19.03.2005 08:13:03
[
kliknutím k originálu v angličtině][použit strojový překlad eurotran]
William Nicholson
b. 1753, Londýn, Anglie
d. 21. května 1815, Bloomsbury, Londýn, Anglie

William Nicholson byl anglický chemik, objevitel elektrolýzy vody, který se stal základním postupem v jak chemickém výzkumu tak průmyslu. Nicholson byl u různý měří hydraulického inženýra, vynálezce, překladatele a vědeckého publicistu. On vynalezl hustoměr (nástroj na měření hustota kapalin) v roce 1790. V roce 1800, poté co uslyšel o vynálezu elektrické baterie italským fyzikem Alessandro Voltou, stavěl svoji vlastní. Poté objevil, že když vedení od baterie jsou umístěna ve vodě, voda se rozdělí do vodíku a kyslíku, který shromáždit odděleně k bublinám formy u ponořených konců drátů. S tímto objevem Nicholson se stal prvním mužem vyvolat chemickou reakci elektřinou.

William Nicholson, ca. 1812, rytina T. Blood po portrétu maloval Samuel Drummond (1765-1844)

William Nicholson byl narozen v Londýně v roce 1753 (přesné datum je neznámo), syn Londýn právního zástupce kdo cvičil ve vnitřním chrámu. Po vzdělání u školy na severu Yorkshire, ve věku 16, Nicholson přidal se k východního Indie souboru, soukromé podnikání, které doslova provozovalo Indii v té době. On dělal několik cest v svůj službě a pak usazoval se v Indii sám pro pár let, vracet se do Evropy v roce 1775. On byl brzy domluvený obchodní ředitel pro výrobce hrnčířské hlíny Josiah Wedgwood v Amsterdamu. Toto jmenování netrvalo dlouho, nicméně, protože Nicholson byl unaven pracováním pro ostatní lidi a byl začínat vidět výhody pracování pro sebe. S kterýmkoliv bohatstvím on hromadil od svůj zámořského obchodování Nicholson se vrátil k Londýnu a začal učit v Londýně matematická škola (možná svůj vlastní).

To stalo se jasné, nicméně, že výuka byla nepravděpodobná upokojit Nicholsonovy touhy. On chtěl komunikovat, ale na velkém měřítku. On měl množství nápadů, připravené pero, dost peněz investovat do nových podniků, a víc než povrchní znalost vědeckých nápadů, které byly pak kvasení v Evropě a nabízení obrovských možností pro exploataci a aplikace. On by se stal čím svůj současníci by volali ' projektor ', ačkoli my bychom mohli preferovat termín ' podnikatel '. Sdělit vědu v nových způsobech, vynalézt hostitele zajímavých pomůcek a vědecký přístroj a debatovat o horké vědecké problémy dne, tito byli cíle, které pobídly jej. Před dlouhou matematikou učení mělo ustoupit do pozadí. On by psal a publikoval.

Nicholsonova rychlost publikace byla docela ohromující. svůj první kniha “úvod do přírodní filozofie” byl vydáván v roce 1781. svůj dvě hlasitosti brzy udělaly jejich znamení, zatímco schopný výklad Newtonian nápadů, které měly dlouho ovládal fyziku a byl začínat proniknout chemii. Následující rok, který on vydával nové vydání Ralpha je “kritická recenze veřejných budov, sochy a ozdoby v a o Londýně a Westminster” a také překlad z francouzštiny knihy Ayder Ali Khan “nové monografie ohledně nezávislých producentů východu”. 1784 on vydal svůj vlastní knihu na námořní navigaci a v roce 1786 jiný na parlamentních aktech předcházet exportu vlny.

Touto dobou Nicholsonova vědecká schopnost byla rozpoznána a v roce 1783 on byl volen k jednomu mnoho neformálních Londýn seskupení vědecky nakloněných lidí, kapitola společnost kavárny. V pravý čas on se stal svůj sekretářkou. Setkání v Paternoster řadě, společnost zahrnovala irskou lékárnu Richard Kirwan, Nicholsonův bývalý zaměstnavatel Josiah Wedgwood, inženýr Matthew Boulton, výrobce nástroje Edward Nairne, a (jako čestný člen) Joseph Priestley. Několik tito také patřili ke slavné měsíční společnosti Birminghama. Tady on brzy přišel tvář k tváři s diskusemi pak zuřit na špičku vědy, žádný více rázně než v chemii. Lavoisier, pozdnější přijít o svůj hlavu ve francouzské revoluci, zastával radikální teorii elementů, s novým prvkem volal kyslík zodpovědný za spalování. Ponětí, že toto zahrnovalo evoluci ' phlogiston ' byl nyní zdiskreditovaný. Několik vedoucích oponentů nových teorií navštěvovalo kavárnu. Tito byli revoluční časy, politicky a chemicky.

Jak 18. století schylovalo se ke konci mnoho byl přesvědčený, že klíč k chemickému pokroku ležel v kvantitativní studii o čem byl nejasně stylizovaný ' příbuzní rys . Dvě francouzské chemici, které zastávaly ten názor byly Antoine François de Fourcroy a Jean Antoine Chaptal. Nicholson, žádný zlý lingvista, pokračoval překládat několik jejich prací do angličtiny, svůj poznámky připočítání připustí. On začal druhým vydáním Fourcroy je “prvky přírodopisu a chemie” (1788/9) a Chaptal je “prvky chemie” (1791). On dal stará triviální chemická jména také jak nový systematické, ačkoli u toho stádium bylo méně horlivé na latter.

Pro chemii, tito byli umírající dny phlogiston teorie spalování, ačkoli podporovatelé jako Priestley měli žádný názor, že konec byl tak blízký. Alternativní kyslíková teorie Lavoisier mohla být napadána na mnoha zemích a Nicholson se ocitl sedět nejistě na plotě. Na jedné straně on myslel phlogiston byl pochybný, a jistě odmítl svůj údajnou zápornou váhu. Na druhé straně teorie přece vysvětlovala to moc. Ale když on představil překlad francouzštiny odpověď Kirwanovi je “esej o phlogiston” (1789) Nicholson obvinil Lavoisier ' nezaručitelný nárok na správnost '. Jinde on napadal Lavoisier názvosloví. svůj podezření příliš hodně teorie bylo důkladně charakteristické pro praktickou zkoušku nebo ' Baconian ' přístup k vědě pak populární v Anglii (po filosofické Francis slanině).

V těch myšlenkách Nicholson je “první principy chemie” (1790) dával nezaujatý výklad doktríny phlogiston podél toho Lavoisier. svůj nejslavnější kniha “slovník chemie” objevil se v roce 1795. Ačkoli touto dobou Nicholson byl v prospěch nového názvosloví on nepoužíval to, protože on věřil tomu veřejnost mít si vybrat. Tato práce byla také významná v svůj použití některých francouzských chemických značek, dávat je dvojitý stránkový stůl s elementy obecně reprezentoval značkami uvnitř kruhu a separací mít čtverec nebo trojúhelníkové symboly. svůj definice elementů byla důkladně Baconian: ' jednoduché substance vztažené k současnému stavu našich znalostí, ale v žádné jiné úctě '. Jinými slovy seznam elementů mohl měnit se s časem. Tato kniha byla jeden z formativních prací čtených mladými Humphry Davy a procházel několika vydáními.

Učebnice, nicméně vynikající, mají jejich limitace. Oni nemohou zprostředkovat aktuální informaci na aktuálním výzkumu. Velký a dobrý mohl vždy zveřejnit jejich výsledky v prostých filozofických transakcích královské společnosti ale lesser smrtelníci byli neschopní dělat tak a v nějakém případě publikum bylo nevyhnutelně omezeno. Tak Nicholson podnikatel měl jednoduchou ale oslnivou myšlenku: žurnál populární vědy.

V dubnu 1797 on založil žurnál přírodní filozofie, chemii a umění, známý někdy po svůj kratším jménem Nicholsonova žurnálu (nebo jen Nic. J.). Tady byl prostředek pro rychlou publikaci kde všichni ctižádostiví autoři mohli vydat krátké referáty, a kde tam byly zprávy vědeckých setkání u královské společnosti a jinde. svůj autoři zahrnovali Johna Daltona, Thomas Thomson, Richard Phillips a jiní kdo byl neochotný publikovat ve filozofických transakcích. Za ta léta svůj postačující strany zahrnovaly doklady Dalton na atmosféře (1801) a na počasí (1803) a diskuze o nich Joseph Henry, John Gough a jiní. Dokonce velký Berzelius poslal jemu příspěvky Švédska. Ani byl Nicholson odrazený od vydávání přes 60 svůj dokladů připustí.

v roce 1803 Nicholsonově žurnálu dotiskl anonymně vytvořený leták oznamovat nový kov ' palladium '. Toto bylo dostupné u Soho obchodu u asi šesti časů cena zlata. Oznámení vzbudilo velký zájem, a také hodně skepticismu. Nemnoho měsíců později stejný žurnál nesl nabídku anonymního dopisu L20 komukoli kdo mohl produkovat palladium uměle - v přítomnosti tří chemických svědků být nominován editorem. Jasně Nicholson se cítil jako sám na krajnici žurnalistické naběračky. Ale žádný se zdá k přišli útočník a tajemný dárce zůstali neznámem (kromě toho oba anonymní příspěvky měly stejné písmo).

Pak, šest měsíců pozdnější, papír čtení ke královské společnosti uzavřelo, že ' palladium ' nabídl na prodej minulý rok byl přítomný ve velmi malých množstvích v hrubé rudě platina, a vypadal, že je element. Autor byl W.H. Wollaston, kdo v únoru 1805 psal Nicholsonovi připouštět autorství anonymní komunikace k svůj žurnálu. On přál si požadovat prioritu přes jiné pracovat na platina, ačkoli bez prozrazení svůj totožnosti příliš brzy. Protože on nemohl publikovat anonymně ve filozofických transakcích on reportoval Nicholsonovu žurnálu.

Žurnál byl tak úspěšný že uvnitř roku soupeř byl začal Tilloch, filozofický časopis. Pro různé důvody to bylo dokonce úspěšnější než Nicholsonův podnik a začal předběhnout to. Druhý soupeř přijel do 1813 s Thomson je anály filozofie, ve kterém roku Nicholson nechal svůj redigování a žurnál byl přerušen.

Nicméně život pro Nicholsona nebyl celý utracený u psacího stolu. v roce 1799 on otevřel školu v Soho pro 20 žáků a nabídnutý týdeník přednáší v chemii. On také se stal agentem patentu v červené Lion Square, a pracoval jako vynálezce. On vymyslel nový hustoměr, pracoval na průmyslovém strojním zařízení a dokonce se choval jako vodohospodářský inženýr pro Portsea ostrov společnost vodáren.
 

Hustoměr je zařízení pro měření měrná váha kapaliny vztažené k vodě, který je převzat mít měrnou váhu 1.00000... Nebo, to může být myšlenka jak měřit hustotu kapaliny v gramech na krychlový centimetr. Nicholsonův hustoměr se liší od jiných hustoměrů v bytí totálně ponořený v použití. Příklad u odešel, od St. Vysoká škola Marie v Notre paní, Indiana, je zobrazen obrácený; v použití všichni nástroje kromě malé platformy je ponořený v kapalině. To je nejprve umístěno ve vodě a malých váhách načtených na platformě, než hladina vody dosáhne značky na stopce drátu. Zařízení je pak umístěno v kapalině neznáma, a naložený ke stejné lince. Relativní hustota neznáma může pak být získána v podmínkách množství hustoměru a dva soubory mas přínésly to nulové čáře. Aparát u pravý je ve sbírce Garland na Vanderbilt univerzitě.

svůj nejvíce důležitá pomůcka byla na poli electrostatics. Objevit statický elektrický náboj v roce 18. století Galvani používal nohy žáb, které se škubly na přjímání poplatek. Electroscope se lišícími se zlatými fóliemi byl spolehlivější, a byl zlepšen takzvaný elektrický ' doubler ', zařízení vynalezlo Abraham Bennet pro ostře skládat poplatek. Nicholson vynalezl zlepšený doubler a toto bylo aplikováno italským fyzikálním profesorem Allesandro Volta v svůj velmi důležitých experimentech na poplatkách přiměných bimetallic kontaktem. Toto dávalo mnohem lepší výsledky než nohy žáb který 1796 byl pryč svůj nabídka. Nicholsonův doubler byl také používán Bennet sám objevit poplatky na kapalinách jako vína jak oni se vypařovali, který byl opačný k těm jejich pár. V případě vody, kterou on našel poplatky mohly být obráceny jednoduchým procesem plivání do toho.

Zatím něco daleko důležitější byl afoot a byl měnit celou strukturu fyzikální vědy. Elektrické jevy trvaly rozmístěním dva různé kovy v kontaktu vedly k závažnému vynálezu voltské hromady, sestávat z mědi a zinku (nebo jiné kovy) sevřený vycpávkami vlhkého materiálu s mnoha takovými jednotkami na vrcholu každého jiný. Účinek byl, poprvé v historii, metoda na trvání spojitý elektrický proud. Tato první elektrická baterie byla popisována v dopise od Volty datoval 20 března 1800 k prezidentovi královské společnosti, pane Joseph Banks ' na elektřině rozčilené pouhým kontaktem řídících substancí odlišných druhů .

Po obdržení dopisu banky byly také vzrušené. To muselo projít Francií, který byl pak u války s Británií a Volta vypadá, že má předpokládané problémy komunikace. Možná z tom důvodu on poslal svůj nótu ve dvou částech. Zatímco čekání pro druhé banky části se ukázalo první nemnoho stran k Anthonymu Carlisleovi, Londýn chirurg. On začal pokusit se opakovat voltské pokusy bezprostředně. Humphry Davy říkal voltská práce byla ' poplašný zvon ke experimenters všude po Evropě ' a Carlisle byl první ukázat se jako on pravý.

V tomto bodě zadat přítele Carlislea, William Nicholson. Spolu oni opakovali voltské pokusy, používat Nicholsonovy doubler k poplatkům přehlídky na horních a nižších talířích. Toto znamenalo, že oni museli spojit je s electroscope a to nebylo snadné udržovat dobrý kontakt. Překonat tento malý problém oni přidali kapku vody na vrchní disk a vložili drát do toho. Oni byli překvapení, že si všimne výskytu plynu, brzy ukázaný být vodík. Oni pak vzali malou trubku naplněnou vodou od nové řeky (umělý kanál vyplněný v 1613 přinést vodu od Hertfordshire do města) a vložil dráty od galvanické hromady na každém konci. K jejich úžasu jiná podezřelá složka vody, kyslík, neobjevil se ve stejném místě ale u jiného drátu ' z dálky téměř dva se posunuje . Oni objevili elektrolýzu. Nicholson a Carlisle objevil, že množství vodíku a kyslíku stalo se volné proudem byl úměrný množství proudu použitý.

Čekající obdělávat zbytek Volty dopis přicházel a byl představovaný ke královské společnosti, Nicholson a Carlisle rozhodl se zveřejnit jejich výsledky, a kde lepší než v žurnálu Nicholsona? Tento pokorný časopis byl prostředky pro odesílání ke světu objev, který vedl k nové vědě: electrochemistry. Rychle to vydávalo mnoho jiných výsledků na tomto poli, včetně popisů galvanické hromady s kutilský (“dělat tomu sebe”) instrukce pro výrobu jeden, a časné papíry na téma Humphry Davy.

Ne všichni čtenáři byli přesvědčení, že skutečné rozložení se konalo, obzvláště ti kdo měl pochybnosti o nové chemii. Vodík a kyslík by mohli být směsi vody s (příslušně) pozitivní a negativní elektřina, oni mysleli si. Ale to netrvalo dlouho pro doubters být přesvědčený, a Lavoisier chemie přijala další podporu. Uvnitř nemnoho elektrolýzy roků bylo použité Davy izolovat sodík, draslík, vápník, strontium, baryum, magnesium a lithium. Chemie by nikdy byla stejná znovu.
 

Elektrolýza vody

Nicholson a Carlisle používal elektrody platiny a oddělené trubky sbírat plyny vypracované u každé elektrody. Plyn vodíku bublal od kolem katody a plynného kyslíku od kolem anody v poměru dvou hlasitostí H2 pro každou hlasitost O2. Když proud je podán přes vodu, molekuly přijímají elektrony od katody, kde jejich hydrogens jsou redukovány k H2 plyn. Polovina-reakce buňky je

                        4H2O(l) + 4e- ---> 2H2(g) + 4OH-(aq)

Jiné molekuly vody darují elektrony anodě, kde plynný kyslík je produkován:

                        2H2O(l) ---> O2(g) + 4H+(aq) + 4e-

Si všimnout toho množství elektronů, který zadat vodu přes katodu, muset se rovnat číslu, který existovat přes anodu. Oh- ionty a H+ ionty produkované elektrolýzou spojí se k vodě produkce znovu:

                        4OH-(aq) + 4H+(aq) -- - > 4H2O(l)

a suma těchto reakcí je jeden viděný v laboratoři. Čistý výsledek je zhroucení vody k plynu vodíku a plynný kyslík, s žádnou síťovou změnou v koncentracích H+ a Oh-:

  4H2O(l) + 4e- ---> 2H2(g) + 4OH-(aq)

  2H2O(l) ---> O2(g) + H+(aq) + 4e-

  4OH-(aq) + 4H+(aq) -- - > 4H2O(l)
  ______________________________

  2H2O(l) --->  2H2(g) + O2(g)

Elektrolýza čisté vody pokračuje velmi pomalu protože koncentrace H+ a Oh- být příliš malý nést patrný proud. Elektrická vodivost může být zvětšena připočítáním H2Tak4 nebo NaOH, která produkce H+ a HSO4- ionty nebo Na+ a Oh- ionty. Protože ionty nesou elektrický proud, jejich přítomnost dovolí více proudu k toku přes řešení a od této doby více elektronů vstoupí a opustí elektrolytickou buňku.

Ve třech cestách Nicholson byl u centra této vědecké revoluce u úsvitu 19. století. On se zdá k byli více schopný experimenter než svůj chirurgický přítel, a on vlastně navrhl velmi důležitý experiment s novou říční vodou; svůj zlepšený ' doubler ' byl nepostradatelný nástroj v jejich vyšetřováních; a to byl svůj žurnál, který vysílal téměř celá nová práce na novorozenecké vědě electrochemistry. Přesto takový byly změny bohatství plst mnoho ' projektory je v té době že Nicholson viděl malý materiální zisk ze všech svůj úsilí. Jako Boyleův chemický rádce George Starkey on dokonce strávil nějaký čas v dlužnickém vězení. Dva roky po zhroucení svůj žurnálu on podlehl dlouhé chorobě u Bloomsbury na 21 květnu 1815. Časopis džentlmena pozoroval to ' on žil v potížích, a umřel chudý '. On sdílel ten osud s dalším vědeckým současníkem, 9. hrabě z Dundonald, a jako on vlevo věda nezměrně obohatila svůj prací.



Tento text byl sestaven z biographies Nicholsona dostupný v internetu:
( 1, 2, 3, 4 ) hlavní část textu byla sestavena z textu napsaného Prof. Colin Russell.


(publikoval 7. listopadu 2003; se aktualizoval a korigoval 24. července 2004)