John Dalton

John Dalton noin 1834

John Dalton (syntynyt Syyskuu 6, 1766 vuonna Eaglesfield , Cumberland , † Heinäkuu 27, 1844 in Manchester ) oli Englanti luonnontieteilijä ja opettaja . Perusteellisten atomiteorian tutkimustensa vuoksi häntä pidetään yhtenä kemian pioneereista . Hänen kunniakseen atomimassayksikkö u (vanhentunut: amu) on nimetty "Daltoniksi" angloamerikkalaisella alueella .

Elää ja toimia

John Dalton, piirustus noin vuonna 1879

Dalton varttui kveekerin kutojan poikana ja kävi koulua, jossa hän itse työskenteli opettajana. Hän oli tuolloin todennäköisesti vain kaksitoista vuotta vanha. Vuodesta 1781 hän johti koulua Kendalissa veljensä ja serkkunsa kanssa.

Dalton käsitteli alun perin meteorologiaa - entisen opettajansa Elihu Robinsonin tavoin . 21 -vuotiaana hän suoritti säätutkimuksia itse ja valmisti tieteellisiä laitteita, kuten ilman- ja lämpömittarit, itselleen ja muille asiakkaille. Vuodesta 1787 lähtien hän on pitänyt julkisia luentoja mekaniikasta, optiikasta, tähtitieteestä ja maantieteestä.

Vuonna 1791 hän julkaisi teoksen Meteorological Observations and Essays . Vuonna 1793 Dalton sai työpaikan "Warrington Academyssa" Manchesterissa matematiikan ja luonnontieteiden opettajana. Palkka tässä korkeakoulussa oli huomattavasti parempi kuin Kendalin koulussa. Vasta vuonna 1796 Dalton alkoi käsitellä kemiaa, erityisesti ilman koostumusta.

Kuitenkin noin vuonna 1800 hän luopui oppisopimuskoulutuksesta ja tyytyi yksityisopetuksen tuloihin. Vuodesta 1800 lähtien Dalton tuli kosketuksiin Manchesterin kirjallisuuden ja filosofian seuran kanssa. Tämä yritys antoi hänelle mahdollisuuden tulostaa meteorologisen työnsä ja perustaa oman laboratorion.

Dalton käsitteli ilmaa, vettä, tuulta ja sadetta. Ensin hän kehitti teorian, jonka mukaan kaasuseoksessa jokaisella yksittäisellä kaasulla on oma osapaineensa jokaisessa lämpötilassa, riippumatta muista kaasuista ( Daltonin laki ).

Lisäksi Dalton oletti, että höyrynpaineet ovat samat kaikille nesteille samalla lämpötilaetäisyydellä kiehumispisteestä. Hän havaitsi, että kaasun määrä laajeni jatkuvasti nesteen yläpuolelle jokaisessa lämpötilan nousun asteessa - veden ja dietyylieetterin osalta . Tämä ei kuitenkaan ole sääntö muiden nesteiden kanssa.

Tässä yhteydessä Dalton (riippumatta Joseph Louis Gay-Lussacista , jonka mukaan laki on yleensä nimetty) löysi lain puhtaiden kaasujen (happi ja typpi) suhteellisesta kaasun laajenemisesta lämpötilan noustessa (1801). Täältä hän löysi suhteellisuuskerroin 1/266 ≈ 0,00375, aivan kuten Gay-Lussac (oikea arvo on noin 0,365). Tämän suhteen vuoksi kaasujen kaasutilavuus pienenee alhaisissa lämpötiloissa. Dalton loi termin " absoluuttinen nolla " kaasulle eli lämpötilalle, jossa kaasun tulisi olla nestemäistä tai kiinteää.

Seuraavana vuonna Dalton tutki ilman koostumusta ja saavutti varsin tarkat tulokset happi- (21%) ja typen (79%) suhteen.

Sitten Dalton käsitteli myös kaasuseoksia liukenevan nesteen päällä. Hänen ystävänsä William Henry oli osoittanut, että yksittäisen kaasun liukoisuus on verrannollinen yksittäisen kaasun paineeseen nesteen yläpuolella ( Henryn laki ). Nyt Dalton oletti, että kaasupartikkeleilla, joilla on erilaiset paino -ominaisuudet, on myös muutoksia niiden liukoisuuskäyttäytymisessä. Kaasuseoksen kevyet hiukkaset (esim. Vety) liukenevat huonommin liuottimeen samassa paineessa kuin raskaat hiukkaset (esim. Hiilidioksidihiukkaset). Kaasujen liukoisuuden perusteella samoissa paineissa ja muiden tekijöiden analyyttisten mittausten perusteella Dalton pystyi laatimaan taulukon hiukkasten suhteellisista atomipainoista . 21. lokakuuta 1803 hän lähetti muistiinpanon Manchesterin kirjallisuuden ja filosofian seuralle .

Hän asetti vedyn suhteellisen painon yhtä suureksi. Hiilelle se oli 1803-4,3, hiilimonoksidille 9,8, hapelle 5,5, typelle 4,2, vedelle 6,5, etyylialkoholille 15,1. Kuinka hän keksi nämä arvot, hän ei selittänyt yksityiskohtaisesti. Myöhemmin hän paransi atomipainojen ilmaisua; vuonna 1810 se oli 5,4 hiilelle, 7 hapelle ja 6 typelle. Daltonille vesi, etanoli ja hiilimonoksidi olivat edelleen pienimmät (atomi), jakamattomat hiukkaset. Dalton ei voinut vielä erottaa molekyyliä ja atomia. Daltonin arvot olivat vielä kaukana oikeista arvoista, ja hän antoi joskus myös vääriä empiirisiä kaavoja (kuten typpihapon osalta). Wilhelm Ostwaldin mukaan yksi syy oli se, että hän kieltäytyi ulkomaisesta työstä ja erityisesti muusta kuin englanninkielisestä työstä. Jöns Jakob Berzelius määritti atomipainot paljon tarkemmin vuodesta 1810 lähtien .

Tutkimusten mukaan Alexander von Humboldt ja Gay-Lussac oli tiedossa, että vesi oli 12,6 paino-osaa vetyä ja 87,4 paino-osaa happea. Dalton oletti nyt, että aineet voivat muodostaa pariliitoksen vain hyvin erityisissä painosuhteissa (synteesi). Esimerkiksi elementti A voi yhdistää elementin B kanssa muodostaakseen yhteyden AB. On myös mahdollista, että 2 osaa A ja 1 osa B muodostavat liitoksen A 2 B, kolme osaa A voivat myös muodostaa yhteyden yhden osan B kanssa muodostaen A 3 B. Joka tapauksessa komponentin integroitu monikerta täytyy aina esiintyä pariliitoksen muodostamisen aikana. Tästä hypoteesista tuli myöhemmin monisuhteinen laki . Atomihypoteesi, joka oli aiemmin esitetty vain spekulatiivisesti, todistettiin tieteellisesti. Työssään atomiteoriasta hän käsitteli Jeremias Benjamin Richterin havaintoja .

Thomas Thomson ja William Hyde Wollaston tukivat tätä hypoteesia pian . Vuonna 1808 he päättivät, että karbonaatti sisälsi yhden osan hiilidioksidia ja bikarbonaatti sisälsi kaksi osaa hiilidioksidia. Thomson pystyi myös tukemaan monisuhteista lakia oksaalihapon suolojen avulla . Useiden mittasuhteiden laki sai merkityksensä vain molekyyleihin ja ioneihin liittyvien atomisuhteiden kautta. Daltonin mukaan stökiometrisen rakenteen omaavia yhdisteitä kutsuttiin myöhemmin daltonideiksi .

Ajatus atomista ja atomipainoista tuli hänen luettelonsa sivutuotteena. Thomas Thomson otti Daltonin ideat ja levitti niitä oppikirjan kautta, joka sai paljon huomiota myös ulkomailla.

Vain Jöns Jakob Berzelius määritti liitosten suhteelliset painot tarkemmin vuonna 1810.

Stanislao Cannizzaro teki tarkan eron atomin ja molekyylin välillä vain monta vuotta myöhemmin , koska kemistit eivät tuolloin tienneet , että kaksi identtistä atomia (esim. Vetyatomi) voivat yhdistyä muodostaen vetymolekyylin.

Lontoossa Dalton piti monia luentoja ”Royal Institutionin” edessä. Vuonna 1816 Dalton valittiin Pariisin tiedeakatemian vastaavaksi jäseneksi .

Vuonna 1822 hänelle tarjottiin Royal Society -jäsenyyttä . Vuonna 1826 hän oli ensimmäinen tiedemies, joka sai kuninkaallisen mitalin (tunnetaan myös nimellä "kultamitali") kemian alan palveluistaan. Vuonna 1834 hänet valittiin American Academy of Arts and Sciences ja vuonna 1835 kuin kunniajäsen Royal Society of Edinburgh . Vuodesta 1820 hän oli Baijerin tiedeakatemian ulkomaalainen jäsen ja vuodesta 1827 Preussin tiedeakatemian vastaava jäsen .

Kuun kraatteri Dalton ja asteroidi (12292) Dalton on nimetty hänen mukaansa.

Yhteenveto John Daltonin tärkeästä työstä

  • Tutkimiseen lämpölaajeneminen kaasujen ja määrittäminen lämpölaajenemiskertoimien .
  • 1805: Osittaisen paineen lain muotoilu, Daltonin laki , jonka mukaan kaasuseoksen kokonaispaine on yhtä suuri kuin yksittäisten kaasujen paineiden summa.
  • Höyryn jännitystaulukkojen kehittäminen kiehumis-, haihtumis- ja haihdutusprosesseja koskevista tutkimuksista .
  • Jo vuonna 1787 meteorologiset havainnot saivat hänet epäilemään, että sade johtuu ilmakehän lämpötilan laskusta. Näin tehdessään hän oli ristiriidassa vallitsevan käsityksen kanssa siitä, että yläilmakehän paine -erot ovat vastuussa sademäärästä.
  • Useiden suhteiden lain löytäminen (1808): "Jos kaksi alkuaineita muodostaa useita yhdisteitä keskenään, massasuhteet, joilla alkuaineet esiintyvät näissä yhdisteissä, ovat pienten kokonaislukujen suhteessa."
  • Perustetaan taulukko atomipainoista. Nämä olivat mallina elementtien jaksollisen taulukon myöhempää laatimista varten .
  • Ensimmäisen atomien ja molekyylien kemiallisen viittomakielen kehittäminen.
  • Dalton löysi myös punavihreän huonon näkökyvyn (daltonismi), josta hän kärsi. Hän käski erästä ystäväänsä leikata yksi hänen silmistään kuolemansa jälkeen, koska hän epäili sinistä nestettä silmässään syyksi näkemiinsä outoihin väreihin.
  • Ammatti kielitieteen kanssa

Atomiteoriaan

Hänen tärkein julkaisunsa on todennäköisesti hänen kirjansa A New System of Chemical Philosophy, joka painettiin vuonna 1808 . Siinä hän esitti atomien hypoteesinsa, joka määrittelee atomin pienimmäksi aineyksiköksi. Siinä hän oletti, että on yhtä monta eri atomia kuin on elementtejä: "Elementit koostuvat samoista ja jakamattomista hiukkasista, jotka ovat ominaisia ​​kullekin elementille, atomeille". Dalton totesi (ja se oli silmiinpistävin ero demokraattiseen atomimalliin ), että atomit eroavat massasta. Daltonin mukaan atomit voidaan yhdistää keskenään (= synteesi) tai yhdistetyt atomit voidaan erottaa toisistaan ​​(= analyysi).

Läpi hänen huomioiden lain vakio suhteessa ( Joseph-Louis Proust , 1794), hänen laki useita mittasuhteet ja lakia samassa suhteessa (Richter, 1791) voitiin selittää. Yksikkö atomimassa vuoksi tunnetaan myös Dalton aikaisemmin. Yksi daltoni (Da) vastaa suunnilleen vetyatomin massaa (1,66 · 10-27 kg) ja sitä kutsutaan myös atomimassayksiköksi u .

John Dalton perusti ensimmäisen tieteellisesti perustetun atomimallin, joka voidaan tiivistää neljään keskeiseen lausuntoon:

  1. Jokainen aine koostuu pienimmistä, jakamattomista pallomaisista hiukkasista, atomeista.
  2. Kaikilla tietyn alkuaineen atomeilla on sama tilavuus ja massa. Eri alkuaineiden atomit eroavat tilavuudeltaan ja massaltaan.
  3. Atomit ovat tuhoutumattomia. Niitä ei voida tuhota eikä luoda kemiallisilla reaktioilla.
  4. Kemiallisissa reaktioissa lähtöaineiden atomit järjestetään vain uudelleen ja yhdistetään toisiinsa tietyissä suhteissa.

Fontit

  • A New System of Chemical Philosophy , Volume 1, Part 1, Manchester, London 1808, Archives , Volume 1, Part 2, 1810, Archives , Volume 2, Part 1, 1827, Archives
  • Meteorologiset havainnot ja esseet , Manchester, 2. painos 1834, Arkisto
  • Wilhelm Ostwald (Toimittaja): Atomiteorian perusteet. Daltonin traktaatit , WH Wollaston , Leipzig, Ostwalds Klassiker 1889, Arkistot , Daltonin julkaisema: Kaasulajien imeytymisestä veteen ja muihin nesteisiin (Memoirs Lit. Phil. Soc. Manchester, Volume 1, 1805), Uusi kemian filosofian järjestelmä, 1808, osa 1, luku 2, s.141-144

kirjallisuus

nettilinkit

Commons : John Dalton  - kokoelma kuvia, videoita ja äänitiedostoja
Wikiquote: John Dalton  Lainaukset

Yksilöllisiä todisteita

  1. ↑ Karl Heinrich Wiederkehr julkaisussa Fritz Krafft (toim.): Suuria luonnontieteilijöitä. Elämäkertainen sanakirja. Düsseldorfin toinen painos. 1986, s. 95f.
  2. ↑ a b c d e f Wilhelm Ostwald: Dalton. Julkaisussa: Günther Bugge (toim.): Suurten kemistien kirja. Verlag Chemie, Weinheim 1974, ISBN 3-527-25021-2 , s.378-386
  3. ^ Bugge, Suurten kemistien kirja, Verlag Chemie 1979, osa 1, s.382
  4. ^ Günther Bugge: Suurten kemistien kirja . Verlag Chemie, Weinheim 1974, ISBN 3-527-25021-2 , s. 390, alaviite 14
  5. ↑ Huomautus: Kaasujen liukoisuus nesteeseen riippuu myös muista tekijöistä, kuten dissosiaatiosta, mutta tätä ei tiedetty tuolloin
  6. ^ FW Clarke : Atomiteoria . Julkaisussa: Science . nauha 18 , ei. 460 , 23. lokakuuta 1903, s. 513-529 , doi : 10.1126 / science.18.460.513 , JSTOR : 1630501 (englanti).
  7. ↑ John Dalton: Kaasujen imeytymisestä veden ja muiden nesteiden avulla . Julkaisussa: Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester, toinen sarja . nauha 1 , 1805, s. 271-87 (englanti, lemoyne.edu [käytetty 24. huhtikuuta 2019]). (Englanti)
  8. ^ Bugge, Suuret kemistit, osa 1, s.383
  9. ^ A b William H. Brock: Viewegs Geschichte der Chemie. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft, 1992, ISBN 3-528-06645-8 , s. 84 ja sitä seuraavat kohdat .
  10. ^ Fellows Directory. Elämäkerrallinen hakemisto: Entiset RSE -jäsenet 1783–2002. Royal Society of Edinburgh, käytetty 19. lokakuuta 2019 .
  11. ^ Jäsen tulo on John Dalton klo Baijerin tiedeakatemian , pääsee 22. tammikuuta 2017 mennessä.
  12. ↑ Edellä olevien akatemioiden jäsenet. John Dalton. Berlin-Brandenburg Academy of Sciences , käytetty 11. maaliskuuta 2015 .
henkilökohtaiset tiedot
SUKUNIMI Dalton, John
LYHYT KUVAUS Englantilainen luonnontieteilijä ja opettaja
SYNTYMÄPÄIVÄ 6. syyskuuta 1766
SYNTYMÄPAIKKA Eaglesfield , Cumberland
KUOLINPÄIVÄMÄÄRÄ 27. heinäkuuta 1844
KUOLEMAN PAIKKA Manchester