t e
19
(1301). W arszawa, dnia 12 ^naja 190? r. Tom XXVIT Y G O D N I K P O P U L A R N Y , P O Ś W I Ę C O N Y NAUKOM P R Z Y R O D N I C Z Y M .
P RENUM E RATA „W S ZECHŚ W1 AT A“ . W W arszaw ie: rocznie rb, 8, kw artalnie rb. 2.
/ przesyłką pocztow ą: rocznie rb. 10, półr. rb. 5.
PRENUMEROWAĆ MOŻNA:
W Redakcyi W szechśw iata i we w szystkich księ
garniach w kraju 1 za granicą.
R edaktor W szechśw iata przyjm uje ze spraw am i redakcyjnem i codziennie od godzi
ny 6 do 8 wieczorem w lokalu redakcyi.
A d r e s R e d a k c y i : K R U C Z A N r . 3 2 . T e l e f o n u 8 3 1 4 , O Z N A C Z E N IA C IĘ Ż A R Ó W
ATOMOWYCH: N O W A W IE L K O Ś Ć C IĘŻA RU A T O M O W EG O AZOTU.
Dokładne oznaczenia wielkości, które w myśl teo ry i D altona n a z y w a m y cięża
rami atom owem i pierwiastków, posiadają w chemii współczesnej znaczenie podsta
wowe, gdyż wielkości t e — ciężary atomo
we — są p u n k tem wyjścia wszelkich ra chunków stechiom etrycznych, bez któ ry ch obecnie chem ia obyć się nie może i są niezbędnemi elem entami ty c h rachunków niezależnie od naszych poglądów na ma- teryę, niezależnie od h y p o tezy czy teo ryi atomistycznej, której obecnie zawdzię
czają nazwę swą bieżącą. Mówiąc bo
wiem „ciężar a tom o w y ” używ am y kon- wencyonalnio ustalonej nazw y dla cięża
ru rozpatryw anego pierwiastku, pomnożo
nego przez jego wartościowość, k tó ry się łączy z 1,008 jedn o stki wagowej wodoru (w razie b raku odpowiedniego bezpośred
niego połączenia ustalam y wielkość tę za pośrednictw em jakiegokolw iek pier
wiastku, łączącego się z wodorem i z roz- p a try w a n e m ciałem). Oznaczanie więc tych pierwszorzędnej wartości stałych che
micznych odbyw a się nieustannie od cza
su R ichtera i Daltona, prowadzi się też
i obecnie i właśnie wprowadzenie do ozna
czeń tego rodzaju potężnych środków, ja- kiemi nauka obecna rozporządza, pozwo
liło już na uskutecznienie pewnych zmian w posiadanych dotychczas danych i na przyszłość wprowadzić możo cały szereg zasadniczych poprawek.
Najważniejszą zdobyczą ostatniej doby w sprawie ciężarów atomowych je s t no
we oznaczenie ciężaru atom owego azotu;
mianowicie w ostatnim raporcie komisyi międzynarodowej, zajmującej się corocz
nie redagowanniem ogólnie obowiązującej listy ciężarów atomowych, znajdujemy N = 14,01 zamiast poprzedniej wartości
14,04, datującej się jeszcze od Stasa *).
J a k postaramy się wykazać poniżej owo oznaczenie ciężaru at. azotu j e s t pierwszem z oznaczeń, któ rych szereg ca
ły zmienić może wiele z przyjm owanych obecnie wartości; w ty m względzie — z p unktu w idzenia historycznego odegra podobną rolę, j a k ą w swoim czasie (oko
ło 1840 r.) odegrało oznaczenie c. at. wę
gla, wykonane przez D um asa i Stasa, które wykazało błąd dochodzący do 2°/0
') Spraw ozdanie to umieszczano b y w a we w szystkich pism ach chem icznych, p. np. Z. ph.
Ch. T. 4 VII zeszyt 5, a u nas w „Chemiku P o l
skim" zwykle w streszczeniu.
290 W SZ EC H ŚW IA T Ho 19 w oznaczeniu Berzeliusa i przez w y k a
zanie tego błędu, podkop u jąc a u to r y te t nadzwyczaj pow ażny w ty m czasie ozna
czeń wielkiego ch e m ik a szwedzkiego, w y wołało szereg badań, m ają c y c h na celu sprawdzenie podanych przez niego rezul
tatów . Nowe oznaczenie c. at. azotu dąży do rewizyi p o d a n y c h przez Stasa *) cięża
rów atom ow ych.
Pra ce z dziedziny określania ciężarów a to m o w y c h drogą c h e m ic z n ą —a o tego ro
dzaju m etod a ch pisać tu zamiar m a m y — m uszą b y ć najdokładniejszem u a są i n a jb a r
dziej odpowiedzialnemi pom iaram i w che
mii. I ze względu na to właśnie są i n te resujące, g d yż ro zpatrując je p rzekonać się m ożemy, jak daleko w danej n au c e — a więc w chem ii—iść może ścisłość p o miarów, ja k a jest wrartość m eto d u ż y w a n y c h i j a k —W obecny m stanie n a u ki do podobnego zadania brać się należy.
Dokładność, to możność określenia po
pełnianego błędu, a nie jego niepopełnie- nie, w większości ' wypadków; mowa więc o dokładności danej m eto d y je s t równoznaczna z rozpatrzeniem ilości i wiel
kości błędów.
Przyjrzyjm y się więc naprzód metodom służącym do oznaczania ciężarów atom o wych. Ciężary atom owe odnosimy obec
nie do c. at. tlenu, przyjętego za 16; w e dług prof. Ostwalda *) m eto d y służące do ich oznaczania dzielimy na 3 k a te g o ry e.
Pierw sza k a te g o ry a zawiera w sjbie m etody, oznaczające ilość pierw iastk u znanego, połączoną z daną ilością innego pierwiastku, k tórego c. at. oznaczyć p r a gniemy. Np. dodajem y roztworu o znanej zawartości srebra do roztworu chlorku sodu i w a ż y m y utw orzony chlorek sre
bra; odjąw szy od tego ciężaru wagę zu
żytego srebra, otrzym ujem y ilość chloru, k tó ra się łączy w danej reakcyi; o trz y m ujem y w z ó r
X
A — r, skąd X = A r a
(1) .
X o znacza c. at. srebra A „ c. at. chloru p wagę srebra zużytego a „ chloru (otrzymaną j a k
wyżej wyjaśniliśmy) ze wzoru (I) mając ciężar at. chloru (A)
oznaczam y X .
Do drugiej k a te g o ry i zaliczamy m e to dy, oznaczające ilość p e w n e g o połączenia (ciała złożonego), które przechodzi w w y
konywanej re a k c y ę w określoną ilość cia
ła zaw ierającego formułkę, którego o. at.
oznaczamy. Np. K Cl przechodzi w K No3 stąd oznaczamy N j a k następuje
N - f [K + 3 0 ] _ p _ K Cl
(I)
* + B _
A — r, X = A r — B
(II) (Uważamy za znane c. at. K, O, Cl.) porów ny w ając w zory (I) i (II) widzimy
co znaczą B i A.
Do trzeciej nako niec k a te g o ry i zalicza
my pew ną ilość innego połączenia tego pierwiastku. Np. Ba Cl2 (który ważymy), przechodzi w Ba S 0 4 (który ważym y), my m etody, w k tó ry c h w y c h o d z ą c ze | otrzym ujem y Avięc, oznaczając przez X c.
znanej ilości połączenia danego pierwiast- I at. Ba ku, którego c. at. oznaczam y, otrzymuje- j
p — ciężar Ba Cl2 a = „ Ba S 0 4
X — c. at. baru A = Cl,
B = S 0 4
') J. S. S ta 5*, chem ik belgijski, nr. w r. 1813, um arł 1891.
') Por. L elirbuch der Allg Chemie T. 1 (wyd.
1891 r.) str. 21 ł nst.
1 0 WSZECHŚWIAT 291 Nietrudno dowieść, że pierw sza kate-
gorya metod zapewnia największą ś c i
słość
Wielkość błędu, a więc ilościowe ozna
czenie ścisłości, możebne jest w każdym szczególnym przypadku.
Przejdźm y teraz do interesującego nas przypadku: do ciężaru atomowego azotu.
Wielkość tę — na drodze chemicznej — oznaczamy zapomocą m etod drugiej k a tegoryi. M am y więc np. oznaczenia S ta sa, polegające n a przeprowadzeniu znanej ilości KOI, NaCl lub LiCl w I v N 0 3, N a N 0 3, L i N 0 3. Oznaczenia te dały
N — 14,0410 + 0,0037 (błąd możliwy).
W szyscy późniejsi eksperym entatorowie otrzymywali na drodze chemicznej rezul
taty nadzwyczaj zbliżone do powyżej po
danych. Tymczasem z rozmaitych powo
dów przypuszczać można było, że rezul
tat ten jest błędny: Mianowicie uczeni, posiadający rozgłos pierwszorzędnych eks
perymentatorów, przez bezpośrednie w a żenie azotu otrzym yw ali stale wartości N wahające się pomiędzy
14,005 (Leduc ') a 11,009 (Lord Rayleigh).
Pom iary te przechodzą pod względem ścisłości m etody chemiczne — należało więc przypuszczać, że nowe ścisłe do
świadczenia i na drodze chemicznej da
dzą c. at. azotu w większej niż poprzed
nie pomiary zgodnie z pomiarami fizy- cznemi.
W ty m celu prof. G uye rozpoczął ba
dania. Zajął się przedewszystkiein obli
czeniem błędu m etody używanej, t. j. m e
tody drugiej kategoryi.
Zwrócić musimy uwagę specyalną na tę pracę przygotowawczą, jej bowiem rezul
t a t pozwolił prowadzić badania z całą św ia
domością środków dosiadanych, ze świa
domością granicy potęgi doświadczenia;
dawał możność ilościowego określenia wartości tegoż doświadczenia, co jest ostatecznie szczytem, do którego dojść może metoda doświadczalna. W róćm y na chwilę do naszych kategoryj i metod.
r w pierwszej kategoryi w ym agać mo
że jednego lub wielu stosunków atom o wych: istotnie A może być pierwiast
kiem, do którego odnosimy nasze cięża
ry atomowe (tlen obecnie) lub może nim nie być; otóż wiadomo, że wiele ozna
czeń, w ym agających dwu stosunków a to mowych, dosięga ścisłości ‘ /sooo ponie
waż błąd tu popełniony j e s t 2 razy wię
kszy od błędu popełnianego, kiedy A je s t pierwiastkiem, do którego odnosimy c. at.
przeto w tym ostatnim przypadku błąd dosięga Yiooio rezultatu. (Błąd w ozna
czeniu r) 2).
Przyjrzyjm y się teraz równaniu, które daje ciężar at. azotu; m am y tu (druga k ategorya):
X = A r — B (a) np. N + ( A g + 3 0 )
N = A g r — [Ag + 30]
A g (metoda polega na przeprow adzeniu pe- (a)’ wnej ilości srebra w azotan srebra) W e wzorze (a)’ m a m y A g N 0 3 = 169,97
(według obowiązującej tablicy międzynaro- wej)
0 = 16
jeżeli prag niem y obliczyć błąd popełniony w tem oznaczeniu, to zauw ażyć musimy
1) że na r wynosi on ‘ /ioooo
2) na wielkości w nawiasie wynosi on Yiooo? otrzym am y więc'
Błąd w oznaczeniu c. at. N zapomocą
169 97
drugiej ka tegoryi metod = ’
[
10000
169,77 . 3 x 16
"T
5000 5000 = A N
') Por. rach u n ek w ykonany przez O stw alda 1. c.
V Zauw ażyć tu w naw iasie w ypada, że oficyal- ne zniżenie c. at. azotu n a stę p u je w dwa prze
szło la ta po ogłoszeniu definityw nych p ra c w tej dziedzinie przez prof. P. Guyea.
*) Com ptes R endus t. 125 p, 299 (1887 r.)
') Por. Guye i Bogdan Jo u rn a l dę Chimie phy- si(|ue T 111 N r. 7 G905 r.)
J) Ścisłość oznaczeń r je s t w p rak ty c e m niej
sza od '/looooi jeżeli więc przyjm ujem y błąd na tam oznaczeniu za rów ny ’/ioooot to przez to zm niejszam y jedynie błąd ogólny, k tó ry obliczyć pragniem y, co nie szkodzi naszem u rozum ow aniu.
292 w szec h św ia t j\° 19 Ze wzoru tego oznaczym y ty lk o abso
lutną wartość błędu (znaku więc nie określimy, t. j, nie z b a d am y , czy mamy zadużo czy zamało).
Zdarzyć się mogą dwa w ypadki k rań cowe
1) błędy wzajemnie się kompensują w sposób najw ygodniejszy; m am y w tedy:
A N — + 109,97 ( - ‘A 7:.ooo) 43
5000 2) błędy się dodają
A N = +
169,97 [Y.ooo + 7ioooo] — 48 5000 wszystkie inne możliwe w ypadki (a więc
w ypadki częściowego k o m p en so w an ia błędów) zawierają się p om iędzy dwom a krańcowemi.
Średnio więc o trzy m am y 0,0046 + 0,0726
A N = +
2 ± 0,0385
A więc b łąd średni w oznaczeniu c. at.
zapomocą przeprowadzenia srebra w a zo tan srebra (m etoda drugiej k a te g o ry i) z a pewnia ścisłość 3— 4 je d n o s te k drugiego znaku dziesiętnego. R achunki, równie proste j a k wyżej przytoczony, w ykazały, że żadna z klasycznych m eto d u ż y w a n ych do oznaczenia c. at. azotu, nie za
pewnia z n ak u dziesiętnego drugiego; pr.
Guye znalazł wszędzie błąd od 0,01— 0,04.
W obec faktu, że różnica p om iędzy ozna
czeniami chemicznem i a fizycznemi w y nosi właśnie 0,03 (t. j. 14,04— 14,009), chcąc ro zstrz y g n ą ć — n a drodze ozna
czenia chem icznego, t. j. analizy wago- wej lub objętościowej, kwestyę, należało zw rócić się do m etod ściślejszych, niż m eto d y drugiej kategoryi.
Jeżeli się zwrócim y do rów nania (a), to spostrzeżemy, że błąd będzie tem mniejszy, im mniejsze j e s t A i B (mówimy o p r z y p a d k u , k ie d y błędy się dodają; j e s t to p r z y p a d e k najgorszy); chcąc więc o trz y m ać m aximum ścisłości, należy b r a ć po
łączenia, w k tó ry c h A i B są możliwie małe; A w n a s z y c h w zorach oznacza cię
żar c z ąstec z k o w y u ż y te g o związku azotu;
B je s t to różn ica pom iędzy t y m ciężarem a azotem, gdyż zachodzi zależnóŚĆ X = A —B; więc n a le ż y używ ać do analizy:
1) ciała o m a ł y m ’"ciężarze cząsteczko
wym.
= ± 0,0046 (błąd minimalny)
— i 0,0726 (błąd maksymalny)
2) o m aksymalnej zawartości azotu ‘).
W celu zadosyć uczynienia t y m k a rd y nalnym w a runkom ścisłości zwrócono się do połączeń azotu z tlenem; najlepiej w y m aganiom odpowiada N20 t a k ze wzglę
du na ciężar cząsteczkowy, jako też ze względu na zawartość N.
U ż y w an a przez prof. Guyea metoda w agow a polegała n a rozłożeniu (w spe cyalnie obm yślonym przyrządzie 2) pew nej ilości N 30 (którą oznaczono b e z p o średnio przez ważenie) przez drut żelazny w tem p e ra tu rz e czerwoności na azot i tlen według wzoru N20 = N2 -|- O; tlen zostaje n a drucie (który się utlenia); azot zaś w y dalam y z a paratu; ważąc ów drut (naturalnie nie wyjm ując go z aparatu) przed i po doświadczeniu otrzym yw ano wagę tlenu; a więc:
N„0—j j - = r (oznaczone wagow o) skąd N =
= ^ o - i o
błąd więc m etody w opisanem dośw iad
czeniu redukuje się do
A N = ± ^ N 2 O x r r = 7 loooo
A N = ± y X 7:0000 = ± 0 , 0 0 2 2 .
M etoda więc ta zapew nia 2-gi znak dzie
siętny.
W ten sposób okazuje się, że metoda, jako taka, je s t w yborna i zadosyć czyni wszelkim wym aganiom ; należało jeszcze
!) Z poprzednich dośw iadczeń n a jb ard zie j temu celowi odpow iadają dośw iadczenia Thom sona z HC1 i NH3.
'*> Ciekawego szczegółów czy teln ik a odsyłani do p ra c y cytow anej.
M 19 W S Z E O H S WIAT 2 9 3
zbadać błędy, w ynikające z przebiegu doświadczenia, polegające na w adach apa
ratu, nakoniec błędy —ew entualnie—indy
widualne eksperym entatora. Te ostatnie usunięto, porów nyw ając rezultaty doświad
czeń, w y k o n a n y c h przez rozm aitych eks
perym entatorów ; pierwsze dwie katego ry e błędów opisano szczegółowo i ściśle — d yskusy a w tej k w estyi w y m a g a opisu aparatu, więc jej oszczędzamy czytelni
kowi— i rez u lta t tego badania w ypadł ja k następuje: wszystkie możliwe błędy do
świadczenia zwiększają otrzym yw any ć.
at. azotu. O trzym ano zaś N = 14,007 śre
dnio; w artość tę c. at. azotu należy uw a
żać więc za m ak sy m a ln ą (wobec wyżej wyłuszczonej własności metody).
Błąd ( A N ) wynosi ± 0,0055 A więc na podstaw ie opisyw anych do
świadczeń n ależy uw ażać 14,012 (t. j.
14,007-f-0,005) za ciężar at. azotu, przy
czem, powtarzamy, ponieważ m etoda mo
gła daó raczej z b y t duże, niż z b y t mało rezultaty, j e s t to wielkość większa od
rzeczywistej; .
Dla uzupełnienia opisu dodajmy, że N20 otrzym yw ano w myśl następującego równania: NH2OH HC1 (chlorowodorek liydroksylaininu). - ( - N a H O = 2 H 30-(-NaC'l-{- N,0.
Nowe potwierdzenie zyskał nowy c. at.
azotu w badaniach, przeprowadzonych w laboratoryum prof. G uyea przez pp.
J a ąu e ro d a i B ogdana ■).
Analizowano znowu N20 — tym razem wolumetrycznie. Zapom ocą specyalnie skonstruow anego a p a ra tu (w szczegóły budowy jego nie możemy się tu wdawać) mierzono z w ielką ścisłością pew ną obję
tość N20 ; n astępnie rozkładano gaz ten zapomocą d ru tu żelaznego w tem p e ra tu rze czerwoności (rozpalano drut w ty ch
') Gdyż w aga, której używ ano, daw ała śc i
słość ’/io mff n a 100 o, a ścisłość w ag i mało się zm ienia z obciążeniem , poniew aż w ażono 0,3—0,5 </.
ścisłość więc w ażeń b y ła od '/auoo — '/ 500(), a więc średnio '/^oo ogólnej ilości; widzimy więc na tym przykładzie, że zało żo n a do rachunków ścisłość teoretyczna ‘ /ioooo przechodzi ścisłość p ra k ty c z
n ą , która tu dochodzi tylko '/iooo-
ł ) Journal de Chimie physiąue, t 111 (1905 r.)
równie jak i w poprzednich badaniach przez prąd elektryczny) według wzoru
N.O = Ns - f O.
Tlen zostawał na drucie; po całkowitem rozłożeniu mierzono objętość azotu pozo
stałego; zapomocą więc 2 zmierzonych objętości—mianowicie objętości N 20 przed doświadczeniem i objętości N2 po doświad
c z e n iu — wiedząc gęstość obudwu gazów, możemy oznaczyć stosunek jak w po- przedniem doświadczeniu ; a więc o- znaczyć c. at. azotu.
Znaleziono średni stosunek objętościowy N, = . 1,00686 w tem peraturze 0° i pod ciśnieniem 760 mm rtęci (z uwzględnie
niem wszelkich możliwych poprawek).
Gęstości N 20 i N2 potrzebne do rachu n
k u b rano z poprzednich badań Leduca, R ayleigha i Guyea; z pomiarów ty ch otrzym ujem y średnio:
• 1 litr N20 w aży 1,9772 g 1 „ N2 „ 1,25045 o
Z doświadczeń zaś opisyw anych w y
nika, że 1 litr N20 zawiera 1,00686 l ') azotu, a więc w 1,9772 g N20 mamy (1,00686 X 1,25045) g = 1,25903 g N2, a więc 0.71869 </ tlenu; m am y więc N. 1,25903 , . „ 1,25903 w „ .
O ~ 0,71869’ 1 0,71869 X 1 zważywszy, że O = 16, otrzym ujem y Ń = 14,015.
1 w danym w ypad ku rozpatrzenie mo
żliwych przyczyn błędów doprowadza do wniosku, że o ile jak a ś z ty c h przyczyn zachodzi, rezultat otrzym yw any zwiększa się, t. j. doświadczenie daje wartość zaw sze większą od istotnej 2).
') A zot i tlen, łącząc się, zm niejszają objętość.
2) Między innem i, jeżeliby np. reakcya rozkła
du N20 zachodziła nie według powyżej podanego wzoru, lecz ja k następuje 2 N ,0 = N2 -f- 2NO (bj m usianoby otrzym ać ogromne zwiększenie się ob
jętości po poddaniu N20 rozkładowi, g d y ż we
dług praw a A vogadra objętości (w różnych w a
ru n k ac h ciśnienia i tem peratury) t gram oczą- steczki (lub mola) w szystkich gazów są je d n a k o we, a więc o ileby rozkład 2 gr. cząst. N 20 da
wał, ja k w rów naniu (b) 3 gram ocząsteczki, n ale
żałoby się spodziew ać dużego zw iększenia ob ję
tości po uskutecznieniu tego rozkładu.
2 9 4 W8ZECHŚW1AT Kq 19 W ięc obiedwie m e t o d y —w ago w a rów
nie j a k objętościow a — n a d a ją się n ie
zmiernie do w y k a z a n ia konieczności zmniej
szenia podaneg o przez S ta sa c. at. azotu.
To też b a dania te rozstrzy g ały kw esty ę:
nie ulegało wątpliwości, że za najbardziej z rzeczywistością zgodną wartość c. at.
azotu należy przy jąć 14,01; ko m isy a m ię
d zy n aro d ow a c. at. spóźniła się w swojein skonstatowaniu; tego rodzaju konserw atyzm w y w o ła ł n a w e t za rz u ty przeciw niej: kwe- sty a c. at. azotu wzbudziła dosyć żywe polemiki, poruszyła namiętności.
Lecz w ró ćm y jeszcze n a chw ilę do wo- lum e try c z n eg o oznaczenia c. at. azotu.
J a k powiedzieliśmy, s to su n e k objętości- N 2 otrzym anego z rozkładu N20 do N 20 u żytego oznaczono ja k o ró w n y 1,00686
Przy po m n ijm y , że rozkład odbywał się według wzoru N 20 = Na ^ 0 2 i że O po ch łaniany b y ł przez żelazo; a więc j e den mol N 20 dawał j e d e n mol N 2; jeżeli więc nie mają one je d n a k o w e j objętości, to w y łam ują się przez to sair.o z pod praw a A vo gadra. T a k j e s t w istocie.
Mamy w ty m stosunku objętościow ym dowód n a to, że prawo A v o g a d ra odpo
wiada zjaw iskom je d y n ie w przybliżeniu.
J u ż poprzednio podnoszono, że prawo A v o g a d ra jest ty lk o przybliżone *); ta k np. prof. Guye w y k azał m iędzy innemi, że należy do p r a w a tego wprow adzić po prawki, będ ące w związku z te o ry ą van der W aalsa 2)
') W d ru g ie m w y d a n iu n ie m ie ck ie m sw ej z n a k o m itej książki: „C iągłość sta n ó w p ły n n e g o i g a z o w e g o ” v a n d er W a a ls (w r 1899 — 1100 dcchodzi, m iędzy in n e m i, do n a s tę p u ją c e g o sfor
m u ło w a n ia p ra w a A vo g ad ra: o bjętości dw u gazów z a w ie ra ją c e tę sam ę ilos'ć c z ą s te c z e k w tem p- 0° i pod ciśn. 1 a tm są m iędzy so b ą jak
1 1
(1-f-a) (1— b) do ( 1 + a ’) ( l —b‘)
gdzie a, a ‘, b, b ‘ s ą to s ta łe z ró w n a n ia v a n der W a alsa. P or. P h . Guye. A rch. des sciences p hys. e t n a t., G eneve (4). t 9 . p 505.
2) Por. P b . Guye J o u r n a l de C him ie P h y sią u e t. III p. 35) P o d a n a ta m j e s t b ibliografia k w e styi.
Rozważyć musimy, że o ile prawo Avo- ga d ra ściśle zastosowywać się dało do N 2 O i N 2, to wobec tego, że przez po
chłonięcie tlenu, z jednej gramo-cząstecz- ki N2 O otrzym alibyśm y jednę gramo- cząsteczkę (jeden mol), zachodziłaby z a leżność
Obj. N2 _ Obj. N2 O
A więc m oglibyśmy zapomocą tego wzoru oznaczyć c. at. azotu, wiedząc g ę stości azotu i Ns O.
Jeżeli te n r ac h u n e k w ykonam y, to otrzym am y N=s=13,76, t. j. w artość niedo
puszczalną. W idzim y więc, że istotnie prawo A vogadra, w formie w jakiej je Avogadro i Ampkre wygłosili j e s t prawem przybliżonem, j a k to pow tarza się rów nież z praw em B >ylea i M ariottea lub z prawem Gay-Lussaca.
Lecz, ja k e ś m y już wyżej wspomnieli, dla praw a A v og a d ra zaproponow ano nową formę, czyniącą je bardziej zbliżonern do rzeczywistości. Otóż w ychodząc z tego nowego sformułowania i posługując się niczego z ciężarem atom ow ym nie mają- cemi wrspółnego stałem i fizycznemi, ozna- czonemi przez ro zm aitych autorów, pro
fesor G uye zdołał obliczyć stosunek obj.
N2 do obj. N2 O i znalazł ja k o w artość średnią 1,00687 t. j. w arto ść niezmiernie zbliżoną do o trzym anej doświadczalnie przez J a ą u e ro d a i Bogdana.
W te n sposób oznaczenie w olum etrycz- ne c. at. azotu dostarczyło potwierdzenia dla teoryi ogólnej gazów, wykazaliśmy bowiem, że istnieje związek pomiędzy t e oryą van der W a alsa a nowem sformu
łowaniem praw a A vogadra.
J a k e ś m y już wyżej wzmiankowali, Staś wykonał najw iększą liczbę oznaczeń c. at.
azotu, przeprowadzając chlorki m etali al
k alicznych w odpowiednie azotany, w e dług wzoru ogólnego MCI — MNOa gdzie M j e s t Na, K, Li; o trz y m y w a ł on azot w'ediug równania M N 0 3 — (M-f-03) = N ; otóż widzimy, że, o ile były błędy w oznaczaniu M i O to błędy te skupiły się na otrzym yw anej wartości c. at. azo
tu i jak e śm y wykazali powyżej C. at.
azotu otrzym any przez Stasa był isto t
.Ne 19 WSZECHŚWIAT 2 9 5
nie zbyt duży; a więc, ponieważ dowie
dliśmy teg o doświadczalnie, jesteśm y więc pewni, że w oznaczeniach M z a c h o dziły b łę d y (c. at. tlenu bowiem należy do najlepiej oznaczonych c. at.); otóż zw ażyć należy, że ciężary at. metali a l
kalicznych oznaczano ze związków z chlo
rem (i z haloidami wogóle) ciężar zaś a tom ow y chloru, brom u i jodu ze stosun
ku ich do srebra. W ten sposób jest rzeczą praw dopodobną, że główny błąd Stas popełnił w oznaczaniu ciężaru ato mowego srebra, ponieważ stosunek haloi- dów do m etali alkalicznych i wyprowa
dzenie c. at. azotu ze związków tych metali mało dostarczało samo przez się przyczyn błędów. Z drugiej żaś strony jasn e m jest, że wykazanie błędu w Sta- sowskiem oznaczeniu c. at. srebra wpłynie na zmianę prawie wszystkich oznaczo
nych przezeń c. atomowych. Dla srebra Stas podał 107,938 jak o c. at.
Z wyżej p rzytoczonych racyj nowe o- ztiaczenie tego ciężaru j e s t niezmiernie ważne i doświadczenia w ty m kierunku dokonane w ykazują istotnie, jak to prze
w idyw ać należy wobec tego, cośmy wy
żej powiedzieli, błąd w oznaczeniu Sta- sa. Mianowicie n a podstaw ie b adań Ri- chardsa i W eelda należy przyjąć
A g = 107,89.
Oficyalnie dotąd obowiązuje wartość podana przez Stasa. ’
Zrozumiałem j e s t pytanie: co chemii wogóle przynoszą badania, któremi zaj
mowaliśmy się tutaj? Czy znaczenie ich ogranicza się jedynie na dokładnem po
daniu p ew n y ch stałych? Ja k e ś m y już wyżej wykazali, tego . rodzaju subtelne pod względem doświadczalnym badania mają znaczenie dla w yk a z a nia potęgi do
świadczenia w danej dziedzinie umieję
tności; w jed ny m z k o n k retn y c h p rzy padków widzieliśmy, ja k rezultat otrzy
m any ilustruje i potwierdza spekulacye teoretyczne; zawsze zaś prace tego r o dzaju powodują niezw ykle ścisłe zbada
nie zachodzącej reakcyi.
N aprzykład przeprowadzając rewizyę oznaczeń Stasa, d o ty cz ą c y ch ciężaru ato
mowego srebra, z niezwykłą ścisłością zbadano reakoyę
A g N 0 3 + NaCl = N a N 0 3 + AgCl i w tej codziennie niemal w laborato- ryach analitycznych odbyw anej reakcyi znaleziono sprawy bardziej niż p rzypusz
czano złożone.
Przekonano się np., że chlorek srebra okluduje chlorek sodu, zbadano, że NaCl przygotow yw any w naczyniach p l a t y nowych, zawiera PtC l4 i że obecność platyny wywołuje błąd w wadze NaCl dochodzący, do 0,025% i t. p.
W oznaczeniach ciężarów atomowych gazów przoprowadzono ścisłe badania ilo
ściowe nad potęg ą osuszającą używ anych do tego środków, m am y więc teraz dano ilościowe, pozwalające na porównanie zdatności np. CaCL i H 2S 0 4 do osusze
nia.
Słowem, badania z tej dziedziny p o d
niosły poziom w ym agań, jak ie staw iam y doświadczeniu w chemii, udoskonaliły w wielu przypadkach Sposoby doświad
czalne i w pewnych razach przysłużyły się do poparcia i zilustrowania zdobyczy teoretycznych.
Chcąc w tej dziedzinie pracować, nale
ży mieć w wysokim stopniu dar expery- mentowania, zmysł k rytyczny dla ocenia
nia tego co się robi i dobrą wolę pośw ię
cenia sił swoich i zdolności na pracę w dziedzinie, w której osiągnięte rezultaty, nie zdobędą autorowi popularności i mo
gą jedy nie zapewnić rozgłos w sferach ściśle fachowych. Z wszelkiem więc za
strzeżeniem co do specyalnych mogących zajść powikłań, badacze tu pracujący są ludźmi w nauce i w jej jedy n ie postępie cel dążeń widzącymi: wzorem ich jest J . Stas, który całe swe życie — fortunę i ogromny zapas energii i inteligencyi po
święcił tej sprawie.
A. Wroczyński.
2 9 6 W S Z E C H S W IA T Ko 19
Z W IĄ Z K I CH EM IC ZNE, P I E R W I A S T K I A „ W N Ę T R Z E “ ZIEMI.
Na stronie 140 przekładu polskiego
„D ziejów z i e m i ” N e u m a y ra c z y ta m y :
„We w n ętrzu ziemi wszelkie związki che- miczne... p raw dopodobnie m uszą hyc cał
kowicie d y s o c y o w a n e (rozłożone); w y stę p ow ać w niej m uszą ty lk o wolne pier
wiastki, k tó re dopiero w miejscach b a r
dziej zbliżonych ku powierzchni, gdzie ciśnienie i te m p e r a t u r a są mniejsze, mogą się znów łączyć w związki chemiczne...”
P on iew aż pogląd podobny słyszeliśm y n ie
daw no na odczycie popularnym , w yg ło szonym przez je d n e g o ze z n a n y c h naszych przyrodników, więc sądzę, że nie będzie bezpożytecznem , jeśli w a rty k u le niniej
szym postaram się w ykazać, że tw ierdze
nie takie, d otychczas jeszcze bardzo p o pularne, pozbawione jest zupełnie podsta
wy naukowej.
J a k z powyższego widać, cała k w e s ty a sprow adza się do tego, w jak im k ieru n k u zmienia się p ew ien układ chem iczn y wraz ze zmianą ciśnienia i te m p e ra tu ry . W e dług auto ra powyżej przytoczonej c y ta ty (jak tego dowodzi w yraz „m usz ą ”), prawra n aukow e w ym agają, aby wraz ze wzrostem tem p e ra tu ry i ciśnienia związki chemiczne rozpadały s rę na pierw iastki. A b y up ro
ścić sobie zadanie, p rzyjm ijm y, że dany je s t układ chem iczny jak ik o lw ie k , z b a d a my z początk u , ja k im zmianom on ulegać może pod w p ływ em zmiany te m p e ra tu ry (pod stałem ciśnieniem), następnie pod w pływ em zm ian y ciśnienia (w stałej te m peraturze), wreszcie pod w p ły w e m zmian obu czynników . J e sz c z e na p o c z ątk u X I X stulecia, a n a w e t nieco później, rozpo
w szechniony by ł wśród chem ików pogląd, że podczas każdego łączenia się pierw ia st
ków n a zw iązek chemiczny ciepło się wydziela, zaś podczas rozkładu zw iązku na pierw iastki— ciepło zostaje pochłonięte, czyli że, innemi słowy, łączenie się pier
wiastków na zw iązek jest r e a k c y ą egzo
term iczną, rozkład zaś zw iązku na pier
w iastki — r e a k c y ą endoterm iczną. W za
stosowaniu do układu, zaw ierającego np.
p ierw iastk i A, B i związek AB, znaczy to, że połączenie się najm niejszej choćby
ilości pierwiastków A i B n a związek AB pociąga za sobą wydzielenie się cie
pła, rozkładowi zaś tego związku, nawet w stopniu minimalnym, towarzyszy po
chłanianie ciepła. Następnie z nauki o ró w no w agach chem icznych wiemy, że w pewnej określonej tem p e ra turz e (tutaj i wszędzie niżej, o ile wyraźnie nie bę
dziemy twierdzili inaczej, ciśnienie zakła
dam y stałe) układ w równowadze m a zu
pełnie określony skład p roce nto w y części swoich ]); to znaczy, że, dajm y na to, w tem pe ra turz e t, zawartość pierwiastków A i B oraz połączenia AB j e s t zupełnie stała i określona; w te m p e ra tu rz e t ’ s to sunek procentowy ty c h części składowych układu będzie naturalnie inny, ale w każ
dym razie sta ły i określony. Otóż zasady teoryi ciepła (w ykryte w yłącznie na dro
dze doświadczalnej), zastosowane do spraw chemicznych, doprowadziły znakomitego ch em ika współczesnego, v a n ’t Hoffa (w 1884 r.) do wygłoszenia n astępującego prawa, które dotyczę kierun ku przesunięcia się równowagi chemicznej pod wpływem zmiany tem peratury:
U kład chemiczny, pod okreśłonem ci
śnieniem i w danej te m p e ra tu rz e t, znaj
duje się w rówjiowadze stałej. Podnieśmy nieco tem peraturę, z t do t ’ np. Rów now aga zostanie zakłócona; żeby osiągnąć nowy stan równowagi, o dpow iadający danemu ciśnieniu i tem p e ra tu rz e t ’, układ musi uledz sprawie chemicznej, której, o ile o dbyw ać się będzie pod tein samem ci
śnieniem i w tem p e ra tu rz e t ’, to w a r z y szyć będzie pochłanianie ciepła, i odwro
tnie, g dyby tem peratura t ’ była niższa od pierwotnej t, to r e a k c y a powyższa byłaby połączona z wydzielaniem się ciepła.
W y o b ra ź m y sobie teraz, że w s tosu n
kowo dość niskiej tem peraturze, j a k ą jest średnia t em p eratura, nas otaczająca, wszel
kie możliwe układy, co do ich zawartości, odznaczają się ogromną przew ag ą zw iąz
ków chemicznych, a nikłą ilością pier
wiastków, z k tó ry c h te związki się skła-
') Dotyczę to w yłącznie gazów lub sub- sta n cy j rozpuszczonych. W iększa lub m niejsza zaw arto ść ciał sta ły c h lub ciekłych n a rów now a
gę nie wpływa.
Ko 19 WSZECHŚWIAT
dają, że, innemi słowy, równowaga ukła
dów przesunięta je s t baidzo silnie w kie
runku związków, ta k że, prak ty czn ie mó
wiąc, związki m ożnaby było uważać za nierozłoźone zupełnie n a pierwiastki. Jeśli teraz podnosić zaczniemy tem p e ra tu rę je
dnego z takich układów, to, w m yśl po
wyższego praw a v a n ’t Hoffa, musi n astą
pić sp ra w a chemiczna, pochłaniająca cie
pło. Otóż, g d y b y pogląd z początku wie
ku X IX , wyżej przytoczony, był słuszny, należałoby oczekiwać przesunięcia się wraz ze wzrostem tem p eratury , równowagi w k ieru n k u układu związku, gdyż pod
czas tej ty lk o reak cy i ciepło zostaje p o chłonięte. Innemi słowy, im bardziej bę
dziemy podnosili tem peratu rę układu, tem bardziej związki będą się rozpadały (dysocyow ały) na swe części składowe czyli pierwiastki. W bardzo wysokiej tem peraturze — a przecież ta k ą jest p r z y p u szczalnie tem p e ra tu ra w nętrza ziemi — spodziewać się trz e b a zupełnego prawie rozkładu związków i znakomitej przewagi pierwiastków. I oto m am y rodowód przy
toczonej wyżej c y ta ty z Neum ayra.
J a k widzimy, złożyły się na to dwa uo
gólnienia: jedno, panujące wśród chemi
ków na p o czątku wieku ubiegłego; dru
gie, będące wnioskiem z teoryi ciepła, zbudowanej na drodze doświadczalnej.
T e o ry a ciepła— a więc i wnioski z niej — nie zostały dotychczas zachwiane przez żaden fakt, k tó ry b y im przeczył, a więc są dla nas dotychczas bezwzględnie obo
wiązujące. Zupełnie inaczej rzecz się ma z uogólnieniem pierwszem, stanowiącem podstaw ę przytoczonego twierdzenia Neu- mayrowskiego. Okazało się bowiem, że wraz z rozszerzaniem się dorobku n au k o wego chemicznego liczne fakty tem u uo
gólnieniu przeczą. W ielką niespodzianką było dla św ia ta chemicznego, kiedy dwaj uczeni francuscy, F a v re i Silberman, w y kazali (w 1852 r.), że spraw a rozkładu N20 (bezwodn. podazotawego) na N i O (azot i tlen) je s t związana z wydzielaniem ciepła, czyli że te n tlenek azotu je s t związkiem chemicznym endoterm icznym (doświadcze
nie ścisłe w ty m kierunku przeprowadził później Berthelot). Później połączeń en- doterm icznych znajdowano coraz więcej |
| (między innemi wszystkie prawie połącze- I nia azotu z tlenem należą do tej k a te g o
ryi). Pięknem i przykładam i tw orzenia się związków endotermicznych w wysokiej tem peraturze są syntezy cyanu (C2N 2) oraz acetylenu (C2H2), w ykonane przez Berthe- lota w łuku elektrycznym z węgla, k tóry spalał się w atmosferze azotu albo wodo
ru. Ciekawy przy tem j e s t fakt, że w wi
dmie słonecznem (tem peratura słońca ma, według ostatnich obliczeń, wynosić około 6,000 C; patrz: Baur, Cheinisehę Kosmo- graphie; istnieje również polskie o p ra cowanie tej książki) w ykryło smugi a b sorpcyjne cyanu i acetylenu (to ostatnie wymaga jeszcze potwierdzenia).
W idzimy zatem, że pogląd o istnieniu w yłącznem związków egzoterm icznych j e s t błędny, że obok ty ch związków ist
nieją również i endotermiczne, że zatem twierdzenie o istnieniu we „ w n ętrzu ” zie
mi jedynie pierwiastków (o ile chodzi o bardzo wysoką tem peraturę, przypuszczal
nie tam panującą), oparte na powyższym błędnym poglądzie, również jest błędne.
Warto jed n a k zdać sobie sprawę z tego, jak im sposobem n a u k a chemiczna w pew- nem sta d y u m swego rozwoju m ogła taki błędny pogląd wyznawać, innemi słowy, jakie przyczyny złożyły się na to, że związki endotermiczne tak stosunkowo późno zysk ały w chemii prawo obyw atel
stwa. Otóż odpowiedź na to j e s t bardzo prosta. Zgodnie z prawem v a n ’t Hoffa, związki egzotermiczne, jako powstające z wydzielaniem się ciepła, przeważać będą w tem peratu rach niskich, rozkładać się natomiast wraz ze wzrostem tem peratury;
odwrotnie, związki endotermiczne, jako powstające z pochłanianiem ciepła, prze
ważać będą w tem peraturach wysokich, rozkładać zaś — w niższych. Uwidocznia to tabliczka następująca:
Niskie W ysokie
tem peratury tem peratury Związki P rzew aga związk.; Mało związków;
egzoterm. mało pierw. przew aga pierw.
Związki Mało związk ; P rzew aga związk.
endoterm. przew. plew. m ało pierw .
Poniew aż tem p e ra tu ry , wśród któ rych żyjemy i które rsą dla nas najbardziej do-
2 9 8 WSZECHŚWIAT M 19 stępne, są to tem p e ra tu ry stosunkow o
niskie (wszystkiego około 300° odległe od zera absolutnego), więc rzeczą j e s t zrozu
miałą, że przedew szystk iem poznaliśmy te związki, k tó re w te m p e ra tu ra c h niskich przeważają, m ianow icie egzoterm iczne.
Przyłączyła się do te g o jeszcze inna o k o liczność, niemniej ważna. W okresie, k ie
dy chem ia te m p e ra tu r w yższych była ba r
dzo mało znana, łatw o było zaobserw o
wać rozkładanie się d a n y c h połączeń z na
n ych (egzoterm icznych) wraz ze wzrostem t e m p e r a t u r y ; natomiast- bardzo trudno (chyba przypadkowo) pow staw an ie w w y ż szej tem p e ra tu rz e z p ierw iastków p o łą czeń nieznanych. T a k ted y stała się rzecz, w historyi n a u k s p o ty k a n a dość często: J pew na k a te g o r y a faktów łatw o dostępna dla naszej obserw acyi, doprow adziła do zbyt pośpiesznego a błędnego uogólnienia.
Uogólnienie to z konieczności musiało upaść, kiedy n a u k a rozwinęła się t a k d a lece, że opanowała i inne k a te g o r y e fak tów, mniej dla nas dostępne. P o zw olim y sobie kw estyę ro zp a try w a n ą oświetlić z in
nej strony jeszcze. W y o b ra ź m y sobie na chwilę (pomijając całe niepraw dopodobień
stwo takiego przypuszczenia), że na słoń
cu żyją istoty, podobne do ludzkich, k t ó re również znalazły się w posiadaniu pew n y c h w iadomości chem icznych. Ze względu na bardzo wysoką tem p e ra tu rę , panującą na słońcu, p rzew ażają ta m zw iąz
ki chemiczne endoterm iczne. Je śli zatem przypuścim y, że te same praw a ro z w o jo we w chemii istn iały by u „ludzi n a słoń
c u ”, co i na ziemi, to doszlibyśmy do przekononia, że w pew nym okresie miesz
k a ń c y słońca sądziliby, że możliwemi są je d y n ie związki endoterm iczne i że „na ziemi (gdzie te m p e r a t u r a je s t ta k niska) ! związki chemiczne m uszą być całkow icie j dysocyo w an e (rozłożone)” (dosłownie we- j dług c y ta t y z N e u m ay ra; porówn. tablicz- 1 kę, wyżej umieszczoną). Nie widzim y po
trz e b y dłużej tłu m aczy ć, że „mieszkańcy s ło ń c a ” byliby t a k samo w błędzie ze swojemi poglądam i chem icznem i n a zie
mię, j a k wielu z nas błądzi, sądząc, że we wnętrzu ziemi związki muszą b y ć cał
kowicie dysocyow ane.
Znacznie krócej przedstawić, możemy możliwy wpływ wielkiego ciśnienia, jak ie prawdopodobnie istnieje we wnętrzu zie
mi, n a ew entualny rozkład związków.
O tó ż-co dotyczę w pływu zmiany ciśnienia na przesunięcie się rów now agi układu chemicznego, to istnieje w ty m względzie prawo Le Chateliera w ty m samym mniej więcej czasie ustalone, co i prawo v a n ’t Hoffa. Brzmi ono w sposób następujący:
jeśli zmienim y ciśnienie, pod jakiem znaj
duje się układ chemiczny (pozostawiając bez zmiany tem peraturę), to rów now aga zostanie naruszona: jeśli ciśnienie zostanie zwiększone, to nastąpi reakcya chem iczna w tym kierunku, aby objętość układu się zmniejszyła; jeśli ciśnienie zostanie zmniej
szonej to nastąpi rea k c y a chemiczna od wrotna. (Objętość u kładu zmniejsza się np., kiedy z 2 cząsteczek wodoru i 1 czą
steczki tlenu powstają 2 cząsteczki wody [2H„—(-02= 2 H 20], odwrotnie objętość ukła
du zwiększa się, kiedy woda się ro zpada na tlen i wodór). D la naszych celów mu
simy rozw ażyć dwie możliwe e w entualn o
ści: albo reakcye sy n te z y cechuje zmniej
szenie objętości, a rozkładu— zwiększenie, albo też na odw rót. W pierwszym p rzy padku ograniczmy nasze rozumowanie odrazu do te m p e ra tu r bardzo wysokich.
Je śli będziem y zwiększali ciśnienie, to rów now ag a i dla związków egzoterm icz
n y c h i eudoterm ięznych przesunie się na k orzyść związków, a n a niekorzyść pier
wiastków. W drugim przy p a d k u zwięk
szenie ciśnienia przesunęłoby równowagę na niekorzyść związków, a na korzyść pierwiastków. Ale i w tym ostatnim przy padku, aby módz z pewnością twierdzić, że w wysokiej tem pe ra tu rz e i pod Wyso
kiem ciśnieniem związki chem iczne m uszą by ć dysocyow ane, należałoby dowieść, że w pływ ciśnienia pod ty m względem na związki endotermiczne jest większy od wpływu tem p e ra tu ry .
T a k w ięc widzimy, że po rozpatrzeniu sp ra w y bynajmniej nie można zgodzić się na twierdzenie N eum ayra, przytoczone na p o c z ątk u niniejszego artykuliku. K w e
sty a , czy związki chemiczne są dysocyo
wane wre wnętrzu ziemi, czy też nie, j e s t
No 19 WSZECHŚWIAT 2 9 9
bardzo skomplikowana i, o ile chcemy pozostawić j ą na gruncie ściśle naukowym , musimy stanowczo odrzucić zdanie Neu- m ayra w tem , samem miejscu książki, ja k o b y pogląd je g o ,,odpowiadał w ym a
ganiom fizyków ”.
Z zupełnym rozmysłem pominęliśmy w artykule dużo szczegółów, mniej lub więcej ważnych; w wykładzie popularnym ich uwzględnienie było niemożliwe, a wynik ostateczny byłby te n sam.
Chcącym bliżej się zapoznać z zasada
mi mechaniki chemicznej, polecamy pię
kne dzieło znanego fizyka francuskiego P. D uhem a p. t.: „Therm odynam iąue et Chim ie”. Ściśle naukowo, choć popu
larnie, ułożony w ykład chemii nieorga
nicznej W. Ostwalda (Grundlinien der anorganischen Chemie) też ciągle zwraca uwagę n a kwestye, poruszane w tym ar
tykule. W reszcie dla Czytelnika polskie
go pom ocnym może być podręcznik che
mii nieorganicznej B runnera i Tołłoczki.
L. II.
F IZ Y K A W S Z K O L E ŚR ED N IEJ.
(Zarazem k ilk a uw ag ogólnych o nauczaniu nauk przyrodniczych).
( Ciąg dalszy).
A. Treść jizylci szkolnej.
Niema prawie różnicy zdań, co m a sta
nowić p rzedm iot fizyki szkolnej. Oczy
wiście, że w zakres nauczania powinny wchodzić wszystkie najważniejsze prawa, teorye, j a k o też — zasadnicze metody badania. Szkolna nau k a fizyki m a też zaznajam iać ucznia z głównemi zastoso
waniami praktycznem i nauki: z niemi spotka się on przecież w życiu na każ
dym niemal kroku. W szczegółach jed na k są jeszcze znaczne różnice zdań. W o s ta t
nich latach bardzo wielu w yb itn y ch li
czonych i pedagogów zwróciło uwagę na przeładowanie program ów szkolnych róż- nemi kwestyaiui, k tóre specyalistów tylko obchodzić mogą, a często n aw et ostatnim nie są znane. T a k znany fizyk niemiecki
J o h a n n es Stark pisze *), iż pomimo, że od wielu lat usilnie pracuje nad swoją specyalnośoią, jednak nie zawsze ma w pamięci wszystkie te rzeczy, które fi
g u ru ją w podręcznikach szkolnych. N a
stępujące zdarzenie, które się przytrafiło piszącemu te słowa stanowi dobrą ilustra- cyę do powyższego. Kiedyś w jednej z pracowni zagranicznych poprosiłem a sy stenta o fulgurator Delachanela i Mer- m e ta (przyrządzili używany w spektro
skopii). Okazało się, że on tego przyrzą
du nie zna, ja zaś pamiętałem go z gimna- zyalnego podręcznika. Dodam nawiasem że a systen t ów był człowiekiem dużej wiedzy, a formalnie biorąc doktorem uni
w e rsytetu berlińskiego. Kiedy chodzi o przyrządy ważniejsze, to podręczniki elementarne często podają cały rys histo
ryczny ich doskonalenia się. Najbardziej je s t to rozpowszechnione wśród fran
cuskich autorów. Lucyan Poincare tak m ó w i 2): „Kiedy chodziło o oznaczenie w spółczynnika rozszerzalności, kładło się nacisk na m etodę Laplacea, dodając, że je s t ona nic niewarta, później rozwodzo
no się nad metodą Ramsdena, czyniąc uw agę, że jej wartość j e s t niewielka, gdyż je s t ona zbyt skomplikowana, nareszcie, doszedłszy do m etody kom paratora, mó
wiło się o niej słów kilka, choć j e s t ona najprostsza do zrozumienia i skądinąd dziś jedynie u ż yw ana”.
Są to zarzuty zupełnie słuszne. Głowa uczniów to nie skład, k tó ry można szczel
nie wypełnić różnemi przedm iotami. Kto musi dużo rzeczy pamiętać, zatraca rzut- kość umysłową i samodzielność; to prze-
’) w arty k u le „Uber die Physik a n d. Selm
ie". A rtykuł ten zn a jd u je się w książce „Neue B eitraege zur Frage des m ath. u pliysikalischen U nterrichts an den hoheren S chulen11. V ortrage gesam m elt und herausgegeben von F. Klein und E. l{ieckc“• Teubner 1904. O dczyty te były wy
głoszone podczas jednego ze zjazdów n au c zy cieli. (Patrz wyżej).
2) Conferences dn Musec Peclagogique 1904.
L 'cnseignem ent des sciences m ath. et des scien- ces physiques p a r MM. H. Poincare, F. L ippm ann, L. Poincare, P. Langevin,* E. Borel, F. M aroste.
Avee une introduction de M. L. Liard, P aryż. Im pri- m erie N ationale.
3 0 0 'WSZECHŚWIAT Ho 19 ład o w a n ie nauki szczegółami i połączone
z tem „ k u c ie ” zraża do wiedzy; co naj
gorsze, często szczegóły zasłaniają całość, i uczeń, k t ó r y p a m ię ta p rzyrząd y Ilegna- ulta, nie zdaje sobie spraw y z zasady za
chowania energii. P o d ty m względem, to jest, co się ściąga do u sunięcia niepotrzebne- y go balastu, dużo jeszcze pozostaje do zro
bienia. T e trzy m etod y oznaczania gę
stości p a ry , te różne rodzaje kałorym et- rów, teleskopów m ożnaby bez szk o dy u su nąć i mówić za k ażd y m razem o je d n y m przyrządzie, o jednej metodzie.
Co d o ty czę zastosowań p ra k ty c zn y c h , to tu pew ne w y m a g a n ia są konieczne.
U czeń nie może nie wiedzieć, co to je s t oświetlenie elek try czn e i — co to jest dy- nam om aszyna, a co — motor. Ale p o winno to zupełnie w ystarczyć, że zna ogólne zasady, n a k tó ry c h się opiera u rzą
dzenie ty c h w szystkich rzeczy, nie w cho
dząc w żadne szczegóły k o n struk c y i. D o s t a t e c z n ą będzie wiadomość, co to je s t
lam pa łukow a, a co — żarowa, lecz ,zby- tecznemi, ja k ie są rodzaje lam p ż a ro w y ch i j a k urządzone są reg u la to ry do lamp łuko w ych. Ż adną m iarą n a u k a o elek tryczności nie powinna się s ta w a ć e le k tro techniką. Nie należałoby za to pomijać zupełnie ważnych teoryj, dających wiel
kie uogólnienia, j a k np. falowej teoryi światła. W zw iązku z te m trz e b ab y też m ówić o zjaw iskach interferencyi, pola- ryzacyi, załam an ia podwójnego i s k rę c a nia p łaszczyzny po lary z ac y i. J e s t rzeczą wcale niepożądaną, aby uczeń, k o ń c z ąc y gimnazyum, z naiwnem zdum ieniem pa
trz a ł na sa cliary m e tr fabryczny.
Nie byłoby też rzeczą z b y te c z n ą zw ró
cić więcej uwagi, niż się to czyniło do
ty ch c z a s n a historyę nauki. Jeżeli się podaje w formie gotowej, j a k to czynią przew ażnie podręczniki e le m en ta rn e , o s ta teczne w y n ik i badań, zaznaczając tylk o nazw isko uczonego, to uczeń nie widzi w te d y wcale drogi, po k tórej szedł um y sł ludzki, traci z oczu ten n iesły ch an y w y siłek, ja k im musi być okupiona każda w ie lk a zdobycz, uchodzi wreszcie jego oczu cały szereg c z y sty c h , niesk azitel
n y c h c h a ra k te r ó w ludzi, k tó ry c h życie wypełniał ideał poznania. N a u k a jest
przecież w ytw orem ludzkim, i nie jest by
najmniej koniecznem, aby przyrządy, wzo
ry i cyfry zasłaniały całkiem człowieka z jego pragnieniem i dążeniami* Pewno, że nie chodzi tu o anegdotki i szczegóły z życia domowego wielkich mężów; trze
ba uka z ać ich postaci tam, gdzie na praw dę byli wielkimi — na polu myśli, badań i czynów. Z drugiej strony, bez uwzględnienia dziejów, pewne zagadnie
nia stają się całkiem niezrozum iałemu T a k np. prawo Netwona wydaje się conaj- mniej objawieniem. J a k daleko można zajść, stosując metodę historyczną, najle
piej chyba wskaże „M ech anika” Coxa *).
A u to r wychodzi z założenia, że, j a k w ż y ciu em bryonalnem on togenia p o w tarza filogenię, t a k też i w rozwoju um ysłowym trzeba przejść wszystkie stopnie, przez k t ó re przechodzili poprzednicy. To też i m e chanikę w ykłada sposobem historycznym , z a c z y n a ją c od Archim edesa; Cox powia da we wstępie, że sposób w ykładu za
poży czył od Macha; oryginalność polega n a tein, że j e s t to Mach w przeróbce dla młodzieży i wogóle wszystkich tycli, któ rz y posiadają m a te m a ty k ę w zakresie całkiem elem entarnym . K to tej książki nie czytał, nie uwierzy, w jak jasny i do
kładny sposób wszystkie pojęcia są w y jaśnione, jak k ry ty c z n y j e s t w y kład, j a k żywy i barw ny — styl. W idzi się tu, ja k człowiek tale n tu i dużej wiedzy, n a w e t w ychodząc z założeń nieco jed n o stronnych, może stw orzyć cenne dzieło.
F iz y k a szkolna z n a tu ry rzeczy musi podążać w pewnej odległości za nauką.
Nie może ona w kraczać w dziedzinę no
w yc h teoryj, zjawisk mało jeszcze zbada
nych; przedew szystkiein dlatego, że zwra~
ca się do umysłów mało k r y ty c z n y ch , powtóre, że rzeczy dobrze z n a n y ch jest ta k i ogrom, że na ich g ru nto w n e prze- studyow anie zaledwie sta rc zy godzin n a uki. Z drugiej strony nie pow inna po
stępow ać z b y t żółwim krokiem. T ak ie rzeczy, j a k lale elek tro m agn etyczne, te legraf bez drutu, promienie R o ntg e n a nie m ogą być pomijane, ju ż zo względu na
’) „M echanios“ by Jolui Cox. Cam bridge, Uni- y e rs ity Press, 1904.
M 19 WSŻECHŚWiAf ŚÓ1 znaczenie p rak ty c z n e , a głównie dlatego,
że tu otw ierają się młodym umysłom no we, niesłychanie pociągające horyzonty, że w ten sposób wzm aga się zaciekawie
nie nauką, w ytw arza się poprostu du chowa jej potrzeba. A wywołanie ta k ie go właśnie nastroju j e s t dla pedagoga rzeczą najważniejszą. J a k bowiem dla badacza, całkowicie oddanego pewnej idei, niem a poświęceń zb yt wielkich, tak dla ucznia, k tó ry się napraw dę nauką zain
teresuje, niem a rozdziałów z b y t trudnych, książek zby t drogich lub niedostępnych.
Jeżeli teraz chodzi o udzielenie uczniowi wiadomości z dziedziny najnowszych w spółczesnych nam badań fizyki, które hyc może sprowadzą przew rót w wielu zasadniczych pojęciach, to i tu, sadził
bym, nie kończy się rola nauczyciela szkoły średniej. J e s t bowiem rzeczą da
leko bardziej pożądaną, a b y uczeń do
wiedział się o tem w klasie, niż, żeby to wyczytał w pism ach codziennych. Oczy
wiście należałoby tu przytoczyć przede
wszystkiem f a k ty zasadnicze, podając też w krótkim zarysie najważniejsze t e orye i w yjaśniając zarazem ich prowizo
ryczny charakter. U nas p e w n ą trudność stanowić będzie dla nauczyciela to, że niema po polsku dziełka, któreby ujm o
wało w dość k ró tk ą i dostępną całość najnowsze b a d a n ia z dziedziny przew od
nictwa gazów i promieniotwórczości. Mo
żnaby tu bardzo polecić książkę Duncana
„The new k n o w le d g e ” *). Książka ta w y szła względnie niedawmo i znajdziemy tu bardzo ja s n y i dość gruntow ny w yk ład (bez użycia rac h u n k ó w wyższych). Naj
większą jej wadę stanowi to chyba, że je s t napisana po a n g ie ls k u ..
Znaczną trudność w szkolnem naucza
niu fizyki stanowi, że fizyka, jak o nauka, ściśle się wiąże z m atem atyką, że wyra
ża ona swe te o ry e językiem m ate m a tycznym . Dla człow ieka dojrzałego, zna
jącego dany dział m atem atyki, języ k taki jest nader dogodny, gdyż z ap ew n ia mu
') „The new know ledge, a popular account ot th e new physics and the new chem istry in tlieir relation to llie new theory o f m atter" by R.
K. Dunean. Londyn, Hoder i S toughton, 1905.
większą jasność, ścisłość i zwięzłość, niż języ k zwykły. Inaczej to jed n a k się p rzedsta
wia w stosunku do młodzieży. Z byt często, n iestety, s p o ty k a m y między bardzo zdol
nymi uczniami takich, dla k tó rych roz
wiązanie zadania algebraicznego stanowi trudność nie do zwalczenia; dla ucznia takiego i wzór lizyczny zagadkę stano
wić będzie. Nie zapominajmy też, że na
wet dobry m a te m a ty k w szkole nie m a tego wyrobienia, które dają kilkoletnie stu d y a śpecyalne: już wzór dający mo
duł Jo u n g a jest dla ogromnej większości rzeczą bardzo trudną. Należałoby więc unikać wprowadzania wielkiej ilości wzo
rów, kładąc nacisk na te, które naprawdę u łatw iają znajomość prawa. Tak np. pra
wo Joulea, prawo Ohma, prawa Kirch- hofla daleko łatwiej będzie zapamiętać z wzorów.
Dobrze byłoby też nam na zawsze u- czynić ofiarę z pojęć i określeń, które w ynikają z pewnych m ate m a ty c z n y c h operacyj i mają jakiś sens tylko dla tych , którzy operacye te znają. Przypominam sobie po dziś dzień jeszcze, jaki dosko
nały chaos powstał w mej głowie, po przesłuchaniu na pierwszym roku uniwer
syteckim ogólnego wykładu o ele k try c z ności. Niby wiedziało się, o co chodzi, ale w gruncie rzeczy niepojętem było, skąd się te wszystkie pojęcia wzięły, dla czego profesor w w y w odach m a te m a tycznych tak bez ceremonii obchodzi się z pewnemi wielkościami, skreślając je, a pozostawiając inne; robiło to wrażenie, że się wszystko dociąga do z góry wiado
m ych rezultatów. Linie sił p ląta ły się w głowie z określeniem potencyału, jako pracy, która potrzebna jest, a b y jednostkę elektryczności przeprowadzić z nieskoń
czoności w dane miejsce i t. d. Nie by
ło to tylko moje osobiste wrażenie. Od tej pory spotykałem wielu ludzi, którym w ten sposób podaw ana była nauka o elektryczności, i wszyscy oni w swoim czasie doznawali podobnych uczuć. S ą dzę, że z tem trzebaby raz na zawsze zerwać. Ani słowa, pokusa jest silna;
wszak e le k tro staty k a np., przez zastoso
wanie teoryi potencyału, daje się rozwinąć tak pięknie, w niektórych częściach ta k
302 Ws z e c h ś w i a t M> 19 harmonijnie! Ale to piękno i harm onia
istnieją ty lk o dla tego, kto te wszystkie pojęcia może zgłębić. T o też zam iast p o p u laryzow ać rzeczy, k tó re się do popula- ryzacyi nie nadają, lepiej po zostaw ić tli nauczanie n a g runcie czysto e k s p e ry m e n talnym , od w ołując się o sta te cz n ie do in- tuicyi ucznia.
St. Lnndau.
(Dokończenie nastąpi).
KORESPONDENCYA WSZECHŚWIATA.
SŁÓW PA RĘ O t. zw. OBŁOKACH SPADAJĄCYCH.
W końcu marca r. b. (29/111. 1907), po stajaniu niezwykle obfitych śniegów, znale
ziono w Wojnowie (ziemia nowogródzka) u stóp drzew ulicy lipowej, na liściach s u chych pokrywających powierzchnię ziemi w sadzie owocowym, bryłki niewielkie, od
dzielnie nieopodal siebie leżące, z masy ga
laretowatej złożone; mają one wygląd owej istoty, którą lud tutejszy nazywa „obłoka
mi spadającemi“.
W artykule moim na łamach pisma ni
niejszego pomieszczonym (1907 r. J\; 2, str.
27), podałem wszystko cokolwiek o rzeko
mych „obłokach11 jest wiadomo, tudzież zwróciłem uwagę na zagadkowe strony ca
łej tej kwestyi, sądząc, że zdoła ona p u bliczność naszę przyrodoznawczą zaintere
sować i pobudzić do wszechstronnego rozjaśnienia zjawiska całego. Dotąd wszakże za wyjątkiem p. Stanisławy Kosińskiej nikt się nie odezwał, z czego wnosić nale
ży, że zjawisko to jest przyrodnikom n a szym całkiem nieznane, albo uważa się przez nich za rzecz dostatecznie już wy
jaśnioną.
Korzystając obecnie z okoliczności zna
lezienia tego dosyć rzadkiego materyalu dla badań naukowych, zachowałem pewną ilość okazów, zakonserwowanych w forma
linie, aby jej udzielić tym z przyrodników naszych, którzyby chcieli zająć się szcze- gółowem ich zbadaniem.
Wszystkie te bryłki, o których mowa, w stanie świeżym, o ile stan ten, w chwi
li ich znalezienia, za świeży uważany być może, są prawie jednakie; bryłki te, wiel
kości 2— 3 cm, są całkiem bezkształtne i wywierają wrażenie istoty galaretowatej szklisto-przezroczystej, bezbarwnej i bez- wonnej, wewnątrz zawierają duże i liczne pęcherzyki gazowe, pochodzące zapewne
z rozkładu samej ich istoty, jakkolwiek termometr wskazywał w czasie ich znale
zienia, zaledwie —J—1,5° R. we dnie. Je d n a z tych bryłek odznacza się barwą zielon
kawą, druga zaś kształtem swoim przypo
minającym rozetkę o brzegach trochę po
szarpanych.
Zdaje mi się nie ulegać żadnej wątpli
wości, że bryłki te znalezione były nie na miejscu swego pierwotnego powstawania, leżały bowiem całkiem luźnie na podłożu z suchych liści i dawały się z łatwością od nich odłączyć, a niektóre twardsze wca
le nawet do nich nie przylegały. Jedna z bryłek znaleziona była na podłożu z
„kłębka wy miotowego”sowy; kłębek ten składał się ze szkieletu owiniętego sierścią myszy zwyczajnej, lecz i to przylgnięcie mogło być tylko przypadkowem, gdyż gala
retowata materya byłaby w wolu sowy
strawiona. W. Dybowski.
KRONIKA NAUKOWA.
— Otrzymywanie c z y s t e g o helu z g a z ó w kleweltll- A. J aąu erod i L. Perrot wynale
źli bardzo prosty sposób otrzymywania czystego helu z mieszaniny gazowej, znaj
dującej się w kleweicie. Metoda ich opiera się na łatwości, z jaką gaz ten dyfunduje przez rozgrzane szkło kwarcowe, które jak stwierdzają poszukiwania tych badaczów, jest bezwzględnie nieprzepuszczalne dla wszystkich gazów z wyjątkiem wodoru i, być może, tlenku węgla. Celem oddzielenia he
lu Jaquerod i Perrot przygotowali kulę kwarcową, zaopatrzoną w rurkę włoskowa- tą z tegoż materyału, umieścili tę kulę w nieco szerszej rurze platynowej, zaopatrzy
wszy w niezbędne części dodatkowe, któ re pozwalały bądź wytwarzać próżnię za
równo w przestrzeni pomiędzy kulą a r u rą, jak we wnętrzu kuli, bądź też napełniać dowolnym gazem obie te przestrzenie.
Przyrząd cały ogrzano naprzód do 1100°
i- wytworzono próżnię zupełną w obu przestrzeniach. Następnie hel „surowy”, otrzymany przez wyżarzanie kleweitu, wpro
wadzono do rury platynowej pod ciśnie
niem nieco wyższem od normalnego i do tego helu dodano 5 do 10°/0 tlenu, s k u tkiem czego wodór i tlenek węgla, zawarte w gazie surowym, zatrzymane zostały pod postacią wody i dwutlenku węgla. Po p a ru minutach manometr połączony z kulą kwarcową wskazał początek dyfuzyi; ciśnie
nie rosło prawidłowo, a po dwu lub trzech godzinach można było część helu, który przed)fundował do kuli, przeprowadzić do gazometru. Badanie spektroskopowe dało wyłącznie charakterystyczne linie helu nie
