Technikatörténeti szemle 9. (1977)

A MÉRÉS ÉS A MÉRTÉK AZ EMBERI MŰVELŐDÉSBEN című konferencián Budapesten 1976. április 27–30-án elhangzott előadások I. rész - Hronszky I.: A gőzsűrűségmérések és a XIX. századi atomelmélet

A daltoni tan legnagyobb hiányossága az volt, hogy önkényes atomsúlyértékeken nyugodott. Itt emlékeztetnünk kell röviden arra, hogy az atomsúly ill. a vegyületek összetétele meghatározásának együttes problematikája diofantoszi feladatot képezett, és Dalton, legalábbis ideiglenes használatra bevezette az önkényes ún. egyszerűségi elvet. E feltevésnek megfelelően pl. a víz összetételét HO-nak tételezte fel, és ennek megfelelően az oxigén atomsúlyát 8-nak. (Dalton pontatlan mérései alapján ~ 7.) 1808-ban fedezte fel Gay-Lussac a vegyülő gázok térfogati törvényét. Gay-Lussac azzal a feltevéssel élt, hogy a térfogati arányok megfelelnek az összetételnek. Ez a feltevés lehetőséget kínált az egyszerűségi elv kiküszöbölésére. Avogadro elve (1811 Avogadro, 1814 Ampere) kölcsönösen egyértelmű kapcsolatot teremtett a mért sűrűségi adatok és a molekulasúly között, valamint egyértelmű kapcsolatot a sűrűségi adatok és az atomsúlyok között. Avogadro felismerte azt is, hogy — elfogadva az Avogadro elv érvényességét — a térfogati törvény alapján csak akkor jogos a vegyületek összetételére következtetni, ha feltételezik két vagy többatomos elemmolekulák létezését.

2 Ez utóbbi feltevést fogjuk tanulmányunkban Avogadro hipotézisének nevezni. Gay-Lussac és Avogadro eredményei nem kínáltak tehát mechanikus receptet az atomsúlyok megállapításához, de lehetővé tették az egyszerűségi elv nyilvánvaló önkényességét kísérletileg vizsgálható feltevéssel helyettesíteni. Az interpretációs, nem mérési problémát ebben a vonatkozásban az képezte, hogy az elemmolekulák összetételére vonatkozó feltevést az egyes esetekben kémiai analógiákkal még valószínűsíteni kellett. Ez utóbbi tény fölött a kémiatörténészek egyrésze egyszerűen átsiklik. Berzelius az, aki az 1810-es évek közepétől rendszeres kísérleti munkával egy átfogó atomsúlytáblázatot állított fel. Pontos méréseiben az atomsúlyok meghatározását a korabeli kísérleti technika lehetőségeinek maximumán kivitelezte. Meghatározásaihoz 1819-től felhasználta a kémiai analógiák és a gázsűrűségmérés eredményei mellett Dulong és Petitnek az atomhőre vonatkozó megfigyelését, valamint az újonnan felismert jelenséget, az izomorfiát. Amennyire problémamentes volt a technikai kivitelezés, annyira problematikus volt ugyanakkor Berzelius teoretikus alapállása, így viszonya az Avogadro hipotézishez, Gay-Lussac törvényéhez. Wollaston 1813-ban azt a nézetét fejtette ki, hogy a kémiának nincs szüksége az atomsúlyok ismeretére, a kémikus megelégedhet az ekvivalenciasúlyok ismeretével. Wollaston tulajdonképpen az analitikai kémikus igényeit fogalmazta meg, valamint megjelenik nála egy empirista-pozitivista tudomány ideál. Eddig az előtörténet. Dumas 1826-ban kezdett hozzá gőzsűrűségméréseihez. E mérések célja nem empirikus információgyűjtés volt az anyagok gőzállapotáról, hanem kifejezetten elméleti célokat szolgált. Le Chatelier egy rövid elemzésben a helyzetet következőképpen értékelte. Nézete szerint Dumas a gőzsűrűségméréseket abból a célból végezte, hogy megállapítsa a helyes atomsúlyokat.

3 Még látni fogjuk, hogy ezt a véleményt egy némileg differenciáltabbal kell felcserélni. Maga a gőzsűrűségmérési módszer nem Dumastól származik. Gay-Lussac már 1811-ben leírt egy készüléket és méréseket végzett/' Ezekben a vizsgálatokban adott mennyiségű anyag gőze által adott hőmérsékleten betöltött térfogatot mérte, miközben a gőzöket higany felett fogta fel. Despretz gőzsűrűség-