Beroemde wetenschappers: John Dalton

Alles op aarde bestaat uit materie, of het nu een vast voorwerp, vloeistof of gas is. Maar tot de 17e eeuw wisten wetenschappers niet echt waar materie zelf van gemaakt was. De Ierse scheikundige Robert Boyle kwam met een nieuwe definitie van een element als ondeelbaar onderdeel van alle materie. De Engelse wetenschapper John Dalton zorgde voor de grote doorbraken op dit kennisgebied. Zijn atoomtheorie vormde de grondslag voor de moderne wetenschap.

De oudste theorieën omtrent materie

De Oude Grieken dachten dat materie, de stof waaruit de wereld is opgebouwd, uit vier elementen of basisonderdelen bestond: aarde, lucht, vuur en water. Sommigen geloofden dat elementen uit atomen (ondeelbare deeltjes) bestonden. Gedurende de middeleeuwen droegen bijgelovige alchemisten (soort scheikundigen) weinig bij tot de wetenschappelijke kennis. Maar geleidelijk aan begonnen wetenschappers hun ideeën over materie op de proef te stellen en kwamen ze met nieuwe theorieën. De Ier Robert Boyle gaf in zijn werk The Sceptical Chymist uit 1661 de eerste moderne definitie van een element als een stof die niet kan worden afgebroken in een enkelvoudiger stof. Dit werk wordt gezien als basis voor de moderne scheikunde. Hierdoor kwam ook het idee dat elementen uit 'primaire deeltjes' bestonden weer in zwang.

Scheikundigen werkten stukje bij beetje uit welke stoffen, volgens de definitie van Boyle, elementen waren en welke samenstellingen (chemische verbindingen van groepen elementen). De Engelse wetenschapper Henry Cavendish bewees in de 18e eeuw bijvoorbeeld dat water een samenstelling was van de elementen waterstof en zuurstof en daarom zelf geen element kon zijn. In het onderzoek naar 'primaire deeltjes' die nog de chemische eigenschappen van een stof bezitten werd minder succes geboekt.

John Dalton's atoomtheorie

John Dalton begon in de 19e eeuw met zijn onderzoek. Daltons interesse voor de samenstelling van materie was ingegeven door zijn studie van de meteorologie. Omdat de lucht het weer beïnvloedt, besloot hij de voornaamste elementen in de lucht -stikstof en zuurstof- te onderzoeken. Uit zijn proeven bleek dat deze gassen geen verbinding maar een mengsel vormden, waarin ze onafhankelijk van elkaar reageerden. Ze oefenden bijvoorbeeld een verschillende hoeveelheid druk uit en het ene gas werd gemakkelijker geabsorbeerd door waterdamp dan het andere. Proeven met andere gassen wezen uit dat ook daar verschillen waren in de oplosbaarheid in water. Een teken dat de gassen ook een verschillend gewicht hadden. Deze experimenten gaven Dalton de overtuiging dat elk element bestond uit een ander soort deeltje, elk met een eigen gewicht. Net als de Grieken noemde Dalton de deeltjes 'atomen'. In 1803 maakte hij zijn ideeën bekend aan het Literair Filosofisch Genootschap van Manchester en in 1808 publiceerde hij een vollediger verslag in A New System of Chemical Philosophy. Hij schreef hierin ook dat atomen in chemische reacties opnieuw worden geordend en zich kunnen samenvoegen om verbindingen te vormen. Tot slot verklaarde hij dat atomen nooit gemaakt en vernietigd kunnen worden. Daltons atoomtheorie, die later werd aangepast door de Italiaan Amedeo Avogadro, vormde de grondslag van de moderne wetenschap.

Daltonisme of kleurenblindheid

John Dalton was kleurenblind en voerde veel experimenten uit om meer te weten te komen over zijn aandoening, die maar liefst bij één op de 12 mannen voorkomt, tegenover één op de 250 vrouwen. Zo beschreef hij hoe zijden draden met verschillende kleuren er voor hem uit zagen in daglicht en bij kaarslicht. In 1794 presenteerde hij een verhandeling over dit onderwerp aan het Literair en Filosofisch Genootschap van Manchester. Het stuk bevatte de allereerste wetenschappelijke beschrijving van kleurenblindheid, wat nu ook wel daltonisme wordt genoemd.