Подпериод на антифлогистон - Студиопедия
Въведение.
През седемнадесети век започва бурно развитие на механиката, което се оказва плодотворно за химията. Химиците имат подновен интерес към процеса на горене. Защо някои неща горят, а други не? Какъв е процесът на горене?
През 1669 г. немският химик Йохан Бехер (1635–1682) се опитва да даде рационално обяснение на явлението горимост. Бехер вярва, че в природата има три различни земи:първатае топима или стъклена, вторатае мазна или запалима итретатае течна. Мазната земя, според Бехер, която е носител на запалимостта, прилича на сярата на бившите химици. Идеите на Бехер са развити от основателя на теорията за флогистона, немския лекар и химик Георг Щал (1659–1734). Щал вместо понятието "мазна земя" въвежда понятието "флогистон" (1723 г.) - от гръцкото "флогистос" - горим, запалим.
Теорията за флогистона се основава на убеждението, че всички горими вещества са богати на специално горимо вещество - флогистон, и колкото повече флогистон съдържа дадено тяло, толкова повече е способно да гори. Това, което остава след приключване на процеса на горене, не съдържа флогистон и следователно не може да гори. Стал твърди, че ръждясването на металите е като изгаряне на дърва. Металите, според него, също съдържат флогистон, но, губейки го, те се превръщат във вар, ръжда или котлен камък. Въпреки това, ако отново се добави флогистон към тези остатъци, тогава отново могат да се получат метали. Когато тези вещества се нагряват с въглища, металът се "преражда".
Така за първи път е формулирана теория, описваща процесите на горене. Неговите характеристики и новост се състоят във факта, че процесите на окисление и редукция се разглеждат едновременно във взаимовръзка. Теорията за флогистона имаше редицанесъмнени предимства:
- просто и адекватно описва експерименталните факти относно процесите на горене;
- теорията е вътрешно последователна, т.е. никоя от последиците не противоречи на основните разпоредби;
- теорията за флогистона се основава изцяло на експериментални факти;
- Теорията за флогистона имаше предсказваща способност.
Теорията на флогистона - първата наистина научна теория на химията - послужи като мощен стимул за развитието на количествен анализ на сложни тела, без който би било абсолютно невъзможно експериментално потвърждаване на идеи за химичните елементи. Тази теория допринесе за по-нататъшното засилване на изследванията, чиято цел беше да потвърди правилността на теорията за флогистона. Сред първите, които работят, са Джоузеф Блек (1728-1799), Даниел Ръдърфорд (1749-1819), Хенри Кавендиш (1731-1810), Джоузеф Пристли (1733-1804) и Карл Вилхелм Шееле (1742-1786), които са създатели на цяла система от количествени методи в химията и чиято работа, парадоксално, е възстановена. опровергана и теорията за флогистона.
Работите на Блек в областта на химията не са толкова многобройни, но те послужиха като начало на изследвания за цяла плеяда химици. Блек посвещава дисертацията си на изясняване природата на "каустик" и "меки" алкали, както и свойствата на "въздуха", който се отделя при действието на киселини върху "меки" алкали. В духа на преобладаващите схващания Блек смята, че "язвостта" на алкалите е свързана с наличието в тях на различни количества "огнена материя". Ученият обаче бил убеден в противното: калцинирането на варовика е придружено от отделянето на значително количество "въздух". Тъй като лесно се абсорбира („фиксира“) от каустик, Блек го нарече „поправимо“. Това не означава нищо повече от откриването на въглеродния диоксид(1754). Същият „горски дух“, чието освобождаване е наблюдавано по време на изгарянето на дървени въглища през 1620 г. от холандеца Ян Ван Хелмонт. Оставяйки калциевия оксид във въздуха, Блек забеляза, че той се превръща в карбонат, което означава, че във въздуха има малко количество въглероден диоксид. Това означава, че въздухът не е просто вещество, а смес от поне две вещества.
Ученикът на Блек Даниел Ръдърфорд започва да провежда други експерименти. Той държа мишката в ограничен обем, докато умре, след това свещта, докато изгасне. След това той прекарва въздух през разтвор, способен да абсорбира въглероден диоксид. В останалия въздух мишката умря. И Ръдърфорд, и Блек обясняват това с флогистоновата теория. Докато мишките дишат и свещта гори, флогистонът се освобождава и се освобождава във въздуха. Когато въглеродният диоксид беше отстранен от въздуха, той съдържаше толкова много флогистон, че беше, така да се каже, наситен с него. Този въздух вече не можеше да поеме флогистона, така че свещта не гори. Д. Ръдърфорд го нарича "постоянен или задушлив въздух", а по-късно Антоан Лоран Лавоазие го нарича азот ("а" е гръцки за отрицание, "зоу" е живот).
4. Кислородна теория на горенето.
Нефлогистоновите идеи за горенето и дишането са били дори малко по-ранни от теорията за флогистона. Жан Рей (1583-1645) през 1630 г. предполага, че увеличаването на масата на метала по време на изпичане се дължи на добавянето на въздух. Тези възгледи са доразвити в книгата „За селитрата и въздушния дух на селитрата“, която е написана през 1669 г. от английския химик Джон Майоу (1645-1679). Meiow се опитва да докаже, че въздухът съдържа специален газ (spiritus nitroaëreus), който поддържа горенето и е необходим за дишането.
Откриването на кислорода е направено независимо един от друг почти едновременно от няколко учени.
Джоузеф Пристли изолира кислорода през 1774 г.нагряване на живачен оксид. Пристли смята, че газът, който е получил, е въздух, напълно лишен от флогистон, в резултат на което изгарянето в този"дефлогистиран въздух"е по-добро, отколкото в обикновения въздух. В допълнение, откриването на водорода от Кавендиш през 1766 г. и азота от Ръдърфорд през 1772 г. е от голямо значение за създаването на кислородната теория на горенето (трябва да се отбележи, че Кавендиш приема водорода за чист флогистон).
Значението на откритието на Шееле и Пристли е правилно оценено от френския химик Антоан Лоран Лавоазие (1743-1794). През 1777 г. Лавоазие формулира основните положения на кислородната теория за горенето. --Горенето е процес на свързване на тела с кислород с едновременното отделяне на топлина и светлина. Получените продукти не са прости вещества, а сложни, състоящи се от тяло и кислород. При изгаряне теглото на веществото се увеличава. Дишането е идентично с изгарянето, само че става по-бавно и генерираната топлина в този случай отива за поддържане на постоянна телесна температура.
1778 г. Лавоазие формулира закона за запазване на масата: масата никога не се създава или унищожава, а само преминава от едно вещество в друго. През 1783 г. Лавоазие, повтаряйки експериментите на Кавендиш за изгаряне на"гориво"въздух (водород), заключава, че"водата изобщо не е просто тяло",а е комбинация от водород и кислород.
Новата кислородна теория на горенето (терминът кислород - oxygenium - се появява през 1777 г. в работата на Лавоазие "Общо разглеждане на природата на киселините и принципите на тяхното комбиниране") има редица значителни предимства пред флогистичната теория. Той е по-прост от флогистон, не съдържа "неестествени" предположения и най-важното - не се основава на съществуването на вещества, които не са изолирани експериментално. В резултат на това кислородната теориягоренето доста бързо получава широко признание сред естествените учени (въпреки че спорът между Лавоазие и флогистиката продължава почти две десетилетия).
5. Химическа революция.
Значението на кислородната теория се оказа много по-голямо от простото обяснение на явленията горене и дишане. Отхвърлянето на теорията за флогистона изисква преразглеждане на всички основни принципи и концепции на химията, промяна в терминологията и номенклатурата на веществата. Следователно с кислородната теория започва повратна точка в развитието на химията, наречена "химическа революция". През 1785-1787г. четирима видни френски химици - Антоан Лоран Лавоазие, Клод Луи Бертоле (1748-1822), Луи Бернар Гитон дьо Морво (1737-1816) и Антоан Франсоа дьо Фуркроа (1755-1809) - от името на Парижката академия на науките, разработват нова система от химическа номенклатура. Логиката на новата номенклатура включва изграждането на името на веществото според имената на тези елементи, от които се състои веществото. Основните принципи на тази номенклатура се използват и до днес. През 1789 г. Лавоазие публикува прочутия си учебник „Елементарен курс по химия“, изцяло основан на кислородната теория за горенето и новата химическа номенклатура. Появата на този курс всъщност бележи, според Лавоазие, химическата революция. В "Елементарния курс на химията" Лавоазие дава първия списък на химичните елементи в историята на новата химия, разделени на няколко типа. Книгата има 3 части:
1) информация за газовете, тяхното разлагане и комбиниране, образуването на кислородни съединения; 2) описани са прости вещества (елементи), има само 33 от тях, включително калорични и леки; 3) систематизирани са химически операции и химическо оборудване.
Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: