John Dalton (; 5 ou 6 de setembro de 1766 – 27 de julho de 1844) foi um químico, físico e meteorologista inglês cujo trabalho estabeleceu as bases da moderna teoria atômica e da química estequiométrica. Com base em ideias anteriores sobre a indivisibilidade da matéria e em suas próprias medições precisas das proporções de combinação, Dalton propôs que cada elemento químico consiste em átomos idênticos de peso característico, e que os compostos são formados quando átomos de diferentes elementos se combinam em proporções fixas de números inteiros. Sua obra A New System of Chemical Philosophy (1808) apresentou um modelo atômico coerente, forneceu pesos atômicos relativos e notação simbólica, e estabeleceu a estrutura quantitativa que moldou a química do século XIX e continua sendo a base do pensamento químico moderno.
Dalton também foi um meteorologista e físico pioneiro; manteve observações meteorológicas diárias por mais de cinquenta anos, formulou a primeira lei das pressões parciais empírica (mais tarde conhecida como Lei de Dalton) e estudou o comportamento dos gases por meio de seu trabalho sobre pressão de vapor e solubilidade de gases. Suas investigações sobre sua própria cegueira para cores levaram à primeira descrição científica da condição — que em várias línguas ainda é conhecida como daltonismo — e ajudaram a estabelecer métodos experimentais para conectar a percepção com a fisiologia. Eleito Membro da Royal Society em 1822 e agraciado com sua Medalha Real em 1826, Dalton se tornou o primeiro cientista britânico a desenvolver uma teoria atômica quantitativa e uma das figuras-chave na transição da química de uma ciência qualitativa para uma ciência matemática.
Primeiros anos miniaturadaimagem|Placa histórica marcando o local de nascimento de Dalton miniaturadaimagem|Placa moderna marcando o local de nascimento de Dalton John Dalton nasceu em 5 ou 6 de setembro de 1766 em uma família Quaker em Eaglesfield, perto de Cockermouth, em Cumberland, Inglaterra. Seu pai era tecelão. Recebeu sua educação inicial de seu pai e do Quaker John Fletcher, que dirigia uma escola particular na aldeia vizinha de Pardshaw Hall. A família de Dalton era pobre demais para sustentá-lo por muito tempo e ele começou a ganhar a vida, a partir dos dez anos de idade, a serviço do rico Quaker local Elihu Robinson.
Trabalho científico
Meteorologia alt=Cópia de 1793 da primeira publicação de Dalton, "Meteorological Observations and Essays"|miniaturadaimagem|Cópia de 1793 da primeira publicação de Dalton, "Meteorological Observations and Essays" A vida inicial de Dalton foi influenciada por um proeminente Quaker, Elihu Robinson, um meteorologista competente e fabricante de instrumentos, de Eaglesfield, Cumberland, que o interessou por problemas de matemática e meteorologia. Durante seus anos em Kendal, Dalton contribuiu com soluções para problemas e respondeu a perguntas sobre vários assuntos em The Ladies' Diary e no Gentleman's Diary. Em 1787, aos 21 anos, começou seu diário meteorológico no qual, durante os 57 anos seguintes, registrou mais de 200 000 observações. Ele redescobriu a teoria de George Hadley sobre a circulação atmosférica (agora conhecida como célula de Hadley) nessa época.George Hadley Britannica.com. Acessado em 30 de abril de 2009. Em 1793, a primeira publicação de Dalton, Meteorological Observations and Essays, continha as sementes de várias de suas descobertas posteriores, mas, apesar da originalidade de seu tratamento, pouca atenção foi dada a elas por outros estudiosos. Uma segunda obra de Dalton, Elements of English Grammar (ou A new system of grammatical instruction: for the use of schools and academies), foi publicada em 1801.
Medindo montanhas Após deixar o Lake District, Dalton voltava anualmente para passar suas férias estudando meteorologia, o que envolvia muitas caminhadas em colinas. Até o advento dos aviões e balões meteorológicos, a única maneira de fazer medições de temperatura e umidade em altitudes elevadas era escalar uma montanha. Dalton estimava a altura usando um barômetro. O Ordnance Survey não publicou mapas para o Lake District até a década de 1860. Antes disso, Dalton era uma das poucas autoridades nas alturas das montanhas da região. Ele era frequentemente acompanhado por Jonathan Otley, que também fez um estudo das alturas dos picos locais, usando as figuras de Dalton como comparação para verificar seu trabalho. Otley publicou suas informações em seu mapa de 1818. Otley se tornou assistente e amigo de Dalton.Thomas Fletcher Smith Jonathan Otley, Man of Lakeland, publ. Bookcase, 2007 ISBN 978-1-904147-23-7
Daltonismo Em 1794, logo após sua chegada a Manchester, Dalton foi eleito membro da Manchester Literary and Philosophical Society, a "Lit & Phil", e algumas semanas depois comunicou seu primeiro artigo sobre "Fatos extraordinários relacionados à visão das cores", no qual postulou que a deficiência na percepção de cores era causada pela descoloração do meio líquido do globo ocular. Como ele e seu irmão eram daltônicos, ele reconheceu que a condição deveria ser hereditária.
Embora a teoria de Dalton tenha sido posteriormente refutada, sua pesquisa inicial sobre a deficiência de visão de cores foi reconhecida após sua morte. O exame de seu globo ocular preservado em 1995 demonstrou que Dalton tinha deuteranopia, um tipo de cegueira congênita para cores vermelho-verde em que o gene para fotopsinas sensíveis ao comprimento de onda médio (verde) está ausente. Indivíduos com essa forma de cegueira para cores veem todas as cores como mapeadas em azul, amarelo ou cinza, ou, como Dalton escreveu em seu artigo seminal,
Leis dos gases Ver artigo principal: Lei de Dalton
Em 1800, Dalton tornou-se secretário da Manchester Literary and Philosophical Society, e no ano seguinte apresentou uma importante série de palestras, intituladas "Experimental Essays" sobre a constituição de gases mistos; a pressão do vapor e de outros vapores em diferentes temperaturas em um vácuo e no ar; sobre evaporação; e sobre a dilatação térmica dos gases. Os quatro ensaios, apresentados entre 2 e 30 de outubro de 1801, foram publicados nos Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester em 1802.
O segundo ensaio começa com a observação,Depois de descrever experimentos para verificar a pressão do vapor em vários pontos entre , Dalton concluiu a partir das observações da pressão de vapor de seis líquidos diferentes, que a variação da pressão de vapor para todos os líquidos é equivalente, para a mesma variação de temperatura, contando a partir do vapor de qualquer pressão dada.
No quarto ensaio, ele observa,Ele enunciou a lei de Gay-Lussac, publicada em 1802 por Joseph Louis Gay-Lussac (Gay-Lussac creditou a descoberta a trabalhos não publicados da década de 1780 por Jacques Charles). Nos dois ou três anos seguintes às palestras, Dalton publicou vários artigos sobre tópicos semelhantes. "On the Absorption of Gases by Water and other Liquids" (lido como uma palestra em 21 de outubro de 1803, publicado pela primeira vez em 1805) continha sua lei das pressões parciais agora conhecida como lei de Dalton. miniaturadaimagem|Modelo atômico de Dalton, conforme representado em A New System of Chemical Philosophy (1808) de John Dalton
Teoria atômica Sem dúvida, a mais importante de todas as investigações de Dalton diz respeito à teoria atômica na química. Embora seu nome esteja inseparavelmente associado a essa teoria, a origem da teoria atômica de Dalton não é totalmente compreendida. A teoria pode ter sido sugerida a ele por pesquisas sobre etileno (gás olefiant) e metano (hidrogênio carbonetado) ou pela análise de óxido nitroso (protóxido de azoto) e dióxido de nitrogênio (deutóxido de azoto), ambas as visões baseadas na autoridade de Thomas Thomson.
De 1814 a 1819, o químico irlandês William Higgins afirmou que Dalton havia plagiado suas ideias, mas a teoria de Higgins não abordava a massa atômica relativa. Evidências recentes sugerem que o desenvolvimento do pensamento de Dalton pode ter sido influenciado pelas ideias de outro químico irlandês, Bryan Higgins, que era tio de William. Bryan acreditava que um átomo era uma partícula central pesada cercada por uma atmosfera de calórico, a suposta substância do calor na época. O tamanho do átomo era determinado pelo diâmetro da atmosfera calórica. Com base nas evidências, Dalton estava ciente da teoria de Bryan e adotou ideias e linguagem muito semelhantes, mas ele nunca reconheceu a antecipação de Bryan de seu modelo calórico. No entanto, a novidade essencial da teoria atômica de Dalton é que ele forneceu um método para calcular pesos atômicos relativos para os elementos químicos, o que fornece os meios para a atribuição de fórmulas moleculares para todas as substâncias químicas. Nem Bryan nem William Higgins fizeram isso, e a prioridade de Dalton para essa inovação crucial é indiscutível.
Um estudo dos cadernos de laboratório de Dalton, descobertos nas salas da Manchester Literary and Philosophical Society, concluiu que Dalton não foi levado por sua busca por uma explicação da lei das proporções múltiplas para a ideia de que a combinação química consiste na interação de átomos de peso definido e característico, mas sim que a ideia de átomos surgiu em sua mente como um conceito puramente físico, forçado a ele pelo estudo das propriedades físicas da atmosfera e de outros gases. Os primeiros indícios publicados dessa ideia são encontrados no final de seu artigo "On the Absorption of Gases by Water and other Liquids" já mencionado. Lá ele diz:Ele então propõe pesos relativos para os átomos de alguns elementos, sem entrar em mais detalhes. No entanto, um estudo recente das entradas do caderno de laboratório de Dalton conclui que ele desenvolveu a teoria atômica química em 1803 para reconciliar os dados analíticos de Henry Cavendish e Antoine Lavoisier sobre a composição do ácido nítrico, e não para explicar a solubilidade dos gases na água.
Os pontos principais da teoria atômica de Dalton, como ela eventualmente se desenvolveu, são:
Os elementos são feitos de partículas extremamente pequenas chamadas átomos. Os átomos de um determinado elemento são idênticos em tamanho, massa e outras propriedades; os átomos de diferentes elementos diferem em tamanho, massa e outras propriedades. Os átomos não podem ser subdivididos, criados ou destruídos. Átomos de diferentes elementos se combinam em proporções simples de números inteiros para formar compostos químicos. Em reações químicas, os átomos são combinados, separados ou rearranjados.
Em sua primeira discussão publicada estendida sobre a teoria atômica (1808), Dalton propôs uma "regra da maior simplicidade" adicional (e controversa). Esta regra não poderia ser confirmada independentemente, mas alguma suposição como essa era necessária para propor fórmulas para algumas moléculas simples, sobre as quais o cálculo dos pesos atômicos dependia. Esta regra ditava que, se os átomos de dois elementos diferentes são conhecidos por formar apenas um único composto, como hidrogênio e oxigênio formando água ou hidrogênio e nitrogênio formando amônia, as moléculas desse composto devem ser assumidas como consistindo de um átomo de cada elemento. Para elementos que se combinam em múltiplas proporções, como os dois óxidos de carbono ou os três óxidos de nitrogênio então conhecidos, suas combinações foram assumidas como as mais simples possíveis. Por exemplo, se duas dessas combinações são conhecidas, uma deve consistir de um átomo de cada elemento, e a outra deve consistir de um átomo de um elemento e dois átomos do outro.