Flogistonska teorija: zgodovina, poskusi in odkritje kisika
Flogistonska teorija: zgodovina, ključni poskusi in odkritje kisika — kako so natančne meritve plinov razkrile zmoto in preoblikovale moderne koncepte zgorevanja.
Do leta 1772 so mnogi znanstveniki menili, da snovi vsebujejo nekaj, kar so imenovali flogiston. Ko so snovi gorele, je flogiston uhajal in puščal trdni pepel, imenovan kalx. Ta teorija je pojasnjevala, zakaj je bila masa po zgorevanju goriv manjša od prvotne mase.
Natančni poskusi, pri katerih so merili mase plinov, so pokazali, da je bila flogistonska teorija napačna. To je privedlo do odkritja kisika. Vendar so nekateri znanstveniki še naprej verjeli v flogiston. Menili so, da pojasnjuje toploto in svetlobo, ki se sproščata pri zgorevalnih reakcijah. Danes to razumemo kot dokaz prenosa energije v okolico.
Zgodovina ideje o flogistonu
Koncept, iz katerega je nastala flogistonska teorija, sega v 17. stoletje. Kemiki, kot sta Johann Joachim Becher in pozneje Georg Ernst Stahl, so predlagali, da ima vsaka gorljiva snov notranjo sestavino (poimenovano flogiston), ki se ob zgorevanju sprošča. Ko material zgori, naj bi izgubil del te snovi in tako nastal njegov kalx (kasnejša beseda za oksid ali pepel).
Zakaj je teorija sprva delovala
Flogistonska razlaga je bila preprosta in je pojasnjevala nekatere opazne pojave, na primer zakaj nekateri materiali po zgorevanju tehtajo manj ali zakaj plamen ustvarja toploto in svetlobo. Ker tedaj nismo poznali sestave zraka in lastnosti posameznih plinov, je bila ta razlaga do neke mere zadostna za vsakdanjo razlago kemijskih pojavov.
Ključni poskusi in odkritje kisika
Končni prelom je nastopil z natančnejšimi poskusi na koncu 18. stoletja. Pomembni dogodki vključujejo:
- Neodvisna izolacija plina, ki danes imenujemo kisik, s strani Carla Wilhelma Scheeleja (približno 1772, objavljeno kasneje) in Josepha Priestleyja (1774). Priestley je ta plin imenoval dephlogisticated air.
- Antoine Lavoisier je izvedel natančne tehtalne poskuse, pri katerih je ugotovil, da se nekateri kovinski kalxi ob segrevanju v zaprtem sistemu ne zmanjšajo v masi, temveč jo celo povečajo. To je bilo neskladno z idejo, da snovi izgubljajo flogiston med zgorevanjem.
- Eksperimenti z razkrojem žveplovega oksida, žveplove kisline, ali razgradnjo živosrebrnega oksida so pokazali, da pri mnogih reakcijah nastaja plin, ki podpira zgorevanje in dihanje — ta plin je bil kasneje poimenovan kisik.
Kaj so pokazali tehtalni poskusi
Lavoisier je natančno tehtal reagent in produkte v zaprtem posodi ter meril količino zraka pred in po reakciji. Ko je segreval kovino v zaprtem žarečem loncu, se je znesek mase kovine + ujetega plina ohranil, vendar je kovina po kalcinaciji tehtala več. To je pomenilo, da kovina ne izgublja snovi ob zgorevanju, temveč nekaj iz zraka vstopi v strukturo kovine — to je spodkopalo osnovno trditev flogistonske teorije.
Lavoisierjeva razlaga in konec flogistonske teorije
Lavoisier je pokazal, da so zgorevalne reakcije kemične kombinacije snovi s komponento zraka (kisikom). Predlagal je tudi novo poimenovanje in sistematičen pristop k kemiji, ki je temeljil na tehtanju in zakonih ohranitve mase. Njegova razlaga je bila jasna: pri kalcinaciji kovin se kovina kombinira s kisikom iz zraka in tako nastane težji oksid (kalx), kar pojasni povečanje mase.
Zakaj so nekateri vztrajali pri flogistonu
Tudi po Lavoisierjevih dokazih so nekateri znanstveniki težko opustili dolgo uveljavljeno teorijo. Flogiston je bil intuitiven in primarno razlago je bilo mogoče, v pomanjkanju natančnih meritev, zlorabiti za razlago mnogih pojavov. Kljub temu je z rastjo natančnih eksperimentalnih tehnik klasična flogistonska teorija postopoma izginila.
Pomen in posledice
Odprtje kisika in razkritje napak flogistonske teorije sta sprožila tako imenovano kemično revolucijo. Lavoisierjev poudarek na natančnih meritvah in na ohranitvi mase sta postavila temelje moderne kemije, vključno z razvojem standardne kemijske nomenklature, razumevanjem oksidacije in redukcije ter nadaljnjim odkrivanjem sestave zraka in plinov.
Povzetek: Flogistonska teorija je bila zgodovinsko pomembna stopnja v razvoju kemije, vendar jo je z natančnimi tehtalnimi poskusi in odkritjem kisika nadomestila sodobna razlaga zgorevanja kot kemične kombinacije s kisikom. Ta prehod poudarja vlogo eksperimenta in merjenja v znanosti ter pomen odprtosti do novega razumevanja.
Iskati