sunnuntai 13. maaliskuuta 2022

 

Sir Humphry Davy, kemisti.

Humphry Davy julkaisi kesäkuussa 1802 Englannin kuninkaallisen instituutin Journals of the Royal Institution of Great Britain-lehden ensimmäisessä numerossa kertomuksen Agent of Light on Nitrate of Silver menetelmästä kopioida lasimaalauksia ja tehdä profiileja. T. Wedgwood kuvaili Davyn havaintoihin perustuen kokeita hopeanitraatin valoherkkyydestä. Hän kirjoitti, että ”pienten esineiden kuvia, jotka on tuotettu aurinkomikroskoopilla, voidaan kopioida vaikeuksitta valmiiksi paperille.” Josef Maria Eder kirjassaan History of Photography – vaikka mainitsikin Wedgwoodin, koska hän käytti tätä hopeanitraatin laatua kuvien valmistuksessa, ”maailman ensimmäisenä valokuvaajana” – ehdottaa, että Davy toteutti idean valokuvan suurentamisesta aurinkomikroskoopilla kuvien projisoimiseksi herkistetylle paperille. Kumpikaan ei löytänyt keinoa korjata kuviaan, eikä Davy käyttänyt enempää aikaansa näiden valokuvauksen varhaisten löytöjen edistämiseen. Aurinkovaloa käyttävän kuvan projisoinnin periaatetta sovellettiin valokuvaussuurentimen, ”aurinkokameran” rakentamiseen.

Humphry Davy oli edelläkävijä elektrolyysin alalla käyttämällä voltaic-pinoa yleisten yhdisteiden jakamiseen ja siten monien uusien alkuaineiden valmistukseen. Davy jatkoi sulien suolojen elektrolysointia ja löysi useita uusia metalleja, kuten natriumin ja kaliumin, jotka tunnetaan alkalimetalleina. Ennen 1800-lukua ei ollut tehty eroa kaliumin ja natriumin välillä. Kalium oli ensimmäinen metalli, joka eristettiin elektrolyysillä. Davy eristi natriumin samana vuonna johtamalla sähkövirtaa sulan natriumhydroksidin läpi. Davy suoritti vuoden 1808 ensimmäisellä puoliskolla joukon muita elektrolyysikokeita maa-alkalimetalleilla, mukaan lukien kalkki, magnesiumoksidi, strontiitit ja baryytit. Kesäkuun alussa Davy sai ruotsalaiskemisti Jöns Jacob Berzeliukselta (s. 20.8.1779 ja k. 7.8.1848) kirjeen, jossa hän kertoi yhdessä tohtori Pontinin kanssa kyenneensä saamaan kalsiumin ja bariumin sulamia elekrtolysoimalla kalkkia ja baryyttejä elohopeakatodilla. Humphry Davy kykeni toistamaan samat kokeet onnistuneesti saman tien ja laajensi vielä menetelmän strontiitteihin ja magnesiumoksidiin. Davy raportoi 30.6.1808 Royal Societylle, että hän oli onnistuneesti eristänyt neljä uutta metallia, joille hän antoi nimeksi Barium, kalsium, strontium ja magnesium. Vielä myöhemmin nämä julkaistiin Philosophical Transactions-julkaisussa. Näiden kokeiden ansiosta Davy seuraavana vuonna eristi vielä booria.



Ruotsalais-saksalainen farmaseuttinen kemisti Carl Wilhelm Scheele (s. 9.12.1742 ja k. 21.5.1786) löysi kloorin vuonna 1774. Hän kutsui sitä ”deflogistoiduksi merihapoksi” ja luuli erheellisesti sen sisältävän happea. Humphry Davy osoitti, että Scheelen löytämän aineen happo, jota kutsuttiin tuolloin oksimuraattihapoksi, ei sisältänyt happea. Tämä löytö kumosi Lavoisierin määritelmän hapoista happiyhdisteiksi. Humphry Davy antoi kloorille nykyisen nimensä vuonna 1810 ja samalla hän väitti, että kloori on itse asiassa alkuaine. Nimi kloori, jonka Davy on valinnut "yhdestä [aineen] ilmeisistä ja tunnusomaisista ominaisuuksista – sen väristä", tulee kreikan sanasta χλωρος (chlōros), joka tarkoittaa vihreänkeltaista.

Humphry Davy loukkaantui laboratorio-onnettomuudessa typpitrikloridilla (NCl3) vakavasti. Ranskalainen kemisti ja fyysikko Pierre Louis Dulong (s. 12.2.1785 ja k.19.7.1838) oli valmistanut tämän yhdisteen ensimmäisen kerran vuonna 1811 ja menettänyt sen valmistuksessa kaksi sormea ja silmän kahdessa erillisessä räjähdyksessä sen kanssa. Davyn onnettomuus sai hänet palkkaamaan Michael Faradayn työtoverikseen, erityisesti avustamaan käsikirjoituksissa ja kirjanpidossa. Davy toipui vammoistaan huhtikuuhun 1813 mennessä.

Michael Faraday, Davyn assistentti.

Davystä tuli ritari vuonna 1812 ja hän luopui luennoitsijan tehtävistään Royal Institutionissa. Davylle myönnettiin kemian kunniaprofessorin arvo. Hän piti instituutiossa jäähyväisluentonsa ja meni naimisiin varakkaan lesken, Jane Apreecen (s. 5.2.1780 ja k. 8.5.1855) kanssa. Heidän avioliittonsa oli myrskyinen, vaikka Davy oli tunnetusti uskollinen vaimolleen. Myöhempinä vuosina Humphry Davy matkusti Manner-Eurooppaan yksin ilman vaimoaan. Davy julkaisi teoksen, Elements of Chemical Philosophy, osa 1, vaikka kirjan muita osia ei koskaan valmistunut. Hän teki kyllä muistiinpanoja toista osaa varten. Lokakuussa 1813 Davy vaimoineen ja tieteellinen assistentti Michael Faraday – häntä pidettiin myös palvelijana – matkustivat Ranskaan noutamaan Napoleon Bonapartelta saamaansa palkintoa sähkökemiallisesta työstään. Pariisiin saavuttuaan Davy oli kunniavieraana Institut de Francen ensimmäisen luokan kokouksessa ja tapasi André-Marie Ampéren (s. 20.1.1775 ja k. 10.6.1836) – hänen mukaansa on nimetty sähkövirran SI-mittayksikkö, ampeeri - ja muita ranskalaisia kemistejä. Pariisissa vieraillessaan Humphry Davy osallistui luennoille Ecole Polytechniquessa sekä ranskalaisen kemistin ja fyysikon Joseph Louis Gay-Lussacin luennolle (s. 6.12.1778 ja k. 9.5.1850) – hän oivalsi, että vesi koostuu kahdesta vety molekyylistä ja yhdestä happi molekyylistä – ranskalaisen kemistin, Bernard Courtoisin, löytämästä jodista. Humphry Davy kirjoitti myös Royal Societylle artikkelin jodista, jonka vuoksi hän ajautui kiistaan Gay-Lussacin kanssa. Paluumatkalla Ranskasta Davyn vaimo kuulemma heitti mitalin mereen lähellä Cornish-kotiaan, ”koska se herätti huonoja muistoja”. Royal Society of Chemistry tarjosi yli 1 800 puntaa mitalin löytämisestä.

Davy ei tavannut henkilökohtaisesti Napoleonia, mutta seurue vieraili keisarinna Joséphine de Beauharnais’n luona Château de Malmaisonissa. Pariisista he joulukuussa 1813 matkustivat Italiaan, jossa oleskelivat Firenzessä. Firenzessä Davy onnistui auringonsäteiden avulla sytyttää timantti Toscanan suurherttuan palavaa lasia Faradayn ystävällisellä avustuksella käyttämällä; koe osoitti, että timantti koostuu hiilestä. Seuraavaksi seurue matkusti Roomaan, jossa Davy teki kokeita kloorilla ja jodilla sekä muinaisten maalausten väreillä; tämä oli aivan ensimmäinen tutkimus, joka suoritettiin taiteilijoiden käyttämistä pigmenteistä. Davy vieraili matkallaan Napolissa ja Vesuvius-vuorella-, missä hän keräsi näytteitä kiteistä. Vuoden 1814 kesäkuuhun mennessä matkalaiset olivat Milanossa, missä Davy tapasi italialaisen fyysikon, Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Voltan (s. 18.2.1745 ja k. 5.3.1827) – muistetaan sähköakun keksimisestä - ja jatkoivat sieltä sen jälkeen pohjoiseen, Geneveen. Matkalaiset palasivat Münchenin ja Innsbruckin kautta takaisin Italiaan. Heillä oli vielä tarkoitus käydä Kreikassa ja Istanbulissa, mutta tämä ei toteutunut, vaan matkalaiset palasivat Englantiin.

Taas Englantiin palattuaan Davy alkoi vuonna 1815 kokeilla kehittää lamppuja, joita voitaisiin käyttää turvallisesti hiilikaivoksissa. Tohtori Robert Gray Bishopwearmouthista Sunderlandista, Hiilikaivosten onnettomuuksien ehkäisy-yhdistyksen perustaja, oli kirjoittanut Humphry Davylle ehdottaen, että hän voisi käyttää kemian tietovarastojaan ehkäisemään mm. metaanin aiheuttamia kaivosräjähdyksiä. Tuoreessa muistissa oli vielä Fellingin kaivoksen katastrofi vuonna 1812 Newcastlen lähellä, jossa 92 miestä kuoli ja heidän leskensä ja lapsensa jäivät julkisilla varoilla elätettäviksi. Davy keksi käyttää rautaharsoa peittämään lampun liekin ja sitä kautta estää lampun sisällä palavan metaanin kulkeutuminen yleiseen ilmakehään. William Reid Clanny ja insinööri George Stephenson olivat jo kehittäneet oman turvalamppunsa, joka oli hyvin suosittu koillisilla hiilikentillä. Aluksi harsolampun uusi muotoilu näytti tarjoavan suojaa, mutta se antoi myös paljon vähemmän valoa ja oli epäkäytännöllinen kaivoksien kosteissa olosuhteissa. Harsokankaan ruostuminen teki lampusta pian vaarallisen ja kuolonuhrien määrä alkoi taas nousta kaivoksilla. Jonkin verran käytiin keskustelua siitä, olisiko Davy oivaltanut lampun periaatetta ilman englantilaisen kemistin, Smithson Tennantin (s. 30.11.1761 ja k. 22.2.1815) alustavaa työtä. Tennant tunnetaan alkuaineiden iridiumin ja osmiumin löytäjänä. Sovittiin kuitenkin, että molempien miesten työ oli ollut riippumatonta toisistaan. Humphry Davy kieltäytyi patentoimasta lamppua ja tämä johti siihen, että Davylle myönnettiin Rumford-mitali vuonna 1816.

Ennen lähtöään Napoliin vuonna 1818 Davy kokeili Herculaneum-papyruksen fragmentteja kokeissaan. Raportissaan Royal Societylle hän kertoi alistaneensa fragmentit kloori-ilmakehälle alttiiksi, jolloin papyrus muuttui keltaiseksi ja teksti muuttui selkeämmäksi. Lisätutkimuksia hän suoritti Napolissa papyruksilla. He lähtivät vaimonsa kanssa yhdessä 26.5.1818 matkaan ja Flanderissa hiilikaivostyöläiset pyysivät Davyn puhumaan. Sieltä he matkasivat Carniolaan (nyk. Slovenia), josta viimein saapuivat Italiaan. Italiassa he ystävystyivät Lord Byronin kanssa Roomassa ja sieltä matkustivat myöhemmin Napoliin.

Kuninkaallinen laivasto oli vuodesta 1761 suojannut puuta hyökkäyksiltä alusten pohjissa kuparipinnoituksella, mutta kuparipohjat vähitellen suolaisissa vesissä kuitenkin syöpyivät. Michael Faradayn avustamana Humphry Davy yritti vuosina 1823-1825 suojata kuparia sähkökemiallisin keinoin. Davy kiinnitti kupariin sinkki- ja rautapaloja, jotka tarjosivat katodisen suojan isäntämetallille. Lopulta todettiin kuitenkin, että suojattu kupari likaantui nopeasti, kun runkoon kiinnittyi rikkaruohojen tai muiden meren elävien palasia, mikä myös haittasi aluksen käsittelyä merellä. Merivoimien johtokunta pyysi Davyltä apua vuonna 1823 korroosioon ja Davy suoritti kokeitaan Portsmouthin telakalla. Vaikka Davyn suojaimia otettiin laivoissa käyttöön, selvisi seuraavana vuonna likaantumisen ongelmat niissä ja lopulta laivaston johtokunta määräsi vuoden 1825 loppuun mennessä suojaimet poistettaviksi kaikista laivoista.

Humphry Davyn hauta Genevessä.

Vuonna 1818 Humphry Davylle myönnettiin kruunun myöntämä perinnöllinen arvonimi, baronetti. Tätä seurasi myös myöhemmin Royal Societyn presidentiksi nimittäminen. Humphry Davy sai vuonna 1826 aivohalvauksen, josta hän ei koskaan toipunut täysin. Elämänsä viimeiset kuukaudet hän vietti kirjoittaen Consolations in Travel-kirjaa, suosittua ja vapaamuotoista runokokoelmaa, ajatuksia tieteestä ja filosofiasta. Kirja julkaistiin postuumisti ja siitä tuli hyvin suosittu useiden vuosikymmenten ajaksi. Humphry Davy vietti talven Roomassa metsästäen Campagnassa. Hän sai uuden aivohalvauksen 20.2.1829. Hän yritti vielä toipua siitäkin, mutta hän kuoli huoneessaan L’Hotel de la Couronnassa, Rue du Rhonella, Genevessä, Sveitsissä 29.5.1829. Hänet haudattiin seuraavana maanantaina 1.6.1829 Plainpalaisin hautausmaalle kaupungin muurien ulkopuolelle.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti