Meteorologieedit

viața timpurie a lui Dalton a fost influențată de un Quaker proeminent, Elihu Robinson, un meteorolog competent și producător de instrumente, din Eaglesfield, Cumbria, care l-a interesat de probleme de matematică și meteorologie. În timpul anilor petrecuți în Kendal, Dalton a contribuit cu soluții la probleme și a răspuns la întrebări pe diverse subiecte în Jurnalul Doamnelor și Jurnalul gentlemanului. În 1787, la vârsta de 21 de ani, și-a început Jurnalul meteorologic în care, în următorii 57 de ani, a intrat în peste 200.000 de observații. El a redescoperit teoria circulației atmosferice a lui George Hadley (cunoscută acum sub numele de celula Hadley) în această perioadă. În 1793, prima publicație a lui Dalton, observații meteorologice și Eseuri, conținea semințele mai multor descoperiri ulterioare, dar, în ciuda originalității tratamentului său, li s-a acordat puțină atenție de către alți cercetători. O a doua lucrare a lui Dalton, elemente de gramatică engleză (sau un nou sistem de instruire gramaticală: pentru utilizarea școlilor și academiilor), a fost publicat în 1801.

măsurarea munteloredit

după ce a părăsit Lake District, Dalton s-a întors anual pentru a-și petrece vacanța studiind meteorologia, lucru care a implicat o mulțime de plimbări pe deal. Până la apariția avioanelor și a baloanelor meteorologice, singura modalitate de a face măsurători ale temperaturii și umidității la altitudine era să urci un munte. Dalton a estimat înălțimea folosind un barometru. Ordnance Survey nu a publicat hărți pentru Lake District până în anii 1860. înainte de aceasta, Dalton era una dintre puținele autorități de pe înălțimile munților din regiune. El a fost adesea însoțit de Jonathan Otley, care a făcut și un studiu al înălțimilor vârfurilor locale, folosind cifrele lui Dalton ca o comparație pentru a-și verifica munca. Otley și-a publicat informațiile în harta sa din 1818. Otley a devenit atât asistent, cât și prieten cu Dalton.

color blindnessEdit

în 1794, la scurt timp după sosirea sa în Manchester, Dalton a fost ales membru al Societății Literare și filosofice din Manchester, „Lit& Phil”, iar câteva săptămâni mai târziu a comunicat prima sa lucrare despre „fapte extraordinare referitoare la viziunea culorilor”, în care a postulat că lipsa percepției culorilor a fost cauzată de decolorarea mediului lichid al globului ocular. Deoarece atât el, cât și fratele său erau daltoniști, el a recunoscut că afecțiunea trebuie să fie ereditară.deși teoria lui Dalton și-a pierdut credința în timpul vieții sale, natura aprofundată și metodică a cercetării sale asupra problemei sale vizuale a fost atât de larg recunoscută încât daltonismul a devenit un termen comun pentru daltonism. Examinarea globului ocular conservat în 1995 a demonstrat că Dalton avea un tip mai puțin obișnuit de daltonism, deuteroanopia, în care lipsesc conurile sensibile la lungimea de undă medie (mai degrabă decât să funcționeze cu o formă mutantă de pigment, ca în cel mai frecvent tip de daltonism, deuteroanomalie). Pe lângă albastrul și violetul spectrului optic, el a fost capabil să recunoască doar o singură culoare, galben, sau, așa cum a spus într-o lucrare,

acea parte a imaginii pe care alții o numesc roșu, îmi apare puțin mai mult decât o nuanță sau un defect de lumină; după aceea, portocaliu, galben și verde par o singură culoare, care coboară destul de uniform de la un galben intens la unul rar, făcând ceea ce eu ar trebui să numesc diferite nuanțe de galben.

gaz lawsEdit

profiluri în chimie:cum studiile meteorologice ale lui John Dalton au dus la descoperirea atomilor pe YouTube, Chemical Heritage Foundation

în 1800, Dalton a devenit secretar al Societății Literare și filosofice din Manchester, iar în anul următor a prezentat o serie importantă de prelegeri, intitulată „Eseuri experimentale” privind constituirea gazelor mixte; presiunea aburului și a altor vapori la temperaturi diferite în vid și în aer; la evaporare; și pe expansiunea termică a gazelor. Cele patru eseuri, prezentate între 2 și 30 octombrie 1801, au fost publicate în Memoriile Societății Literare și filosofice din Manchester în 1802.

al doilea eseu se deschide cu remarca,

nu poate fi nici o îndoială distrați cu privire la reductibilitatea tuturor fluidelor elastice de orice fel, în lichide; și nu ar trebui să disperăm să o efectuăm la temperaturi scăzute și prin presiuni puternice exercitate asupra gazelor neamestecate în continuare.

după descrierea experimentelor de determinare a presiunii aburului în diferite puncte cuprinse între 0 și 100 ct (32 și 212 CTF), Dalton a concluzionat, din observațiile privind presiunea vaporilor a șase lichide diferite, că variația presiunii vaporilor pentru toate lichidele este echivalentă, pentru aceeași variație a temperaturii, calculând din vapori orice presiune dată.

în cel de—al patrulea eseu el remarcă,

nu văd niciun motiv suficient pentru care nu putem concluziona că toate fluidele elastice sub aceeași presiune se extind în mod egal prin căldură-și că pentru orice expansiune dată a mercurului, expansiunea corespunzătoare a aerului este proporțional ceva mai puțin, cu cât temperatura este mai mare. … Prin urmare, se pare că legile generale care respectă cantitatea absolută și natura căldurii sunt mai susceptibile de a fi derivate din fluide elastice decât din alte substanțe.

el a enunțat Legea lui Gay-Lussac, publicată în 1802 de Joseph Louis Gay-Lussac (Gay-Lussac a atribuit descoperirea unei lucrări nepublicate din anii 1780 de Jacques Charles). În cei doi sau trei ani care au urmat prelegerilor, Dalton a publicat mai multe lucrări pe teme similare. „Despre absorbția gazelor de către apă și alte lichide” (citită ca o prelegere la 21 octombrie 1803, publicată pentru prima dată în 1805) conținea legea presiunilor parțiale cunoscută acum sub numele de legea lui Dalton.

Teoria Atomică

cea mai importantă dintre toate investigațiile lui Dalton se referă la teoria atomică în chimie. În timp ce numele său este asociat inseparabil cu această teorie, originea teoriei atomice a lui Dalton nu este pe deplin înțeleasă. Teoria i-ar fi putut fi sugerată fie prin cercetări asupra etilenei (gaz olefiant) și metanului (hidrogen carburat), fie prin analiza oxidului de azot (protoxid de azot) și a dioxidului de azot (deutoxid de azot), ambele puncte de vedere bazându-se pe autoritatea lui Thomas Thomson.

din 1814 până în 1819, chimistul irlandez William Higgins a susținut că Dalton și-a plagiat ideile, dar teoria lui Higgins nu se referea la masa atomică relativă. Cu toate acestea, dovezi recente sugerează că dezvoltarea gândirii lui Dalton ar fi putut fi influențată de ideile unui alt chimist irlandez Bryan Higgins, care era unchiul lui William. Bryan credea că un atom era o particulă centrală grea înconjurată de o atmosferă calorică, presupusa substanță a căldurii la acea vreme. Dimensiunea atomului a fost determinată de diametrul atmosferei calorice. Pe baza dovezilor, Dalton era conștient de teoria lui Bryan și a adoptat idei și limbaj foarte similare, dar nu a recunoscut niciodată anticiparea lui Bryan a modelului său caloric. Cu toate acestea, noutatea esențială a teoriei atomice a lui Dalton este că el a furnizat o metodă de calcul a greutăților atomice relative pentru elementele chimice, lucru pe care nici Bryan, nici William Higgins nu l-au făcut; prioritatea sa pentru acest pas crucial este necontestată.

Un studiu al caietelor de laborator ale lui Dalton, descoperit în încăperile Societății Literare și filosofice din Manchester, a concluzionat că până acum Dalton fiind condus de căutarea unei explicații a legii proporțiilor multiple la ideea că combinația chimică constă în interacțiunea atomilor de greutate definită și caracteristică, ideea de atomi a apărut în mintea sa ca un concept pur fizic, forțat asupra lui prin studiul proprietăților fizice ale atmosferei și ale altor gaze. Primele indicații publicate ale acestei idei se găsesc la sfârșitul lucrării sale „despre absorbția gazelor de către apă și alte lichide” deja menționate. Acolo el spune:

De ce apa nu admite cea mai mare parte din orice fel de gaz la fel? Această întrebare am luat-o în considerare în mod corespunzător și, deși nu sunt în stare să mă satisfac complet, sunt aproape convins că circumstanța depinde de greutatea și numărul particulelor finale ale mai multor gaze.

el propune apoi greutăți relative pentru atomii câtorva elemente, fără a intra în detalii suplimentare. Cu toate acestea, un studiu recent al intrărilor din caietul de laborator al lui Dalton concluzionează că a dezvoltat teoria atomică chimică în 1803 pentru a reconcilia datele analitice ale lui Cavendish și Lavoisier privind compoziția acidului azotic, nu pentru a explica solubilitatea gazelor în apă.

principalele puncte ale teoriei atomice a lui Dalton, așa cum s-a dezvoltat în cele din urmă, sunt:

1. elementele sunt formate din particule extrem de mici numite atomi.
2. atomii unui element dat sunt identici ca mărime, masă și alte proprietăți; atomii diferitelor elemente diferă ca mărime, masă și alte proprietăți.
3. atomii nu pot fi subdivizați, creați sau distruși.
4. atomii diferitelor elemente se combină în raporturi simple de număr întreg pentru a forma compuși chimici.
5. în reacțiile chimice, atomii sunt combinați, separați sau rearanjați.

în prima sa discuție extinsă publicată despre teoria atomică (1808), Dalton a propus o „regulă de cea mai mare simplitate”suplimentară (și controversată). Această regulă nu a putut fi confirmată independent, dar o astfel de presupunere era necesară pentru a propune formule pentru câteva molecule simple, de care depindea calculul greutăților atomice. Această regulă a dictat că, dacă atomii a două elemente diferite se știe că formează doar un singur compus, cum ar fi hidrogenul și oxigenul care formează apă sau hidrogenul și azotul care formează amoniac, se presupune că moleculele acelui compus constau dintr-un atom din fiecare element. Pentru elementele care s-au combinat în mai multe rapoarte, cum ar fi cei doi oxizi de carbon cunoscuți atunci sau cei trei oxizi de azot, combinațiile lor au fost presupuse a fi cele mai simple posibile. De exemplu, dacă sunt cunoscute două astfel de combinații, una trebuie să fie formată dintr-un atom al fiecărui element, iar cealaltă trebuie să fie formată dintr-un atom al unui element și doi atomi ai celuilalt.aceasta a fost doar o presupunere, derivată din credința în simplitatea naturii. Atunci nu au fost disponibile dovezi pentru oamenii de știință pentru a deduce câți atomi din fiecare element se combină pentru a forma molecule. Dar această regulă sau o altă regulă era absolut necesară pentru orice teorie incipientă, deoarece era nevoie de o formulă moleculară presupusă pentru a calcula greutățile atomice relative. „Regula celei mai mari simplități” a lui Dalton l-a determinat să presupună că formula pentru apă era OH și amoniacul era NH, destul de diferit de înțelegerea noastră modernă (H2O, NH3). Pe de altă parte, regula sa de simplitate l-a determinat să propună formulele moderne corecte pentru cei doi oxizi de carbon (CO și CO2). În ciuda incertitudinii din centrul teoriei atomice a lui Dalton, principiile teoriei au supraviețuit.

atomic weightsEdit

diferiți atomi și molecule așa cum sunt descrise în John Dalton un nou sistem de Filosofie chimică (1808).

Dalton a publicat primul său tabel de greutăți atomice relative care conțin șase elemente (hidrogen, oxigen, azot, carbon, sulf și fosfor), în raport cu greutatea unui atom de hidrogen convențional luat ca 1. Deoarece acestea erau doar greutăți relative, nu au o unitate de greutate atașată la ele. Dalton nu a oferit nicio indicație în această lucrare despre cum a ajuns la aceste numere, dar în caietul său de laborator, datat 6 septembrie 1803, este o listă în care a stabilit greutățile relative ale atomilor unui număr de elemente, derivate din analiza apei, amoniacului, dioxidului de carbon etc. de chimiștii vremii.

extinderea acestei idei la substanțe în general l-a condus în mod necesar la Legea proporțiilor multiple, iar comparația cu experimentul i-a confirmat în mod strălucit deducerea. În lucrarea „cu privire la proporția mai multor gaze din atmosferă”, citită de el în noiembrie 1802, Legea proporțiilor multiple pare a fi anticipată în cuvintele:

elementele oxigenului se pot combina cu o anumită porțiune de gaz azotat sau cu o porțiune dublă, dar fără o cantitate intermediară.

dar există motive să suspectăm că această propoziție ar fi putut fi adăugată la ceva timp după citirea lucrării, care nu a fost publicată decât în 1805.

compușii au fost enumerați ca binari, ternari, cuaternari etc. (molecule compuse din două, trei, patru etc. atomi) în noul sistem de filozofie chimică în funcție de numărul de atomi pe care un compus îl avea în forma sa cea mai simplă, empirică.Dalton a emis ipoteza că structura compușilor poate fi reprezentată în raporturi de număr întreg. Deci, un atom de element X care se combină cu un atom de element Y este un compus binar. Mai mult, un atom al elementului X care se combină cu doi atomi ai elementului Y sau invers, este un compus ternar. Mulți dintre primii compuși enumerați în noul sistem de filozofie chimică corespund vederilor moderne, deși mulți alții nu.Dalton și-a folosit propriile simboluri pentru a reprezenta vizual structura atomică a compușilor. Acestea au fost descrise în noul sistem de filozofie chimică, unde a enumerat 21 de elemente și 17 molecule simple.

Other investigationsEdit

Dalton a publicat lucrări pe teme atât de diverse precum ploaia și roua și originea izvoarelor (hidrosfera); despre căldură, culoarea cerului, abur și reflexia și refracția luminii; și despre subiectele gramaticale ale verbelor și participiilor auxiliare ale limbii engleze.

abordare Experimentalăedit

în calitate de investigator, Dalton era adesea mulțumit de instrumente aspre și inexacte, chiar dacă se obțineau instrumente mai bune. Sir Humphry Davy l-a descris ca fiind „un experimentator foarte aspru”, care „a găsit aproape întotdeauna rezultatele pe care le-a cerut, având încredere în cap, mai degrabă decât în mâini.”Pe de altă parte, istoricii care au reprodus unele dintre experimentele sale cruciale au confirmat priceperea și precizia lui Dalton.

în prefața celei de-a doua părți a volumului I al noului său sistem, el spune că a fost atât de des indus în eroare, luând de la sine rezultatele altora, încât s-a hotărât să scrie „cât mai puțin posibil, dar ceea ce pot atesta prin propria mea experiență”, dar această independență a purtat-o atât de departe încât uneori semăna cu lipsa de receptivitate. Astfel, el nu a avut încredere și, probabil, nu a acceptat niciodată pe deplin, concluziile lui Gay-Lussac cu privire la combinarea volumelor de gaze.

el a avut opinii neconvenționale cu privire la clor. Chiar și după ce caracterul său elementar a fost stabilit de Davy, el a persistat în utilizarea greutăților atomice pe care el însuși le adoptase, chiar și atunci când acestea fuseseră înlocuite de determinările mai exacte ale altor chimiști.

el a obiectat întotdeauna la notația chimică concepută de Jakob Berzelius, deși majoritatea credeau că este mult mai simplă și mai convenabilă decât propriul său sistem greoi de simboluri circulare.