John Dalton
John Dalton 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.
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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.
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Como investigador, Dalton frequentemente se contentava com instrumentos grosseiros e inexatos, mesmo quando melhores estavam disponíveis. Sir Humphry Davy o descreveu como "um experimentador muito grosseiro", que "quase sempre encontrava os resultados de que precisava, confiando mais em sua cabeça do que em suas mãos." Por outro lado, historiadores que replicaram alguns de seus experimentos cruciais confirmaram a habilidade e precisão de Dalton. No prefácio da segunda parte do Volume I de seu New System, ele diz que havia sido tão frequentemente enganado por tomar como certos os resultados de outros que determinou a escrever "o menos possível, exceto o que posso atestar por minha própria experiência", mas essa independência ele levou tão longe que às vezes se assemelhava à falta de receptividade. Assim, ele desconfiava e provavelmente nunca aceitou plenamente as conclusões de Gay-Lussac sobre os volumes de combinação dos gases.
Meteorologia
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. 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.
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.[a] 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
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, Citação: Dificilmente pode haver dúvida quanto à redutibilidade de todos os fluidos elásticos, de qualquer tipo, em líquidos; e não devemos desesperar de efetuá-la em baixas temperaturas e por fortes pressões exercidas sobre os gases não misturados ainda mais.
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.
Pesos atômicos relativos
Dalton publicou sua primeira tabela de pesos atômicos relativos contendo seis elementos (hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, carbono, enxofre e fósforo), em relação ao peso de um átomo de hidrogênio convencionalmente tomado como 1. Como estes eram apenas pesos relativos, eles não têm uma unidade de peso associada a eles. Dalton não forneceu nenhuma indicação neste artigo sobre como ele chegou a esses números, mas em seu caderno de laboratório, datado de 6 de setembro de 1803, há uma lista na qual ele estabeleceu os pesos relativos dos átomos de vários elementos, derivados da análise de água, amônia, dióxido de carbono, etc. por químicos da época.
Outras investigações
Dalton publicou artigos sobre temas tão diversos como chuva e orvalho e a origem das nascentes (hidrosfera); sobre calor, a cor do céu, vapor e a reflexão e refração da luz; e sobre os assuntos gramaticais dos verbos auxiliares e particípios da língua inglesa.
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Para Rees's Cyclopædia, Dalton contribuiu com artigos sobre Química e Meteorologia, mas os tópicos não são conhecidos. Ele contribuiu com 117 Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester de 1817 até sua morte em 1844, enquanto presidente dessa organização. Destes, os primeiros são os mais importantes. Em um deles, lido em 1814, ele explica os princípios da análise volumétrica, na qual foi um dos primeiros pesquisadores. Em 1840, um artigo sobre fosfatos e arseniatos, muitas vezes considerado um trabalho mais fraco, foi recusado pela Royal Society, e ele ficou tão indignado que o publicou ele mesmo. Ele seguiu o mesmo caminho logo depois com outros quatro artigos, dois dos quais ("On the quantity of acids, bases and salts in different varieties of salts" e "On a new and easy method of analysing sugar") contêm sua descoberta, considerada por ele como a segunda em importância apenas para a teoria atômica, de que certos anidratos, quando dissolvidos em água, não causam aumento em seu volume, sendo sua inferência de que o sal entra nos poros da água.
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Mesmo antes de ter proposto a teoria atômica, Dalton já havia alcançado uma considerável reputação científica. Em 1804, ele foi escolhido para dar uma série de palestras sobre filosofia natural na Royal Institution em Londres, e proferiu outra série de palestras lá em 1809–1810. Algumas testemunhas relataram que ele era deficiente nas qualidades que fazem um palestrante atraente, sendo de voz áspera e indistinta, ineficaz no tratamento de seu assunto e singularmente carente de linguagem e poder de ilustração. Em 1810, Sir Humphry Davy pediu que ele se candidatasse à fellowship of the Royal Society, mas Dalton recusou, possivelmente por razões financeiras. Em 1822, ele foi proposto sem seu conhecimento e, na eleição, pagou a taxa usual. Seis anos antes, ele havia sido feito membro correspondente da Académie des Sciences francesa e, em 1830, foi eleito um dos seus oito associados estrangeiros no lugar de Davy. Em 1833, o governo de Earl Grey concedeu-lhe uma pensão de £150, aumentada em 1836 para £300 (equivalente a £14 774 e £28 354 em 2023, respectivamente). Dalton foi eleito Membro Honorário Estrangeiro da Academia Americana de Artes e Ciências em 1834.
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Dalton nunca se casou e teve poucos amigos próximos. Como Quaker, viveu uma vida pessoal modesta e sem pretensões. Durante os 26 anos anteriores à sua morte, Dalton viveu em um quarto na casa do Rev. W. Johns, um botânico publicado, e sua esposa, na George Street, em Manchester. Dalton e Johns morreram no mesmo ano (1844). A rotina diária de Dalton de trabalho de laboratório e tutoria em Manchester era interrompida apenas por excursões anuais ao Lake District e visitas ocasionais a Londres. Em 1822, fez uma curta visita a Paris, onde conheceu muitos homens ilustres da ciência residentes. Ele participou de várias das primeiras reuniões da British Association em York, Oxford, Dublin e Bristol.
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Dalton sofreu um pequeno derrame em 1837 e um segundo em 1838 o deixou com um distúrbio de fala, embora permanecesse capaz de realizar experimentos. Em maio de 1844, teve outro derrame; em 26 de julho, enquanto sua mão tremia, ele registrou sua última observação meteorológica. Em 27 de julho, em Manchester, Dalton caiu de sua cama e foi encontrado morto por seu atendente. Dalton recebeu um funeral cívico com todas as honras. Seu corpo esteve em câmara ardente na Manchester Town Hall por quatro dias e mais de 40 000 pessoas desfilaram ao lado de seu caixão. A procissão fúnebre incluía representantes dos principais órgãos cívicos, comerciais e científicos da cidade. Ele foi enterrado em Manchester no Ardwick Cemetery; o cemitério é agora um campo de jogo, mas fotos do túmulo original podem ser encontradas em materiais publicados.
