1799-ben Rumford gróf javasolta, hogy Londonban hozzanak létre egy “ismeretterjesztő intézményt”, azaz a Királyi Intézetet. Az Albemarle Street-i házat 1799 áprilisában vásárolták meg. Rumford lett az intézmény titkára, és Dr. Thomas Garnett volt az első előadó.
1802 James Gillray szatirikus karikatúrája, amely a Royal Institution pneumatikáról szóló előadását mutatja, Davy-vel a kezében a fújtatóval, Rumford gróf pedig a jobb szélső jobb oldalon nézi. Dr. Thomas Garnett az előadó, aki az áldozat orrát tartja.
1801 februárjában Davyt kihallgatta a Royal Institution bizottsága, amelynek tagjai Joseph Banks, Benjamin Thompson (akit Rumford grófnak neveztek ki) és Henry Cavendish voltak. Davy 1801. március 8-án írt Davies Gilbertnek a Banks és Thompson által tett ajánlatokról, egy esetleges Londonba költözésről és a galvanizmussal kapcsolatos munkája finanszírozásának ígéretéről. Azt is megemlítette, hogy talán nem fog tovább együttműködni Beddoes-szal a gyógygázok terén. Másnap Davy elhagyta Bristolt, hogy elfoglalja új állását a Királyi Intézetben, miután elhatározták, hogy “Humphry Davy-t a Királyi Intézet szolgálatába állítják, mint a kémia tanársegédjét, a kémiai laboratórium igazgatóját és az intézmény folyóiratainak segédszerkesztőjét, és hogy engedélyezik számára, hogy a házban egy szobát foglaljon el, amelyet szénnel és gyertyákkal látnak el, valamint hogy 100 l. fizetést kapjon. évente.”
1801. április 25-én Davy megtartotta első előadását a viszonylag új témáról, a “galvanizmusról”. Barátjával, Coleridge-dzsel sokat beszélgettek az emberi tudás és fejlődés természetéről, és Davy előadásai a tudományos felfedezések által előremozdított emberi civilizáció vízióját adták hallgatóságának. “Olyan képességekkel ruházta fel, amelyeket már-már kreatívnak lehet nevezni; amelyek lehetővé tették számára, hogy módosítsa és megváltoztassa az őt körülvevő lényeket, és kísérletei révén erőteljesen vallassa a természetet, nem egyszerűen mint tudós, aki passzív és csak arra törekszik, hogy megértse a működését, hanem mint mester, aki aktívan használja a saját eszközeit”. Az első előadás lelkes kritikákat kapott, és a júniusi előadásra Davy azt írta John Kingnek, hogy az utolsó előadásán közel 500-an vettek részt. “Volt lélegeztetés, dinitrogén-oxid és határtalan taps. Ámen!” Davy élvezte a közszereplői státuszát.
Davy előadásai a tudományos információk mellett látványos és néha veszélyes kémiai bemutatókat is tartalmaztak, és a fiatal és jóképű férfi jelentős showművészettel adta elő őket. Davy költői és vallási kommentárokat is beiktatott előadásaiba, hangsúlyozva, hogy Isten tervét a kémiai vizsgálatokkal tárta fel. A vallási kommentárokkal részben a hallgatóságában lévő nőket próbálta megszólítani. Davy, mint sok felvilágosult kortársa, támogatta a női oktatást és a nők tudományos tevékenységekben való részvételét, sőt azt javasolta, hogy a Királyi Társaság esti rendezvényein a nőket is engedjék be.Davy nagyszámú női követőre tett szert London környékén. Gillray szatirikus karikatúráján az ábrázolt résztvevők közel fele nő. A nők támogatása miatt Davy jelentős pletykáknak és célozgatásoknak volt kitéve, és férfiatlanságként kritizálták.
Amikor Davy galvanizmusról szóló előadássorozata véget ért, áttért egy új, a mezőgazdasági kémiáról szóló sorozatra, és népszerűsége tovább nőtt az egekbe. 1802 júniusára, alig több mint egy év után, 23 évesen Davyt a Nagy-Britanniai Királyi Intézet teljes jogú előadójává nevezték ki. Garnett csendben lemondott, egészségügyi okokra hivatkozva.
1804 novemberében Davy a Royal Society tagja lett, amelynek később elnöke lett. 1807-ben a Geológiai Társaság egyik alapító tagja volt. 1810-ben a Svéd Királyi Tudományos Akadémia külföldi tagjává, 1822-ben pedig az Amerikai Művészeti és Tudományos Akadémia külföldi tiszteletbeli tagjává választották.
A fényképészeti nagyítások korai előállításaSzerkesztés
1802 júniusában Davy a Journals of the Royal Institution of Great Britain első számában publikálta An Account of a Method of Copying Paintings upon Glass, and of Making Profiles, by the Agency of Light upon Nitrate of Silver. Feltalálta T. Wedgwood, Esq. With Observations by H. Davy in which he described their experiments with the photosensitivity of silver nitrate. Feljegyezte, hogy “a napmikroszkóp segítségével előállított kis tárgyak képei nehézség nélkül másolhatók preparált papírra”. Josef Maria Eder a History of Photography című művében, bár Wedgwoodot – az ezüst-nitrát e tulajdonságának a képek készítésére való alkalmazása miatt – “a világ első fotográfusaként” tartja számon, azt javasolja, hogy Davy volt az, aki megvalósította a fotografikus nagyítás ötletét a napmikroszkóp segítségével, a képek érzékenyített papírra való vetítésével. Egyikük sem találta meg a képek rögzítésének módját, és Davy nem szentelt több időt a fotográfia e korai felfedezéseinek továbbfejlesztésére. A napfényes megvilágítással történő képkivetítés elvét alkalmazták a fényképészeti nagyító legkorábbi formájának, a “napkamerának” a megalkotásakor.’
Új elemek felfedezéseSzerkesztés
Nátriumfém, kb. 10 g, olaj alatt
A voltaikus halom
Magnézium fémkristályok
Davy úttörő volt az elektrolízis területén, aki a voltaikus halom segítségével közös vegyületeket hasított és így számos új elemet állított elő. Folytatta az olvadt sók elektrolízisét, és számos új fémet fedezett fel, köztük a nátriumot és a káliumot, az alkálifémek néven ismert, nagy reakcióképességű elemeket. Davy 1807-ben fedezte fel a káliumot, amelyet a maró kálisóból (KOH) nyert. A 19. század előtt nem tettek különbséget a kálium és a nátrium között. A kálium volt az első fém, amelyet elektrolízissel izoláltak. Davy ugyanebben az évben izolálta a nátriumot úgy, hogy elektromos áramot vezetett át olvadt nátrium-hidroxidon.
Kalcium, magnézium, stroncium és bárium felfedezéseSzerkesztés
1808 első felében Davy további elektrolízis-kísérleteket végzett lúgos földfémekkel, köztük mésszel, magnéziával, strontitokkal és báriummal. Június elején Davy levelet kapott Berzelius svéd vegyésztől, aki azt állította, hogy Dr. Pontinnal közösen sikeresen nyertek kalcium- és bárium-amalgámokat mész és bárium elektrolízisével, higanykatód segítségével. Davynek szinte azonnal sikerült sikeresen megismételnie ezeket a kísérleteket, és Berzelius módszerét kiterjesztette a strontitokra és a magnéziára is. Megállapította, hogy míg ezek az amalgámok levegőn csak néhány perc alatt oxidálódnak, naftába merítve hosszabb ideig is megmaradnak, mielőtt fehér kéreg borítja őket. 1808. június 30-án Davy jelentette a Royal Society-nek, hogy sikeresen izolált négy új fémet, amelyeket báriumnak, kalciumnak, stronciumnak és magniumnak (később magnéziumra változtatta) nevezett el, és amelyeket később a Philosophical Transactions című folyóiratban publikált. Bár Davy elismerte, hogy a magnium “kétségtelenül kifogásolható” elnevezés, azzal érvelt, hogy a megfelelőbb magnézium elnevezést már alkalmazták a fémes mangánra, és el akarta kerülni egy kétértelmű kifejezés létrehozását. 1809-ben az e kísérletekből származó megfigyelések alapján Davy izolálta a bórt is.
A klór felfedezéseSzerkesztés
A klórt 1774-ben Carl Wilhelm Scheele svéd kémikus fedezte fel, aki “dephlogisztikus tengeri savnak” nevezte (lásd a flogisztonelméletet), és tévesen azt hitte, hogy oxigént tartalmaz. Davy kimutatta, hogy Scheele anyagának sava, amelyet akkoriban oximuriánsavnak neveztek, nem tartalmazott oxigént. Ez a felfedezés megdöntötte Lavoisier meghatározását, miszerint a savak oxigénvegyületek. A klór 1810-ben kapta mai nevét Humphry Davy-től, aki ragaszkodott ahhoz, hogy a klór valójában egy elem. A klór elnevezés, amelyet Davy “egyik nyilvánvaló és jellegzetes tulajdonsága – a színe” miatt választott, a görög χλωρος (chlōros) szóból származik, ami zöld-sárgát jelent.
Laboratóriumi balesetSzerkesztés
Davy súlyosan megsérült egy nitrogén-trikloriddal kapcsolatos laboratóriumi balesetben. Pierre Louis Dulong francia vegyész 1811-ben állította elő először ezt a vegyületet, és két ujját és egy szemét vesztette el két különböző robbanásban, amit vele okozott. Davy 1812. november 16-án John Childrennek írt levelében a következőket írta: “Nagy óvatossággal kell használni. Nem biztonságos egy gombostűfejnél nagyobb gömböcskével kísérletezni. Engem súlyosan megsebesített egy alig nagyobb darab. A látásom azonban, úgy értesültem, nem sérült meg”. Davy balesete arra késztette, hogy Michael Faradayt munkatársként alkalmazza, különösen a kézírásban és a feljegyzések vezetésében való segítségnyújtás céljából. Sérüléseiből 1813 áprilisára felépült.
Európai utazásokSzerkesztés
Sir Humphry Davy by Thomas Lawrence
A gyémántkristály a mátrixában
1812-ben Davyt lovaggá ütötték, és lemondott a Royal Institutionban betöltött előadói állásáról. A kémia tiszteletbeli professzora címet kapta. Búcsúelőadást tartott az Intézetben, és feleségül vett egy gazdag özvegyet, Jane Apreece-t. (Bár Davyt általában hűségesnek ismerték el a feleségéhez, kapcsolatuk viharos volt, és a későbbi években egyedül utazott a kontinentális Európába.)
Davy ezután kiadta A kémiai filozófia elemei, 1. rész, 1. kötet, bár a többi rész soha nem készült el. Jegyzeteket készített egy második kiadáshoz, de erre soha nem volt szükség. 1813 októberében feleségével együtt, Michael Faraday tudományos segédjének kíséretében (akit inasként is kezelt) Franciaországba utazott, hogy átvegye a Prix du Galvanisme második kiadását, azt a kitüntetést, amelyet Bonaparte Napóleon Davy elektrokémiai munkásságáért kapott. Faraday megjegyezte, hogy “Valóban furcsa vállalkozás ebben az időben egy idegen és ellenséges országban bízni magunkat, ahol olyan kevéssé veszik figyelembe a becsület védelmét, hogy a legkisebb gyanú is elegendő lenne ahhoz, hogy örökre elválasszon minket Angliától, és talán az élettől is”. Davy társasága Plymouthból Morlaix-ba hajózott kartellel, ahol átkutatták őket.
Párizsba érve Davy díszvendég volt az Institut de France első osztályának ülésén, és találkozott André-Marie Ampère-rel és más francia kémikusokkal.
Párizsban Davy előadásokat hallgatott az Ecole Polytechnique-ben, többek között Joseph Louis Gay-Lussac előadásait egy Bernard Courtois által izolált titokzatos anyagról. Davy írt egy tanulmányt a Royal Society számára az elemről, amelyet ma jódnak neveznek. Ez vitához vezetett Davy és Gay-Lussac között arról, hogy kié az elsőbbség a kutatásban.
Davy társasága nem találkozott személyesen Napóleonnal, de meglátogatták Joséphine de Beauharnais császárnőt a Château de Malmaisonban. A társaság 1813 decemberében hagyta el Párizst, és délre, Olaszországba utazott. Firenzében tartózkodtak, ahol a toszkánai nagyherceg égő üvegét felhasználva, Faraday segítségével végzett kísérletsorozatában Davynek sikerült a nap sugarai segítségével meggyújtania a gyémántot, bebizonyítva, hogy az tiszta szénből áll.
Davy társasága Rómába utazott tovább, ahol kísérleteket végzett a jóddal és a klórral, valamint az ókori festményeken használt színekkel kapcsolatban. Ez volt az első kémiai kutatás a művészek által használt pigmentekkel kapcsolatban.
Nápolyba és a Vezúvra is ellátogatott, ahol kristálymintákat gyűjtött. 1814 júniusára már Milánóban voltak, ahol találkoztak Alessandro Voltával, majd északra, Genfbe mentek tovább. Münchenen és Innsbruckon keresztül tértek vissza Olaszországba, és amikor Napóleon Elbáról való megszökése után elvetették görögországi és isztambuli utazási terveiket, visszatértek Angliába.
A waterlooi csata után Davy levelet írt Lord Liverpoolnak, amelyben azt sürgette, hogy a franciákkal szigorúan bánjanak:
My Lord, nem kell mondanom őlordságodnak, hogy Párizs kapitulációja nem szerződés; nehogy minden, ami Franciaország e fővárosának & jövőbeli állapotához tartozik, vita tárgya legyen & hogy Franciaország egy meghódított ország. A szövetségesek kötelessége, hogy szűkebb határokat adjanak neki, amelyek nem sértik más nemzetek természetes határait. hogy gyengítsék őt Olaszország, Németország & Flandria oldalán. Hozzájárulásokkal visszavenni tőle az általa szerzett vagyont, hogy megengedjék neki, hogy semmit se tarthasson meg, amit a köztársasági vagy császári seregek elloptak: Ez utóbbi kötelességet nem kevésbé a politika, mint az igazságosság követeli.
– Sir Humphry Davy, Levél Lord Liverpoolhoz
Davy lámpájaSzerkesztés
A Davy-lámpa
Davy szobra Penzance-ben, Cornwallban, kezében a biztonsági lámpájával
Az 1815-ben Angliába való visszatérése után Davy olyan lámpákkal kezdett kísérletezni, amelyeket biztonságosan lehetett használni a szénbányákban. A sunderlandi Bishopwearmouthban élő Dr. Robert Gray tiszteletes, a Society for Preventing Accidents in Coalmines alapítója levélben javasolta Davynek, hogy használja fel “kiterjedt kémiai ismeretanyagát” a bányászati robbanások problémájának megoldására, amelyeket a bányászok által akkoriban használt lámpák nyílt lángja által gyakran meggyulladó firedamp, azaz oxigénnel kevert metán okozott. Az olyan esetek, mint az 1812-es Newcastle melletti Felling-bánya katasztrófája, amelyben 92 ember vesztette életét, nemcsak a bányászok körében okozott nagy veszteségeket, hanem azt is jelentette, hogy özvegyeiket és gyermekeiket a közpénzekből kellett támogatni. Gray tiszteletes és egy szintén az északkeleti bányavidéken dolgozó lelkésztársa, a jarrow-i John Hodgson tiszteletes lelkesedett azért, hogy lépéseket tegyenek a földalatti világítás és különösen a bányászok által használt lámpák javítása érdekében.
Davy elképzelte, hogy egy vasrácsot használjanak a lámpa lángjának körülzárására, és így megakadályozzák, hogy a lámpa belsejében égő metán a légkörbe kerüljön. Bár a biztonsági lámpa ötletét már William Reid Clanny és az akkor még ismeretlen (de később nagyon híres) George Stephenson mérnök is bemutatta, Davy a láng terjedésének megakadályozására szolgáló dróthálót sok más feltaláló is felhasználta későbbi terveiben. George Stephenson lámpája nagyon népszerű volt az északkeleti szénmezőkön, és ugyanazt az elvet alkalmazta a láng általános légkörbe jutásának megakadályozására, de más eszközökkel. Sajnos, bár a gézlámpa új kialakítása kezdetben úgy tűnt, hogy védelmet nyújt, sokkal kevesebb fényt adott, és a legtöbb bányában uralkodó nedves körülmények között gyorsan tönkrement. A géz rozsdásodása gyorsan veszélyessé tette a lámpát, és a tűzgázrobbanások okozta halálesetek száma tovább nőtt.
Volt némi vita arról, hogy Davy Smithson Tennant munkájának segítsége nélkül fedezte-e fel a lámpája alapelveit, de általában egyetértettek abban, hogy a két férfi munkája egymástól független volt. Davy nem volt hajlandó szabadalmaztatni a lámpát, és találmánya miatt 1816-ban megkapta a Rumford-érmet.
Sav-bázis vizsgálatokSzerkesztés
1815-ben Davy felvetette, hogy a savak olyan anyagok, amelyek helyettesíthető hidrogénionokat tartalmaznak;- olyan hidrogént, amelyet részben vagy teljesen helyettesíthetnek a reakcióképességi sorban a hidrogén felett elhelyezkedő reaktív fémek. Amikor a savak fémekkel reagáltak, sókat és hidrogéngázt képeztek. A bázisok olyan anyagok voltak, amelyek savakkal reagálva sókat és vizet képeztek. Ezek a meghatározások a tizenkilencedik század nagy részében jól működtek.