Реферат з історії хімії на тему: " Теорія флогістон"



Скачати 241.93 Kb.
Дата конвертації13.12.2016
Розмір241.93 Kb.
ТипРеферат
Міністерство освіти і науки України

Рівненський державний гуманітарний університет




Реферат з історії хімії

на тему:
Теорія флогістон”


Підготувала:

Студентка V–курсу

Групи ФМХ–51

Фізико–технологічного

факультету

Пахарчук О. В.


Перевірила:

Мартинюк Г. В.

Рівне–2011
Флогістон (грец. phlogistos - займистий, горючий), в уявленнях хіміків XVIII ст. гіпотетична основа горючості, «вогненна субстанція», що нібито наповняє всі горючі речовини і вивільнюється з них при горінні.

Термін введений Йоганом Бехером і Георгом Шталем у 1703 році для пояснення процесів горіння. Флогістон представляли як невагому рідину, що відлітала з речовини при спалюванні. У той час вважалося, що метал — це сполука «землі» (оксиду металу) із флогістоном, і при горінні метал розкладається на «землю» і флогістон, який змішується з повітрям і не може бути відділений від нього. Збільшення маси металу при згорянні пояснювали негативною масою флогістону. Здатність виділяти флогістон з повітря приписували рослинам.



Флогістон і відкриття газів

Хіміки XVI і XVII століть досить часто згадували про виділення газу при впливі кислот на метали. Першим зібрав і дослідив цей газ Генрі Кавендіш тільки в 1766. Будучи прихильником теорії флогістону, Кавендіш думав, що цей газ, через його горючість і легкість, і є чистий флогістон. Уже пізніше, у 1783 року, Антуан Лавуазьє, провівши дослідження води, довів складність її будови, а в 1787 визначив "горюче повітря" як новий хімічний елемент, що тепер відомий під ім'ям водню.

Оскільки речовина припиняє горіти, коли повністю згорить, або коли в об'ємі, де вона горить, скінчиться все повітря, то повітря також було якийсь час частиною теорії. У такий спосіб вважалося, що саме повітря поглинає флогістони, що залишають палаюче тіло. Джозеф Блек, студент Дэніеля Рутерфорда (Daniel Rutherford), відкрив азот у 1772 і використовував дану теорію, щоб пояснити свій результат. Залишок повітря після горіння, що фактично є сумішшю азоту і вуглекислого газу, іноді згадувався як "phlogisticated air" (перенасичений флогістонами).

Навпаки ж, коли був виявлений кисень, його назвали "dephlogisticated air" (бідний флогістонами), як речовина, здатна до об'єднання з великою кількістю флогістонів, завдяки чому вона може підтримувати горіння довше, ніж звичайне повітря.


Значення флогістону для хімії

Гіпотеза флогістону була першою теорією в хімії і дозволила узагальнити безліч реакцій. Це було помітним кроком на шляху становлення хімії як науки. У 70x роках XVIII століття теорію флогістону було спростовано працями Антуана Лавуазьє, завдяки яким її змінила інша — киснева теорія горіння.


Вогняне повітря”
Карл Шеєле - аптекарський учень.

У другій половині XVIII століття в Швеції жив на рідкість старанний молодий аптекар Карл Вільгельм Шеєле. Він працював спочатку учнем, потім лаборантом і завжди вражав своїх господарів незвичайною старанністю.

Виготовлення пігулок, мікстур і пластирів – це були його обов'язки. Але Шеєле робив набагато більше, ніж від нього вимагали господарі. Покінчивши з приготуванням зілля і ліків, він влаштовувався де-небудь у вільному кутку або на підвіконні і приймався товкти, випаровувати та переганяти всякі хімічні речовини. Він сидів в лабораторії дні і ночі. Він ретельно вивчав старі хімічні книги, про які навіть досвідчені аптекарі казали, що розібратися в них мудро. І, якщо б його експерименти не кінчалися іноді несподіваними вибухами, господарі не могли б натішитися своїм лаборантом.

Його руки вічно були поїдені лугами і обпалені кислотами начорно. Він із задоволенням вдихав гострі запахи лабораторії, і навіть їдкий сірчаний дим або задушливі пари азотної кислоти не були йому противні.

Одного разу Шеєле приготував з'єднання, що пахне гірким мигдалем. Він вдихнув пари цієї речовини, щоб точно встановити його дійсний запах. Потім спробував визначити його смак і відчув у роті незвичайну теплоту. Повторити такий досвід не ризикнув би скільки тепер одна людина, яка дорожить своїм життям: з'єднання, що пахне гірким мигдалем, ми зараз називаємо синильною кислотою, і воно відоме як сильна отрута. Добре, що Шеєле проковтнув тільки мізерну краплю його.

Шеєле не знав про отруйні властивості відкритої ним кислоти. Але якщо б він і здогадувався про них, то, напевно, не втримався і все одно спробував би її на смак. Для нього не було більшої радості, ніж відкриття нової речовини, не баченого до нього ні однією людиною в світі, або відкриття нових властивостей у речовин вже відомих. Він усіляко випробував природу і кожного разу з хвилюванням чекав результатів.

«Який щасливий дослідник, коли знаходить те, що шукав! Як радіє його серце!»- Писав він одного разу своєму другові.

На долю Шеєле випало багато такого щастя, і цим він був зобов'язаний, мабуть, тільки самому собі. У школах і в університеті він не навчався, помічників не мав. Він вчився всього сам і сам майстрував свої нехитрі прилади з аптекарських банок, скляних реторт і бичачих міхурів.

Чотирнадцятирічним його віддали в учні до аптекаря Бауху. І, коли дев'ятнадцять років потому Шведська Академія наук обрала Шеєле своїм членом, він все ще був простим лаборантом провінційної аптеки, який, як і в юні роки, витрачав велику частину свого мізерного платні на книги і хімічні реактиви.

Шеєле був природженим хіміком. І, як справжній хімік; він прагнув дізнатися, що з чого складається. Він хотів знати, з яких найпростіших складових частин, або елементів, утворені оточуючі нас речовини. А багаторічний досвід переконав його в тому, що цього не можна встановити, не зрозумівши справжньої природи вогню: адже рідко який хімічний експеримент можна здійснити без нагрівання і вогню.

Коли Шеєле став вивчати природу вогню, йому скоро довелося замислитися над тим, яку участь бере в горінні повітря. Дещо він міг про це дізнатися з книг старих хіміків. Ще за сто років до Шеєле англієць Роберт Бойль і інші учені довели, що свічка, вугілля і всяке інше пальне тіло може горіти тільки там, де є досить багато повітря.

Якщо накрити, наприклад, палаючу свічку скляним ковпаком, вона погорить трохи і потухне. А якщо зовсім видалити повітря з-під ковпака, то свічка згасне миттєво. І, навпаки, коли у вогонь підкачують багато повітря, як це роблять ковалі з допомогою хутра, то полум'я розгорається яскравіше і сильніше.

Ніхто в ті часи не міг, проте, до ладу пояснити, чому все так відбувається і навіщо, власне, повітря потрібне палаючого тілу. Щоб розібратися в цьому, Шеєле став проводити досліди з різними хімічними речовинами в посудинах, щільно закритих з усіх сторін.

«У закритій посудині міститься тільки строго обмежена кількість повітря, а ззовні туди нічого не може потрапити, - думав Шеєле. - Якщо з повітрям що-небудь трапляється при горінні і інших хімічних перетвореннях, то тут це легше буде виявити ».

Повітря тоді вважали елементом - однорідною речовиною, яке ніякими силами не можна розщепити на ще більш прості складові частини. Шеєле теж спочатку був такої думки. Але скоро він повинен був її змінити.
Чому гасне вогонь?

Одного разу вночі Шеєле сидів в лабораторії аптеки міста Упсали і готував черговий дослід. Мертва тиша панувала в домі. Давно вже зачинилися двері за останнім покупцем, давно пішов до себе спати господар аптеки. Тільки один Шеєле пильнував над своїми колбами і ретортами.

Він дістав з шафи велику банку, наповнену водою. На дні її лежав шматок чогось жовтого, схожого на віск. У напівтемряві вода і воскоподібні маса світилися таємничим зеленуватим світлом. Це був фосфор - речовина, яку хіміки завжди зберігають у воді, тому що на повітрі воно швидко змінюється, втрачаючи всі свої властивості.

Шеєле просунув ніж в банку, примірявся і, не виймаючи фосфору з води, відрізав від нього невеликий шматок. Потім він витягнув відрізаний шматок, кинув в порожню колбу, заткнувши її пробкою, і підніс до палаючої свічі.

Тільки-но краєчок полум'я торкнувся колби, як фосфор зараз же розплавився і розтікся на дні калюжкою. А ще через секунду він спалахнув яскравим полум'ям, і колбу відразу наповнив густий туман, який скоро осів на стінках білим інеєм. Це сталося в одну мить, фосфор відразу згорів і перетворився на суху фосфорну кислоту (Тепер ми називаємо це речовина фосфорним ангідридом, а його водний розчин - фосфорною кислотою, але за часів Шеєле обидві речовини однаково називалися кислотою).

Це був дуже ефектний дослід, але Шеєле, здавалося, залишався до нього абсолютно байдужим. Не в перший раз йому доводилося запалювати фосфор і спостерігати, як він перетворюється на кислоту. І зараз його займав не сам фосфор, а зовсім інше: він хотів знати, що стало з повітрям, яке перебувало у колбі під час горіння фосфору. Як тільки колба охолола, Шеєле опустив її в балію з водою горлом вниз і витягнув пробку. Тоді сталося щось дивне: вода з балії хлинула в колбу від низу до верху і заповнила п'яту частину її об'єму.

- Знову! - Прошепотів Шеєле. - Знову те ж саме. П'ята частина повітря, зникла, і замість неї набралася вода ...

Дивна річ! Які б речовини не намагався Шеєле спалювати в закритих посудинах, він завжди виявляв одне і те ж цікаве явище: повітря, яке знаходилося в посудині, обов'язково зменшувалося при горінні на одну п'яту частину. І тепер вийшло те ж саме: фосфор згорів, фосфорна кислота залишилася вся в колбі, а повітря випарувалося.

Як же могло воно піти з щільно закритої колби, в горлі якої туго сиділа пробка?

Поки остигала колба, де згорів фосфор, Шеєле встиг підготувати новий дослід. Він вирішив спалити тепер у закритій посудині ще одне горюча речовина - той газ, який утворюється, коли метал розчиняється в кислоті.

Горючий газ був приготований в декілька хвилин. Шеєле насипав в маленьку склянку залізних стружок, облив їх розчином купоросної олії і заткнув склянку пробкою, куди була вставлена довга скляна трубка ... Стружки зашипіли, кислота завирувала, і в ній запінились срібні бульбашки газу. Шеєле підніс до верхнього кінця трубки свічу. Зараз же виходив з трубки газ загорівся тоненьким, блідим вогненним язичком. (Читач, якщо ти захочеш сам виконати такий же досвід, будь обережний - може статися вибух. Перш ніж запалювати газ, треба почекати кілька хвилин, поки він не заповнить всю трубку. Найкраще такі досліди робити не самому, а під керівництвом викладача).

Тоді Шеєле вставив склянку у високу скляну чашку з водою, а над полум'ям перекинув вверх дном порожню колбу. Горло колби входило у воду, так що повітря ззовні ніяк не могло до неї потрапити. І ось в цьому замкнутому просторі горіла бліде полум'я газу. Як тільки колба була перекинута над полум'ям, зараз же в неї знизу вгору кинулася вода. Нагорі горів газ, а знизу піднімалася вода. Вона йшла все вище і вище, і чим далі піднімалася, тим гірше горів газ. Нарешті полум'я зовсім згасло. Шеєле зауважив, що вода до цього часу знову встигла заповнити тільки біля п'ятої частини об'єму колби.

«Ну добре, - думав він, - припустимо, що повітря з невідомої мені причини повине зникнути під час горіння. Але чому ж тоді зникає тільки частина його, а не все? Адже газу зараз вистачило б для горіння ще надовго. Стружки ще киплять, кислота в склянці вирує. Якщо я зараз зніму колбу і підпалю газ на відкритому місці, він знову займеться. Чому ж газ потухає під колбою, де ще залишилося чотири п'ятих повітря? » Раптом смутний сумнів, не раз уже зароджується у Шеєле в останні дні, знову промайнуло в голові:

«А чи не означає це, що повітря, що залишається в колбі, зовсім не таке, як те повітря, яке зникає з неї під час горіння?»

Шеєле готовий був зараз же приступити до нових експериментів, щоб перевірити свою здогадку до кінця. Але, поглянувши на годинник, він з жалем відмовився від цього: було вже далеко за північ, а йому з ранку належало знову сидіти тут і готувати ліки. Неохоче Шеєле погасив свічку і покинув лабораторію. Але думка про два різних видах повітря не виходила більше у нього з голови. З цією думкою він і заснув.
Повітря «мертве» і повітря «живе»

На другий день, ледве впоравшись з аптечними справами, Шеєле з запалом взявся перевіряти свою нову ідею. Він переглянув всі записи, які зробив в лабораторному журналі з тих пір, як став вивчати вогонь і горіння. Деякі досліди були повторені ним наново. І з особливою наполегливістю він став досліджувати повітря, яке залишалося в колбі після того, як там згорала яка-небудь речовину.

Мертвим, нікуди не придатним виявилося це повітря. У ньому ніщо не бажало горіти. Свічки згасали, наче їх задувала якась невидимка, розжарене вугілля охолоджувалось, палаюча скіпка миттєво гасла, як ніби її обдавали струменем води. Навіть горючий фосфор і той відмовлявся займатися. А миші, яких Шеєле пробував садити в банку, наповнену цим мертвим повітрям, подихати в ньому відразу від задухи. З вигляду ж воно було так само прозорим і безбарвним, як і звичайне повітря, і так само позбавлене запаху і смаку.

Тепер для Шеєле все стало ясно: звичайне повітря, яке оточує нас з усіх сторін, зовсім не елемент, як думали люди спокон віків. Повітря - це не однорідна речовина, а суміш двох зовсім різних складових частин. Одна з них підтримує горіння,але під час горіння кудись пропадає;інша, більша частина до вогню байдужа і залишається при спалюванні горючих речовин абсолютно недоторканою. І якби повітря складалося тільки з неї однієї, то жодна іскорка ніколи не засяяла б у нашому світі!

Шеєле, звичайно, більше цікавився не цією «неживою» частиною повітря, а його активною частиною, тією, що зникала під час горіння.

«Чи не можна як-небудь її отримати у чистому вигляді, окремо від «непотрібного» повітря?»- Думав він.

Виявилося, що можна.

Згадав Шеєле, що не раз доводилося йому спостерігати, як несподівано спалахують порошинки кіптяви, проносячись над тиглем, де плавиться селітра, та сама, з якої готується чорний порох. Чому, запитувалося, так легко спалахують ці порошинки над вируючою селітрою? Чи не тому, що з неї струмує якраз та частина повітря, яка сприяє горінню?

На деякий час Шеєле закинув всі інші досліди і зайнявся селітрою. Він плавив її, переганяв на вогні з купоросним маслом і без нього, толок з сіркою, з вугіллям. А господар аптеки з побоюванням зиркав на цю метушню, задаючись питанням, не злетить він коли-небудь у повітря разом зі всім своїм закладом. Адже від селітри до пороху не так вже далеко!

Але сталося зовсім інше.

Одного разу, коли аптекар розхвалював якомусь вибагливих покупців високі якості гірчичного пластиру, з лабораторії в аптеку увірвався Шеєле і, розмахуючи порожньою банкою, закричав:

- Вогняне повітря! Вогняне повітря!

- Заради бога, що сталося?- Закричав, у свою чергу, аптекар. Знаючи тихий норов Шеєле, він подумав, що сталося щось страшне, якщо лаборант такий збуджений.

- Вогняне повітря! - Повторював Шеєле, б'ючи по порожній банку. - Ходімо, я вам покажу справжнє диво.

Він потягнув здивованого господаря разом з покупцем в лабораторію. Тут Шеєле вихопив совком з жаровні декілька напівпотухших вуглин, відкрив свою банку і кинув його туди. Зараз же вугілля дружно запалало сильним білим полум'ям.

- Вогняне повітря - з гордістю пояснив Шеєле. Аптекар і покупець мовчали, в подиві дивлячись один на одного. А Шеєле дістав лучинку, запалив її, тут же задув і сунув в іншу банку з «вогняним повітрям».

І знову вогонь, майже зовсім було згасло, загорівся з надзвичайною яскравістю.

- Що за чаклунство? - Пробелькотів бідний покупець, ледь вірячи своїм очам. -У банку-то ж нічого не було!

- Там був газ - вогняне повітря, - намагався пояснити Шеєле. - Я отримав його, переганяючи селітру. У звичайному повітрі, яке нас оточує, міститься тільки п'ята частина його.

Покупець кліпав очима, нічого не розуміючи. Аптекар ж солідно заявив:

- Пробачте мене;Карл, але ви, здається, несете досконалу дурницю. Хто ж повірить, ніби в повітрі є що-небудь інше, крім самого повітря? Хіба ми не знаємо, що воно скрізь і всюди одне і теж? Але ваш дослід з лучиною, звичайно, дуже забавний. Чи не можна виконати його ще раз?

Шеєле без труднощів змусив ще раз яскраво спалахнути тліючу скіпку, але переконати свого господаря йому не вдалося. Люди звикли вважати повітря однорідною і незмінною стихією, і їх важко було відразу переконати в цьому.

По правді кажучи, Шеєле і самому щось це здавалося дивним, що повітря складається з таких несхожих один на одного газів, як «негідний повітря» і «вогненне повітря".

А між тим сумніватися в цьому абсолютно не доводилося. Як можна було ще сумніватися, коли Шеєле сам, своїми руками штучно приготував звичайне повітря з однієї частини «селітряні» та чотирьох частин «непотрібного»?У цій суміші свічки горіли так само яскраво і миші дихали так само спокійно, як і в справжньому повітрі, яке нас оточує з усіх боків.

Шеєле скоро навчився отримувати чисте "вогняне повітря" дуже простим способом - нагріванням селітри. Він насипав суху селітру в скляну реторту, ставив її на жаровню і, коли селітра починала плавитися, прив'язував до шийки реторти порожній, добре вичавлений бичачий міхур. Поступово міхур починав роздуватися, наповнюючись «вогненним повітрям», яке переходило у нього з реторти. А вже з міхура Шеєле пропускає його потім майстерним прийомом в банки, в стакани, в колби - усюди, куди було потрібно.

Шеєле знайшов і інші способи отримання чистого «вогняного повітря» - наприклад, з червоної окалини ртуті. Але «селітряний» спосіб був дешевший всіх, тому Шеєле більшою частиною і користувався ним для своїх дослідів. Його зовсім захопило це нове відкриття. Не було для Шеєле в ту пору більшого задоволення, ніж спостерігати, як горять різні речовини в чистому «вогняному

повітрі». Вони згорали в ньому дуже швидко, випускаючи сліпуче світло, куди більш яскраво, ніж при горінні в звичайному повітрі. А саме "вогняне повітря" під час горіння зникало з посудини, все до кінця. Особливо наочно це виявилося, коли Шеєле спробував спалити фосфор в закупореній колбі, наповненій «вогняним повітрям». Полум'я спалахнуло так яскраво, що на нього боляче було дивитися. А потім, коли колба охолола і він доторкнувся до неї, маючи намір опустити у воду, пролунав оглушливий тріск, і колба розлетілася у нього в руці вщент. На щастя, він залишився неушкоджений і настільки зберіг присутність духу, що тут же здогадався про істинну причину вибуху;все «вогняне повітря" під час горіння пішло з колби і в ній утворилася повна порожнеча - ось і розчавило її тиском зовнішнього повітря, як порожній горіх щипцями.

Вдруге Шеєле виявився вже обачнішим. Він узяв для досвіду з фосфором таку міцну, товстостінну колбу, що вона цілком могла витримати тиск повітря.

Коли фосфор згорів і колба охолола, Шеєле опустив її горлом у воду, щоб подивитися, скільки залишилося усередині «вогняного повітря». Але він ніяк не міг витягнути пробки. У колбі була, мабуть, досконала порожнеча, тому повітря втиснув пробку в горло колби зі страшною силою. Здавалося, хтось тримає її залізними кліщами.

Тоді Шеєле вирішив проштовхнути її всередину, що зараз же йому вдалося. Навряд це сталося, як вода з балії кинулася в колбу від низу до верху і заповнила її до самого дна.

Таким чином він остаточно переконався, що при горінні "вогняне повітря" цілком зникає. Пробував Шеєле і дихати чистим «вогняним повітрям» - прямо з міхура. Але нічого особливого не помітив: здавалося, що дихається так само, як завжди. Насправді ж «вогнянним повітрям», звичайно, легше дихати, ніж звичайним. І недарма в наш час його дають тяжкохворим і вмираючим. Тільки називають його тепер не «вогняним повітрям», а киснем.
Вчення про флогістон.

Першою хімічною лабораторією було багаття. Вплив вогню на різні тіла дозволило створити цілий ряд ремесел. Більш того, вогонь здавна розглядався як основний «аналізатор» складних тіл. Досить згадати ятрохіміка Ван-Гельмонда, який відкрив «лісовий дух» і висловив припущення про збереження маси при взаємодії й розкладанні речовин. Не дивно, тому, що процеси горіння, природа процесів окислення і відновлення особливо приваблювала хіміків в кінці 17 - початку 18 століття.

Однією із спроб пояснити ці процеси була флогістонська теорія, розроблена згаданим вище Георгом Ернстом Шталем.

Г. Е.Шталь народився в місті Аісбах 21 жовтня 1652 р. Виявляючи з дитинства інтерес до хімії та медицини, він вибрав ці спеціальності для поглибленого вивчення. У 1715 році, отримавши призначення королівським лейб-медиком, він переїздить до Берліна і працює при дворі прусського короля Фрідріха Вільгельма I. Завдяки його зусиллям в Берліні з'явилася медико-хірургічна колегія, яка готувала військових лікарів. Кафедру хімії в цій колегії очолював сам Г. Е. Шталь, де плідно трудився аж до своєї кончини в 1734 році.

В основу теорії флогістону було покладено уявлення І. Бехарі (1635-1682) про жирну землі, що наділяє тіла властивостями горючості. Бехер переробив концепцію Аристотеля і Парацельса про елементи - якості і залишив тільки два з них - землю і воду. Однак ці елементи якості він наділив рядом начал. Земля за Бехера складалася з 3 начал: землі склоподібної (пісок, камінь, гірські породи), землі запалюється й землі ртутної (ртуть, метали)

Земля склоподібна уособлювала принцип сухості, твердості і прозорості. Земля ртутна була уособленням принципу летючості і тяжкості. Земля ж займиста уособлювала принцип горючості. Цей принцип горючості і був названий пізніше в роботах Шталя флогістоном. Відзначимо, що згідно Бехера горючість тел пов'язана не лише з наявністю у них землі вогонь чи жирної, але і з присутністю сірки і часток солі. Поєднання всіх трьох земель на думку Бехера призводило до утворення металів. По суті справи, вчення Бехера є видозміною навчань Аристотеля і Парацельса. Бехер виділяв вогненну матерію, яка здатна з'єднуватися з тілом. Однак вогненна матерія, також, як і вогонь Аристотеля, не тотожний мабуть вогню, але аналогічний алхімічній сірці.

Розвинувши теорію горіння на базі уявлень Бехера, Шталь ввів поняття про флогістон, як про абстрактне принципі горючості. Флогістон, по поданні Шталя, стає «горючої субстанцією» тільки тоді, коли перебуває в складному тілі у поєднанні з іншими речовинами. Присутність флогістона в тілах рослинного, тваринного і мінерального походження обумовлюють їх запахи і кольори. Цей горючий принцип розчиняється в повітрі, тому він невловимий.

Фактично протягом всього часу свого перебування в Берліні Г. Е.Шталь розробляв цю теорію. Великим числом експериментів він довів відновну здатність флогістону.

При нагріванні метали втрачали флогістон і перетворювалися у вапні (оксиди), які легко відновлювалися при нагріванні з жирними землями. Оскільки ще в давнину вогню привласнювали руйнівні властивості, то хіміки – флогістики вважали вапно - проста речовина, а самі метали - складними, оскільки це результат приєднання флогістону до вапна.

Теорія флогістону була першою теорією, що пояснює з єдиної позиції більшість хімічних процесів. Вона засліплювала своїх адептів і ніхто не хотів помічати кричущих суперечностей між флогістічною теорією і фактами. У 1728 році Г.Штабель в курсі «догматики-експериментальна хімія» відзначив, що пояснення збільшення ваги окалин при їх розкладанні приєднанням флогістону невірні. Додаток матерії має збільшувати вагу, а зменшення - зменшувати.

У підручнику «елементи хімії» Г. Бургаве виключає поняття флогістону. Він проводить спостереження горіння в закритому просторі і спостерігає за поведінкою птиці під скляним ковпаком. Це дало йому підставу вважати, що в складі повітря є щось, що підтримує подих і горіння.

Г.Бургаве був виключно обдарованим систематиком, тому його «Елементи хімії» довгий час був основним джерелом і кращим практичним посібником з хімії. Набагато менш відомий він як хімік-практик. Однак його практичні роботи представляли певний інтерес для свого часу. Бургаве нагрівав ртуть у закритій посудині і довів, що з нею нічого не сталося, спростувавши, таким чином, думка алхіміків про те, що ртуть можна перетворювати на тверде тіло без додавання будь-якого речовини. Досвідченим шляхом він довів, що розчинення азотокислого свинцю у воді не призводить до утворення ртуті, як вважали алхіміки.

Проте, заперечення проти теорії флогістону більшості хіміків 18 століття не були почуті. З'являлися нові трактування флогістону, нові пояснення явищ, пов'язаних з втратою ваги при приєднанні флогістону. Сама теорія продовжувала жити і завойовувати все більше число прихильників. Практично всі хіміки Німеччини були флогістікамі. У Франції Е.Жоффруа-старший, вчений, який запропонував першу таблицю хімічної спорідненості був флогістіком. Флогістікі були і А. Дюатель де Монсо і П. Макеров і вчитель великого А. Лавуазьє, блискучий лектор Руел.

Звичайно, хімія в цей час рухалася вперед. Г.Руел розвинув цікаві уявлення про солі як з'єднаннях кислот і підстав і класифікувати солі як нейтральні, кислі та лужні. У поданні про флогістон Г. Руел теж вніс свою лепту. Він розглядав флогістон не стільки як елемент, а як певний інструмент вогню рівня складання матерії.

Інакше кажучи, у поданні Г. Руеля «флогістон» - це речові частинки вогню, які скріплюють частинки тіл, перетворюючи одні в інші.

Прихильниками цієї теорії були і шведські вчені Бергман і його учень К. Шеєле. Обидва збагатили хімію відкриттям великої кількості нових речовин і експериментальних методів. Успадкував у свого вчителя Вульфа цю теорію і М. В. Ломоносов. Він розглядав флогістон як матеріальну речовину, що складається з корпускул: «Якщо корпускули флогістону рухаються одні, то дають нешкідливий вогонь, що доводить запалений винний спирт і найчистіші ефірні масла."

У 1751 році Ломоносов писав, що при розчиненні неблагородних металів у кислотах виділяєтьcя «горючий пар, який представляє собою щось інше, ніж флогістон» цю ж точку зору на природу флогістону висловлював і Г.Кавендиш, який вперше спостерігав утворення «горючого газу» водню при розкладанні води. Однак слід відзначити, що їх роботи довгий час були практично недоступні.

Збільшення ваги металу при кальціюванні вимагало пояснення, тому прихильники теорії флогістону вдалися до різного роду гіпотез, не узгоджується з фактами.

Теорія флогістону проіснувала практично сто років, хоча протиріччя її з фактами було очевидно. На думку А. Л.Лавуазьє ця теорія була настільки живуча тому, що на її основі були зроблені два великих відкриття. Перше, метали - тіла горючі. Утворення окалини є процесом горіння. Друге відкриття складалося, на думку Лавуазьє, в тому, що властивість горіти або здатність до займання може передаватися від одного тіла до іншого. При кальцинуванні метали втрачають свою горючість, а стикаючись з вугіллям та іншими жирними землями здатні горіти, тобто окислюватися у металів відновлюється. Метали повертають свою властивість горючості, забираючи її у горючої речовини.

Період панування теорії флогістона умовно можна розділити на 3 основних періоди:

1. період (кінець XVII в - 30-ті роки XVIII ст). Це час переможного ходу теорії флогістону по Європі і беззастережного сприйняття її практично всіма великими хіміками того часу.

2. З 1730-1779 р велися завзяті пошуки флогістону і виявлялися факти волаючого суперечності теорії фактами.

3. У 70-х роках XVIII ст розпочався заключний етап теорії флогістона - період катастрофи. Цей етап характеризується лютою боротьбою прихильників теорії і нової теорії горіння, кисневої теорії.

Таким чином, перша теорія в хімії виникла в рамках старих уявлень про будову матерії. В основу були покладені вчення Аристотеля про горіння. Це й не дивно, якщо врахувати, що світогляд вчених того часу формувалося на роботах Арістотеля і його послідовників - алхіміків і ятрохіміків. Хіміки того часу ще остаточно не звільнилися від алхімічних поглядів і погляди ятрохіміків панували в середовищі хіміків того часу. Тому значення теорії флогістона в історії хімії двояке. З одного боку, вона сприяла накопиченню великого масиву емпіричного матеріалу, який з'явився у зв'язку з пошуками цього флогістону.

Але з іншого боку, вона перешкоджала пошуку правильного, наукового, адекватного опису спостережуваних фактів. Накопичення фактів, що суперечать теорії флогістону, стало, зрештою, стримуючим фактором, в розвитку хімії в кінці XVIII століття.
Антуан Лавуазьє і його союзник

(Лавуазьє був не першим хіміком, заручившись допомогою ваг - того чудового союзника, про який ведеться тут розповідь. Наш геніальний співвітчизник Михайло Васильович Ломоносов ще за п'ятнадцять років до Лавуазьє порівнював вагу запаяній реторти з металом до і після прожарювання.«Робити досліди в заплавленних міцно судинах, щоб дослідити: чи збільшується вага металу від чистого вугілля», - записав Ломоносов у 1756 році і в двох рядках додав результат: «Онними дослідами знайшлося, що ... без пропущених зовнішнього повітря вага спаленого металу залишається в незмінною».

Так Ломоносов завдав сильного удару по хіміками того часу, які були прихильниками теорії флогістону. Але мало цього: Ломоносов зробив зі своїх дослідів і інший чудовий висновок, що «всі зміни, в натурі трапляються, такого стану, що скільки чого в одного тіла відніметься, стільки додати до іншого, так, коли де убуде трохи матерії, то збільшиться в іншому місці ». Цими словами великий вчений висловив один з найважливіших законів хімії - закон збереження речовини).

«Вогненне повітря» було відкрите майже одночасно трьома вченими. Першими це відкриття зробив Шеєле. Через рік або два, нічого не знаючи про роботи Шеєле, "вогненне повітря" отримав англієць Джозеф Прістлі. А ще через кілька місяців, вловивши від Прістлі сумний натяк на газ, в якому яскраво горять свічки, і Лавуазьє самостійно виявив складний склад повітря. Але з усіх трьох лише один Лавуазьє правильно оцінив, яка справжня роль «вогняного повітря» в природі.

У Лавуазьє був чудовий союзник, який дуже допомагав йому в роботі.

Шеєле і Прістлі теж мали такого союзника, але вони не завжди користувалися його послугами і не надавали великого значення його порад.

Головним помічником Лавуазьє були ... ваги.

Приступаючи до якогось досліду, Лавуазьє майже завжди ретельно зважував всі речовини, які повинні були піддатися хімічному перетворенню, а після закінчення досвіду знову важив.

Зважував і міркував: «Ця речовина втратило у вазі, а це стало важче. Значить, з першого щось виділилося і з'єдналося з другим ».

Ваги пояснили Лавуазьє справжню природу горіння.

Ваги пояснили йому, куди зникає під час горіння "вогненне повітря" (Лавуазьє назвав його «життєвим повітрям»).

Ваги пояснили йому, які речовини складні і які прості. І ще багато іншого дізнався Лавуазьє завдяки вагам.

Як і Шеєле, Лавуазьє теж пробував спалювати фосфор в закритій колбі. Але Лавуазьє не губився в здогадах, куди зникала п'ята частина повітря при горінні: ваги дали: йому з цього приводу абсолютно точну відповідь. Перед тим як покласти шматок фосфору в колбу і підпалити, Лавуазьє його зважив. А коли фосфор згорів, Лавуазьє зважив всю суху фосфорну кислоту, яка залишилася в колбі.

Як ви думаєте, що виявилося важче - фосфор або те, що залишилося від нього після горіння?

Шеєле і всі хіміки того часу, навіть не дивлячись на ваги, сказали б в один голос:

«Звичайно, фосфорної кислоти повинно вийти менше, ніж було фосфору до горіння. Адже згораючи, фосфор зруйнувався, втратив флогістон.У крайньому випадку, якщо навіть допустити, що флогістон зовсім не має маси, то фосфорна кислота повинна важити рівно стільки, скільки важив фосфор,з якого вона вийшла ».

Але виявилося не так. Ваги повідомили, що білий іній, що осів на стінках колби після горіння,важить більше згорілого фосфору. Виходило щось неймовірне: фосфор втратив флогістон, а став, важче. Це могло здатися такою ж нісенітницею, як якщо б хто-небудь став запевняти, ніби глечик стає важче, коли з нього виливають воду.

Звідки ж, справді, могла з'явитися у фосфорній кислоті зайва вага?

- З повітря! - Відповідав Лавуазьє. - Та сама частина повітря, яка нібито зникла з колби, в дійсності зовсім не йшла з неї, а просто приєдналася під час горіння до фосфору. Від цього з'єднання і вийшла фосфорна кислота. (Тепер ми називаємо це речовина фосфорним ангідридом).

Так ось як легко пояснювалося таємниче зникнення «вогняного повітря»! Одна загадка розкривала іншу! І Лавуазьє розумів, що горіння фосфору не виняток. Його досліди показали, що кожного разу, коли згоряє будь-яка речовина або іржавіє метал, відбувається те ж саме.

Він провів такий досвід.

Поклав шматок олова в судину. Щільно закрив з усіх сторін, щоб у нього нічого не проникало ззовні. Потім взяв велике збільшувальне скло і направив крізь нього гарячі сонячні промені прямо на шматок олова. Від спеки олово спочатку розплавилося, а потім стало іржавіти - перетворюватися в сірий розсипчастий порошок, в окалину. І олово і повітря, який знаходилося в посудині, Лавуазьє заздалегідь зважив. А коли все було скінчено, він зважив залишилося повітря і окалину.

І що ж?Окалина додала у вазі рівно стільки, скільки втратив повітря. У посудину, де іржавіло олово, ззовні нічого не могло потрапити - тільки сонячні промені. Крім повітря так олова, там нічого не було. І ось олово, перетворившись на окалину, стало важче.

Чи можна було після цього заперечувати, що окалина - це з'єднання олова з «вогненної», або «життєвої» частиною повітря?

Лавуазьє спалював також найчистіший деревне вугілля у закритій посудині, який був наповнений «життєвим повітрям». Коли вугілля згорів, у реторті від нього наче нічого не залишилося - тільки ледь помітна щіпка золи. Але ваги говорили інше. Вони показували, що повітря, який був у колбі, став важчим і якраз на стільки важче, скільки важив спалений вугілля. Стало бути, вугілля під час горіння не зник безповоротно, а утворив з «життєвим повітрям» нову речовину. Цей важкий газ Лавуазьє назвав вуглекислотою,або вуглекислим газом.

Коли Лавуазьє описав свої досліди і відверто висловив, що він про них думає, майже всі хіміки спочатку ополчилися проти нього.

- Як! - Говорили вони.- Ви стверджуєте, що, коли тіло горить або метал іржавіє, вони не руйнуються, не розпадаються на свої складові частини, а, навпаки, приєднують ще до себе «життєве повітря»?

- Абсолютно вірно! - Відповідав Лавуазьє. - Це якраз те, що я думаю.

- Дозвольте! - Казали йому.- А що ж відбувається, по-вашому, з флогістоном під час горіння?

- Ніякого флогістону я не знаю, - відповідав Лавуазьє. - Ніколи я його не бачив. Ніколи мої ваги не повідомляли мені про те, що флогістон існує. Я беру чисту речовину, наприклад фосфор, або чистий метал, наприклад олово, і спалюю його в закритій посудині, де немає нічого, крім найчистішого «життєвого повітря». І горючою речовиною і «життєвим повітря» у результаті горіння зникають. Замість цих двох речовин в посудині з'являється одна нова, скажімо, суха фосфорна кислота або окалина олова. Я зважую цю нову речовину. Виявляється, вона одна важить якраз стільки, скільки важили горюча речовина і «життєве повітря», разом узяті. Кожна розумна людина може зробити з цього тільки один висновок: згоряючи, речовина з'єднується з "життєвим повітрям» і утворює нову речовину. Це так само ясно, як те,що два плюс два дорівнює чотирьом. А при чому тут флогістон? Все зрозуміло і без флогістону. З ним виходить тільки суцільна плутанина.

Ця заява викликала бурю в науковому світі.

Хіміки так звикли бачити скрізь незримий привид флогістону, що ніяк не могли відразу зрозуміти, як це можна раптом оголосити його неіснуючим. І абсолютно безглуздою здавалася думка про те, що палаюче тіло не тільки не знищується і не розпадається, а приєднує до себе «життєве повітря». Хіба незнайома була кожному з дитинства руйнівна сила вогню?

Перший час над Лавуазьє просто сміялися. Потім стали паплюжити його роботу і запевняти, що він неправильно проводив досліди, що ваги його брешуть. Але факти - уперта річ. Лавуазьє невпинно продовжував висувати все нові й нові, все більш переконливі заперечення проти теорії флогістону. Він приводив все нові факти, які кожен міг перевірити, щоб переконатися в його правоті. І під натиском незаперечних фактів прихильники флогістону здригнулися і почали поступово відступати. Багато хіміків робили ще різні спроби примирити нові відкриття з флогістоном. Для цього вони висували одну хитромудру теорію за якою і будували десятки самих неймовірних припущень.

Але врешті-решт погляди Лавуазьє взяли верх. Прихильники флогістону один за іншим складали зброю і щиросердно заявляли:



- Важко сперечатися проти того, що очевидно. Лавуазьє прав. До кінця XVIII століття флогістон був остаточно і назавжди вигнаний з хімічної науки.
Каталог: uroki
uroki -> Загальні відомості про системне, службове та прикладне програмне забезпечення. Класифікація, основні функції та складові операційних систем. Поняття про ядро операційної системи, інтерфейс користувача, драйвери та утиліти
uroki -> Заступник директора з навчально-виховної роботи В. В. Лешко
uroki -> Узагальнення знань учнів за розділами «вступ» та «закономірності формування природи материків та океанів». Мета
uroki -> Відділ освіти віньковецької райдержадміністрації районний методкабінет слобідко – охрімовецька зош І-ІІ ступенів
uroki -> Збереження даних на комп’ютері. Файлові системи
uroki -> Тема: Публій Вергілій Марон. По
uroki -> Унікальні форми рельєфу земної кулі, їх охорона
uroki -> Відділ освіти, молоді та спорту віньковецької райдержадміністрації районний методкабінет інформаційно-методичний центр рмк
uroki -> Роль вірусів у природі та житті людини
uroki -> Урок Урок-дослідження «Вода руйнівник, чи вода рятівник?» Урок Урок-екологічна акція «Охорона повітря від забруднення»

Скачати 241.93 Kb.

Поділіться з Вашими друзьями:




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2020
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка