Joseph Black

gigatos | 21 mája, 2023

Zhrnutie

Joseph Black (16. apríla 1728 – 6. decembra 1799) bol škótsky fyzik a chemik, známy svojimi objavmi horčíka, latentného tepla, merného tepla a oxidu uhličitého. Od roku 1756 bol 10 rokov profesorom anatómie a chémie na univerzite v Glasgowe a od roku 1766 profesorom medicíny a chémie na univerzite v Edinburghu, kde vyučoval a prednášal viac ako 30 rokov.

Po Blackovi sú pomenované budovy chémie na univerzite v Edinburghu aj na univerzite v Glasgowe.

Black sa narodil „na brehu rieky Garonne“ vo francúzskom Bordeaux ako šieste z 12 detí Margaret Gordonovej (zomrela v roku 1747) a Johna Blacka. Jeho matka pochádzala z rodiny z Aberdeenshire, ktorá mala spojenie s obchodom s vínom, a jeho otec pochádzal z Belfastu v Írsku a pracoval ako faktor v obchode s vínom. Do svojich 12 rokov sa vzdelával doma, potom navštevoval gymnázium v Belfaste. V roku 1746 vo veku 18 rokov nastúpil na univerzitu v Glasgowe, kde študoval štyri roky a ďalšie štyri roky strávil na univerzite v Edinburghu, kde pokračoval v štúdiu medicíny. Počas štúdia napísal doktorskú prácu o liečbe obličkových kameňov soľou uhličitanom horečnatým.

Chemické princípy

Podobne ako väčšina experimentátorov 18. storočia, aj Blackova koncepcia chémie bola založená na piatich „princípoch“ hmoty: Voda, soľ, zem, oheň a kov. Princíp „vzduchu“ pridal, keď jeho experimenty definitívne potvrdili prítomnosť oxidu uhličitého, ktorý nazval „stálym vzduchom“. Blackov výskum sa riadil otázkami týkajúcimi sa toho, ako sa „princípy“ navzájom kombinujú v rôznych formách a zmesiach. Na opis sily, ktorá drží takéto kombinácie pohromade, použil termín „afinita“. Počas svojej kariéry používal rôzne diagramy a vzorce, aby naučil svojich študentov na Edinburskej univerzite, ako manipulovať s „afinitou“ prostredníctvom rôznych druhov experimentov.

Analytické váhy

Približne v roku 1750, ešte ako študent, Black vyvinul analytické váhy založené na ľahkom nosníku vyváženom na klinovom opornom bode. Každé rameno nieslo misku, na ktorej bola umiestnená vzorka alebo štandardné závažie. Táto váha ďaleko prevyšovala presnosť všetkých ostatných váh tej doby a stala sa dôležitým vedeckým prístrojom vo väčšine chemických laboratórií.

Latentné teplo

V roku 1757 bol Black vymenovaný za profesora medicíny na univerzite v Glasgowe.

V roku 1761 odvodil, že pôsobenie tepla na ľad pri jeho bode topenia nespôsobí zvýšenie teploty ľadu

Teória latentného tepla predstavuje začiatok termodynamiky. Blackova teória latentného tepla bola jedným z jeho najdôležitejších vedeckých príspevkov, na ktorom spočíva jeho vedecká sláva. Ukázal tiež, že rôzne látky majú rôzne merné teplo.

Táto teória sa nakoniec ukázala ako dôležitá nielen pre rozvoj abstraktnej vedy, ale aj pre vývoj parného stroja. Black a James Watt sa spriatelili po tom, čo sa stretli okolo roku 1757, keď obaja pôsobili v Glasgowe. Black poskytol Wattovi významné finančné prostriedky a ďalšiu podporu pre jeho počiatočný výskum v oblasti parnej energie. Blackov objav latentného tepla vody by bol pre Watta zaujímavý, pretože ho informoval o jeho pokusoch zlepšiť účinnosť parného stroja, ktorý vynašiel Thomas Newcomen, a rozvinúť vedu o termodynamike.

Oxid uhličitý

Black tiež skúmal vlastnosti plynu vznikajúceho pri rôznych reakciách. Zistil, že vápenec (uhličitan vápenatý) sa dá zahrievať alebo upravovať kyselinami, čím vzniká plyn, ktorý nazval „fixovaný vzduch“. Pozoroval, že fixovaný vzduch bol hustejší ako vzduch a nepodporoval ani plameň, ani život zvierat. Black tiež zistil, že pri prebublávaní vodného roztoku vápna (hydroxidu vápenatého) sa z neho vyzráža uhličitan vápenatý. Tento jav použil na ilustráciu toho, že oxid uhličitý vzniká pri dýchaní zvierat a mikrobiálnom kvasení.

V roku 1766, kráčajúc v šľapajach svojho priateľa a bývalého učiteľa na univerzite v Glasgowe, Black nastúpil po Williamovi Cullenovi ako profesor medicíny a chémie na univerzite v Edinburghu (Cullen sa do Edinburghu presťahoval v roku 1755). Jeho miesto na Glasgowskej univerzite obsadil Alexander Stevenson.

Vtedy sa vzdal výskumu a venoval sa výlučne vyučovaniu. V tomto smere bol úspešný a návštevnosť jeho prednášok sa z roka na rok zvyšovala viac ako tridsať rokov. Jeho prednášky mali silný vplyv na popularizáciu chémie a ich návšteva sa dokonca stala módnou zábavou.

Black bol všeobecne uznávaný ako jeden z najobľúbenejších prednášajúcich na univerzite. Jeho kurz chémie pravidelne priťahoval mimoriadne vysoký počet študentov, pričom mnohí z nich ho navštevovali dvakrát alebo trikrát. Okrem toho, že Black pravidelne uvádzal špičkové témy a starostlivo vyberal vizuálne pôsobivé experimenty, používal širokú škálu úspešných učebných pomôcok, ktoré sprístupňovali chémiu jeho študentom (mnohí z nich mali len 14 rokov). Jeho študenti pochádzali z celého Spojeného kráľovstva, jeho kolónií a Európy a stovky z nich si uchovali jeho prednášky vo svojich zápisníkoch a šírili jeho myšlienky aj po odchode z univerzity.

Stal sa jednou z hlavných ozdôb univerzity a na jeho prednášky chodilo z roka na rok viac poslucháčov, a to viac ako tridsať rokov. Inak to ani nemohlo byť. Jeho osobný vzhľad a spôsoby boli ako u džentlmena a boli mimoriadne príjemné. Pri prednáškach mal tichý, ale jemný hlas a jeho artikulácia bola taká zreteľná, že ho výborne počulo niekoľko stoviek poslucháčov. Jeho reč bola taká jasná a výstižná, jeho ilustrácie na experimentoch také vhodné, že jeho názory na akúkoľvek tému si nikdy nemohol pomýliť ani ten najväčší analfabet; a jeho pokyny boli také jasné, že poslucháč sa na jeho závery spoliehal s dôverou, ktorá sotva prevyšovala jeho vlastné skúsenosti.

17. novembra 1783 sa stal jedným zo zakladateľov Kráľovskej spoločnosti v Edinburghu. V rokoch 1788 až 1790 bol predsedom Kráľovskej lekárskej spoločnosti v Edinburghu. Bol členom výboru pre revíziu vydaní liekopisu kolégia Pharmacopoeia Edinburgensis z rokov 1774, 1783 a 1794. Black bol vymenovaný za hlavného lekára kráľa Juraja III. v Škótsku.

Blackov výskum a vyučovanie sa v dôsledku zlého zdravotného stavu obmedzili. Od roku 1793 sa jeho zdravotný stav ďalej zhoršoval a postupne sa stiahol z vyučovania. V roku 1795 bol Charles Hope vymenovaný za jeho koadjútora v profesúre a v roku 1797 prednášal naposledy.

Black bol členom pokerového klubu. Bol bratrancom z prvého kolena, veľkým priateľom a kolegom Adama Fergusona FRSE, ktorý sa v roku 1767 oženil s jeho neterou Katherine Burnettovou, a stýkal sa s Davidom Humom, Adamom Smithom a literátmi škótskeho osvietenstva. Bol tiež blízky priekopníkovi geológie Jamesovi Huttonovi.

V roku 1773 sa uvádza, že žije na College Wynd na južnej strane Starého mesta.

Black sa nikdy neoženil. Zomrel pokojne vo svojom dome na ulici Nicolson Street 12 v južnom Edinburghu v roku 1799 vo veku 71 rokov a je pochovaný v kostole Greyfriars Kirkyard. Veľký pomník leží v zapečatenej časti na juhozápade, známej ako Covenanter’s Prison.

V roku 2011 bolo počas archeologických vykopávok na univerzite v Edinburghu objavené vedecké vybavenie, ktoré pravdepodobne patrilo Blackovi.

Jeho dom, byt na Nicolson Street 12 v tesnej blízkosti Old College, stále stojí, ale chýba na ňom pamätná tabuľa.

Zdroje

1. Joseph Black
2. Joseph Black
3. ^ John Gribbin (2002) Science: A History 1543–2001.
4. ^ Guerlac, Henry (1970–1980). „Black, Joseph“. Dictionary of Scientific Biography. Vol. 2. New York: Charles Scribner’s Sons. pp. 173–183. ISBN 978-0-684-10114-9.
5. ^ Lenard, Philipp (1950). Great Men of Science. London: G. Bell and Sons. p. 129. ISBN 0-8369-1614-X. (Translated from the second German edition.)
6. ^ Antonis Modinos (15 October 2013). From Aristotle to Schrödinger: The Curiosity of Physics. Springer International Publishing. p. 134. ISBN 978-3-319-00749-6.
7. 1,0 1,1 Φιόντορ Πετρούσοφσκι: «Блэк, Иосиф» (Ρωσικά)
8. Mary Weeks: Discovery of the elements. 1956, S. 523.
9. M. P. Crosland: The use of diagrams as chemical ‚equations‘ in the lectures of William Cullen and Joseph Black. In: Annals of Science, Band 15, 1959, S. 75–90.
10. (en) Henry Guerlac, Dictionary of Scientific Biography, vol. 2, « Black, Joseph », p. 173–183.
11. Son père était originaire de Belfast, et sa mère était issue d’une famille de vignerons de l’Aberdeenshire, en Écosse.
12. (en) Philipp Lenard, Great Men of Science, Londres, G. Bell and Sons, 1950 (ISBN 0-8369-1614-X), p. 129 (trad. de la 2e édition allemande).
13. Gaston Bachelard, Étude sur l’évolution d’un problème de physique : la propagation thermique dans les solides, Éditions Vrin, coll. « Histoire des Sciences : textes et études », 1927 (réimpr. 1973), 184 p., p. 16-18