Teoria flogistonu został zaproponowany przez niemiecki Ernst Stahl w 17 wieku, aby wyjaśnić, dlaczego niektóre substancje mogą spalić. Filozof ten twierdził, że rzeczy płonęły, ponieważ miały w sobie „flogiston”.
Słowo flogiston pochodzi od greckiego „phlos”, co oznacza „płomień”, więc „flogiston” oznacza „co idzie w płomieniu”. Opierając się na tej zasadzie, Stahl był przekonany, że coś zostało „zgubione” lub „odeszło” z materiału podczas spalania.
Spalanie węgla, na podstawie którego powstała teoria flogistonu (fot. Alexas_Fotos na www.pixabay.com)
Ta teoria była być może jedną z pierwszych metateorii z pewną chemią, którą zaproponowano, mając za poprzedników idee Arystotelesa, które próbowały wyjaśnić, że materia składa się z czterech elementów: ognia, powietrza, wody i ziemi.
Jednak teoria była bardzo uproszczona i opierała się na pewnych alchemicznych zasadach, które miały z tym ścisły związek: materiałów nie można było rozdzielić na ich składniki w prosty i prosty sposób, ale można je było jedynie przekształcić z jednej mieszaniny w drugą. sukcesywnie.
Georg Ernst Stahl był jatrochemistą (naukowcami łączącymi wiedzę medyczną i chemiczną) i filozofem, uznanym za pierwszego lekarza króla Prus.
Stahl nie był naukowcem metodycznym, który ilościowo śledził badane przez siebie zjawiska, raczej zawsze starał się udzielić prostych odpowiedzi na nurtujące go pytania.
Pochodzenie
Ernst Stahl był obrońcą idei Johana Bechera, który twierdził, że cała materia (oprócz metali) składa się z trzech „ziem”, a mianowicie: substancji podstawowej, ziemi siarkowej i ziemi rtęciowej.
Kompozycja Bechera opierała się na arystotelesowskich ideach, które potwierdzały, że siarkowa ziemia była ogniem „śpiącym” w ciałach i że po „przebudzeniu” pochłaniała siarkę „Paracelsusa”, która była w środku ciała.
Portret Georga Ernsta Stahla (Źródło: patrz strona dla autora Via Wikimedia Commons)
Becher uważał, że metale składają się z różnych materiałów i dlatego mogą być „transmutowane”. To znaczy, aby przekształcić się z jednego metalu w inny tylko poprzez jego ogrzewanie, zmieniając w ten sposób związki chemiczne między materiałami, z których składa się każdy metal.
Opierając się na tych zasadach, Stahl skupił się na rozwikłaniu tajemnic towarzyszących spalaniu ciał organicznych w tamtym czasie. Wszystkie przeprowadzane przez niego eksperymenty polegały na spalaniu metali i materiałów takich jak siarka, węgiel i inne.
Spalając te związki, Stahl udokumentował, że po prostu obserwując, jak związek jest konsumowany, mógł stwierdzić, że „coś” rozproszyło się, zniknęło lub zniknęło. To „coś”, które Stahl zauważył, nazwał „flogistonem”.
W ideach Arystotelesa siarka była ogniem zawartym w materii, a „filozoficzna siarka Paracelsusa” została całkowicie utracona, gdy spalenie aktywowało ogień zawarty w siarki lub ziemi siarkowej w substancjach organicznych, takich jak drewno.
Stahl połączył metody stosowane przez alchemików, takich jak Becher, idee arystotelesowskie i swoje obserwacje spalania, aby zaproponować teorię flogistonu.
Początek
Teoria Stahla zyskała na sile wśród ówczesnych naukowców i chemików, ponieważ dla nich, jeśli organizm miał zdolność palenia lub palenia, składały się one z siarki. Dla tych naukowców siarka była materiałem bardzo podobnym do metali.
Co więcej, ówcześni naukowcy zdefiniowali flogiston jako „istotę” lub „niezniszczalną istotę”, która może być ponownie inkorporowana do materiałów poprzez pułapkę w jakiś sposób, podczas gdy materiał, z którego został oderwany, palił się.
Inną nieodłączną właściwością flogistonu była jego zdolność do przenoszenia się z jednego materiału do drugiego. To wyjaśniało sposób, w jaki niektóre ciała były spalane, a inne kalcynowane, ponieważ niektóre miały zdolność przenoszenia flogistonu, a inne nie.
Wiele badań Stahla i innych ówczesnych naukowców skupiało się na próbie wyizolowania flogistonu. Kilku naukowców skojarzyło flogiston z „łatwopalnym powietrzem”, twierdząc, że tak.
Teoria ta była szeroko rozpowszechniona w tamtym czasie i wydawała się dobroczynnie wyjaśniać, dlaczego nastąpiło spalanie ciał, podobieństwa, które zaobserwowano między metalami i „fuzję” aspektów, takich jak utlenianie i redukcja, w jednym zjawisku: flogistonie .
Przykładem szeroko stosowanym przez obrońców teorii flogistonu był węgiel na kwasie witriolowym, którym obecnie jest siarkowodór. W tym przykładzie węgiel „traci” zdolność spalania (do flogistonu) i jest przenoszony do siarki, dając początek kwasowi witriolowemu.
Zastrzeżenia do teorii
W XVII wieku teoria ta została uznana za najważniejszą ze wszystkich chemii, ponieważ wyjaśniała wszystkie obserwacje poczynione w tej dziedzinie. Kant opisał to z podobną doniosłością, jak Galileusz dotyczący upadku ciał.
Jednak metodycznemu naukowcowi, który stosował strategie pomiarowe głębsze niż tylko obserwacja, łatwo było znaleźć błędy w teorii flogistonu. Tym naukowcem był Francuz Laurent de Lavoisier.
Portret Antoine Lavoisier (Źródło: H. Rousseau (grafik), E.Thomas (grawer) Augustin Challamel, Desire Lacroix Via Wikimedia Commons)
Lavoisier był fanatykiem nauk fizycznych i przyrządów pomiarowych. Postanowił dokładnie zrozumieć mechanizm spalania i teorię flogistonu, stwierdzając, że ogień nie powoduje natychmiastowego wzrostu lub spadku masy materiałów.
Lavoisier dokładnie zmierzył spalanie różnych materiałów i ustalił, że waga pozostałości po spaleniu była bardzo podobna do masy materiału przed spaleniem w ogniu.
W 1774 roku Lavoisier usłyszał o eksperymentach Josepha Priestleya, który używał pyłu rtęciowego i „pozbawionego zapłodnienia” powietrza.
To doprowadziło go do przeprowadzenia serii rygorystycznych eksperymentów, które przeprowadził w latach 1773-1775, w których odkrył, że pozbawione zapłodnienia powietrze uwolnione z pyłu rtęciowego jest tylko najzdrowszą i najczystszą częścią powietrza, którym oddychamy. Nazwał tę część „witalnym powietrzem”.
Lavoisier stwierdził, że procesy spalania i kalcynacji były ograniczone w czasie, gdy zachodziły w zamkniętych zbiornikach. Ponadto wzrost materiału po spaleniu był spowodowany "powietrzem witalnym", które materiał wchłonął po spaleniu.
W 1779 roku Lavoisier opublikował pracę zatytułowaną Ogólne rozważania na temat kwasów i zasad, z których się składają, w której ochrzcił jako „tlen” substancję, z której w pewnych warunkach powstały wszystkie kwasy.
Bibliografia
- Kamlah, A. (1984). Logiczne dochodzenie w sprawie Phlogiston. W Reduction in science (str. 217-238). Springer, Dordrecht.
- Rodwell, GF (1868). I. O teorii flogistonu. London, Edinburgh i Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 35 (234), 1-32.
- Siegfried, R. (1989). Lavoisier i połączenie flogistyczne. Ambix, 36 (1), 31–40.
- Soloveichik, S. (1962). Ostatnia walka o flogiston i śmierć Priestleya. Journal of Chemical Education, 39 (12), 644.
- Vihalemm, R. (2000). Teza straty Kuhna i przypadek teorii flogistonu. Nauka i technologia.
- Woodcock, LV (2005). Teoria flogistonu i rewolucje chemiczne. Biuletyn historii chemii, 30 (2), 57–62.