TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEI
TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEI
Winkler tudományos tevékenysége három nagyobb területre osztható. Az első terület eléggé heterogén, csoportosításunk önkényes. Annyi belső összefüggés van benne, hogy titrimetriás módszerek. Általában rendkívül ötletes, sok közvetlen gyakorlati jelentőséggel bíró módszerek. A csoporton belül különös jelentőséggel bírnak a víz elemzésével kapcsolatos eljárások. Ezen ötletszerűen kialakult csoport mellett két céltudatos tervszerűséggel művelt terület mutatkozik munkásságában. Az egyik a vízben oldott oxigén meghatározási módszerének kontrolljából alakult ki, s különböző gázok oldhatóságának szisztematikus vizsgálatából állt. A másik a súly szerinti elemzés reprodukálhatósága optimális feltételeinek maximális biztosítását jelentő „precíziós gravimetria”, amely az analitika eme legrégibb és legklasszikusabb módszerének egészen egzakttá tételét kísérelte meg empirikus módon.
Winkler különféle laboratóriumi edényeket és eszközöket is tökéletesített. Ezek közül legjobban bevált a Winkler-féle tekés büretta, amelyik igen egyszerűen és szellemesen oldotta meg a mérőoldattartály kérdését, ahonnan egy mozdulattal elcsepegtetés veszélye nélkül jut az oldat a bürettába, ahol magától a o vonalra áll. Feleslegessé teszi így a gyakori utántöltést s azt, hogy az analitikusnak a laboratóriumi székre kelljen felmásznia, hogy a beállítást ellenőrizhesse. Mindazt, amit a drága automatikus utántöltésű büretták tudnak, Winkler házilag elkészíthető tekés bürettáján elérhető. Csapos büretta-pipettákat is szerkesztett, mivel a szájjal felszívható pipettákat nem tartotta higiénikusnak, és sosem használta. Érdekes, hogy a pipetta szájjal történő megszívása ellen már hány analitikus tiltakozott! Gay-Lussac, a titrimetria egyik úttörője és a térfogatos elemzés eszközeinek tulajdonképpeni megkonstruálója már maga is szerkesztett egy körülményes pipettamegszívató készüléket ugyanezen okból, amelyik bonyolultsága miatt sosem terjedt el. Winkler csapos büretta-pipettája, lényegében egy hasas büretta két jellel, melynél az azonos kifolyási időt egy e célra szerkesztett 2–3 perces lefutási idejű homokórán célszerűen ellenőrizni lehetett, ugyan egyszerűbb volt Gay-Lussac konstrukciójánál, de mégsem nyerte el az analitikusok tetszését. Maradtak a szájjal történő megszívásnál, mint ahogy ma, a teljesen automatizált felszerelések korában is ennél maradnak. A pipettához hasonlóan Winkler az ugyancsak szájjal történő megfúvatáson alapuló mosóüveg, laboratóriumi zsargonban spriccflaska használatát is elítélte, saját intézetében kimondottan megtiltotta nem higiénikus volta miatt. Meghosszabbított csőrű forralóbürettája forró oldatok titrálásához nagyon előnyösen használható. Mártópipettái nem kis mértékben járultak hozzá vízben oldott oxigén meghatározására kidolgozott módszerének átütő sikeréhez. Vattapamattal mint szűrőréteggel készített kehelytölcsért javasolt és alkalmazott gravimetriás meghatározásokhoz szűrés- és csapadék szárítása céljából. A szárítást rendszerint kalciumkloridos tornyon átvezetett levegőáramban szobahőmérsékleten végezte, alkoholos öblítés után. Az üveg és porcelán szűrőtégelyek korában ez a javaslat érthető ellenkezést és bizalmatlanságot váltott ki az analitikusok között, jóllehet vitathatatlan volt, hogy Winkler ezen a módon kitűnő eredményeket ért el. Azóta Erdey és munkatársai kimutatták, hogy a vatta izotermája éppen annak a relatív vízgőztenziónak a tartományában vízszintes, amit a telített kalcium-klorid-oldat alakít ki a felette levő légtérben. Az izoterma tehát igazolta azt, amit Winkler nyilván empirikus kísérletezéssel állapított meg, hogy a vatta és rágyűjtött csapadék kezelésére a megfelelő relatív nedvességtartalmú levegőáram alkalmas; igazolta azt, amitől első hallásra érthetően idegenkedtek a kortársak. S valljuk be, a kehelytölcsér Winkler legszűkebb környezetén kívül nem is terjedt el.
A víz vizsgálata volt a bölcső, óvoda és iskola, amelyen a századok folyamán az analitikai kémia módszerei születtek, cseperedtek és felnőtté edződtek. Már az ókor orvosai minősítették jellemző ízük szerint az ásványvizeket. A kikristályosított sók formájának, ízének s egyéb jellemzőinek vizsgálatából állt a minőségi analízis legkezdetlegesebb módszere. Az egyes reagensek hatására bekövetkező fázis- és színváltozások megfigyelése alakította ki a XVIII. század folyamán a minőségi analízis klasszikus módszerét. A vizsgálat tárgyát a legtöbb esetben a természetes vizek képezték. Vízvizsgálatról szólnak a legrégibb analitikai könyvek. Ilyen jellegű munkák már Magyarországon is nagy számban készültek a XVIII. században. De analysis aquarum Budensium c. doktori disszertációjában Österreicher József Winterl Jakab professzor sok tekintetben rendkívül eredeti és ötletes vízvizsgálati módszereit foglalta össze. Winterl Jakab pedig annak a tanszéknek volt első professzora, amelyiknek hatodik professzorát Winkler Lajosnak hívták. A kettő között Schuster János, Wertheim Tivadar és Than Károly professzorok is sokat foglalkoztak vizek vizsgálatán, de az ő munkájuk elsősorban ásványvizek összetételének megállapítására szorítkozott, nem pedig új vízanalitikai eljárások kidolgozására.
Winkler Lajos első sikerét a víz analitikája terén aratta, s a víz vizsgálata azután is működésének egyik fontos ága volt. Saját korában azután a vízvizsgálat legelismertebb művelőjének számított a világon.
Az analitikai kémiában 5 évtizeden keresztül alapvető kézikönyvnek számított a Lunge professzor által megindított s azután sok kiadást megért Lunge–Berl-féle Chemisch-technische Untersuchungsmethoden c. könyv. Ez a világ minden laboratóriumában ott volt, mert megbízható elemzési eljárásokat adott az ipar sokrétű nyersanyagaira, segédanyagaira és késztermékeire. A könyvnek „Ivóvíz és ipari víz” című igen jelentős fejezetét az 1905-ös kiadástól az 1921-es utolsó kiadásig Winkler Lajos írta.
Vízben oldott oxigén meghatározására kidolgozott eljárásában (1888) az oldott oxigénnek mangán(II)-hidroxidra gyakorolt oxidáló hatását hasznosította. A keletkező mangán(III)-hidroxid tartalmú oldatot megsavanyította, és kálium-jodid hozzáadása után a kivált jódot titrálta. A módszer gyors elterjedését segítette, hogy Winkler rendkívül szellemes és egyszerű berendezést is konstruált a kivitelhez. Egy egyszerű üvegdugós palackot töltött meg a vízmintával, s a buborékmentes elzárást avval az egyszerű fogással érte el, hogy az üvegdugó bemerülő részét ferdén levágatta. Ilyen és hasonló egészen egyszerű fogások tették gyakran rendkívül hatásossá Winkler Lajos módszereit.
A víz keménységének meghatározására kálium-oleát mérőoldatot javasolt. Seignette-só és kálium-hidroxid jelenlétében csupán a kalcium, ammónium-kloridammónia jelenlétében mind a kalcium, mind a magnézium oleátot képez. A két ion tehát egymástól is megkülönböztethető (1914).
Salétromsav meghatározására vízben jodometriás módszert javasolt a kálium-jodidból nitrit hatására felszabaduló jód titrálása útján. A katalitikus jód újraképződése miatt a titrálás elég sok bizonytalanságtól terhelt, Winklernek csak igen szép számú előírás betartásával sikerült „elég pontos eredményeket” kapnia (1899). Részletesen vizsgálta a víz oxigénemésztése (redukálóképességének) meghatározására szolgáló kálium-permanganátos módszert. Ő a lúgos oldatban történő titrálást tartotta a helyesnek savas oldattal szemben, mivel a lúgos folyadék sokkal nyugodtabb forrásban tartható, mint a savanyú (1902). Később (1914) visszatért a kérdéshez s a módszert annyiban módosította, hogy a kálium-permanganát feleslegét jodometriásan titrálta vissza.
A klorid meghatározására Mohr ismert módszerét vizsgálta felül, s megállapította, hogy kis kloridtartalom esetén a titrálás eredményét korrekción kell helyesbíteni (1914).
A korrekciók alkalmazását Winkler közleményeiben gyakran javasolta, ezeknek értékét mindig empirikusan állapította meg. Hibaszámítás és hasonlók idegenek voltak előtte. A hibát nem kiszámítani, hanem kiküszöbölni kell, ez volt az elve. Persze, a korrekció sem volt ennek üdvözítő módszere, hiszen minden korrekció értéke csak igen-igen definiált körülmények betartása mellett érvényes. Ezeket a körülményeket vizek esetén még aránylag egyszerű betartani. Simán megvalósíthatók törzsoldatok vizsgálatánál is, de tényleges ismeretlenek esetén bizony ritkán adottak egyértelműen.
Módszert dolgozott ki kevés bromid meghatározására sok klorid mellett, különböző anyagokban. A bromidot ilyenkor dúsítani kell. E célra egy speciális desztillálókészüléket szerkesztett, amelyben mintegy 500 ml vízmintából savanyítás után káliumpermanganáttal felszabadította a brómot, s azt kénessavba desztillálta. A fölös kén-dioxid elűzése után a keletkezett hidrogén-bromid meghatározására nem kevesebb mint négy módszert hozott javaslatba, nevezetesen acidimetriás, jodometriás, argentometriás és csapadékos eljárást. De lehet s brómot lúgos oldatban is felfogni, kénessav helyett, amely esetben a meghatározás jodometriásan vagy arzénes sav mérőoldattal is elvégezhető (1916).
Jodid meghatározását is vizsgálta bromid és klorid mellett. A klórvizes jodáttá történő oxidáción és annak jodometriás sokszorosításán alapuló nagy érzékenységű módszert dolgozta ki részleteiben. Ezt a módszert az irodalom gyakran emlegeti Winkler-féle jodidmeghatározásnak. Ez azonban nem egészen jogos. Csak a tökéletesítő, nem a kitaláló érdeme az övé. A módszert már Mohr ismertette Lehrbuch der chemisch-analytischen Titrirmethode c. könyvében, 1855-ben, mégpedig August Duprére hivatkozva.
Vízben oldott anyagok meghatározására különben nemcsak térfogatos, hanem súlyszerinti és kolorimetriás módszereket is dolgozott ki. Utóbbiak egyszerű vizuális szín-összehasonlításon vagy színretitráláson alapultak, mindenfajta még oly egyszerű koloriméter kikapcsolásával, fotométerekről nem is beszélve.
Ammónia meghatározásánál vízben úgy járt el, hogy a vízhez Seignette-só-oldatot adott, hogy a Nessler-oldat hozzáadásakor a magnézium-és kalciumcsapadékok kiválását megakadályozza, majd ezután adta hozzá saját módosítása szerint készült színtelen Nessler-oldatát. A módosítás abban állt, hogy a merkuri-jodidot kálium jodid vagy -bromid jelenlétében oldotta, s elegyítette nátriumhidroxiddal. Színretitrálás esetén másik próbában ismert koncentrációjú ammónium-kloridot adagolt a vakpróbához.
Vízben oldott kovasav kolorimetriás meghatározásánál a sósavas ammónium-molibdátos sárga színreakciót használta. Vett két hengerpoharat, az egyikbe 100, a másikba 105 ml vizsgálandó vizet helyezett. A kisebb próbához 1 g elporított ammónium-molibdátot és 5 ml 10%-os sósavat adott, és a molibdát teljes feloldásáig kavargatta. A 105 ml-es mintához egyszerű kálium-kromát-oldatot csepegtetett addig, míg színe meg nem egyezett a molibdátos oldat színével. Megállapította, hogy 100 ml-ben 0,530 g kálium-kromátot tartalmazó oldat színe azonos az 1 ml-ben 1 mg SiO2-t tartalmazó molibdátos oldat színével. A többi már csak egyszerű számítás kérdése volt (1914). A módszert részletesebben azért ismertettem, mert kitűnő példája annak, hogy Winkler néha milyen szinte primitív egyszerűséggel oldott meg bonyolultnak és fáradságosnak ígérkező problémákat (1914).
Ugyanígy járt el vas meghatározásánál vízben a rodanidos színreakció alapján, miután a vasat kálium-kloráttal megnyugtató módon oxidálta, mangánmeghatározásnál a per-oxi-diszulfátos oxidáció, réznél a kálium-vas(II) cianidos színreakció alapján. A reakciók itt is régóta ismeretesek voltak; egyszerű és mégis pontos eredményeket adó alkalmazási módjuk Winkler ügyességét dicséri. Oldott ólom meghatározására ólomszulfidos feketedés-összehasonlítást alkalmazott (1913). Szulfid reagensként a kényelmetlen kénhidrogén helyett jól eltartható glicerines nátrium-szulfid-oldatot ajánlott (1924). Ezen egyszerű összehasonlító módszerek máig is kedveltek a vízanalitikában.
A vízben oldott gázok meghatározásaira kidolgozott gazometriás módszerekre később térünk rá.
Winkler Lajosnak összesen 251 közleményét mutatják ki a műveiről készült bibliográfiák. (Ez a szám persze megtéveszt, mert Winkler számos cikke, különösen működése első évtizedeiben magyar és német nyelven is megjelent, lényegében, de nem okvetlenül mindenben azonos tartalommal.) Cikkeiből 67 foglalkozik valamiféle vízvizsgálattal. Működésében tehát a vízanalitika kiterjedt helyet foglal el. Nemcsak térben, hanem időben is. Míg más irányú munkái időben bizonyos zártságot mutatnak, víz vizsgálati cikkei egész élete folyamán megjelentek. Első jelentős cikke, mely sikerének lépesője volt, a már sokat emlegetett oldottoxigén-meghatározás volt vízben 1888-ban, utolsó közleménye (s egyúttal az egyetlen, amelyik társszerzővel, Maucha Rezsővel íródott) 1936-ban proteid-ammónia meghatározását tárgyalja szennyvízben. Kétségtelen, hogy Winkler Lajos a vízanalitika legnagyobb magyar mestere, s életének egy hosszú periódusán keresztül e téren világviszonylatban is a legszámottevőbb tekintélye volt.
Egyéb térfogatos analitikai módszerei közül a klasszikus ammóniameghatározás módosítására tett javaslatát kell külön kiemelni. A hagyományos módszernél, amely a szerves anyagok nitrogéntartalmának meghatározására szolgáló Kjeldahl-féle eljárásnak is befejező lépése, a valamilyen módon felszabadított ammóniát fölös sósavba vagy kénsavba desztillálják. A savfölösleget aztán lúggal visszatitrálják. Winkler az ammónia felfogására bórsavat alkalmazott. A bórsav által megkötött ammónia közvetlenül titrálható meg sav mérőoldattal, vizuális indikáció mellett. Előny itt, hogy a bórsav oldott koncentrációját nem kell ismernünk, elegendő ha bő feleslegben van jelen (1913). Ugyanezt a bórsavas megkötést alkalmazta lítium- és bázikus magnézium-karbonát analízisére. A szén-dioxidot bórsavas melegítéssel űzte ki. Ezzel az oldhatatlan karbonátok közvetlen acidimetriás mérése vált lehetővé.
A zsírok és olajok savszámának, illetve szappanszámának meghatározására nem etil-, hanem n-propilalkoholos kálium-hidroxid mérőoldatot javasolt (1911). Az oldószer magasabb forrpontja miatt az elszappanosítási reakció gyorsabb, ezenkívül nem szükséges visszacsepegő hűtő. Sikerült így nehezebben elszappanosítható anyagokat (lanolint, viaszt) is elszappanosítani.
Winkler vezette be a zsírok jódbrómszámának fogalmát, és ezen érték meghatározására számos módszert dolgozott ki. A zsírok és olajok telítetlenségének jellemzésére bevezetett jódszám meghatározása ugyanis rendkívül lassú és nem egyértelműen lezajló reakció. Bár a zsiradékok brómozása is hagy sok kívánnivalót, mégis jóval alkalmasabb folyamat, már csak a reakció nagyobb gyorsasága miatt. Winkler éveken keresztül foglalkozott e kérdéssel, és a máig is használt viszonylag legjobb és legmegbízhatóbb meghatározási eljárásokat hagyta ránk.
Levegő szén-dioxid-tartalmának meghatározására kidolgozott eljárása megint meglepő egyszerűségével tűnik fel. Alapja az a megfigyelés, hogy alkoholos oldatban elnyelt szén-dioxid gyors és fenolftaleinnel indikálható folyamatban reagál nátriumkarbonát mérőoldattal nátriumbikarbonát képződése közben (1933).
Szén-monoxid mikromeghatározására azt az ismert reakciót használta ki, hogy ez a gáz palládium-klorid oldatából fémes palládiumot választ ki. A levált palládium viszont reagáltatható fölös brómmal, pallado-bromid keletkezik. A fölös brómot visszatitrálja. A módszer azok közé tartozik, amelyeknek sikeres végrehajtása meglehetős gyakorlatot igényel, viszont rendkívül pontos eredményeket ad (1925).
Még sokat ismertethetnék Winkler új vagy tökéletesített térfogatos módszereiből, de e könyvecske kis terjedelme csupán a legérdekesebbnek kiragadását tette lehetővé.
Az első világháborútól visszavonulásáig Winkler az analitika legrégibb ágának, a súly szerinti elemzésnek tökéletesítésén fáradozott. Feltűnt neki, ami már másoknak is, hogy a gravimetriás eredményeket a lecsapás körülményei befolyásolják. Nem túlságosan persze, de mégis. Winkler Lajos működésének egyik legáltalánosabb jellemzője a pontosságra törekvés. Nem tudott elmenni ezen kis eltérések mellett, amelyek a XIX. század analitikusát talán még egyáltalán nem zavarták, de századunk tudósait már izgatták.
A csapadékleválás körülményeit tisztázó általános elmélet nem állt Winkler Lajos rendelkezésére. Ilyennel tulajdonképpen ma sem rendelkezünk még. Jól mutatja ez a tény, hogy gyakran a legrégibb dolgok a legtisztázatlanabbak.
Winkler a kérdést a célszerűség felől közelítette meg. Erdey László Winkler súly szerinti munkásságáról szóló kitűnő megemlékezésében igen találóan jegyezte meg: „Sokan úgy gondolják, hogy a fizika irányában csillagászati sebességgel fejlődő kémia eltávolodik a klasszikus kémiai alapoktól, és nem veszik észre, hogy a fejlődés periódusos törvényszerűségeinek megfelelően magasabb szinten bár, de ugyanazon alapproblémára tér vissza. Sokan talán ugy gondolják, hogy a súly szerinti analízisre már nincs is szükség, nem tudnak róla, és így talán már nem is létezik.”
Rámutattam már e könyvecske lapjain korábban, hogy a súlyszerinti meghatározás minden más irányú fejlődés ellenére az egyetlen abszolút analitikai módszer, s mint ilyen, aligha lesz a kémiai analízisből valaha is kiküszöbölhető. Így Winkler Lajosnak ez irányú tevékenysége válik valószínűleg a jövő távlatában működéséből a legmaradandóbbá. Ilyen szempontból jogosult Erdey érdekes párhuzamba állítása: „Winkler Lajos gravimetriás munkásságának a jellege olyan mértékben alapvetőnek és klasszikusnak minősíthető, mint a fizika területén Eötvös Lorándnak a gravitációra vonatkozó mérései. Winkler is, Eötvös is hasonló módon nyúlt egy akkoriban lezártnak tekintett alapvető klasszikus problémához.”
Winkler Lajos a súly szerinti analízisnek pontosságát kívánta növelni és az eredmények reprodukálhatóságát javítani. Utóbbi azonban nem a pontosság egyedüli mértéke, mert egy ügyes, gyakorlott analitikus a hibákat is kiválóan képes reprodukálni. Winkler alapelve precíziós módszereiben az volt, hogy egy adott meghatározás kísérleti körülményeit a legszigorúbban előírta. A meghatározásnak minden egyes műveletét alaposan vizsgálta, s a legjobbnak talált feltételeket írta elő. Úgy választotta meg őket, hogy az egyes részműveletek hibái lehetőleg kompenzálják egymást. A szigorúan betartott feltételek mellett elvégzett meghatározás eredménye nagy pontossággal reprodukálható. A valódi érték ismeretében az így „állandósított hibák” mellett nyert eredményeket azután „javítószámokkal” korrigálta.
Első ilyen tárgyú közleményében Winkler a szulfát súly szerinti meghatározásáról számolt be (1917). Ezt sűrű sorban követték a hasonló jellegű publikációk a bárium, a kromát, a kalcium, az arzén, az ólom súly szerinti precíziós meghatározásáról. Ezen túlmenően, néhány esetben kidolgozta a precíziós meghatározást több ion egymás melletti jelenlétében, amikor az elválasztás feltételeit is részletekbe menően szabályozta. Így a kalcium és magnézium elválasztását, továbbá a szulfát meghatározását kalcium, króm és foszforsav jelenlétében. Az itt idézett cikkek főcíme egységesen Beiträge zur Gewichtsanalyse. 1917 és 1922 között huszonkettőt jelentetett meg ezekből, ékes példájaként kitartó és lankadatlan szorgalmának azokban a politikailag rendkívül mozgalmas, gazdaságilag pedig rendkívül nehéz időkben is. De még számos későbbi cikke is témájánál fogva besorolható a precíziós gravimetriás dolgozatok sorába, ha nem is viselték már ezt az egységes címet. A magnézium félmikro-meghatározására kidolgozott eljárások zárták tulajdonképpen e témát 1935-ben, nyugdíjba vonulásával egyidejűleg.
Winkler egy-egy előírása sok száz különböző körülmények között elvégzett kísérlet alapján jött létre. A tiszta empírián alapultak. A tapasztalat pedig a tudomány bábája. Nem csoda, hogy Winkler önkényes előírásainak nem egyikét azóta a tudomány elmélete igazolta. Winkler például sok esetben javasolta, hogy a lecsapást nagy és definiált koncentrációjú idegen só jelenlétében végezzék, megszabott térfogatban. Azóta tudjuk, hogy idegen só alkalmazása csökkenti a relatív túltelítettséget, és növeli a kristályok felületén a rendeződés sebességét, miáltal elősegíti a jól kifejlett tiszta csapadékok leválását. Nagy koncentrációjú idegen ion pedig visszaszorítja egyéb idegen ionok adszorpcióját, így a kiindulási anyag különböző kísérői esetén is azonos mennyiségű szennyezőt adszorbeált csapadékkiválást segít elő.
PH kontroll mellett végzett csapadékleválasztás kimutatta, hogy a hidrogénionok beépülése a csapadékba döntő módon függ a lecsapószer adagolásának sebességétől és a forralás intenzitásától. Ez a megállapítás megint csak igazolta Winkler Lajos előírásának helyességét, amelyekben még ezekre a tényezőkre is gyakran adott kiviteli utasítást.
Winkler előírásaiban rendszerint szerepel, hogy a leválasztott csapadékot éjjelen át hagyni kell állni az anyalúggal együtt és csak másnap szűrni. Ez az ajánlás persze nem Winkler találmánya, hanem az analitikusok hosszú történelmi tapasztalatából ered. Az állás nemcsak érési és átkristályosodási okok miatt szükséges, hanem azért is, mert a csapadékos folyadék a lecsapás után nincs egyensúlyi állapotban, márpedig egy precíziós eljárás megköveteli az egyensúlyi állapot jó megközelítését.
Az analitika türelmet és időt igénylő tudomány. „Akinek nincs elég türelme, hogy bevárja a mérleg nyelvének csillapodását, az ne menjen analitikusnak” – szokta volt Winkler mondani.
Ám éppen az idő az, ami többnyire nincsen. Különösen nincsen ideje a mindennapok rutin analitikusának, az ipar minőségi ellenőrének, a vegyvizsgálónak, mert tőle valaki vagy valami, többnyire maga a termelés türelmetlenül várja az eredményt. A modern analitika gyors módszereket akar. Gyorsakat és pontosakat. S ha feltétlenül választani kell a kettő között, nemegyszer a pontosságban hoz inkább áldozatokat a gyorsaság javára.
Winkler gravimetriás módszerei semmiképpen sem illenek a rohanó tempójú laboratóriumokba, ahol egyre több műszer fénylik, amelyeken az eredményeket öníró szerkezetek regisztrálják, s lassan egészen eltűnik belőle a fülke a nagy vízfürdővel, s az azon éjszakázó csapadékos folyadékokat tartalmazó, óraüveggel fedett poharakkal.
A műszer valamit mindig mutat. De nem biztos, hogy mindig a jót. A műszer nem hűséges, gyakran nagyon csalfa társ. Erre saját kárán jött rá nem egy analitikus, aki túlságosan megbízott bennük.
A műszert ellenőrizni kell. S mint mondtam, emiatt sokáig fognak még Winkler sok türelmet, sok fáradságot, sok gondosságot igénylő, de éppen ezért nagyon-nagyon megbízható precíziós módszereihez folyamodni.
Winkler Lajos analitikai kémiai munkásságának reprezentatív gyűjteménye a Die chemische Analyse c. sorozat kötetenként jelent meg Ausgewählte Untersuchungsverfahren für das chemische Laboratorium címen.
E sorozat a stuttgarti Enke kiadónál indult meg 1908-ban Max Margosches román származású brünni professzor kezdeményezésére és szerkesztésében, azon célkitűzéssel, hogy az analitikai kémia ügyét monográfiákkal segítse, melyeket kötőelemeknek képzelt folyóiratcikkek és nagy kézikönyvek között. Margosches halála után 1929-ben a szerkesztést Wilhelm Böttger, a lipcsei egyetem professzora vette át. Böttger Wilhelm Ostwald tanítványa, a potenciometrikus titrálás egyik feltalálója, a korszak egyik legelismertebb analitikaprofesszora volt. Neve magas színvonalat garantált. Az első, akit Böttger szerzőnek felkért, Winkler Lajos volt. Könyve 1931-ben jelent meg a sorozat 29. tagjaként 152 oldalon. A sorozat legsikeresebb tagjaként is említhető. A könyvet Winkler elhunyt tanára, Than Károly emlékének ajánlotta.
Nincs különösebb szerkezete e könyvnek. Winkler fontosabb eljárásait ismerteti: gázanalitikai módszerek, térfogatos módszerek, súly szerinti módszerek csoportosításban. Nincs is benne más hivatkozás, csak saját közleményekre. Tömör, száraz munka. Nincsenek bevezetések, előzmények, magyarázatok. Receptek vannak benne. Nem olvasni való könyv volt, nem is tankönyv; a laboratóriumi asztalra kellett fektetni és csinálni szerinte az analízist. A gyakorló analitikus tudta méltányolni értékét. Méltányolta is, kereste is, mert hiszen 1935-ben megjelent a könyvnek ugyanazon a címen második része. Ez azonban második rész is, meg nem is, mert nagyón sok minden benne van, ami az elsőben is benne volt, kiegészítve, új vizsgálatokkal megerősítve, és ezekhez járult még egy csomó új vizsgálati eredmény.
Analitikai kémiai vizsgálatokból indult ki Winkler Lajos életművének egy másik fontos területe, amelyiken maradandó sikereket ért el. Gázok oldhatósági értékeit állapította meg különböző oldószerekben, rá jellemző egyszerű technikán és igen pontosan. Máig is közhasználatú értékek. Ez a munka is a vízben oldott oxigén meghatározásból fejlődött ki, amelyik tehát minden szempontból a legszerencsésebbnek mondható kezdet volt. Winkler kémiai oxigénmeghatározásai nem egyeztek a Bunsen gazometriás módon meghatározott abszorpciós értékeivel. Módszere helyességének igazolására Winkler a meghatározásokat gazometriásan is megismételte. Bunsenhez hasonló elven, de egy maga konstruálta szellemes készülékkel és vízköpennyel körülvett eudiométer segítségével gazometriásan is megvizsgálta, hogy a víz különböző hőfokon mennyi oxigént tud oldani. Az eredmények bebizonyították, hogy az ő kémiai eljárása helyes értékeket ad, Bunsen értékei viszont tévesek voltak.
Tévedése egyrészt elvi okokból adódott, mert félreérthetően definiálta az ún. „abszorpciós koefficiens” értékét, nyitva hagyván a kérdést, hogy az abszorbeált gáz parciális nyomása avagy gáz és oldószer telített gőzének együttes nyomása egyenlő 760 Hgmm-rel. Winkler ezért megkülönböztette az abszorpciós koefficienst, ahol a vizsgálandó gáz parciális nyomása 760 mm, és az oldhatósági koefficienst, amely esetben gáz és oldószerük együttes nyomása 760 mm. Ezenkívül Bunsen még kísérleti hibákat is vétett. Ha Bunsen oxigénabszorpciós értékeiről kiderült, hogy metodikai hibák miatt tévesek, akkor valószínű, hogy más gázokra megadott adatai is hibásak. Winkler ezután rendre megvizsgálta a hidrogén, a nitrogén, nitrogén-oxid, szén-dioxid, metán, klór, bróm, metilklorid oldékonyságát különböző hőmérsékleteken vízben. Majd vizsgálatait más oldószerekre, elsősorban alkoholokra is kiterjesztette. Ahol tehette, a gazometriás módszert kémiai módszerrel egészítette ki; oxigénmódszerénél meggyőződött arról, hogy ezek egyszerűbbek és megbízhatóbbak.
Winkler e mérések során rengeteg számszerű adatot állapított meg. Az ember mindig keresi az összefüggést, a részletekből az általánost. Winkler is megtette ezt. Öt permanens gázra (H2, N2, CO, NO,O2) nyert adatai mutatták, hogy az abszorpciós koefficiens százalékos csökkenése növekvő hőmérsékletnél nem egyforma, hanem különböző. A különbség persze csak a hidrogénnél számottevő. Winkler 1892-ben megállapította, hogy a százalékos csökkenést a gáz molekulasúlyának köbgyökével elosztva egy kielégítően állandó értéket kapunk. Később (1906) tovább finomította újabb adatokkal és táblázatokkal bőségesen alátámasztott tételét, amelyet a víz belső surlódásának hő okozta megváltozásával magyarázott.
Újabb képlete szerint:
__
(β – β1)/β = (μ – μ1)/μ • √ m /k,
(β – β1)/β = (μ – μ1)/μ • √ m /k,
ahol β és β1 a különböző hőmérséklethez tartozó abszorpciós koefficiensek, μ és μ1 a megfelelő belső surlódás, m a gáz molekulasúlya, k pedig egy állandó. Winkler szerint az állandó a hőmérséklettől független és csupán a gázmolekulában levő atomok számától függ. Minél több az atomok száma, annál kisebb az érték. Egyatomos gáznál 3,2, négynél 2,9 és így egyre lassabban tovább, hétnél 2,6.
Tételével Winklert valószínűleg a legnagyobb csalódás érte, ami kutatót megállapításaival kapcsolatban érhet. Nem vitatták, nem bizonyították be, hogy téves, nem támadták, nem igazolták, nem módosították – egyszerűen nem vették észre. Sem akkor, sem azóta. Semmi nyomát nem találtam a kémiai irodalomban, hogy valaki is megemlítette volna. Azt se tudnám megmondani, hogy végül is igaz-e Winkler egyenlete, avagy nem, annyira nem foglalkoztak vele. Mivel rengeteg tényadat alapján állapította meg, képletének koraibb, egyszerűbb formájának helyességében nehéz kételkedni.
A Winkler-centenáriumon tartott előadásában Szabó Zoltán foglalkozott a problémával, s Winkler egyenletét megkísérelte a folyadékok, illetve gázoldatok lyukelméletének bizonyítékaként felfogni, mindenesetre avval a fenntartással, hogy Winkler adatait újabb szempontok szerint lenne célszerű feldolgozni.
Ugyancsak Szabó Zoltán említi, hogy Winklert rendkívül bántotta, hogy tétele az irodalomban nem részesült elismerésben. Ez minden bizonnyal így volt. Winkler az átlagnál érzékenyebb ember volt. Addigi analitikai közleményei az átlagot messze meghaladó figyelmet keltettek. Adott magára és eredményeire. Csalódottsága is nagyobb lehetett az átlagos kémikus átlagos csalódásánál, ha egy-egy közleménye visszhang nélkül marad.
Ő maga soha többé nem tért vissza elképzelésére, egyenletére. Említett, válogatott munkásságát tartalmazó könyveiben bőven ismertette az általa meghatározott gázabszorpciós koefficienseket s a meghatározásukra szolgáló módszereket is, de semmit nem ír az általa megállapított összefüggésről. Talán e csalódottság motiválja azt, hogy Winkler nemcsak közleményeiben maradt a mért eredményeknél, az empirikusan kidolgozott módszerek száraz ismertetésénél mindenféle miértet, megokolást vagy következtetést mellőzve, hanem egyetemi előadásaiban is feltűnő módon kerülte bármiféle elmélet megemlítését, mint arról e könyvben korábban már kritikusan említést tettem.
Gázok, gőzök sűrűségének, anyagok olvadáspontjának, forráspontjának meghatározására is ötletes és egyszerű eljárásokat konstruált Winkler. Ezeknek is közös jellemzője, hogy a fizikai mérések hibáit számítás nélkül, valamilyen ügyes kompenzációval igyekezett mindig kiküszöbölni.
Winkler Lajos közreműködött a Magyar Gyógyszerkönyv több kiadásában, valószínűleg legelőször az 1888-ban megjelent II. kiadásban. Ezen ugyan neve még nem szerepel, de mivel a Gyógyszerkönyv Bizottság elnöke Than Károly volt, és a munkálatok jó része az ő intézetében készült, a fiatal gyógyszerész képesítésű gyakornoknak nagy valószínűséggel jutott feladat a munkában. Emellett szól az, hogy ennek megjelenésével egyidjűleg a Gyógyszerészi Közlönyben a gyógyszerkönyv kémiai részét magyarázó ismertetéseket közölt Winkler Lajos és Karlovszky Geyza, s csakhamar egy Zsebkommentár a Magyar Gyógyszerkönyv chemiai részéhez – függelékül a térfogatos elemzés vázlatával c. kiadványt is megjelentették. Winkler Lajos ezt a gyógyszerkönyvet a budapesti VIII. Nemzetközi Közegészségügyi és Demográfiai Kongresszuson 1897-ben ismertette, s különösen kiemelte, hogy szemben a német és osztrák gyógyszerkönyvekkel, „a készítmények anyagtartalmának meghatározására s általában a mennyiségi meghatározásokra a magyar gyógyszerkönyv nagyobb súlyt fektet”.
A Magyar Gyógyszerkönyv 3. (1909) és 4. kiadása (1934) már név szerint említi Winkler Lajost mint a kémia rész szerzőjét. E gyógyszerkönyvnek jellemzői: minél egyszerűbb módszereket előírni a gyógyszertári készítmények vizsgálatára: Olyat, amelyik lehetőleg minden patikában minden patikus által elvégezhető. Ezt az álláspontot Winkler Lajos képviselte leghatározottabban a 4. Gyógyszerkönyv kialakításánál. Evvel korántsem talált már általános egyetértést, s ezen a kérdésen több éves késedelmet is szenvedett a munka. A megjelent mű végül is Winkler álláspontjának érvényesítéséről tanúskodik. Kérdés persze, jó és korszerű volt-e ez az álláspont akkor, amikor a gyógyszertárakban többségükben már gyári készítményeket árultak magisztrálisak helyett. A gyógyszerész aligha foglalkozott gyári termékek minőségellenőrzésével, ez egyre inkább hatósági laboratóriumok feladatává vált. Ezek pedig már nagyobb analitikai eszköztárral rendelkeztek. Korántsem volt tehát szükséges a patikus szerény analitikai felszereléséhez igazodni. A következő Gyógyszerkönyv (1953) azután már el is tért ettől az alapelvtől.
*
Winkler Lajos születésének századik évfordulójáról 1963. április 24–28 között a Magyar Tudományos Akadémián nemzetközi analitikai tudományos ülésszakkal összekötött centenáris ünnepség keretében emlékeztek meg. Az ülésszak a magyar analitikai kémiának a felszabadulás utáni első széles körű nemzetközi bemutatkozása volt, és méltóképpen reprezentálta azt a nagy és színvonalas fejlődést, amely az analitikai kémia tudományában hazánkban azóta bekövetkezett, és amelynek révén országunk e tudományág művelésében a világ élvonalába tört. A visszagombolyított szálak sokasága vezetett Winkler Lajos laboratóriumába, abba a műhelybe, ahol e fejlődés nem egy vezető személyisége valaha működött, és nem egy módszernek csírája fogant. A Talanta című nemzetközi analitikai folyóirat az ülésszak alkalmából magyar különszámot jelentetett meg Winkler Lajos tiszteletére. Ez volt az első ilyen nemzeti szám a nemzetközi folyóiratok terén, s ez értékessé teszi, mégha azóta a nemzeti különszámok kiadói rutinfogássá alakultak is. A díszülésen Winkler Lajosról 5 előadás hangzott el. Schulek Elemér tartotta az általános megemlékezést, Erdey László Winkler Lajosnak súlyanalitikai, Szabó Zoltán fizikai kémiai, Szarvas Pál titrimetriás, Végh Antal gyógyszerészkémiai munkásságát méltatta. Az előadások más, az irodalomban felsorolt munkákkal együtt értékes segítséget nyújtottak eme életrajz megírásához. Köszönettel tartozom továbbá mindazoknak, akik személyes visszaemlékezéseikkel gazdagították információs anyagomat, elsősorban Erdey-Grúz Tibor akadémikusnak és Végh Antal professzornak. Köszönöm Keszei Irma muzeológusnak a levéltári kutatásban nyújtott segítségét.
