Читать книгу Viden om vand - Группа авторов - Страница 9

Det, som Tychsen neutralt betegnede som mindstedele, blev nogle år senere mere konkret gennem englænderen John Daltons atomteori, som han fremlagde den i A New System of Chemical Philosophy fra 1808-10. Heri optræder for første gang en formel for vandmolekylet, der viser det som en sammensat struktur af oxygen og hydrogen. Bortset fra at Dalton brugte sit eget symbolsystem – det nuværende alfabetiske system var endnu ikke opfundet – mente han, at vand har formlen HO (i nutidig notation), altså et diatomigt molekyle bestående af et oxygenatom bundet til et hydrogenatom (figur 1.7). Det fremgår af Daltons beskrivelse af vand, at man på den tid havde en ganske omfattende viden om stoffets kemiske og fysiske forhold. Han skriver således, at der i almindeligt vand er opløst ca. 2 % atmosfærisk luft.

Hvad angår vandets kemiske sammensætning, henviser Dalton til eksperimenter, der viser, at 100 vægtdele vand består af 87,4 vægtdele oxygen og 12,6 vægtdele hydrogen. Da der er syv gange så meget oxygen som hydrogen, og da han af simpelhedsgrunde antager, at vand er en binær forbindelse, slutter han, at atomvægten for oxygen må være syv i enheder svarende til H = 1. Dalton var klar over, at “når en elektrisk gnist passerer [en blanding af hydrogen og oxygen], vil der dannes vand ud fra en forening af to rummål hydrogen med et mål oxygen,” men uden at han derfor slutter, at formlen må være H₂O. Han var dog klar over, at en ternær forbindelse er en mulighed og nævnte som mulige formler H₂O og HO₂. I førstnævnte tilfælde vil atomvægten for oxygen være 14, i sidstnævnte 3,5.

Forestillingen om vand som den mest simple sammensætning af oxygen og hydrogen, svarende til HO, holdt i mange år. Omkring 1850 kan man i den kemiske litteratur finde både HO og H₂O, endda ofte i samme arbejder. Problemet var ikke så meget bestemmelser af atomvægte, for det stod snart klart, at atomvægten af oxygen er 16 gange så stor som hydrogens; det var snarere den manglende forståelse af molekylbegrebet og erkendelsen af, at grundstoffers mindstedele kan være diatomige molekyler (som H₂ og O₂), der var problemet. Det var først, da dette problem blev forstået, at det stod klart, at når et vandmolekyle dannes ud fra oxygen og hydrogen, er der tale om en molekylær proces, nemlig

2 H₂ + O₂ → 2 H₂O

På en vigtig konference i Karlsruhe i 1858 enedes ledende europæiske kemikere om et fælles system for atomvægte og en klar distinktion mellem atomer og molekyler, hvilket førte til klarhed i den kemiske nomenklatur. Siden da har der ikke været tvivl om, at vands formel er H₂O. Fra omkring samme tid har vi de første primitive molekylmodeller, der især kom til at spille en vigtig rolle i den organiske kemi. For vands vedkommende mente man, at strukturen var lineær, som H-O-H, da man ikke havde grund til at formode andet. At dette ikke er tilfældet, men at de tre atomer udspænder en vinkel på ca. 105 grader, stod først klart i 1920’erne.

Figur 1.7

Daltons grundstofsymboler fra 1808. Nr. 1 angiver hydrogen, nr. 2 nitrogen, nr. 3 carbon og nr. 4 oxygen. Blandt de kemiske forbindelser er nr. 21 “et atom af vand eller damp, bestående af 1 oxygen og 1 hydrogen, holdt i fysisk kontakt af en stærk affinitet.” Nr. 22 forestiller ammoniak, nr. 31 svovlsyre, nr. 33 alkohol og nr. 37 sukker.

Vand er ikke blot et stof, der spiller en afgørende rolle i det moderne samfund både på det sociale, økonomiske og videnskabelige plan, det er også et begreb med en rig historie. Ved at følge hvordan vand er blevet forstået gennem videnskabshistorien, får vi en fornemmelse af, hvor forskellig vores nuværende opfattelse er fra fortidens; men vi indser også, at den moderne opfattelse trods alt skyldes en lang historisk proces, der ofte har været præget af fejltagelser og forkerte teorier. Sådan er videnskabshistoriens melodi.