Flogistons ierosināja Vācijas Ernst Stahl 17.gadsimtā, lai izskaidrotu, kāpēc dažas vielas var sadedzināt. Šis filozofs apgalvoja, ka lietas deg uz uguns, jo to iekšpusē ir "flogistons".
Vārds phlogiston ir cēlies no grieķu valodas "phlos", kas nozīmē "liesma", tāpēc "phlo-giston" nozīmē "kas iet liesmā". Balstoties uz šo principu, Stahls bija pārliecināts, ka degšanas laikā kaut kas ir "pazaudēts" vai "aizgājis" no materiāla.
Oglekļa sadedzināšana, kas kalpoja par pamatu phlogiston teorijai (Alexas_Fotos attēls vietnē www.pixabay.com)
Iespējams, ka šī teorija bija viena no pirmajām ierosinātajām ķīmijas metatorijām, kuras priekšteces bija aristoteliešu idejas, kas mēģināja izskaidrot šo lietu, sastāv no četriem elementiem: uguns, gaisa, ūdens un zemes.
Tomēr teorija bija ļoti vienkāršota un balstījās uz dažiem alķīmiskiem principiem, kuriem ar to bija cieša saistība: materiālus nevarēja vienkāršā un vienkāršā veidā sadalīt sastāvdaļās, bet tos varēja pārveidot tikai no viena maisījuma uz otru secīgi.
Georgs Ernsts Štāls bija iatroķīmiķis (zinātnieki, kas saista medicīnas un ķīmiskās zināšanas) un filozofs, kurš tika atzīts par pirmo ārstu Prūsijas karalim.
Stahls nebija metodisks zinātnieks, kurš kvantitatīvi sekoja pētītajām parādībām, drīzāk viņš vienmēr centās sniegt vienkāršas atbildes uz jautājumiem, kas viņu satrauca.
Izcelsme
Ernsts Štāls bija Johanes Behera ideju aizstāvis, kurš ierosināja, ka visu matēriju (izņemot metālus) veido trīs "zemes", proti: pamatviela, sērainā augsne un dzīvsudraba zeme.
Bečera kompozīcija bija balstīta uz aristoteliešu idejām, kas apstiprināja, ka sērainā zeme ir uguns, kas "aizmigusi" ķermeņos, un ka pēc tam, kad tā "pamodās", tā patērēja "Paracelsus" sēru, kas bija iekšā ķermeņi.
Georga Ernsta Štāla portrets (Avots: autora lapu skatiet Via Wikimedia Commons)
Bečers uzskatīja, ka metāli sastāv no dažādiem materiāliem un tāpēc tos var “pārveidot”. Tas ir, pārveidot no viena metāla citā tikai ar tā sildīšanas palīdzību, tādējādi mainot ķīmiskās attiecības starp materiāliem, no kuriem katrs metāls ir izveidojies.
Balstoties uz šiem principiem, Stahls koncentrējās uz to noslēpumu atšķetināšanu, kas attiecīgajā laikā bija saistīti ar organisko ķermeņu sadedzināšanu. Visi viņa veiktie eksperimenti balstījās uz metālu un tādu materiālu kā sēra, ogļu un citu sadedzināšanu.
Sadedzinot šos savienojumus, Stahls dokumentēja, ka, tikai vērojot, kā savienojums tiek patērēts, viņš varēja pateikt, ka "kaut kas" izklīst, pazūd vai pazūd. Šis "kaut kas", ko Stahls ievēroja, bija tas, ko viņš sauca par "phlogiston".
Aristoteļa idejās sērs bija materiālā esošais uguns un "Paracelsus filozofiskais sērs" tika pilnībā zaudēts, kad sadegšana aktivizēja šo uguni, kas atradās sērā vai sērainā zemē organiskās vielās, piemēram, kokā.
Stahls integrēja tādas alķīmiķu metodes kā Bečers, Aristoteļa idejas un viņa novērojumus par sadegšanu, lai pēc tam ierosinātu phlogiston teoriju.
Sākums
Štāla teorija ieguva spēku tā laika zinātnieku un ķīmiķu vidū, jo viņiem, ja ķermenis spēja sadedzināt vai sadedzināt, tos veidoja sērs. Šiem zinātniekiem sērs bija materiāls, kas bija ļoti līdzīgs metāliem.
Turklāt tā laika zinātnieki flogistonu definēja kā “būtni” vai “neiznīcināmu vienību”, ko varēja atkārtoti iestrādāt materiālos, kaut kādā veidā to ieslodzot, kamēr materiāls, no kura tas tika atdalīts, tika sadedzināts.
Vēl viena būtiska phlogiston īpašība bija tā spēja pārnest no viena materiāla uz otru. Tas izskaidroja veidu, kādā daži ķermeņi tika sadedzināti, bet citi - dedzināti, jo dažiem bija spēja pārnest flogistonu, bet citiem nē.
Liela daļa Stahla un citu tā laika zinātnieku pētījumu koncentrējās uz flogistona izolēšanas mēģinājumiem. Daži zinātnieki saistīja flogistonu ar "viegli uzliesmojošu gaisu", apgalvojot, ka tas tā bija.
Šī teorija šajā laikā tika plaši izplatīta, un šķita, ka tā burvīgi izskaidro to, kāpēc notika ķermeņu sadegšana, līdzības, kas tika novērotas starp metāliem, un tādu aspektu kā saplūšana, piemēram, oksidēšanās un reducēšanās, “saplūšana” vienā fenomenā: phlogiston .
Flogistona teorijas aizstāvju plaši izmantotais piemērs bija ogleklis uz vitrolskābes, kas šobrīd ir sērūdeņradis. Šajā piemērā ogleklis “zaudē” spēju sadedzināt (uz flogistonu) un tiek pārnests uz sēru, veidojot vitrolskābi.
Iebildumi pret teoriju
Septiņpadsmitā gadsimta laikā šī teorija tika klasificēta kā vissvarīgākā no visām ķīmijām, jo tā sniedza skaidrojumu visiem novērojumiem, kas tika veikti šajā jomā. Kants aprakstīja to ar svarīgumu, kas līdzīgs Galileo, par ķermeņu krišanu.
Tomēr metodiskajam zinātniekam, kurš izmantoja pamatīgākas mērīšanas stratēģijas nekā tikai novērošanu, bija viegli atrast trūkumus phlogiston teorijā. Šis zinātnieks bija franču Laurent de Lavoisier.
Antuāna Lavoisera portrets (Avots: H. Rousseau (grafiskais dizainers), E.Thomas (gravētājs) Augustin Challamel, Desire Lacroix, izmantojot Wikimedia Commons)
Lavoisier bija fizisko zinātņu un mērinstrumentu fanātiķis. Viņš nolēma precīzi izprast degšanas mehānismu un phlogiston teoriju, secinot, ka uguns nerada tūlītēju materiālu svara pieaugumu vai samazinājumu.
Lavoisier precīzi izmērīja dažādu materiālu sadegšanu un noteica, ka atlikuma svars pēc sadedzināšanas ir ļoti līdzīgs materiāla svaram pirms dedzināšanas ugunī.
1774. gadā Lavoisjērs dzirdēja par Džozefa Priestleja eksperimentiem, kurš izmantoja dzīvsudraba putekļus un "defloģizētu" gaisu.
Tas lika viņam veikt virkni stingru eksperimentu, ko viņš veica laikā no 1773. līdz 1775. gadam, kurā viņš atklāja, ka defloģizētais gaiss, kas izdalās no dzīvsudraba putekļiem, nav nekas cits kā veselīgākā un tīrākā gaisa daļa, ko mēs elpojam. Viņš nosauca šo daļu par "būtisku gaisu".
Lavoisier noteica, ka sadegšanas un kalcinēšanas procesi bija ierobežoti laikā, kad tie notika slēgtos traukos. Turklāt materiāla palielināšanos pēc sadegšanas izraisīja "būtiskais gaiss", ko materiāls absorbēja pēc sadegšanas.
1779. gadā Lavoisjērs publicēja darbu “Vispārīgi apsvērumi par skābēm un to veidošanas principiem”, kurā viņš kristījās kā “skābeklis” viela, kas noteiktos apstākļos radīja visas skābes.
Atsauces
- Kamlah, A. (1984). Loģiska Phlogiston lietas izmeklēšana. Sadaļā Samazinājums zinātnē (217.-238. Lpp.). Springers, Dordrehts.
- Rodvels, GF (1868). I. Par phlogiston teoriju. Londonas, Edinburgas un Dublinas filozofiskais žurnāls un žurnāls par zinātni, 35 (234), 1.-32.
- Zīgfrīds, R. (1989). Lavoisier un loģiskā saikne. Ambix, 36 (1), 31–40.
- Soloveichik, S. (1962). Pēdējā cīņa par phlogiston un Priestley nāvi. Journal of Chemical Education, 39 (12), 644.
- Vihalemm, R. (2000). Kuhna-zaudējuma disertācija un flogistona teorijas gadījums. Zinātnes un tehnoloģijas studijas.
- Kokgriezis, LV (2005). Flogistona teorija un ķīmiskās apgriezieni. Biļetens ķīmijas vēsturei, 30. (2), 57.-62.