Jhon Dalton e la teoria atomica

Materie:	Tesina
Categoria:	Chimica
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John Dalton

John Dalton, chimico e fisico e meteorologo inglese, nacque in una famiglia quacchera il 6 settembre 1766 e fu istruito in casa dal padre e presso le scuole religiose quacchere. Nel 1781 divenne aiuto del fratello che insegnava a Kendal. Nel 1793 si trasferì a Manchester dove trascorse il resto della sua vita. In questa città insegnò fisica e matematica divenendo poi un divulgatore della scienza, che illustrava in conferenze che teneva passando di città in città. Le sue ricerche spaziarono su un’ampia gamma di temi. Tutti i suoi studi sull’atmosfera lo porteranno poi gradualmente all’elaborazione della sua teoria atomica.
Dalton inizialmente si concentrò sui miscugli di gas e sulla loro composizione. Egli osservò che in una miscela di gas ogni componente esercita la stessa pressione, come se esso fosse il solo gas presente nel volume dato, e enunciò la legge seguente( legge della somma delle pressioni parziali): in un miscuglio di gas ideali la pressione totale è data dalla somma delle pressioni parziali dei singoli componenti (la pressione parziale di un dato componente è quella che esso eserciterebbe se occupasse da solo il volume dato). Basandosi sul fatto che l’aria atmosferica è un miscuglio omogeneo mentre i suoi componenti hanno densità differenti, ed escludendo che si trattasse di un composto chimico, formulò l’idea che gli atomi di ogni componente dovessero essere diversi, che dovessero avere pesi diversi, e che in un dato volume dovessero essere presenti in numero differente. Si faceva così strada l’idea che esistesse un tipo di atomo per ogni elemento.
Dalton si occupò inoltre, prendendo spunto dai risultati di A. Volta sul "gas delle paludi", della solubilità dei gas in acqua. Questi studi lo condussero a interpretare le analisi chimiche dei composti in base ai pesi relativi degli atomi dei componenti elementari: questo fu il primo passo verso una legge delle combinazioni chimiche.
Dalton si rese conto che alcuni elementi combinandosi tra di loro, potevano dare origine a due o più composti diversi tra loro, ad esempio, idrogeno (H) e ossigeno (O) potevano dare origine a due composti diversi: acqua(H2O) e perossido d'idrogeno (H2O2). Dalton tenendo conto della teoria di Proust (legge delle proporzioni definite) e della legge di Lavoisier (legge della conservazione della massa) impostò il seguente esperimento:
Grammi H
Grammi O
Grammi del composto
Nome del composto
1 g
8 g
9 g di acqua
H2O
1 g
16 g
17 g di Perossido di Idrogeno
H2O2
Dalton osservando i dati sperimentali si rese conto che le masse di ossigeno presenti nei due composti (H2O e H2O2) si trovavano nel seguente rapporto:
8 g g di ossigeno presenti in H2O
16 g g di ossigeno presenti in H2O2
semplificando otterremo:

1 atomo · 8 g = 8
2 atomi · 8 g = 16
Cioè 1/2 che in questo caso si legge 1 a 2 e non un mezzo. 1 e 2 stanno ad indicare il numero di atomi di ossigeno presenti nei due composti. Infatti nell'acqua (H2O) è presente un solo atomo di ossigeno, mentre nel perossido d'idrogeno (H2O2) sono presenti due atomi di ossigeno. Concludendo, Dalton disse nella sua legge delle proporzioni multiple:
“Quando due elementi formano più di un composto, le masse dell’uno che reagiscono con la massa dell’altro stanno tra loro secondo rapporti esprimibili con numeri piccoli e interi”

Dalton trovò un’interpretazione comune per tutte le leggi ponderali nella sua teoria atomica pubblicata nel “New System of Chemical Philosophy” nel 1808. Essa è il frutto di uno studio accurato nel quale Dalton prese spunto sia dalla antica idea di Democrito sia dalla rivisitazione di Newton e Boyle. Egli infatti affermò che tutta la materia è costituita da atomi e che le leggi di Lavoisier e Proust potevano essere spiegate se si caratterizzava la materia secondo i termini della teoria atomica. La teoria atomica di Dalton si basa su questi concetti fondamentali:
1. La materia è formata da particelle indivisibili, indistruttibili e inalterabili: gli atomi.
2. Gli elementi sono sostanze pure formate da atomi tutti uguali che hanno la stessa massa; mentre atomi di elementi diversi sono diversi tra di loro e hanno masse diverse.
3. Nelle reazioni chimiche gli atomi si uniscono a si dividono gli uni dagli altri, ma non vengono né creati,né distrutti, né divisi in parti più piccole, né convertiti in atomi di altro tipo.
4. Gli atomi dei vari elementi si uniscono in rapporti costanti per formare le molecole.
5. Gli atomi di due elementi possono combinarsi in rapporti diversi e formare diversi composti.
Come possiamo vedere i punti 3 e 4 riprendono in tutto e per tutto le leggi di Lavoisier e di Proust, mentre il punto 5 è il preambolo della sua legge delle proporzioni multiple. Questa idea tanto rivoluzionaria, all'inizio venne considerata come sbagliata. Solamente dopo molti anni si arrivò ad accettare questi concetti ancora oggi considerati le basi della fisica atomica. Ma Dalton, oltre a essere un grande chimico, aveva una singolare caratteristica, di cui è rimasta traccia nel termine “daltonico”: era discromatoptico, ossia cieco ad alcuni colori. Per lungo tempo non si era reso conto di vedere il mondo in maniera diversa dagli altri: lo scoprì di colpo nel 1794, quando, per sbaglio, indossò un abito rosso vivo invece di quello nero impostogli dalla fede quacchera, e i suoi correligionari lo rimproverarono per l’errore. Affascinato, prese ad indagare sul proprio difetto visivo, chiedendosi come e perché vedesse le cose in quel modo: descrisse così per la prima volta la discromatopsia ereditaria. Solo suo fratello, annotò, sembrava avere il suo stesso difetto. Ripeteva spesso che, per lui, l’erba e il sangue avevano il medesimo colore, e i fiori di campo erano per lui azzurri, colore che per gli altri era rosa; e si chiedeva interdetto come mai la gente distinguesse il rosso dal verde e il rosa dall’azzurro, mentre lui no. Il rosso, scrisse, gli appariva “poco più di un’ombra o una mancanza di luce”. Poiché il difetto congenito apparteneva ad un personaggio così famoso, presto fu coniato il termine “daltonismo” per designare la discromatopsia. Alla fine lo scienziato elaborò una possibile spiegazione del fenomeno. Forse, pensò, il gel dei suoi occhi, il cosiddetto umor vitreo, era blu anziché trasparente e lo induceva a vedere il mondo attraverso un filtro che rendeva il rosso e il verde un’identica sfumatura di grigio. Ma verificare l’ipotesi era arduo, perché per farlo Dalton avrebbe dovuto rimuovere i propri occhi dalle orbite e controllare il corpo vitreo.
Sebbene amasse molto la scienza, non se la sentiva di compiere quel sacrificio, sicché optò per un’altra soluzione: quando egli fosse morto, il suo assistente avrebbe dovuto eseguire un esame autoptico dei suoi occhi. Dalton morì il 27 luglio 1844, all’età di settantotto anni, e poco tempo dopo Joseph Ransome, il suo assistente, obbedì all’ordine impartitogli dal maestro: rimosse i bulbi oculari, versò l’umor vitreo di un occhio su un vetro da orologio, e constatò che era, come poi scrisse, “perfettamente trasparente”, sicché l’ipotesi di Dalton risultava errata. Allora prelevò un frammento dall’altro occhio e vi guardò attraverso per vedere se oggetti rossi o verdi gli apparissero grigi, ma così non fu, per cui concluse che qualunque fenomeno avesse causato la discromatopsia di Dalton, doveva essersi verificato non nei bulbi oculari, ma nei nervi che collegavano l’occhio al cervello. Altri suoi meriti sono stati le ricerche precise sul tempo e sullo sviluppo della pioggia ( che prima veniva considerata dovuta ad un cambiamento della pressione dell'aria ) mentre Dalton mise in luce il rapporto esistente con il cambiamento di temperatura.

Elena Abrusci I C