Clay - Foundations of the atomic theory | A
1 Fondamenti della Teoria Atomica: Ristampe e Memorie (1802-1808)
Una raccolta di memorie originali ed estratti che delinea la nascita della teoria atomica.
Sommario
Il volume è una raccolta di ristampe di memorie originali ed estratti da testi, che abbracciano “le prime pubblicazioni dei rispettivi autori relative alla fondazione della Teoria Atomica” (30). Comprende scritti di John Dalton, William Hyde Wollaston e Thomas Thomson, datati tra il 1802 e il 1808 (26). Uno dei temi centrali è l’esposizione delle idee di Dalton, poiché “questi estratti formano una parte della prima esposizione pubblica delle opinioni di Dalton” (486). Un elemento significativo incluso è “la prima tabella di pesi atomici di Dalton” (170). Gli autori esplorano la costituzione dei corpi, distinguendo tra “fluidi elastici, liquidi e solidi” (300), e indagano la natura delle particelle ultime, un “soggetto, per quanto io sappia, completamente nuovo” (294). Viene discussa l’ipotesi atomica di Dalton, che postula che “un atomo di acqua è formato dalla combinazione di un atomo di ossigeno con un atomo di idrogeno” (490), e si esamina la legge delle proporzioni multiple, come osservato in sali come “l’ossalato di potassio” (474), dove “il primo contiene esattamente il doppio della proporzione di base contenuta nel secondo” (474). Viene inoltre trattato il lavoro sperimentale sull’assorbimento dei gas da parte dell’acqua (263) e la sintesi chimica (318).
2 Composizione e proprietà fisiche dell’atmosfera 2
Sui costituenti gassosi, i loro pesi specifici e le proporzioni nell’aria.
Sommario
L’atmosfera è composta da più gas: azoto, ossigeno, vapore acqueo e acido carbonico. Le loro proporzioni sono stabilite: “Azotic gas - - - - 55 Oxygenous gas - - - - 32 Aqueous vapour - - - 03* Carbonic acid gas - - - .10”. Il peso di ciascun gas in una porzione d’aria dipende dal “composto rapporto della sua forza e peso specifico”. I pesi specifici sono forniti: “.966 Oxygenous gas, - - - 127 Carbonic acid gas, - - - 500 Aqueous vapour, - - - .700”. Viene menzionata la possibile presenza di idrogeno, sebbene in proporzioni non rilevabili. L’argomento include anche la variazione della composizione con l’altitudine, poiché “le atmosfere essendo indipendenti l’una dall’altra, le loro densità a diverse altezze devono essere regolate dai loro pesi specifici”, e l’assorbimento dei gas da parte dell’acqua, dove “se una quantità d’acqua così liberata dall’aria viene agitata in qualsiasi tipo di gas… ne assorbirà il suo volume”.
3 Analisi dei gas e principi di assorbimento 3
Composizione e comportamento dei gas atmosferici in mezzi liquidi.
Sommario
L’argomento tratta la composizione dell’aria atmosferica, descritta come composta da “79 parti azotico gas, e 21 parti ossigenoso gas, per cento” (189). Viene studiata attraverso esperimenti eudiometrici che coinvolgono principalmente la reazione tra “gas nitroso” e aria comune, osservando che “100 misure di aria comune, quando aggiunte a 36 misure di gas nitroso in un tubo stretto sopra acqua, lasciano un residuo di 79 [misure]” (525). Queste reazioni rivelano che “gli elementi dell’ossigeno possono combinarsi con una certa porzione di gas nitroso, o con il doppio di quella porzione, ma con nessuna quantità intermedia” (94), indicando proporzioni fisse di combinazione. L’assorbimento dei gas nell’acqua è un principio fondamentale: “Se una quantità d’acqua così liberata da aria viene agitata in qualsiasi tipo di gas… assorbirà una parte di esso” (164), e l’assorbimento avviene in modo che “le parti di ciascuno, nell’acqua, saranno esattamente proporzionali a quelle fuori dall’acqua” (192). Questo comportamento è meccanico, poiché “tutti i gas che entrano nell’acqua… per mezzo della pressione, e sono completamente liberati nuovamente dalla rimozione di quella pressione, sono meccanicamente mescolati con il liquido, e non chimicamente combinati con esso” (266). La presenza di impurità nell’acqua, come “vecchia acqua stagnante” (225), può alterare i risultati, portando a una grande diversità nelle osservazioni sperimentali. Viene anche analizzata la presenza di “acido carbonico” nell’atmosfera (127) e vengono menzionati vari metodi e test, come l’uso di “solfuro di calce” (104) o “soluzione di solfato verde o muriato di ferro in acqua” (74), per determinare le proporzioni dei gas.
4 Teoria meccanica dell’assorbimento dei gas e costituzione dei corpi
Un’indagine sperimentale e teorica sui principi che regolano l’assorbimento dei gas da parte dell’acqua e sulla natura particellare della materia.
Sommario
L’argomento verte sulla meccanica dell’assorbimento dei gas da parte dell’acqua, definita come “una mera ricettacolo di gas” dove l’assorbimento sorge “non da una causa chimica ma meccanica”. Questa teoria meccanica, dedotta dalle “fattezze sviluppate negli articoli precedenti”, spiega fenomeni come la perdita di ossigeno nell’acqua stagnante, che ha “evidentemente una causa meccanica”. L’analisi si estende alla “costituzione dei corpi” e al peso delle “particelle ultime” degli elementi e dei composti, come “gli alcali primari, le terre, i metalli, gli ossidi metallici e i solfuri”. Viene presentata una “Tabella dei pesi relativi delle particelle ultime dei corpi gassosi e altri”, basata su regole di combinazione dove gli elementi si uniscono “atomo ad atomo singolarmente, o, se uno è in eccesso, esso eccede di un rapporto da esprimere con un multiplo semplice del numero dei suoi atomi”. Questo principio, la legge dei multipli semplici, è illustrato con esempi di sali, come i “superacidi e subacidi”, incluso l’“ossalato di potassa” e il “quadrossalato di potassa”. La difficoltà nel raggiungere risultati perfettamente coincidenti è attribuita all’“estrema difficoltà di raggiungere accuratezza nell’analisi dei composti gassosi”, dove un “errore del 3 per cento” potrebbe spiegare le discrepanze.
5 Assorbimento dei gas nell’acqua e costituzione dei corpi
Sull’assorbimento meccanico dei gas da parte dei liquidi e sulla teoria delle particelle.
Sommario
L’argomento tratta dell’assorbimento dei gas da parte dell’acqua e di altri liquidi, spiegato attraverso principi meccanici e non chimici. “Tutti i gas che entrano nell’acqua e in altri liquidi per mezzo della pressione, e sono completamente liberati di nuovo dalla rimozione di quella pressione, sono meccanicamente mescolati con il liquido, e non chimicamente combinati con esso”. L’assorbimento avviene secondo una proporzione fissa, dove “la quantità di gas assorbito è come la densità o la pressione”. La densità del gas all’interno del liquido ha una relazione specifica con quella all’esterno, per cui “la distanza delle particelle all’interno è sempre un multiplo di quella all’esterno”. Viene presentata un’analogia meccanica: “Una particella di gas che preme sulla superficie dell’acqua è analoga a un singolo pallino che preme sulla sommità di una pila quadrata di essi”. La teoria si estende alla costituzione dei corpi, proponendo che “le particelle dello stesso tipo si respingono l’una con l’altra” e che “ogni particella d’acqua è come ogni altra particella d’acqua; ogni particella d’idrogeno è come ogni altra particella d’idrogeno”. Un obiettivo centrale è “mostrare l’importanza e il vantaggio di accertare i pesi relativi delle particelle ultime, sia dei corpi semplici che composti”. Vengono citati esperimenti su gas specifici, come il fatto che “quando l’acqua ha assorbito il suo volume di acido carbonico, il gas non preme affatto sull’acqua” e che “circa 1/36 del gas nitroso è solitamente assorbito”. L’argomento considera anche la composizione dell’atmosfera, notando che “la densità e la forza elastica di ogni gas sulla superficie della terra sono gli effetti del peso dell’atmosfera di quel gas esclusivamente”. Viene menzionata l’influenza del peso e del numero delle particelle dei gas sulla loro assorbibilità.
6 La teoria atomica e la costituzione dei corpi secondo Dalton
Una trattazione sulla struttura della materia e le leggi delle combinazioni chimiche.
Sommario
L’argomento concerne la proposta di una teoria atomica per spiegare la costituzione dei corpi e il loro comportamento in diversi stati. Si afferma che “tutti i corpi di magnitudine sensibile, siano liquidi o solidi, sono costituiti da un vasto numero di particelle estremamente piccole, o atomi di materia legati insieme da una forza di attrazione”. Queste particelle ultime di tutti i corpi omogenei sono “perfettamente simili in peso, figura, &c”. La teoria distingue tre stati della materia: “quelli che sono indicati dai termini fluidi elastici, liquidi e solidi”. Nel primo, “le sue particelle ultime sono separate l’una dall’altra a una distanza molto maggiore che in qualsiasi altro stato”. Un principio fondamentale è che “la forza elastica o repulsiva di ogni particella è confinata a quelle del suo stesso tipo”, il che spiega il comportamento dei gas misti. L’argomento include anche l’applicazione di questa ipotesi alle combinazioni chimiche, con “regole generali che possono essere adottate come guide in tutte le nostre indagini riguardanti la sintesi chimica”. Viene descritto un sistema di simboli in cui “gli elementi o atomi di tali corpi che sono concepiti al momento come semplici, sono denotati da un piccolo cerchio, con qualche segno distintivo”. Viene menzionata l’analisi dell’atmosfera, considerata una miscela di gas, e si discute l’assorbimento dei gas da parte dell’acqua. Un tema minore è la confutazione di alcune opinioni di Berthollet, come quella secondo cui “l’agenzia chimica è proporzionale alla massa”.
7 La teoria atomica di Dalton e le sue applicazioni
Delineazione della teoria atomica di John Dalton, dei suoi principi fondamentali e delle prime verifiche sperimentali, con particolare riferimento ai pesi relativi delle particelle elementari e alle combinazioni chimiche.
Il sommario tratta l’obiettivo di “mostrare l’importanza e il vantaggio di accertare i pesi relativi delle particelle ultime, sia dei corpi semplici che composti” (332). Viene presentata l’ipotesi fondamentale: “Quando due elementi si uniscono per formare una terza sostanza, si deve presumere che un atomo dell’uno si unisca a un atomo dell’altro, a meno che non si possa addurre qualche ragione per supporre il contrario” (488). La teoria propone un ordine di combinazione: “1 atomo di A + 1 atomo di B = 1 atomo di C, binario”; “1 atomo di A + 2 atomi di B = 1 atomo di D, ternario”; “2 atomi di A + 1 atomo di B = 1 atomo di E, ternario” (333-335). Viene menzionata l’esistenza di “un ordine di affinità che ha luogo in una proporzione definita da esprimere con un multiplo semplice” (444) e la regola per cui “quando più di un composto è formato dalla combinazione di due elementi, allora la combinazione semplice successiva deve, egli suppone, derivare dall’unione di un atomo dell’uno con due atomi dell’altro” (506). Vengono forniti i pesi atomici relativi, poiché “in tutti questi casi i pesi sono espressi in atomi di idrogeno, ciascuno dei quali è denotato dall’unità” (363), come nell’“acqua [che] è un composto binario di idrogeno e ossigeno, e i pesi relativi dei due atomi elementari sono come 1 : 7, quasi” (357) e nell’“ammoniaca [che] è un composto binario di idrogeno e azoto, e i pesi relativi dei due atomi sono come 1 : 5, quasi” (358). Sono citate le prime verifiche sperimentali, dato che “abbiamo in nostro potere provare quanto questa ipotesi sia consonante con l’esperimento” (503) e che “sebbene questi risultati non corrispondano esattamente, tuttavia la differenza non è certamente molto grande” (520). Viene fatto cenno a sviluppi teorici come la possibile “acquisizione di una concezione geometrica del loro relativo arrangiamento in tutte e tre le dimensioni dell’estensione solida” (450).
8 Sali superacidi e subacidi: proporzioni multiple negli ossalati e solfati
Legge delle proporzioni multiple in sali con eccesso o difetto di acido, dimostrata attraverso la cristallizzazione di ossalati e solfati di potassio.
Sommario
L’argomento tratta dei sali superacidi e subacidi, in cui l’acido e la base si combinano in proporzioni multiple ben definite. “L’acido contenuto in questo sale è molto vicino al doppio di quello contenuto nell’ossalato di potassio” (471). Il comune superossalato di potassio, noto come sale d’acetosella, “contiene alcali sufficienti per saturare esattamente metà dell’acido presente” (434). Analogamente, il supersolfato di potassio “contiene esattamente il doppio di acido rispetto a quanto necessario per la mera saturazione dell’alcali presente” (424). La proporzione osservata è che “il primo contiene esattamente il doppio della proporzione di base contenuta nel secondo” (474). La formazione di questi sali è regolata da una legge di proporzioni fisse, come quando “due quantità uguali di sale d’acetosella [sono prese] e se una di esse è esposta a calore rosso, l’alcali che rimane si troverà a saturare esattamente l’acido ridondante dell’altra porzione” (434). L’ossalato di potassio “si combina con un eccesso di acido e forma un superossalato” (468). L’argomento include anche cenni a temi minori come i metodi sperimentali per determinare queste proporzioni, ad esempio tramite riscaldamento a “calore rosso” (419, 428), e considerazioni sulle teorie atomiche per spiegare tali proporzioni fisse, citando che “quando i nostri punti di vista saranno sufficientemente estesi… troveremo che la sola relazione aritmetica non sarà sufficiente per spiegare la loro azione reciproca” (450).
9 Origini e primi sviluppi della teoria atomica nella chimica del primo Ottocento
Documenti storici sulla formulazione della legge delle proporzioni multiple e sui modelli geometrici delle particelle.
Il sommario tratta la definizione della legge delle proporzioni multiple, riconosciuta come una “general regularity” nei composti. Viene attribuita a Dalton la prima esemplificazione di questa legge, poiché “there is announced the first example of the law of multiple proportions”. La legge stabilisce che gli elementi si uniscono “atom to atom singly, or, if either is in excess, it exceeds by a ratio to be expressed by some simple multiple of the number of its atoms”. Viene esplorata l’ipotesi della disposizione geometrica degli atomi, sebbene “this geometrical arrangement of the primary elements of matter is altogether conjectural”. Si considera che particelle che si uniscono in proporzioni diverse possano disporsi “at the angles of an equilateral triangle” o “at the angles of the four equilateral triangles composing a regular tetrahedron”. L’applicazione della legge è estesa ai salti super-acidi e sub-acidi, con osservazioni su come “oxalic acid unites to strontian as well as to potash in two different proportions”. Viene menzionato il ruolo dell’assorbimento dei gas nell’evidenziare il peso e il numero delle particelle.
10 L’ipotesi atomica di Dalton e la composizione dei composti gassosi
Le teorie atomiche nella chimica dei gas e i pesi relativi degli elementi.
Sommario
L’argomento concerne l’ipotesi atomica di Dalton e la sua applicazione per determinare la composizione e i pesi relativi degli atomi nei composti gassosi. Vengono descritte le combinazioni binarie, ternarie e quaternarie, in cui “quando due combinazioni sono osservate, devono essere considerate una binaria e una ternaria” (344) e “quando si ottengono tre combinazioni, possiamo aspettarci che una sia binaria e le altre due ternarie” (346). I pesi atomici relativi degli elementi sono definiti, come nell’acqua, che “è un composto binario di idrogeno e ossigeno, e i pesi relativi dei due atomi elementari sono come 1 : 7” (357). I composti dell’azoto e dell’ossigeno sono esaminati in dettaglio: “l’azoto e l’ossigeno si uniscono in varie proporzioni, formando ossido nitroso, gas nitroso e acido nitrico” (504). Ad esempio, “il gas nitroso è un composto binario di azoto e ossigeno” (359), mentre “l’ossido nitroso contiene due atomi di azoto uniti a uno di ossigeno” (509) e “l’acido nitrico è composto da due atomi di ossigeno uniti a uno di azoto” (509). La densità degli atomi composti è discussa, poiché “un composto binario dovrebbe essere sempre specificamente più pesante della mera miscela dei suoi due ingredienti” (350). Vengono menzionati anche altri composti, come l’ammoniaca, che “è un composto binario di idrogeno e azoto” (358), e l’acido carbonico.
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