb elemzési módszereket dolgoztak ki. Így most már ott tartott a vegytan, hogy vállalkozhatott bonyolultabb vegyületek elemzésére is. Volt azonban valami, ami valósággal zűrzavart okozott az elemzéseknél, illetve a testek összetételének megállapításánál. Egyszer ilyennek, máskor amolyannak adódott az összetétel. Egyes vegyületeknél, mint a víznél, állandónak találták a két alkatrész arányát; de sok vegyület akadt, amelyeknél változékony volt az alkatrészek aránya. Berthollet azt az álláspontot képviselte, hogy aránylag kevés vegyületnél állandó az összetétel aránya, a legtöbbnél fokozatos átmenetek lehetségesek, az alkatrészek tetszés szerinti arányokban vegyülhetnek. Például a vas és oxigén egyesülésénél a vasoxid leggazdagabb oxigénben, a vasoxidul legszegényebb, a kettő között mindenféle átmenet lehetséges; az ólom is végtelenül változatos mennyiségekben veheti föl az oxigént.

Ez aztán annyiban okozott zűrzavart, hogy sohasem lehetett tudni, melyik a jó, melyik a rossz elemzés. Ha X vegyész elemzése eltért Y vegyész elemzésétől ugyanarra a vegyületre vonatkozóan, akkor ezt éppen úgy egyéni anyagváltozatnak vették, mint ma a biológusok a faji bélyegekben való enyhébb eltéréseket. Nagy baj volt, hogy éppen Berthollet képviselte ezt az álláspontot, akinek tekintélye így igazolt minden rossz elemzést. De akadt egy másik nagy francia vegyész, aki rendet teremtett ebben a zűrzavarban. Proust volt ez.

PROUST

Az előbbi nagy vegyészek közül egynéhánynak életrajzát úgy kezdtük, hogy beállottak valahová patikusinasnak. Louis Joseph Proust egyenesen beleszületett egy patikába 1755-ben Angersben, mert apja gyógyszertártulajdonos volt ott. Így hát elég korán került kapcsolatba a vegytannal. Apja mellett tanulta a mesterséget, azután Párizsba ment, hogy továbbképezze magát. Főleg a vegytan érdekelte, ebben a híres Rouelle volt a tanítómestere. Akkor nagy szerencse érte. Párizs nagy kórházában, a nevezetes Salpétriéreben megüresedett a gyógyszertárvezetői állás. A bizottság egyhangúan Proustra szavazott az állás betöltésénél, mert igen jó híre volt. Nagyon rendes fizetést kapott, nem túl sok elfoglaltsággal, úgyhogy szabadon folytathatott tudományos kutatásokat, főleg vegytaniakat, de érdeklődött általában a természettudományok és a technika vívmányai iránt is. Nyilván ez vitte rá, hogy a Montgolfier testvérek sikerén fölbuzdulva, Pilátre de Resier-vel együtt fölszálljon egy léghajóval.

A spanyol kormány akkoriban tanárt keresett a segoviai tüzérségi iskola vegytani tanszékének betöltésére. Proustnak jó híre volt, őt hívták meg. Proust engedett a meghívásnak, elment Spanyolországba. Becsületesen dolgozott, a spanyol iparnak jó szolgálatokat tett a tanácsaival. Későbben Salamancában lett tanár, majd Madridban. Itt a kutatásnak bő lehetőségei nyíltak meg számára, mert a király bőkezűen támogatta a laboratóriumát. Ennek a kedvező helyzetnek végetvetett az, hogy a franciák megtámadták Spanyolországot, megszállták Madridot, és elég barbár pusztításokat végeztek. Szétrombolták Proust laboratóriumát is, aki éppen akkor hazautazott Franciaországba látogatóba. Így nem is foglalhatta el újból tanári székét Madridban, otthon pedig nem volt semmije. Akkor Napóleon fölajánlotta neki, hogyha gyárilag akarná termelni az általa fölfedezett szőlőcukrot, szívesen támogatná ebben anyagilag. Ám Proust akkor már betegeskedett, nem mert vállalkozni ilyen nagy munkára. Elvonult falura, ahol szegényesen élt. 1816-ban javult a helyzete annyiban, hogy a párizsi. Akadémia megválasztotta tagjává s megkapta a tagoknak járó fizetést. Ez kivételes cselekedet volt az Akadémia részéről, mert az alapszabályok szerint a rendes tagoknak Párizsban kellett lakniuk. Napóleon bukása után XVIII. Lajos is nyugdíjat adott neki, úgyhogy megint foglalkozhatott kutatásokkal, bár szerény keretek között. Élete utolsó éveit szülővárosában, Angersben töltötte el, ott is halt meg 1826-ban.

Proust legfontosabb dolgozatai a »Journal de Physique«-ben és az »Annales de chimie«-ben jelentek meg. Nagyobb könyvet nem írt.

Fentebb vázoltuk azt a helyzetet, amelyben. a vegytan volt a mennyiségi elemzések eredményei tekintetében Proust előtt. Azt hitték, hogy ugyanaz a két elem tetszés szerint átmenetekben egyesülhet egymással, már ami a súlyarányokat illeti. Például az ón és oxigén az SnO és SnO₂ között végtelen sok arányban egyesülhetnek, mintegy folytonos átmenettel. Proust rámutatott, miféle okai lehetnek az ilyen elemzési eredményeknek. Először is rossz lehet a vizsgálati módszer; másodszor nem tesznek éles különbségét mechanikai elegy és vegyület között. Íme egy példa a helytelen vizsgálati módszerre: abban az időben többnyire úgy elemezték a fémek oxidjait, hogy csak a bennük levő fémeket határozták és mérték meg, bizonyosra vették, hogy a többi oxigén, így persze könnyű volt ráfogni, hogy két elem akármilyen arányokban egyesülhet egymással. Proust rámutatott, hogy sok anyagban, amit oxidnak vélnek, hidrogén is van, vagyis hidrát. Ő maga nagyon sok ilyen hidrátot vizsgált, amivel erősen csökkentette az akkor ismert oxidok számát. Kísérletileg bizonyította, hogy amennyiben két elem többféle arányban vegyülhet egymással, az arányváltozás nem átmeneti, hanem ugrásszerű. Így az ónoxidulban 11,9% oxigén van; ha az ón több oxigént vesz föl, akkor ónoxid lesz belőle, de ebben csakis 21,3% oxigén lehet, átmenet nincsen. Ebből a szempontból Proust sok fém vegyületeit, a réz, vas, nikkel, antimon, higany, arany, ezüst stb. vegyületeit vizsgálta meg, s mindegyiknél igazolva látta az általa megállapított szabályszerűséget. Hogy a sók képződésénél a savak és lúgok ilyen határozott arányokban egyesülnek, az nem volt kétséges azelőtt sem, mert ezt már Richter megállapította valamivel előbb, de az ő írásait nem vették figyelembe a homályosságuk miatt.

Sőt a sókra vonatkozólag Wenzel még előbb megállapította ezt 1777-ben megjelent »Lehre von der Verwandtschaft der Körper« (A testek rokonságának tana) című munkájában, de erről sem vettek tudomást.

Proust evvel írta be a nevét maradandóan a vegytan történetébe. Állításai majdnem egy évtizedig tartó éles vitákat váltottak ki a szaktudósok között (1801—1808), s Proust álláspontja csak nehezen győzött Berthollet nagy tekintélyével szemben. A felgyülemlő tények végül mégis őt igazolták. így az elméleti vegytan sokat köszönhet neki.

Nemcsak szervetlen vegyületekkel foglalkozott, szerveseket is vizsgált, például fémeknek szerves savakkal alkotott sóit, különösen alapos elemzés alá vette a réznek az ecetsavval képezett vegyületét. 1806 és 1809 között a cukorfajtákat kutatta, ő különböztette meg elsőnek a szőlőcukrot a mézben. A kéksavnak új vegyületeire akadt rá. Vizsgálta a vizeletet, húgyanyagot, csirizt, erjesztőt és sok más szerves vegyületet. Erős szociális érzéke megnyilvánult abban, hogy megvizsgálván a nép és a katonák tápszereit s gyengéknek találván őket, javasolta, hogy a tápláló zselatinnal javítsák meg ezeket. Hivatalos körök erősen foglalkoztak is a javaslatával akkoriban, de gyakorlati kivitelre nem került a sor.

*

Mindmáig eldöntetlen kérdés, ki hát az igazi apja az állandó súlyarányok törvényének. Az újabb kutatások inkább Richter mellett döntenek s ha a határozott célkitűzést vesszük figyelembe, valóban mellette kell szavaznunk, ha mindjárt életében alig vettek tudomást róla.

RICHTER

Benjamin Jeremias Richter életrajzával kissé részletesebben foglalkozunk, mert az ő életrajza kitűnő korrajzul is szolgálhat. 1762-ban született a sziléziai Hirschbergben. Apja kereskedő volt. Valószínűleg a születési helyén végezte az elemi- és középiskolát. Tizenhárom- vagy tizennégy éves korában Breslauba került egy építész nagybátyjához, s ennek a mesterségét tanulta meg. Későbben hét évig mérnökkari tiszt volt. Fegyelmi okokból kilépett a katonai szolgálatból, s Königsbergbe ment, itt matematikával és filozófiával foglalkozott. 1789-ben magántanárrá habilitálták, inauguráló dolgozatának címe volt: »De usu matheseos in Chemia« (A matematika alkalmazása a vegytanban). Ám a magántanároskodásból nem lehetett megélni, ezért elment Sziléziába a gazdag Lestwitz báróhoz, ahol laboratóriumot rendezett be, s 1793-ig folytatta matematikai és vegytani tanulmányait. De hogy megélhessen, kénytelen volt "idejének nagy részét különféle külső matematikai foglalatossággal, mérésekkel és vitás esetekben való döntéssel tölteni, különösen vízügyekben". Néhány évig hiába reménykedett abban, hogy tanári állást kap a potsdami mérnökiskolában. Egy magas pártfogójától, Heinitz minisztertől egyetemi tanári vagy másféle állást kér, megjegyezvén, hogy nem akar fényes állást, inkább ismeretlenül szolgálná az államot. Mikor itt nem ér el semmit, az állami bányák főfelügyelőjéhez fordul. Ez beajánlja Heinitz miniszternek, hogy alkalmazza Richtert a főbánya-hivatalnál titkárnak évi 300 tallér fizetéssel. Sok huzavona után a miniszter végre úgy határoz, hogy egyévi próbaidőre alkalmazza Richtert napi egy tallér díjazással. Richter levélben feleli erre: "Méltóságod tudja abból, amit szóbelileg elmondtam a vagyoni viszonyaimról és egyéb helyzetemről, hogy lehetetlen napi egy tallérért állást vállalnom a főbányahivatalnál. Ha 300 tallér fixum helyett egy tallér napidíjat ajánlanak föl, ebben annak bizonyítékát látom, hogy a tudásomat nem tartják 300 fix tallér értékűnek, vagy kételkednek az ismereteimben. Akár az egyik, akár a másik eset nagyon bántó egy emberre... nem találnám meg a szűkös megélhetésemet sem... néhány hónap múlva kénytelen volnék otthagyni az állásomat, mert nem tudnék megélni. Attól is kellene félnem, hogyha belemennék az ideiglenes alkalmazásba, méltóságod nem a legjobb véleménnyel volna erkölcsi jellememről és ismereteimről." A pártfogó megnyugtatja, hogy az ideiglenes alkalmazás nem bizalmatlanság, hanem a minisztérium elvi álláspontja. Richter végre belenyugszik, és 1795-ben próbaéves bányászati titkár lesz napidíjjal és szabad lakással. Egy év múlva véglegesítik, de még abban az évben kéri helyzetének javítását. Beadványában keserű leírást ad a lakásáról, amely nemfűthető kamrából áll, ezt meg kell osztania a szolgájával és készülékeivel; olyan nedves, hogy a készülékei megrozsdásodnak, könyvei, ruhái, fehérneműje megpenészednek, fáradsággal készített rajzai ugyanerre a sorsra jutnak. Erre 100 tallér pótlékot kap, hogy rendesebb lakást bérelhessen. 1797-ben 500 tallér fizetéssel a berlini porcelángyárba helyezik át, de ő csak 700 tallér fizetésért hajlandó odamenni; ezt megadják. Lassanként más megbízásokat is kap, a helyzete javul, de az egyes adatokból az látszik, hogy a főnöksége igyekezett minél jobban kihasználni az ő tudását, megfelelő kárpótlás nélkül; minden újabb megbízásnál garasos alkudozások folynak.

Richter maga írja meg, hogy első vegytani ismereteit Macquer vegytani szótárából szerezte 1778—1786 között. Önálló tudományos munkássága 1790-ben vagy 1791-ben kezdődött meg, tehát 28—29 éves korában, amikor Tschirnauban telepedett meg mint civilmérnök. Ettől kezdve hihetetlen munkásságot fejt ki egy évtized alatt. A kötetek egész sorát adja ki, amelyekben új vegytani alapelveket fektet le. 1803—1805 között megírja a Bourget által megkezdett vegytani szótárnak négy kötetét. Hogy mennyire szűkös anyagi viszonyok között élt mindig, arra következtetni lehet a szótár egyik kötetének előszavából, ahol egy kis reklámot csinál az általa készített areométereknek, s megírja az árakat is: »Egy általános areométer, amely minden folyadék fajsúlyát megadja (kivéve a higanyt), tíz tallérba kerül, egy hengeres alkoholométer pedig, borszesz és víz keverékeihez, négy tallér.-« De hozzáteszi, hogy néhány garas pótlék jár a csomagolóládikáért. »És előre is elnézést kell kérnem, ha egyik vagy másik kívánt eszköz elküldése nem történik mindjárt az első postával, mert nincsen mindig készletem és sok időt vesz igénybe ezek elkészítése, mert idegen segítség nélkül, sajátkezűleg csinálom őket.« Még évtizedek múlva is a Richter rendszere szerinti sűrűségmérőket használták. 1807-ben halt meg, negyvenöt éves korában.

Ennek a fejezetnek elején Kant mondása szerepel mottóként: »A természettudomány egyes ágaiban csak annyi a tulajdonképpeni tudomány, mint amennyi matematika van bennük.« Minthogy Richter Königsbergben tanult matematikát és filozófiát, nem lehetetlen, hogy magától Kanttól hallotta ezt a tételt s az ő hatása alatt igyekezett matematikai alapon álló tudományt csinálni a vegytanból. 1792—94-ben jelent meg egy háromkötetes munkája »Anfangsgründe der Stöchiometrie oder Messkunst chemischer Elemente« (A kémiai elemek stöchiometriájának avagy mérésének kezdeti alapjai) címmel. Ennek bevezető szavaiban benne van egész tudományos célkitűzése:

»A matematika a maga területébe tartozónak számít minden tudományt, amelyben nagyságok vannak, így hát többé-kevésbé a mérési művészet körébe esik minden tudomány, amelyben több vagy kevesebb nagyságot kell meghatározni. Ez az igazság többször indított arra a kérdésre vegytani kísérleteknél, vajon a vegytan nem egy része-e az alkalmazott matematikának. Különösen hajolt erre a fölfogásra az a tapasztalat, hogy ha két semleges só kölcsönösen fölbomlik egy oldatban, az újonnan keletkezett vegyületek ismét semlegesek. Ebből nem lehet más közvetlen következtetést levonni, minthogy a semleges sók különféle alkatrészei között határozott nagyság-arányoknak kell lenniök. Ettől az időtől kezdve azon gondolkodtam, hogyan lehetne rájönni ezekre az arányokra, részben pontosan végzett kísérletekkel, részben a matematikai és vegyi elemzés összekapcsolásával. Ennek első próbájával szolgáltam 1789-ben Königsbergben megjelent »De usu matheseos in Chymia« című magántanári disszertációmmal."

Tökéletesen körvonalazott célkitűzés, aminek eredményeként Richter fölfedezte a semlegességi törvényt és a vegyülési arányok törvényét. Megteremtette az egyenérték fogalmát a savakra és bázisokra. Vizsgálatának menete a következő volt: Meghatározta, hogy az általa ismert bázisok közül melyikből milyen súlymennyiségű kell bizonyos mennyiségű, például 1000 súlyrésznyi kénsav semlegesítéséhez. Ennek alapján állította föl a bázisok semlegességi sorát, mondván: "Nagyon valószínű, hogy ezek határozott arányokban haladnak előre és nagyon fontos ezeknek az arányoknak pontos megállapítása, vagyis a köztük uralkodó rend megtalálása, mert bizonyára nagy befolyással vannak a vegyülési és bomlási módokra." Íme néhány Richter által megállapított semlegesítő érték 1000 rész kénsavra számítva:

A mai vegyész ugyan egészen más értékeket talál, de mégis ez volt az egyenértéksúlyok első táblázata. Richternek második lépése volt, hogy ugyanígy megállapította az ismert savak semlegességi sorozatát bizonyos mennyiségű bázissal szemben. Ha szerinte 1000 súlyrész kénsav semlegesít 793 súlyrész meszet, akkor a meszet véve alapbázisnak, a következő egyenértékek adódnak a többi ismert savra vonatkozóan (az előbbinél is, itt is csak néhány példát emelünk ki az ő táblázatából):

Szénsav ...........	......... 577
Foszforsav .........	......... 979
Kénsav ...........	......... 1000
Salétromsav .......	......... 1405
Arzénsav .........	......... 2058

Richter abban látta ezeknek a táblázatoknak előnyét, hogy így előre ki lehet számítani annak a semleges sónak összetételét, vegyülési arányát, amely egy bázis és egy sav vegyüléséből keletkezik. Például a salétromsavas mészben a lúg és sav aránya 793 : 1405. További okoskodásokkal és roppant sok számítással egy haladványtörvényt is vélt megállapíthatni, amely szerint a bázisok tömegsúlyai, a legkisebbnél kezdve, számtani haladványban emelkednek, míg a savak tömegsúlyai a bázisokhoz képest mértani halad vány emelkedő tagjainak tekinthetők. Ehhez a fölfogáshoz görcsösen ragaszkodott. A sorokban persze jócskán akadt hézag, de ő avval vigasztalta magát, hogy későbbi fölfedezések majd kitöltik ezeket.

Ennyiből is megállapítható, hogy Richter matematikailag tisztábban látta a vegyülési súlyarányok dolgát. De csak ma értékelik nagyra az ő munkásságát, akkoriban nem vették figyelembe. Többször panaszkodott is elkeseredve, hogy a vegyészek nem veszik figyelembe az írásait. Míg néhány évtizeddel Richter halála után sem találjuk meg az ő tanításait a vegytani tankönyvekben. Nagyon érdekesek keserű panaszai a bírálóival szemben:

»Ha úgy találom, hogy Bergman, Wenzel, Kirwan, Lowitz analitikai munkálatai nem felelnek meg az én semlegességi törvényemnek és ezért helyteleneknek mondom ezeket, akkor én a kritikusaim szemében hiú, dicsőségvágyó, tolakodó ember vagyok, aki merészkedik kiváló férfiak érdemeit bírálni...« »Ha eredményeim egyeznek a törvénnyel, akkor ez véletlen, vagy avval vádolnak meg, hogy úgy módosítottam az eredményeimet, hogy egyezzenek a törvénnyel, vagyis jól németül mondva, hazudtam. Gyalázkodások ezek, mert akik ilyen eszközöket engednék meg maguknak, erkölcstelen cselekedetet követnek el.«

Egyszer megvádolták avval, hogy plagizálta Scheele munkáit, akit nem is ismert még akkor, mire így felelt:

»A fosztogatás nem mesterségem, akármilyen kedvelt is ez a nemes ipar felvilágosult korunk szerzőinél... Kérem, kíméljenek meg az ilyen vádaktól. Ha mégis megismétlődnek, türelemmel elviselem majd őket, mint azt a sok egyéb viszontagságot, amellyel ifjúkorom óta szembekerültem a költséges tudományokkal való foglalkozás közben ...« "Nem dicsőségvágyból, mint ezt nyilvánosan rámfogták, hanem abból a törekvésből, hogy rendszeremet minél tisztábbnak lássam, szenteltem 18 évet kedvenc tudományomnak. Elviselhetetlen látvány volt számomra, hogy diszharmóniákat találjak olyan tárgyaknál, amelyeknek lényegében a legtökéletesebb harmónia uralkodik."

Még egy utolsó idézet tőle, amelyből kiderül, mennyire tisztában volt tanításának jelentőségével:

"Mielőtt rátaláltam tantételeimre és közzétettem ezeket, nem volt kritériuma annak, hogy meg lehessen győződni egy vegyvizsgálat helyességéről."

Hogy Richter tanai miért nem érvényesültek életében, ezt pompásan megmondja Berzelius, a múlt század elejének legnagyobb vegyésze, a vegyi arányok történeti fejlődéséről írt értekezésében:.

»A Richter-féle írások olvasójának csodálkoznia kell azon, hogy megjelenésük idején csak egy pillanatra is elhanyagolhatták ezek gondos tanulmányozását. De van valami Richter munkáiban, ami gyengítheti ezeknek az olvasóra tett benyomását; ugyanis az ő kísérleteinek mennyiségi eredményei nem nagyon pontosak. Hasonlításainál majdnem mindig a szénsavas alumíniumból indul ki, tehát egy olyan vegyületből, amely mai ismereteink szerint nem is létezhet. Meg kellene ismételni a kísérleteit annak a természetes gyanúnak eloszlatására, hogy eredményeit befolyásolhatta az a vágya, hogy ezek igazolják a rendszerét. Egyébként a stílusában van valami különös; Richter ugyanis magáévá tette az antiflogisztikus iskola fölfedezéseit anélkül, hogy megszabadult volna az ő nyelvüktől, s még rontott a dolgon avval, hogy középúton járt a két párt között... Hogy az akkori vegyészek miért nem vették figyelembe a vegyi arányokról szóló munkákat, ennek egyik fő oka bizonyára az a nagy fölfordulás, melyet a tudomány elmélete szenvedett akkoriban, amikor a flogisztonnal együtt kidobtak a területéről minden üres spekulációt. Lavoisier rendszere hamar lekötötte a vegyészek kizárólagos figyelmét, és egy időre feledésbe merült minden, ami nem állott közvetlen összefüggésben evvel az új tannal és ennek alkalmazásával az akkor ismert tények megmagyarázására."

Richter félszázaddal a halála után kapta meg az elégtételt, hogy ma mégis őt tekintik a súlyarányokról szóló törvény és a sztöchiometria megalapozójának.

Míg Németországban és még inkább Franciaországban a flogiszton-elmélet hamarosan kimúlt s maradványait is lehetőleg eltakarították a vegytanból, Angliában nehezebben ment a dolog. Itt néhány kiváló vegyész, Hatchett, Kirwan, Henry stb. mindaddig ragaszkodott a flogiszton-elmélethez, amíg csak valami látszatérvet föl lehetett hozni mellette. Csak egy akadt közöttük, Lubbock, aki már 1784-ben Lavoisier nézetét vallotta. Annál meglepőbb és érdekesebb, hogy éppen Angliában lépett föl a vegytan történetének az a nagy alakja, aki legalább is olyan lökést adott e tudomány további fejlődésének, mint Lavoisier. Dalton volt ez, aki az atomelmélet megteremtésével megadta a vegytannak a szilárd alapot.

DALTON

John Dalton 1766-ban született Eaglesfieldben (Cumberland). Apjának volt egy kis földje, azonfelül takács volt. A falujában nem volt iskola, egy közeli faluba kellett átjárnia, hogy tanulhasson. A lángeszű gyerek mégis annyira vitte, hogy tizenhárom éves korában már a saját falujában tanítóskodott. Két éven át csinálta ezt, szabad idejében pedig apjának segédkezett kis földje megművelésében. Ilyen körülmények között senki sem gondolta volna, ő maga talán legkevésbé, hogy majd Angliának egyik legtudósabb elméje lesz belőle. 1781-ben egy Kendal nevű kisvárosba került, s így mégis több alkalma volt művelődni. Egy nagybácsijának volt ott internátusa, amelynek vezetését későbben ő vette át. Most valamivel jobb helyzetben volt, élénkebben érdeklődött a tudományok, főleg a matematika iránt. Aztán elkezdett foglalkozni önálló vizsgálatokkal, néhány dolgozata is megjelent, de matematikai tárgyúak. A vegyészt még semmi sem árulja el. Érdeklődése ugyan most másfelé fordul, de ez még nem a vegytan, hanem a meteorológia. Sokáig foglalkozik időjárási megfigyelésekkel, nem is eredménytelenül, mert későbben egész könyvet ír megfigyeléseiről. De azért ez még mindig nem az a tudós, akinek még életében szobrot fognak állítani Manchesterben az ottani akadémia elé.

1793-ban végre nagyvárosba kerül, egyik manchesteri kollégiumban lesz a matematika és a természettudományok tanára. Itt módjában van könyvtárakat használni, kitűnő tudósokkal érintkezni, mindenképpen elemében érzi magát, tetszése szerint gyarapíthatja tudását, már pedig neki ez kell. Talán ez volt az oka annak, hogy mikor a kollégiumot elhelyezték Manchesterből (1799), nem ment el az iskolával, hanem ott maradt és magánórák adásából élt. Ekkor már a fizika és vegytan terén is végzett önálló kutatásokat, s minthogy nem kötötték le iskolai teendők, nagyon sok időt szentelt ezeknek. Hamarosan kiváló tudós hírében állott nemcsak hazájában, hanem külföldön is. Hogy kutatásai közül csak egyet említsünk föl, nem is a vegytan, hanem az élettan körébe vágót, ekkoriban fedezte föl a  színvakságot, vagyis egyes szemeknek képtelenségét arra, hogy bizonyos színeket érzékeljenek, főleg a vöröset és zöldet. Mint saját testi hibáját fedezte föl ezt a fogyatékosságot, amelyet az orvostudomány azóta is daltonizmusnak nevez az ő nevéről.

A századforduló körül már egész Európában ismerték a nevét. Ez azonban semmit sem változtatott a magánviszonyain, anyagi helyzetén. Megmaradt a szegény és szerény magántudósnak és magántanítónak, aki soha nem keres semmiféle anyagi előnyt, jutalmat, kitüntetést, csak éppen annyira van szüksége, amennyiből megélhet és tudományművelői, kutatói szenvedélyét is kielégítheti. 1804-től kezdve Manchester maradt állandó lakóhelye, de postakocsin eljárogatott Londonba, Birminghambe, Glasgowba, Leedsbe és más nagy városokba, mindenütt előadásokat tartva a természettudományok különböző ágainak, de főleg a vegytannak haladásáról.

Ha otthon volt, magánórákat adott, mert élni is kellett. Sohasem gondolt a holnapra, egyedüli öröme volt az igazság kutatása, úgy élt, mint az ókori bölcsek. Pedig csőstül szakadtak nyakába a megtisztelő kitüntetések hazulról és külföldről. 1822-ben a londoni Royal Society választotta meg tagjának; 1817-ben a manchesteri irodalmi és filozófiai társaság elnöke lett; a párizsi Akadémia előbb levelező tagjának választotta meg, majd abban a kitüntetésben részesítette, amit csak kevés tudós ért el, hogy külföldi rendes tagjának választotta. 1826-ban London tisztelte meg arany emlékéremmel; 1831-ben az oxfordi egyetem, 1834-ben az edinburgi egyetem adta meg neki a tiszteletbeli doktori címet; 1831-ben egy kis életjáradékot kapott a királytól. 1844-ben halt meg Manchesterben.

Dalton sok kisebb dolgozatot írt a legkülönfélébb tárgyakról, vegytani kutatásairól is, amelyek különféle folyóiratokban jelentek meg. Nagyobb munkái »Meteorological Observations and Essays« (Meteorológiai megfigyelések és tanulmányok) 1793. Legfontosabb munkája »A New System of Chemical Philosophy« (A vegytani bölcselet új rendszere) 1808. Ebben tette közzé örök jelentőségű atomelméletét, s ennek első kötetében jelent meg az első atomsúlytáblázat is. A második kötete 1810-ben jelent meg, s ebben már több javítás van a táblázatra vonatkozóan. Ez a munkája több nyelven is megjelent.

Daltonnak halhatatlan érdeme a sokszoros súlyarányok törvényének felfedezése. A nitrogén oxidjainak vizsgálata vezette rá erre. De nemcsak mint tapasztalati törvényt állapította meg ezt — amit a savakra és bázisokra vonatkozóan, bár gyatrábban, Proust és Richter is megtettek már előtte —, hanem e törvény állandóságának elméleti magyarázatával is szolgált atomelméletének fölállításával. Ez az atomelmélet azóta is szilárd és nélkülözhetetlen alapja nemcsak a vegytannak, hanem az egész természettudománynak. De hogy a mi mai atomfogalmunk nem azonos az ókoriak bizonytalan és spekulatív atom fogalmával, azt mondanunk sem kell.

Műveinek felsorolásával a második helyen említett nagy munkájának (A vegytani bölcselet új rendszere) első és második fejezetében tájékoztat merőben új felfogásáról az anyag szerkezetére vonatkozóan. Az Ostwald-féle »Klassiker der exakten Wissenschaften« című gyűjteményben megjelent kiadás után közöljük itt ezeket a részleteket a saját szavaival, némileg rövidítve (a zárjelben levő megjegyzések e könyv szerzőjétől valók):

»Három különbség van a testek minőségében, vagy három állapot, amelyek nagymértékben felköltötték a természetbúvárok figyelmét, mégpedig azok az eltérések, amelyeket rugalmas-folyékony, folyékony és szilárd névvel jelölnek. Nagyon ismert példával szolgál a víz, mint olyan anyag, mely bizonyos körülmények között mind a három állapotot fölveheti. A gőzben tökéletesen rugalmas-folyékony, a vízben tökéletesen folyékony, a jégben tökéletesen szilárd anyagra ismerünk. Ezek a megfigyelések hallgatólag elvezettek ahhoz az általánosan elfogadott következtetéshez, hogy minden test a rendkívül parányi részek óriási számából áll, amelyeket a körülmények szerint erősebb vagy gyengébb vonzerő tart össze.

Hogy egy olyan anyagnak, mint amilyen a víz, minden részecskéje egyenlő-e, vagyis ugyanolyan alakú, ugyanolyan súlvú stb., ez fontos kérdés. Azok után, amiket tudunk, semmi okunk föltenni, hogy ezek a részek különbözők; ha volna ilyen különbség a víznél, akkor ennek a vizet alkotó elemekben kellene léteznie, a hidrogénben és oxigénben. Ha néhány vízrészecske könnyebb volna a többinél és ha valami alkalommal a folyadék egy része ilyen könnyebb részecskékből állana, akkor ennek befolyásolnia kellene a víz fajsúlyát, de nem ismerünk ilyen körülményt. Hasonló megjegyzéseket tehetünk minden más anyagról; arra következtethetünk ebből, hogy minden homogén anyag végső részecskéi egyenlő súlyúak, alakúak stb. Más szavakkal minden vízrészecske hasonlít minden más részecskéhez, minden atom hidrogén hasonlít minden más atom hidrogénhez stb.

Ha egy anyag rugalmas-folyékony állapotban van (ma légneműt mondanánk), akkor a részecskéi sokkal nagyobb távolságra vannak egymástól, mint bármely más állapotban (dinamikai gázelmélet megsejtése?); minden részecske egy aránylag nagy golyó középpontját foglalja el és megtartja a helyzetét, amennyiben tisztességtudó távolságban tart minden mást, ami befolyásolni akarja (a száz évvel későbben megszületett Bohr-féle atommodell megsejtése?). Ha megkísérelnénk felfogni a légkörben levő atomok számát, ez olyan föladat volna, mintha meg akarnánk számlálni a világegyetem csillagait; a gondolat megzavar bennünket. De ha korlátozzuk a tárgyat és egy gáz adott térfogatát vesszük, akkor meggyőződésünk, hogy a részecskék számának végesnek kell lennie, mint ahogyan a világegyetemnek egy adott részében sem lehet korlátlan a csillagok és bolygók száma.

A vegyi szintézis és analízis nem megy tovább, mint az atomok elválasztásáig és újból egyesítéséig. A vegytan nem képes anyagot újra teremteni vagy elrombolni. Éppen úgy megpróbálhatnánk egy új bolygót bekebelezni a naprendszerbe, mint egy atom hidrogént teremteni vagy megsemmisíteni (anyag megmaradásának elve!). Nem tudunk előidézni más változást, mint szétválasztani az atomokat, amelyek előbb vegyülve voltak, és egyesíteni olyanokat, amelyek előbb külön voltak.

Minden vegyi vizsgálatnál joggal tartották fontos föladatnak, meghatározni azoknak az egyszerű anyagoknak viszonylagos súlyát, amelyek egy összetett anyagot alkotnak. Sajnos, itt abbamaradt a vizsgálat, pedig a tömegek viszonylagos súlyából; le lehetett volna vezetni a végső részecskéknek vagy atomoknak viszonylagos súlyát, amiből adódott volna a számuk és súlyuk sok más vegyületben. Már most ennek a munkának egyik nagy célja rámutatni, milyen fontos és előnyös dolog kideríteni mind az egyszerű, mind az összetett anyagok végső részecskéinek viszonylagos súlyait, valamint meghatározni az atomok számát, amelyek egy összetett részecskét alkotnak.

Legyen A és B két anyag, amelyek vegyülhetnek egymással, akkor a vegyülés a következő rend szerint mehet végbe:

1 A atom + 1 B atom = l C részecske, terner.⁵

1    A atom + 2 B atom = 1 D részecske, biner,

2    A atom + 1 B atom = l E részecske, terner.

1 A atom+ 3 B atom = l F részecske, kvaterner.

3    A atom + l B atom = l G részecske, kvaterner.

és így tovább.

(Biner, terner, kvaterner két, három vagy négy elemből álló vegyületet jelent, tekintet nélkül az atomok számára.)

A vegyi összetételre vonatkozó minden vizsgálatunknál a következő általános szabályok vezethetnek bennünket:

1. Ha két anyag vegyületté egyesülhet, azt kell sejtenünk, hogy ez biner, ha semmi sem szól az ellenkező mellett.

2. Ha két vegyületet figyelünk meg, számíthatunk arra, hogy az egyik biner, a másik terner.

3. Ha három vegyületet kapunk, az egyik binernek, a másik kettő ternernek tekinthető és így tovább.

Ha ezeket a szabályokat alkalmazzuk a már megállapított vegytani tényekre, ezekhez a következtetésekhez jutunk el: 1. Hogy a víz binervegyülete a hidrogénnek és oxigénnek, és hogy a kétféle atomok súlyaránya megközelítően 1 : 7 (A ma ismert helyes arány 1 : 8)

2. Hogy a szénoxid binervegyület, áll egy atom oxigénből és egy atom szénből. 3. Hogy a szénsav terner vegyület egy atom szénből és két atom oxigénből és így tovább. Az ebben a fejezetben előadott gondolatok újdonsága és fontossága miatt célszerű táblázatokat készíteni, amelyek több egyszerű esetre vonatkozóan feltüntetik a vegyület fajtáját. Egy mintát mellékelek ehhez az első részhez. Amely anyagokat jelenleg egyszerűeknek tekintünk; vagyis az elemeknek atomjait, apró körökkel különböztetjük meg, a vegyületeket pedig két vagy több ilyen köröcske egymás mellé helyezésével. Nem kell úgy érteni, mintha minden dolog, amit egyszerű anyagnak jelölünk, szükségképpen egyszerű lenne: csak szükségképpen a megadott súllyal kell bírnia. A nátron és káli számára, a savakkal való vegyületükből, a 28 és 42 számok adódnak; Davy nagyon fontos felfedezései szerint azonban ezek fémoxidok. A nátront tehát úgy kell tekintenünk, mint egy atom fémből (21) és egy atom oxigénből (7) álló vegyületet; a kálit ugyanígy egy atom fémből (35) és egy atom oxigénből (7) állónak. Vagy másként a nátronban 75% fém és 25% oxigén, a káliban 83,3% fém és 16,7% oxigén«.

(Az elemeknek Dalton által itt említett, általa bevezetni akart jelölési módját majd Berzeliusnál fogjuk ismertetni, ahol történeti áttekintést adunk az anyagok jelölési módjairól.)

Ez a kis mutató a szerző eredeti szövegéből csak nagyjában ad áttekintést az ő hatalmas reformjairól. Lássuk hát ezeket a részletekben, a mai vegytan nyelvén előadva.

Mint az előzőkben láttuk, már Proust tanította, hogy két elem többféle arányban is egyesülhet egymással, de az arányváltozás nem átmeneti, hanem ugrásszerű. Az ónoxidban 11,9% oxigén van, az ónoxidban 21,3%. E két szám között nincsen semmi, egyszerű arány. Dalton is így látta, s ezért az a megváltó gondolata támadt, hogy az oxigénnel egyesült elemek súlyarányát vegye alapul az összetételi arány kiszámításánál.

Ezen az alapon a Proust ónoxidjaira vonatkozólag, ha 100 súlyrészét veszi az ónnak, 13,5, illetve 27 súlyrész oxigén adódik az oxigénből, ahol a nagyobb szám kétszerese a kisebbnek. Dalton főleg a nitrogén oxidjait vizsgálta a 14 súlyrész nitrogénre adódott 8, 16, 24, 32, 40 súlyrész oxigén; itt minden szám nyolccal növekszik. Ezeknek a súlyarányoknak összehasonlításával fedezte föl a vegytannak egyik legfontosabb törvényét, a vegyvizsgálatoknak egyik legfontosabb alapját. Ugyanis így derült ki, hogy azok az oxigénmennyiségek, amelyek bizonyos mennyiségű nitrogénnel vagy más elemmel oxidokat képeznek, úgy viszonylatnak egymáshoz, mint az

1, 2, 3, 4, 5 stb. számok. Más szóval a több oxigént tartalmazó vegyületekben az oxigénsúlyok egyszerű sokszorosai a legkisebb oxigénmennyiségnek. Dalton a század legelején, 1802 körül végezte ezeket a korszakalkotó vizsgálatokat, s az eredményeket levizsgáztatta a szén oxidjain meg a szén és hidrogén vegyületein; ez utóbbiak közül megvizsgálta ebből a szempontból a nemrég fölfedezett etilént (C2H4) és a metánt vagy bányagázt (CH₄).

Csak természetes, hogy amint Dalton közzétette ezt a nagyszabású fölfedezését, minden kutatóvegyész rávetette magát az ellenőrzésre, de minden vizsgálat csak megerősítette a törvényt, amelyet azóta is a sokszoros súlyarányok törvényének neveznek. Ennek lényege: egy elem különféle arányokban egyesülhet egy másik elemmel, például a hidrogén a szénnel, de a vegyületben résztvevő mennyisége mindig egyszerű sokszorosa a tapasztalt legkisebb vegyülési mennyiségnek. Olyan alapvető törvény ez, amely nélkül nincsen mennyiségi vegyvizsgálat.

Ám e törvény mögött valami másik, még mélyebb törvényszerűségnek kell rejlenie. Dalton fürkésző és fegyelmezett elméje rögtön megsejtette, hogy a természetnek egyik súlyos titkát oldaná meg, ha megtalálná ezt a másik törvényszerűséget. Meg is találta és a rejtélyek rejtélyének megoldását adta avval, amit ma atomelméletnek nevezünk. Ez valami, ami nemcsak a vegytanra vonatkozik, hanem az egész természetnek, az élő világnak is egyik legfontosabb alapvetése; Idézzük még egyszer, hiszen nagyon fontos, amit a tőle közölt szövegrészlet legelején olvashatunk:

"Ezek a megfigyelések hallgatólag elvezettek ahhoz az általánosan elfogadott következtetéshez, hogy minden test a rendkívüli parányi részek óriási számából áll,, amelyeket a körülmények szerint erősebb vagy gyengébb vonzóerő tart össze."

Nagy általánosságban ez az alapja még a mai, azóta rendkívüli módon kiépített és bonyolódott atomelméletnek is. Csak éppen Dalton még kételkedve nyilatkozik a részecskék alakjára és súlyára vonatkozóan, míg ma már ott tartunk, hogy az atomok, sőt az atomok részeinek súlyát számítások alapján megállapítani tudjuk, noha a milliomod milligramm töredékeiről van szó. Dalton még csak annyi következtetést von le a vízre vonatkozó hasonlatából, hogy az egynemű anyagok végső részecskéinek alakja és súlya mindig azonos. Hogy ezeknek a száma véges-e vagy végtelen, erre vonatkozó felfogását megint a csillagvilágból vett hasonlattal világítja meg. S ami egyebet még mond ezzel kapcsolatban, az az anyagmegmaradás törvényének több mint megsejtése, mint ezt már az idézett szöveg között megjegyeztük zárjelben.

Azt mondottuk az imént, hogy mi már mérni tudjuk az atomok súlyát, mégpedig abszolút súlyát. Daltonnak ez még nem volt módjában, meg kellett elégednie avval, hogy megállapítsa a legkisebb részecskéknek egymáshoz viszonyított súlyát. Ez nem olyan nehéz. Ha két elem csak egyféle vegyületet alkot egymással, akikor a két alkatrész súlyviszonya megadja az atomok viszonylagos súlyát is, ha az atomok számát egyenlőnek vesszük; már pedig az atomok, számát egyenlőnek kell vennünk, ha egyik elemnek egy atomja kapcsolódik a másik eleminek egy atomjával. Dalton ezt tételezte föl a víznél s ammóniánál, mert akkor az oxigénnek is meg a nitrogénnek is ezt az egy-egy vegyületét ismerték. Ezen az alapon számítva, az oxigén atomsúlyát 7-nek, a nitrogén atomsúlyát 5-nek találta. Ezeket a mennyiségeket nevezzük ma egyenértéksúlyoknak. Ha Dalton pontosabban tudott volna mérni, akkor a fenti két szám 8 és 4,6 lett volna. A mai atomsúlyoknál szerepel még az elemek vegyértéke is (ez a fogalom akkor még ismeretlen volt), az egyenértéksúlyt a vegyértékkel szorozva, kapjuk az atomsúlyokat. Az oxigén kétvegyértékű, tehát 8X2=16 az atomsúlya; a nitrogén háromvegyértékű, tehát atomsúlya 3X4,6=14.

Az atomelméletből szinte magától következik a sokszoros súlyarányok törvénye. Mert ha két elem többféle vegyületbe léphet egymással, nem is tudjuk másként elképzelni, mint hogy az egyik elem 1 atomjához a másik elemnek 2,

3 vagy több atomja kapcsolódik, ami azt jelenti más szóval, hogy ez a második elem kétszeres, háromszoros vagy még nagyobb súlyarányban vegyül az elsővel. Vegyük a szénnek egy súlymennyiségét, akikor a szénmonoxidban egy atom oxigénnel kapcsolódik, a szénsavban kettővel.

Ennek a föltevésnek szilárd alapján állította föl Dalton az atomelméletét, amelynek lényegét két tételben lehet összefoglalni:

1. Minden elem egynemű atomokból áll, az atomok változatlan súlyúak;

2. különböző elemek atomjainak egyesüléséből keletkeznek a vegyületek, az egyesülés egyszerű számarányok szerint történik.

Dalton kísérletekkel állapította meg néhány elem számított atomsúlyait, íme néhány fontosabb elem atomsúlya:

Dalton szerint  Helyes érték

Oxigén  7 8 (16)

Nátrium  21 23

Kálium  35 39

A Daltontól közölt eredeti szövegben meghagytuk a »nátron« és »káli« kifejezéseket nátrium és kálium helyett, mert akkor még nem ismerték tisztán ezt a két fémet. Davy vélte fölfedezni, hogy ezek fémoxidok. Így adódott az a számítás, amely Dalton szövegének végén van.

Hogy Dalton golyó alakúnak képzelte az egyes atomokat, az nem lényeges, nem befolyásolta elméletéinek további fejlődését. De az az elképzelése, hogy az atomok nem tömörülnek szorosan egymás mellé, hanem hézag van közöttük, teljesen megfelel az azóta csodásán kiépített mai atomelmélet fölfogásának. És bámulnivaló Daltonnak az a tétele is, amit ma olyan magától értetődőnek veszünk, hogy egy vegyület atomsúlya egyenlő az alkatrészek atomsúlyainak összegével. Tudniillik evvel a vegyületek atomsúlyainak változhatatlanságát mondta ki, ami nagy dolog volt abban az időben, amikor tudóstársainak jórésze még valami anyagi dolognak tartotta a hőt, amiből következik az is, hogy ha két elem egyesülésénél hő fejlődik, ez anyagveszteséget is jelent!

A mai atomelmélet alapjait kétségtelenül Dalton rakta le, de a sokszoros súlyarányok törvényére rájött egy kortársa is, vele egy időiben. William Hyde Wollaston volt ez, aki Daltonnal azonos éviben született (1766-ban) s 1828-ban halt meg. Eredetileg orvos volt, de sokat foglalkozott fizikával és kémiával is. Orvosi oklevelét Cambridge-ben szerezte, egy ideig vidéken, majd Londonban folytatott orvosi gyakorlatot. Egészen fiatal korában, 1800-ban már abba is hagyta az orvosi gyakorlatot, mert öröklés révén egy kis vagyonhoz jutott, ami rendes megélhetést biztosított neki. Ettől kezdve mint magánzó élt Londonban s minden idejét fizikai és vegytani kutatásoknak szentelte. A Royal Society már

1793-ban tagjává választotta, későbben titkára lett ennek az Akadémiának. Ő fedezte föl a platina kalapálhatóságát és nyújthatóságát, továbbá a platinával együtt előforduló palládiumot és rádiumot. Tökéletesítette a mikroszkópot, a Hooke-féle camera lucida-t, megalkotta a galvanikus kettős lemezt és a galvanikus gyűszű-készüléket.

Wollaston a sóskasav (oxálsav) sóinak vizsgálata közben jött rá a sokszoros súlyarányok törvényére. Már előbb is tudták erről a savról, hogy különböző arányokban egyesül néhány bázissal. Wollaston nem vaktában vizsgálgatta a sóskasav sóit, hanem határozott föladatot tűzött maga elé: ki akarta kutatni, hogy hasonló mennyiségű bázissal milyen mennyiségű savak egyesülnek; és ha számos esetre meg vegyületre kiterjeszti ezeket a vizsgálatokat, vajon mutatkozik-e majd valami törvényszerűség a kapott számadatokban? A helyes célkitűzés és a gondosan végzett vizsgálatok meghozták a kívánt választ. Kiderült, hogy a sóskasav háromféle vegyületet alkot ugyanolyan mennyiségű káliummal, de a vegyülő sóskasavmennyiségek úgy aránylanak egymáshoz, mint 1:2:4.

Mindjárt fölismerte ennek a megállapításnak nagy horderejét, értekezésbe foglalta, s ez a már sokszor említett Philosophical Transactionsben jelent meg. Ez az értekezése nagyon fontos már csak azért is, mert nem szorítkozik kísérleti eredményeinek egyszerű leírására, hanem fölvet egy olyan kérdést, amelyen sokat okoskodtak a későbbi évtizedek vegyészei: hogyan vannak elrendezve az atomok a térben? Amikor ugyanis a sóskasavas káliuma, egyik fajtáját tárgyalja, amelynél egy egyenértéksúlynyi kálium négy egyenértéknyi savval egyesül, a következő megjegyzést teszi. (De előbb tudnunk kell, hogy akkoriban az; atom szónak még más értelme volt, nemcsak az eleméknek, hanem a vegyületeknek legkisebb részét is így nevezték, mert a molekula fogalmát még nem ismerték.) Ha az egyik alkatrész egy atomja a másik alkatrész négy atomjával kapcsolódik, akkor maradandó egyensúly állhatna elő, ha úgy történnék ez a kapcsolódás, hogy az első atom egy szabályos tetraéder közepét foglalja el, a négy másik atom pedig ennek négy sarkát. Látni fogjuk, hogy néhány évtizeddel későbben van’t Hoff, a nagy elméleti vegyész, Wollastonnak erre a gondolatára tér vissza a sztereokémia megalapításánál. De mivel akkor már a mai elemfogalom volt érvényes, ő a metán (CH₄) elem-alkatrészeit képzeli el tetraéder-elhelyezésben. Ám Wollaston óvatos tudós, nem mondja, hogy a vegyületekben az elemek valóban ilyen vagy másféle geometriai elrendeződést mutatnak, hangsúlyozza, hogy ez csak föltevés.

❖

Volt Daltonnak egy lelkes híve és barátja, Thomas Edward Thomson (1773— 1852), aki nemcsak rögtön elfogadta az atomelméletet, hanem irodalmi munkásságában buzgó terjesztője lett ennek. Sőt annyira el volt ragadtatva ettől, hogy System of Chemistry« című könyvében egy évvel előbb vitte nyilvánosság elé Dalton atomelméletét, mint maga a szerző.

Azonban a túlbuzgóságával inkább ártott mint használt, mert nem volt olyan józan, tárgyilagos tudás, mint a barátja, spekulációkba tévedt, letért a tapasztalati alapról. Kísérletileg is akarta bizonyítani az atomelmélet helyességét, de evvel melléfogott, mert egyes elemek és vegyületek viszonylagos atomsúlyaira vonatkozó megállapításai erősen tévesek voltak, amit aztán az ellenfelek kihasználtak.

Nagyon érdekes az atomelmélet fejlődésének ez az első korszaka, hogy úgy mondjuk, a »vajúdása«. A tudomány megfogott valamit, amiről érzik, hogy igen nagyszabású dolog lehet belőle, egészen alapvető törvénye a vegytannak. Egyik-másik kísérleti tény bizonyítja a talált törvényszerűséget, de sok tény nem vág hozzá, ha nem is mond ellent. Ilyenkor a tudósok lázasan termelik a mindenféle föltevéseket, hogy megtalálják a kivezető utat. Ugyancsak előfordul ilyenkor, hegy nagyon kevéssé megalapozott föltevések is nagy hatással vannak a kortársakra. Ez az eset állott elő most is, mikor egy Prout nevű angol vegyész lépett föl valami ötlettel, aki nem is nagyon végzett kísérleti kutatásokat.

Amikor a világ vegyészei már néhány éven át vitatkoztak Dalton atomelméletén, az »Ann. of Philosophy« c. angol folyóiratnak egyik 1815-i számában névtelen cikk jelent meg, amely a testek atomsúlyai és gázsűrűsége közötti vonatkozásokat fejtegette. Ugyanez a névtelen szerző a következő évben (1816) azt írja, hogy amennyiben a hidrogént veszik az atomsúly egységének, akkor az elemek atomsúlyai egész számokkal fejezhetők ki, mert ezek az atomsúlyok egész számú sokszorosai a legkönnyebb elem atomsúlyának. Hamarosan kiderült, hogy Prout a névtelen szerző. Föltevését úgy állította be, mint valami egészen bizonyosra vehető dolgot. Azt mondta, hogy amennyiben az addig megállapított atomsúlyok nem felelnek meg az ő föltevésének, ez csak azért van, mert a meghatározások hibásak, lévén tökéletlenek a meghatározási módszerek. Prout és még inkább lelkes híve, Thomson — annyira önkényesen járt el, hogy az atomsúlyok számértékein tetszés szerint változtatott, kerekített lefelé vagy fölfelé, csakhogy valami szabályszerű fokozatosságot kapjon. Például hat elemet így sorakoztatott egymás után:

Kálcium ..............	................ 20
Nátrium ..............	................ 24
Vas ..................	................ 28
Cink ...................	................ 32
Klór ..................	................ 36
Kálium ................	................ 40

Prout szerint a hidrogén az ősanyag, valamennyi elem ebből ered. A hidrogénatomok különféle tömörülése adja a különféle elemeket, így csak természetes, hogy az atomsúlyok a hidrogén atomsúlyának többszörösei. Annak idején sok vegyész fogadta nagy lelkesedéssel Prout föltevését, azt hitték, hogy evvel a vegytan egyik alapvető törvényét találták meg. De amint későbben mind pontosabbak lettek az elemzések, annál több ellentmondásra talált Prout elmélete. De mindenesetre jó hatással volt a kutatások menetére, mert az atomsúlyok meghatározásánál mind nagyobb pontosságra ösztökélte a vegyészeket. Nemsokára aztán eljött az óra, amikor valami egészen nagy dolog vetett véget a Prout-féle okoskodásoknak: Berzelius működése, mint majd nemsokára látni fogjuk. Berzelius megsemmisítette Prout elméletét, de a vereség nem volt végleges. Ma, az atomfizika korában Prout elméletéről kiderült, hogy a valósághoz igen közelálló elképzelés volt.

Könyvünk terjedelme nem engedi, hogy részletesen kitérjünk mindenre, ami ebben az időben történt az atomelmélet fejlesztése körül. Itt csak a fontosabb dolgokról, érdekesebb fordulatokról emlékezhetünk meg. Dalton megalapozta az atomelméletét, hogy az atomok egyszerű súlyarányokban egyesülnek egymással vegyületekké. A mennyiségi viszonyok megállapításánál csak a tömeget vette figyelembe, akár szilárd, akár folyékony, akár légnemű testekről volt szó. Azonban nemsokkal elméletének nyilvánosságrahozatala után fölmerült egy új fontos szempont: a gáz alakú testeknél figyelembe kell venni azokat a térfogatváltozásokat is, amelyeket ezek szenvednek a vegyi átalakulásnál. Ennek az új irányzatnak egyik megalapozója és mestere volt Gay-Lussac, nagy francia vegyész és fizikus a Lavoisier utáni nemzedékből. Az ő működésének iránya egyszersmind jelenti a vegytannak és fizikának szorosabb kapcsolatba lépését.

GAY-LUSSAC

Louis Joseph Gay-Lussac 1778-ban született egy közép-franciaországi kisvárosiban, Saint-Leonard-ban. Apja államügyész és bíró volt. Első oktatója egy lelkész volt, akihez Gay-Lussac mindvégig hűségesen ragaszkodott. Az 1789-i forradalmi évben apja mint gyanúsított börtönbe került. Mikor kiszabadult, fiát elküldte egy párizsi internátusba, onnan járt iskolába. Gay-Lussac 1796-ban az akkor már híres politechnikai iskola növendéke lett, de mert apja már nem segíthette, magánórák adásával tartotta fenn magát. Mivel az iskola legjelesebb tanulói közé tartozott, a kiváló Berthollet maga mellé vette segédnek. Nemsokára megbízta valami vegyvizsgálattal, amelyet Gay-Lussac gondosan elvégzett, de egészen más eredményre jutott, mint amit Berthollet várt. De a tanár éppen erről ismerte föl tanítványa nem mindennapi tehetségét. Ettől kezdve Gay-Lussac Berthollet asztalánál étkezett, s tanára igyekezett mélyebben bevezetni őt a vegytani tudományba. Gay-Lussac akkor is megmaradt mestere mellett, amikor segédtanár lett a politechnikai iskolán (1802); gyakran helyettesítette Berthollet-t az előadásain.

Első babérait a tudományos kutatások terén úgyszólván egy tudományos kalanddal szerezte meg. A két Montgolfier-testvér megfigyelte, hogy a meleg kandalló füstje és levegője fölfelé száll. Úgy gondolták, hogy a fölfelé szálló meleg levegőnek emelő ereje is lehet, vagyis a levegőbe emelhet valami nem túlságosan nehéz tárgyat. Ennek az elgondolásnak alapján szerkesztették meg első léghajójukat 1783-ban. A léggömb 22 000 köbláb térfogatú volt, nyílása alatt szalmatűz melegítette a levegőt. 1783. június 5-én sikerült 2000 méter magasságba emelkedniük. Ezt azután gyors egymásutánban többször is megtették sportból és pénzkeresésből. Charles fizikus még abban az évben hidrogénnel helyettesítette a meleg levegőt, ami sokkal nagyobb emelő erőt adott a léggömbnek. De ez a gömb nagyon kezdetleges volt, még nem ismertek semmiféle szabályozó vagy biztonsági készüléket, és így a légi utazások eléggé veszedelmesek voltak. Ilyesmire nem is vállalkozott más, mint sportemberek. De aztán fölvetődött az ötlet, hogy a tudomány is hasznát vehetné a léggömbnek, meg lehetne vizsgálni vele a légkör magasabb rétegeit. A párizsi. Akadémia el is határozta a századforduló idején, hogy léggömb-fölszállásokat rendez tudományos célokra. Bátor, fiatal tudósokat kerestek ki erre a célra. A választás Gay-Lusisacra és Biot-ra esett, a későbbi nagy fizikusra. 1804. augusztus 24-én Biot és Gay-Lussac fölszállottak annak megvizsgálására, vajon a földmágnesség változik-e a magassággal. Ez volt az első eset, amikor az ember fölszállott a magasabb légrétegekbe tudományos kutatás céljából.

Már a következő hónapban (1804. szeptember 16.) Gay-Lussac egyedül szállott föl, s 7016 méter magasságot ért el, amit akkor nagyon megcsodáltak. Megállapította, hogy ebben a magasságban a hőmérséklet —-9,5 fok volt, míg ugyanakkor Párizsban az árnyékban levő hőmérő +27,5 fokot mutatott. Gay-Lussac mintát is hozott a nagy magasságban levő levegőből, s utóbb megvizsgálva, megállapította azt a meglepő tényt, hogy a levegő összetétele a nagy magasságban éppen olyan, mint a földifelület közelében. Ez azért volt meglepő a tudósok számára, mert mindaddig föltették, hogy a könnyű hidrogénből sok van a nagy magasságokban, hiszen mindeddig ennek robbanásaival magyarázták a zivatarokat. Gay-Lussac megállapította azt is a mágnestű lengéseiből, hogy a mágneses erő alig változik a magassággal. Persze, vizsgálta a levegő nedvességtartalmát is ebben a magasságban.

1805—1806-ban Alexandre Humboldttal együtt utazta be Itáliát és Németországot. Ekkor mind a ketten igen alapos meteorológiai és földmágnességi vizsgálatokat végeztek, hiszen Humboldt egyik legnagyobb művelője volt ez utóbbi tudományágnak. Gay-Lussac 1806-ban Leopold Buch német geológussal együtt figyelte a Vezúvnak akkor szokatlanul erős kitörését. 1806-ban visszatért hazájába, s a következő évben hozta nyilvánosságra a róla nevezett fizikai törvényt, hogy a hő egyformán terjeszt ki minden gázt. 1808-ban a fizika tanára lett a Sorborne-on. 1809-ben a vegytan tanára a politechnikai iskolán. Ettől kezdve inkább vegytannal foglalkozott, s a technológiai vegytan nagyon sokat köszönhet neki.

Tudományos érdemeiért nagy megbecsülésben volt része. 1832-ben a Jardin des Plantes tanára lett, 1859-ben Franciaország pair-jének nevezték ki, írásban és szóban kitűnően bírta az olasz, angol és német nyelvet, s így eredetiben tanulmányozhatta ezeknek az országoknak híres kutatóit, illetve ezek munkáit. Kora egyik legművészibben előadó tanárának ismerték. Laboratóriuma híres volt arról, milyen nagy rend uralkodik ott. Nagy kézügyessége is volt Gay-Lussacnak, vizsgáló eszközeit mindig maga készítette. 1808. június 3-án súlyos szerencsétlenség érte, a kálium előállítása közben egy kis robbanás történt, kálium csapódott a szemébe; egész életén át sínylette ezt, a szeme állandóan vörös volt, a látása meggyengült. Máskor megint szénhidrogénvegyületekkel foglalkozott s újabb robbanás történt, akkor a két keze sérült meg súlyosan. 1850-ben halt meg. Arago így búcsúztatta az akadémián emlék beszédben: »Erkölcsi tulajdonságaival Franciaországot, fölfedezéseivel ezt az Akadémiát tisztelte meg. Nevét csodálattal és nagyrabecsüléssel fogják emlegetni minden országban, ahol a tudományokat ápolják.«

Gay-Lussac igen sok értekezést írt, ezek különféle folyóiratokban jelentek meg. Mindegyikből látszik, milyen átgondoltan és alaposan végezte a kísérleteit, ezekről adott leírásai pedig páratlanul világosak (azt. megítélheti az olvasó az alább adott mutatványból a jód vizsgálatáról). Nagyobb munkája a Humboldttal együtt kiadott »Mémoires surranalyse de l’air atmosphérique« (Emlékiratok a légkör elemzéséről); Thénard-dal együtt adta ki »Recherches physicochymiques« (Fizikai-kémiai kutatások) c. munkáját, közös kutatásaik eredményeinek ismertetését. Tanítványai kiadták a fizikai és vegytani, előadásairól készített jegyzeteket.

Gay-Lussac tudományos munkássága a légköri levegő összetételének és állandóságának tisztázásával kezdődött. Talán vessünk rövid pillantást hátrafelé, mit tartottak a levegőről a XVIII. század végéig.

Aristoteles a földdel, tűzzel és vízzel együtt elemnek tartotta a levegőt, sőt szerinte ezek átalakulhatnak egymássá. Plinius még határozottabban hitt ennek az átalakulásnak lehetőségében, szerinte a felhők (víz) a levegő megsűrűsödéséből keletkeznek (aer densatur nuibibus); megfordítva: a levegő (szél) a vízből keletkezik. A tekintélyi elv alapján ez a fölfogás maradt érvényben másfélezer éven át. Paracelsus nézete hasonlóan fantasztikus volt, szerinte a levegő tűzből és vízből áll, a tűz hatására a víz alakul át levegővé. Van Helmont tagadta ennek lehetőségét, határozottan állította, hogy a legerősebb nyomással sem lehet vízzé sűríteni a levegőt, Kísérletet is végzett ennek bizonyítására: erős vasszivattyúban sajtolta össze a levegőt, de a szivattyú repedt el, nem a levegő sűrűsödött vízzé. Boyle is tagadta, hogy levegő átalakulhasson vízzé vagy megfordítva. Newton úgy vélte, hogy a vízpára legalább is közeli rokonságban van a levegővel, amikor ezt mondja: aqua calore convertitur in vaporem, qui est genus quoddam aeris (a meleg víz átalakul gőzzé, ami rokon a levegővel); 1701-ben írta ezt. Németországban Eller 1745-ben még állítja, hogy a víz átalakulhat levegővé; Franciaországban de Luc még 1786-ban megjelent »Idéas sur le Météorologie« munkájában határozottan állítja, hogy villamosság hatására a vízgőz átalakulhat közönséges levegővé, ez megint vízzé, mert csakis így lehet megmagyarázni a hirtelen felhőképződést.

De a XVIII, század utolsó negyedében már mégis más volt a fölfogás a légköri levegő összetételéről, bár sok vita folyt erről. Már ismerték az oxigént, és tudták, hogy ettől függ a levegő jósága; de mint fentebb mondottuk, sokan azt hitték, hogy a levegő oxigéntartalma vidékek szerint változik. Cavendish külön készüléket eszelt ki a levegő jóságának, vagyis oxigéntartalmának megvizsgálására s eudiométernek (levegőjóság-vizsgáló) nevezte el. Fontana 1774-ben megjavította a készüléket, amelynek működése a nitrogénoxidnak az oxigénre gyakorolt hatásán alapult. Lavoisier (1791) más módszert eszelt ki a levegő oxigén-tartalmának meghatározására, evvel jobb eredményeket lehetett elérni. Ő higannyal zárt el megmért mennyiségű levegőt, s ezt foszforral hozta érintkezésbe. A foszfor lassú oxidálódása fölhasználta az oxigént, a levegő térfogata megfelelően csökkent, ebből meg lehetett állapítani az elfogyott oxigén mennyiségét. Elegendő foszfort vett, hogy az egész oxigén elhasználódjék. De az eredmények megbízhatatlanak voltak, 18 és 25% között ingadoztak. Volta szintén vegyi, mégis más módon működő eudiométert szerkesztett. Hidrogént kevert a megvizsgálandó levegőbe; ha ennek mennyisége elegendő, villamos szikra fölrobbantja a gázelegyet, s a levegő egész oxigéntartalma vízzé egyesül a hidrogénnel.

Mikor Humboldt megismerkedett Gay-Lussac-kal és jó barátságba kerültek, együtt végeztek eudiometrikus vizsgálatokat a légkör alkatrészeire vonatkozóan. Eredményeiket 1805-ben tették közzé. Vizsgálataikkal Volta eudiométerét találták legalkalmasabbnak. Az ő eredményeik már jobban megközelítik a mai értékeket.

Gay-Lussacnak ezek a levegővizsgálatai úgyszólván csak előmunkálatok voltak ahhoz, hogy megtalálja a vegytannak egy igen fontos törvényét. Már előbb is végezték olyan mennyiségi vizsgálatokat gázokkal, hogy nemcsak a súlyt vették figyelembe, hanem a térfogatot is; például már Lavoisier is kutatta, milyen térfogatarányban egyesül vízzé a hidrogén és oxigén; Berthollet azt kutatta, milyen térfogatú hidrogén és nitrogén keletkezik az ammónia fölbomlásánál. Az ő számszerű, eredményeik meg másoké is elég jók voltak néha, vagyis egyeztek a mai adatokkal, de nem láttak semmi törvényszerűséget a vegyülő térfogat-mennyiségek között. Ennek oka az volt, hogy eredményeik csak megközelítették a valóságot, de hibásak voltak. Például a vízben az oxigén és hidrogén arányát 12 : 23-nak, 100 : 205-nek, 72 :143-nak találták stb.; a hidrogén-szám hol több az oxigén kétszeresénél, hol kevesebb, egyikből sem adódhatott a helyes 1 : 2 arány; ezeket az eltéréseket mérési vagy kísérleti hibáknak vették, s megint a tekintélyi elv döntött abban, melyik adatot fogadják el helyesnek.

Itt lépett közbe Gay-Lussacnak Humboldttal együtt végzett kutatása (1805). Nagyon gondosan kivitt kísérletekkel megállapították, hogy a víz képződésénél mindig két térfogatrész hidrogén egyesül egy térfogatrész oxigénnel, vagyis az arány 1 : 2. Gay-Lussac későbben egyedül dolgozott tovább annak kutatásán, vajon más gázok is ilyen egyszerű arányosságban egyesülnek-e. 1809-ben már előlép a törvénynek mondható eredménnyel, hogy ha gázok vegyületté egyesülnek, ez mindig a térfogatok egyszerű viszonya szerint történik, vagyis az arány mindig 1 : 1 vagy 1 : 2 vagy 1 : 3 vagy 2:3 stb. Ha két gáz különböző arányokban egyesülhet egymással, mint például a nitrogén és oxigén, a szabály akkor is érvényes.

Ha a gázok vegyülésének terméke szintén gáz, ennek térfogata egyenlő az alkatrészek térfogatainak összegével.

Gay-Lussacnak ez a fölfedezése azért volt nagyon fontos elméleti szempontból, mert így véglegesen igazolódott a sokszoros súlyarányok törvénye, amit Prout és Dalton addig csak a nem gáz alakú testekre bizonyítottak be. És fontos volt a gázok vegyülésének ez a térfogattörvénye azért is, mert nemsokára fölfedezték, hogy a gázok egyenlő térfogataiban az atomok száma is egyenlő, vagyis a gáz alakú elemek sűrűségének pontos meghatározásával meg lehet állapítani az atomsúlyaikat is.

Ez ugyan inkább fizika körébe tartozik, de mégis említsük meg, hogy Gay-Lussac végezte az első alapvető kísérleteket a gázok és a gőz alakú testek kiterjedésére vonatkozóan is (»Recherche sur la dilatation des gases et vapeurs«), s bebizonyította, hogy "Ugyanolyan hőemelkedésre, de egyébként hasonló körülmények között, minden gáz és gőz ugyanolyan mértékben terjed ki." Elvégezte ezt a vizsgálatot az oxigénnel, a hidrogénnel, a nitrogénnel, az ammóniával, a kéndioxiddal, széndioxiddal és étergőzzel. Ezeknél a vizsgálatainál valami rendkívül fontos újítást vezetett be. Azelőtt nem törődtek a vizsgált gázok nedvességével, ami sok hibának volt forrása. Gay-Lussac klórkalciummal szárított meg minden vizsgálandó gázt, s így sokkal megbízhatóbb eredményhez jutott. De mivel ez a szárítási módszer nem egészen tökéletes, az eredményei sem voltak egészen pontosak. Ilyenféle, tisztán fizikai vizsgálatot nagyon sokat végzett Gay-Lussac, így aztán nem csoda, hogy éppen olyan híres fizikus, mint vegyész volt.

De nagyon értékes, sőt mintaszerű kutatásokat végzett a szervetlen vegytan terén is, résziben egyedül, részben Thénarddal együtt. Így alaposabb vizsgálat alá vette a ként és savait, a kénhidrogént, kénmájat. Pontosabban meghatározta a nitrogén oxidációs fokait, vizsgálta a klór vegyületeit és számtalan mást. Nagyon nagy szolgálatokat tett a technológiai vegytannak is, amennyiben kitűnő vezérfonalakat írt a lőpor, a klórmész, a hamuzsír, a szóda, a bórax stb. gyakorlati vizsgálatához. De valamennyi vegytan történeti munka kiemeli az ő vizsgálatait, amelyeket a nem sokkal azelőtt (1811-ben) Courtois által fölfedezett jóddal végzett, hogy az erről szóló beszámolója szinte klasszikus mintája a gondos, szabatos és világos vegytani, értekezésnek. Minthogy magunk is osztjuk ezt a fölfogást, vegyész-olvasóink gyönyörködtetésére itt közöljük szószerinti fordításban, némi rövidítéssel, ezt a kis monográfiát (a zárjelben levő szövegek a mi megjegyzéseink):

»Már kétszer írtam arról a Courtois úr által fölfedezett új testről, amelyet szép ibolyaszínű gőze után jódnak véltem elnevezhetni (jód görögül: ibolyakék), és közöltem azoknak a kísérleteknek eredményeit, amelyeket e test ismeretessé válása után végeztem a természetének és ama helynek meghatározására, amelyet elfoglal a többi elem között. Azóta újabb kísérleteket végeztem, és most ezekről akarok beszámolni.

Szilárd állapotban a jód szürkésfekete, de a gőze nagyon szép ibolyaszínű. Szaga éppen olyan, mint a klóré, de gyengébb.

Gyakran lemezkéket alkot, amelyek hasonlítanak a vascsillám (leveles vasoxid) lemezkéihez, de néha széles és lápos fényes levelek vagy táblák; néha körülbelül egy centiméter hosszúságú oktaéderekben is nyertem őket. Nagyon puha, könnyen dörzsölhető s a dörzsölőcsészében finoman porítható.

Ize nagyon fanyar, bár az oldhatósága csekély. Eleinte sötét sárgásbarnára festi a bőrt, de ez a szín hamar elvész. Mint a klór, ez is elroncsolja a növényi színeket, de kevésbé erőteljesen. A víz körülbelül 1/7000 súlyrésznyit old föl és narancssárgára festődik tőle. A fajsúlya 4,948, ha a hőmérséklet 17 C fok.

A jód 107 C fokon olvad. 76 cm magas higanyoszlop nyomása alatt elillan 175 vagy 180 C fokon. Hogy ebből a szempontból pontos meghatározásokat érjek el, jódot tettem tömény kénsavba, amely kevéssé hat a jódra, és megfigyeltem, milyen hőmérsékletre kell hevíteni a kénsavat, míg a jódgőzök áttörnek. Két kísérletből, amelyeket kissé eltérő körülmények között végeztem, megkaptam a forráspontját, egyiknél 175 fok, a másiknál 180 fok volt az eredmény. Ez az eljárás nem egészen veszélytelen. Noha üvegdarabkákat tettem a kénsavba, a második kísérletnél a jód mégis egyszerre alakult át gőzzé, s kihajtotta az edényből a kénsavat, amely erősen elégette a jobb kezemet és jobb lábamat (erről a balesetéről nem is emlékeztünk meg az életrajzában). A jód a hozzákevert vízzel együtt desztillálódik át; ezért hitték kezdetben, hogy körülbelül éppen olyan illékony, mint a víz. De ez tévedés. Ugyanez a jelenség áll elő az éterikus olajoknál, amelyek magukban csak körülbelül 150 fokon forrnak, de ha vízzel keverjük őket, már 100 fokon átdesztillálódnak.

Úgy látszik, a jód nem vezeti a villamosságot. Egy kis darabot beillesztettem egy galvánláncba; a víz bomlása abban a pillanatban megszűnt.

A jód nem gyúlékony, nem ég, és semmi módon nem egyesíthető közvetlenül oxigénnel. Én egyszerű testnek tartom, és a részben már ismertetett, részben alább ismertetendő kísérletek alapján a kén és a klór¹ közé állítom, mert rokonsága más elemekhez erősebb, mint a kéné, de gyengébb, mint a klóré. Mint ez a két egyszerű test, a jód is kétféle savat alkot, az egyiket oxigénnel, a másikat hidrogénnel vegyülve (J₂O_s és HJ). Minthogy a klórnak, jódnak és a kénnek hidrogénnel képezett savai olyan tulajdonságokat mutatnak, mint az oxigén által képezett savak, a közös »sav« névvel egy osztályba kell helyezni őket; de megkülönböztetésül javaslom, hogy a szóban forgó különleges sav neve elé tegyük a »hidro« előszót, úgyhogy a hidrogénnek a klórral és jóddal képezett savas vegyületei kapják a hidroklórsav és hidrojódsav neveket. Az oxigén savanyú vegyületeit ugyanezekkel az elemekkel a szokásos nomenklatúrával klórsavnak és jódsavnak neveznénk. (Gay-Lussac a hidrosavakon érti a HCl- és HJ-savakat, az oxigénes savakon a HC10₃- és HJ0₃-savakat).

A jód vegyül a legtöbb éghető testtel; de én csak néhány ilyen vegyületet vizsgáltam meg. A foszfor különböző arányokban egyesül vele, hő felszabadításával, de világítás nélkül.

Minden jódfoszfornak, akármilyen arányú az összetétele, az a tulajdonsága van, hogy ha megnedvesítik, savanyú gőzöket bocsát ki, s ezek jódhidrogénből állanak, ami a víz felbontása által keletkezik.

Ha jódhidrogén higannyal kerül érintkezésbe, elkezd fölbomlani s ha egy ideig higany fölött hagyjuk állni vagy összerázzuk vele, akkor teljesen fölbomlik, miközben a higany felülete zöldes testtel vonódik be, jódhigannyal, míg végre ezen a módon minden gáz átalakult. Akkor tiszta hidrogén marad vissza, s ez éppen felényi teret foglal el, mint előbb a jódhidrogén. Ha cinket és káliumot hoztam érintkezésbe jódhidrogénnel, teljesen ugyanaz volt az eredmény, vagyis fémjód és hidrogén. Ez az elemzés meg azok a jelenségek, amelyekkel a jódfoszfor és a víz szolgálnak, együttesen annyira meggyőzők, hogy a legkisebb kétség sem maradhat fenn a jód-hidrogéngáz természete felől.

A jódhidrogéngáz színtelen, szaga olyan, mint a klórhidrogéné, térfogatának fele hidrogén s telít hasonló térfogatú ammóniát. A klór egy pillanat alatt elvonja a hidrogént a jódhidrogéntől; ilyenkor szép ibolyaszínű gőz keletkezik, és klórhidrogén képződik.

Hogy meghatározzam a jódhidrogén sűrűségét a légkör sűrűségéhez képesti megmértem egy üvegpalackot, amelynek térfogátát jól ismerem s a légköri levegő után evvel a gázzal töltöttem meg. Így ez utóbbinak sűrűségét 4,443-szer nagyobbnak találtam, mint a légköri levegőét.

Ha vörösizzásnak tesszük, ki a jódhidrogént, akkor részben elbomlik. Teljésen elbomlik, ha oxigéngázzal elegyítve hajtjuk át vörösen izzó csövön, ekkor víz keletkezik és jód szabadul föl.

A jódhidrogéngáz nagyon oldható vízben, s nemcsak nagy sűrűséget ad neki, ha bizonyos mennyiségű feloldódott belőle, hanem füstölgővé is teszi. Így kapjuk a csepegtethető jódhidrogénsavat. — Kényelmesebb módon is előállíthatjuk ezt a savat, ha mint fentebb láttuk, jódfoszfort oldunk vízben s az eközben keletkező jódhidrogént desztillálás útján elválasztjuk az ugyancsak keletkező foszforos savtól. Még könnyebb mód a következő: hajtsunk át kénhidrogéngázt vízen, amelyben jód van; akkor a hidrogén egyesül a jóddal, a kén a fenekére hull. Erre felhevítjük a folyadékot, hogy kihajtsuk a fölösleges kénhidrogént, és akkor szűréssel vagy leöntéssel, miután a kén a fenekére ülepedett, nagyon tisztán és színtelenül megkapjuk a jódhidrogénsavat.

A jódhidrogénsav, akár a kénsav, töményíthető a víznek hő útján való kihajtásával; mert csak ha a hőmérséklet 125 C fokig emelkedett, kezd átdesztillálni a jódhidrogénsav; ami előbb átmegy, csak nagyon kevéssé savanyú. A hőmérsékletét nem lehet 128 fok fölé emelni, mert akkor szabadon elillan. A sűrűsége ilyenkor 1,7 s többé nem változik észrevehetően.

A jódhidrogénsav még közönséges hőmérsékleten is megszínesedik, ha levegővel érintkezik. Ekkor oxigént vesz fel, amely a sav hidrogénjének egy részével vízzé egyesül. De a szabaddá váló jód nem csapódik ki, hanem feloldódik a többi jód-hidrogénsavban, s annál vörösbarnábbra festi ezt, minél nagyobb a jód tömege.

Tömény kénsav, salétromsav és klór pillanat alatt elbontják a jódhidrogén-savat, mert elveszik tőle a hidrogént s felszabadítják a jódot, amely vagy lecsapódik, vagy mint bíborszínű gőz illan el.

Kénnel oly vegyületet alkot a jód, amely feketésszürke és sugaras, mint a kénantimon.

Úgy láttam, hogy közönséges hőmérsékleten sem a száraz, sem a nedves hidrogén nincs hatással a jódra. De ha hidrogén és jód elegyét csőben vörösizzásig hevítjük, vegyületbe lépnek, s jódhidrogénsavat kapunk.

Szén nincsen hatással a jódra, sem alacsonyabb, sem magasabb hőmérsékleten. Viszont több fém, például a cink, vas, ón, higany és kálium, finoman eloszlott állapotban, már mérsékelt melegnél megtámadja a jódot. Akármilyen könnyen mennek végbe ezek az egyesülések, mégis kevés hő keletkezik közben és ritkán fény. A jód és cink vegyülete, amit jódcinknek nevezek, színtelen, könnyen olvasztható és szép négyoldalú, tű alakú prizmákban szublimálódik. Vízben jól oldható, a levegőn gyorsan szétfolyik. De oldódásánál nem keletkezik gáz.

A vas ugyanúgy viselkedik a jóddal szemben, mint a cink. A jódvas barna, vörösizzásnál olvad, vízben oldódik.

Kálium és jód sok hő és fény felszabadulása közben egyesülnek, a fény ibolyának látszik a jódgőzön át. A jódkálium olvad és elillan, mielőtt vörösizzásba jön. Vizes oldata teljesen semleges.

A jódólom, jódréz, jódbizmut, jódezüst és jódhigany vízben oldhatatlanok, míg a jód vegyületei a könnyen oxidálódó fémekkel oldhatók.

A nitrogén nem egyesül közvetlenül a jóddal, csak ammónia közvetítésével. Ezt a jódnitrogént úgy kaphatjuk, ha finoman porított jódot teszünk ammóniaoldatba. Poralakú, barnásfekete, s a legkisebb ütésre vagy melegítésre robban, gyenge ibolyafényt fejlesztve. Gyakran láttam, hogy magától felrobbant, ha jól volt elkészítve."

A világ vegyi irodalmában párját kell keresni ennek a tökéletes monográfiának!

Gay-Lussac ugyanilyen mintaszerű vizsgálatokat végzett későbben a ciánvegyületeken. Általában nagy szolgálatokat tett az akkor még gyermekcipőben járó szerves vegytannak új vizsgálati módszerek bevezetésével. Ő volt az első, aki 1811-ben előállította a kéksavat tisztán, és folyékony állapotban. Pár év múlva meghatározta a mennyiségi összetételét is, s akkor jött rá a ciángyökre, amely összetett ugyan, cserebomlásoknál mégis változatlanul megy át egyik vegyületből a másikba. Így és ekkor teremtődött meg a szerves gyök fogalma. Más kutatásokat is végzett a szerves vegytan körében. Kutatta az erjedés mibenlétét, az éter képződését, a szőlősavat, fölfedezte a jódhidrogénétert stb. Dolgozott más vegyészekkel együtt is, például Thénard-dal, az akkor fölfedezett elektrokémia terén, amiről majd Thénardnál beszélünk. Walter-rel együtt fedezte föl és vizsgálta az alkénessavat; Liebig-gél a robbanósavat, s ekkor dolgoztak ki olyan pontos módszereket a szerves vegytani vizsgálatokhoz, amilyeneket nem is sejtettek azelőtt.