Molekylarvolym

Molekylarvolym, fys., kem. Af en kropps vigt och täthet (specifika vigt) kan man beräkna dess volym genom att dividera den förra med den senare. I analogi härmed har man kallat molekylarvolym (atomvolym) qvoten af ett ämnes molekylarvigt (atomvigt) och dess specifika vigt. Föreställer man sig, att det tal, hvarmed molekylarvigten uttryckes, betecknar gramvigt, så kommer molekylarvolymen att angifvas i kubikcentimeter. Den på ofvannämnda sätt beräknade molekylarvolymen gifver oss likväl intet begrepp om molekylernas verkliga volym i en kropp, dels emedan deras vigter icke äro kända i absolut mått (gram, skålpund l. dyl.), utan endast förmedelst molekylarvigterna äro uttryckta i relativa mått, med vätgasatomens fullkomligt okända vigt tagen till enhet, dels ock derför att molekylerna ej utfylla den kropps volym, hvars delar de utgöra, utan äro skilda från hvarandra genom relativt stora mellanrum. Genom räkningen erhålles derför icke volymen af molekylen sjelf, utan af det rum han skulle intaga, om hans massa jämväl utbredde sig öfver en del af det mellanliggande tomrummet, nämligen den del deraf, hvaröfver han kan anses fritt disponera, i hvilken han t. ex. kan fritt röra sig, och i hvilken ingen annan molekyl kan intränga. Dessutom är icke en gång molekylens egen volym fullt utfylld med materia, alldenstund han sjelf ingenting annat är än en komplex af atomer, skilda äfven de af mellanrum. Men om också af nu anförda skäl molekylarvolymen icke angifver molekylens verkliga volym, spelar densamma icke dess mindre en icke ovigtig rol vid jämförelser mellan ämnen af olika kemiska sammansättning eller olika kemiska egenskaper, hvilket framgår af ett stort antal undersökningar, förnämligast på vätskor. Vid jämförelse mellan olika organiska vätskors molekylarvolymer har man nämligen lyckats upptäcka åtskilliga lagar, hvilka, om de också ej befunnits ega allmän giltighet, likväl visat sig vara approximativt riktiga eller ock gälla för hela grupper af organiska föreningar. Den förnämsta af dessa är den af Kopp uppställda lagen: lika skilnader i kemisk sammansättning motsvaras af lika skilnader i molekylarvolym. Så är t. ex. molekylarvolymen för smörsyran 107,1 och för metylbutyratet 126,5, med en skilnad i kemisk sammansättning af CH₂ och i molekylarvolym af 19,4, medan ättiksyra och metyl-acetat med samma skilnad i kemisk sammansättning hafva molekylarvolymerna 63,7 och 84,8, hvilka tals skilnad utgör 21,1 således nära nog samma som för de förstnämnda ämnena. Likaså finner man molekylarvolymen för etyl-butyratet = 149,3, hvilket öfverstiger smörsyrans med 42,2, medan etyl-acetatets molekylarvolym är 107,6 och således 43,9 större än ättiksyrans. Detta är i öfverensstämmelse med regeln, emedan de båda etylföreningarna med afseende på den kemiska sammansättningen skilja sig med C₂H₄ från sina syror. -- Derjämte har man funnit, att isomeriska organiska vätskor (se Isomeri), såsom ättiksyra och metylformiat, hafva lika molekylarvolymer, samt att om tvänne ämnen i sin sammansättning endast skilja sig deruti att tvänne vätgasatomer i det ena ämnet ersättas af en syreatom i det andra, hafva dessa ämnen samma molekylarvolymer. Detta är t. ex. förhållandet med eter och smörsyra, alkohol och ättiksyra, amylalkohol och valeriansyra. Likaså kunna 2 atomer vätgas utbytas mot 1 atom kol, utan att molekylarvolymen förändras. Så t. ex. hafva benzoesyran och valeriansyran, af hvilka den förra innehåller 2 atomer kol mera och 4 atomer väte mindre än den senare, men hvilka för öfrigt äro lika sammansatta, den förra molekylarvolymen 126,9, den senare 126,5. Af dessa och dylika förhållanden har man dragit den slutsatsen, att hvarje kemiskt element skulle ingå i alla föreningar med en bestämd atomvolym. Vid försök att bekräfta riktigheten af denna och öfriga lagar för de kemiska föreningarnas atomvolymer har man likväl påträffat många undantag, hvilka göra det sannolikt, att man icke får tillägga dessa lagar en obegränsad giltighet. Men å andra sidan är det förenadt med icke obetydliga svårigheter att utröna huruvida dylika lagar äro allmängiltiga eller ej. Såsom beroende af tätheten äro nämligen molekylarvolymerna föränderliga med temperaturen, och af denna orsak böra de kroppar, som skola jämföras med afseende på sina molekylarvolymer, undersökas icke vid en och samma temperatur, utan vid temperaturer, som motsvara analoga fysikaliska tillstånd. Man plägar vanligen verkställa den härför erforderliga täthetsbestämningen vid temperaturer, som ligga lika långt från de resp. ämnenas kokpunkter; men som kokpunkten är beroende af trycket, inses, att ej häller denna punkt är tillräckligt karakteristisk för ändamålet. Man har emellertid åtskilliga anledningar att förmoda, att om molekylarvolymerna beräknas för den s. k. kritiska punkten, hvilket dock hittills skett endast i några få fall, de sålunda erhållna värdena skola visa sig med mera bestämdhet följa de lagar man nu endast kan tillnärmelsevis bekräfta, och att antalet af undantag, som nu är ganska stort, skall låta reducera sig i nämnvärd grad. -- Förutom molekylarvolymens förändring med temperaturen, är möjligheten icke utesluten för ett element att hafva olika värden på atomvolymen efter det sätt, på hvilket detsamma är förbundet med andra element i en kemisk förening. Åtminstone har Kopp visat, att syrgasen har tvänne olika atom volymer, 12,2 och 7,8, den förre tillkommande de syreatomer, som i en radikal äro fullständigt bundna vid kolet, s. k. karbonylsyre, den senare de syreatomer, som äro bundna vid tvänne atomer af olika ämnen, såsom kol och väte, s. k. hydroxylsyre. För att rätt tillämpa de koppska lagarna måste man således känna de kemiska föreningarnas verkliga konstitution, d. v. s. huru de i dem ingående atomerna äro inbördes grupperade. R. R.