Флогистонска теорија

С Википедије, слободне енциклопедије

Алхемичар и физичар Ј. Ј. Бехер је предложио флогистонску теорију

Флогистонска теорија је некадашња научна теорија која постулира да је елеменат сличан ватри звани флогистон[1][2] садржан унутар запаљивих тела и да се ослобађа током сагоревања. Име потиче од античке грчке речи φλογιστόν phlogistón (спаљивање), чији корен је реч φλόξ phlóx (пламен). Ово становиште је први пут навео 1667. године Јохан Јоачим Бехер, а потом га је формализовао Георг Ернст Штал. Ова теорија покушава да објасни процесе као што су сагоревање и рђање, који су у данашње време колективно познати као оксидација.

Теорија[уреди | уреди извор]

Флогистонска теорија наводи да су флогистиковане супстанце оне супстанце које садрже флогистон и да долази до дефлогистикације кад сагоревају. Дефлогистикација је процес ослобађања флогистона из супстанце и флогистон бива апсорбован ваздухом. Биљке при расту затим апсорбују тај флогистон, што је разлог за њихово спонтано сагоревање, као и разлог за добро сагоревање биљног материјала.

Флогистон је представљао сагоревање путем процеса који је био супротан оном описаном кисеоничном теоријом.

Генерално, за супстанце које сагоревају у ваздуху се каже да су богате флогистоном; чињеница да сагоревање убрзо престаје у затвореном простору је узимана као јасан доказ да ваздух има капацитет да апсорбује само коначну количину флогистона. Кад ваздух постане потпуно флогистикован он више не служи као подржавалац сагореванај било ког материјала, нити ће метал загреван у њему давати креч; нити може флогистиковани ваздух подржавати живот. Веровало се да се дисањем флогистон уклања из тела.[3]

Џозеф Блеков студент Данијел Рудерфорд је открио азот 1772. године и њих двоје су користили ову теорију да објасне своје резултате. Остатак ваздуха који остаје након сагоревања, заправо је смеша азота и угљен-диоксида, и понекад се назива флогистикованим ваздухом, пошто је преузео сав флогистон. Насупрот томе, кад је кисеоник био откривен, сматрало се да је то дефлогистиковани ваздух, који има способност комбиновања са флогистоном и да тако подржава сагоревање дуже од обичног ваздуха.[4]

Историја[уреди | уреди извор]

Емпедокле је формулисао класичну теорију да постоје четири елемента — вода, земља, ватра и ваздух — а Аристотел је ту идеју појачао карактеришући елементе као влажне, суве, вруће и хладне. О ватри се стога сматрало да је супстанца, а на горење се гледало као на процес разлагања који се односи само на једињења. Искуство је показало да сагоревање није увек праћено губитком материјала, и потребна је боља теорија да би се то објаснило.[5]

Јохан Јоахим Бехер[уреди | уреди извор]

Јохан Јоахим Бехер је 1667. објавио своју књигу Пхyсица субтерранеа, која је садржала први пример онога што ће постати теорија флогистона. У својој књизи, Бехер је елиминисао ватру и ваздух из модела класичног елемента и заменио их са три облика земље: терра лапидеа, терра флуида, и терра пингуис.[6][7] Терра пингуис је био елемент који је давао уљаста, сумпорна или запаљива својства.[8] Бехер је веровао да је терра пингуис кључна карактеристика сагоревања и да се ослобађа када су запаљиве супстанце сагореле.[6] Бехер није имао много везе са теоријом флогистона каква је сада позната, али је имао велики утицај на свог ученика Штала. Бехеров главни допринос био је почетак саме теорије, колико год да је много тога промењено након њега.[9] Бехерова идеја је била да запаљиве супстанце садрже запаљиву материју, терра пингуис.[10]

Георг Ернст Штал

Георг Ернст Штал[уреди | уреди извор]

Године 1703, Георг Ернст Штал, професор медицине и хемије у Халеу, предложио је варијанту теорије у којој је Бечерову терра пингуис преименовао у флогистон, и управо је у том облику теорија вероватно имала највећи утицај.[11] Сам израз 'флогистон' није нешто што је Штал измислио. Постоје докази да је та реч коришћена још 1606. године, и то на начин који је био веома сличан ономе за шта ју је Штал користио.[9] Термин је изведен од грчке речи која значи распламсати. Следећи параграф описује Штахлов поглед на флогистон:

За Штала, метали су била једињења која садрже флогистон у комбинацији са металним оксидима (калцес); при паљењу флогистон се ослобађа од метала остављајући за собом оксид. Када је оксид загрејан са супстанцом богатом флогистоном, као што је угаљ, калкс је поново преузео флогистон и регенерисао метал. Флогистон је био одређена супстанца, иста у свим својим комбинацијама.[10]

Шталова прва дефиниција флогистона први пут се појавила у његовом делу Зyмотецхниа фундаменталис, објављеном 1697. Његова најцитиранија дефиниција је пронађена у хемији под насловом Фундамента цхyмиае 1723. године.[9] Према Шталу, флогистон је била супстанца која се није могла ставити у боцу, али се ипак могла пренети. За њега је дрво било само комбинација пепела и флогистона, а прављење метала било је једноставно као добијање металног калкса и додавање флогистона.[10] Чађ је била скоро чист флогистон, због чега се загревањем са металним каменцем претвара камен у метал, а Штал је покушао да докаже да су флогистон у чађи и сумпору идентични претварајући сулфате у јетру сумпора користећи дрвени угаљ. Он није узео у обзир повећање тежине при сагоревању калаја и олова који су били познати у то време.[12]

Други[уреди | уреди извор]

Јохан Јункер је такође створио веома потпуну слику о флогистону. Читајући Шталово дело, претпоставио је да је флогистон заправо веома материјалан. Стога је дошао до закључка да флогистон има својство лакоће, или да чини једињење у којем се налази много лакшим него што би био без флогистона. Такође је показао да је ваздух потребан за сагоревање стављајући супстанце у запечаћену боцу и покушавајући да их сагори.[9]

Гијом-Франсоа Руел донео је теорију флогистона у Француску, а био је веома утицајан научник и учитељ, тако да је врло брзо стекла прилично снажно упориште. Многи од његових ученика су сами по себи постали веома утицајни научници, укључујући и Лавоазијеа.[10] Французи су на флогистон гледали као на веома суптилан принцип који нестаје у свим анализама, а ипак је у свим телима. У суштини, они су следили директно из Шталове теорије.[9]

Ђовани Антонио Гиоберт представио је Лавоазијеово дело у Италији. Гиоберт је 1792. освојио наградни конкурс Академије књижевности и наука у Мантови за свој рад који је оповргао теорију флогистона. Он је 18. марта 1792. на Краљевској академији наука (Ацадéмие роyале дес Сциенцес) у Торину представио рад под насловом Еxамен цхимиqуе де ла доцтрине ду пхлогистиqуе ет де ла доцтрине дес пнеуматистес пар раппорт à ла натуре де л'еау („Хемијско испитивање доктрине флогистике и доктрина пнеуматичара у односу на природу воде“), која се сматра најоригиналнијом одбраном Лавоазијеове теорије састава воде која се појавила у Италији.[13]

Изазов и пропаст[уреди | уреди извор]

На крају су квантитативни експерименти открили проблеме, укључујући и чињеницу да су неки метали добили на тежини након што су сагорели, иако је требало да су изгубили флогистон. Неки заговорници флогистона, попут Роберта Бојла,[14] објаснили су ово закључком да флогистон има негативну тежину; други, као што је Луј-Бернард Гитон де Морво, дали су конвенционалнији аргумент да је лакши од ваздуха. Међутим, детаљнија анализа заснована на Архимедовом принципу, густине магнезијума и његовог производа сагоревања показала је да сама тврдња да је лакши од ваздуха не може да објасни повећање тежине. Сам Стахл се није бавио проблемом метала који сагоревају и добијањем на тежини, али они који су следили његову школу мишљења су радили на овом проблему.[9]

Током осамнаестог века, када је постало јасно да метали добијају на тежини након што су оксидовани, флогистон се све више сматрао принципом, а не материјалном супстанцом.[15] До краја осамнаестог века, за неколико хемичара који су још увек користили термин флогистон, концепт је био повезан са водоником. Џозеф Пристли, на пример, говорећи о реакцији паре са гвожђем напомиње да док у потпуности признаје да гвожђе добија на тежини након што се веже са кисеоником да би формирао калкс, гвожђе оксид, гвожђе такође губи „основу запаљивог ваздуха (водоника), а то је супстанца или принцип, коме дајемо име флогистон“.[16] Пратећи Лавоазијеов опис кисеоника као оксидационог принципа (отуда и његово име, од старогрчког: оксúс, „оштар“; гéнос, „рађање“ које се односи на наводну улогу кисеоника у формирању киселина), Пристли је описао флогистон као алкални принцип.[17]

Флогистон је остао доминантна теорија све до 1770-их када је Антоан-Лоран де Лавоазије показао да је за сагоревање потребан гас који има тежину (конкретно кисеоник) и да се може мерити помоћу затворених судова.[18] Употреба затворених судова од стране де Лавоазијеа и раније, руског научника Михаила Ломоносова, такође је негирала пловност која је прикривала тежину гасова сагоревања и кулминирала у принципу очувања масе. Ова запажања су решила парадокс масе и припремила терен за нову кисеоничну теорију сагоревања кисеоника.[19] Британска хемичарка Елизабет Фулхам је експериментом показала да се многе реакције оксидације дешавају само у присуству воде, да оне директно укључују воду и да се вода регенерише и да се може детектовати на крају реакције. На основу својих експеримената, она се није слагала са неким од Лавоазијеових закључака, као ни са теоретичарима флогистона које је он критиковао. Њена књига на ту тему појавила се у штампи убрзо након Лавоазијеовог погубљења због чланства у Генералној фарми током Француске револуције.[20][21]

Искусни хемичари који су подржавали Сталову теорију флогистона покушали су да одговоре на изазове које су предложили Лавоазије и новији хемичари. Услед тога је теорија флогистона постала компликованија и садржала је прекомеран број претпоставки, што је допринело свеукупном нестанку теорије.[19] Многи људи су покушали да преобликују своје теорије о флогистону како би теорија подржала оно што је Лавоазје радио у својим експериментима. Пјер Макер је много пута преформулисао своју теорију. Мада је изјавио да сматра да је теорија флогистона осуђена на пропаст, остао је уз флогистон и покушао да теорију учини одрживом.[22]

Референце[уреди | уреди извор]

  1. ^ Wеллс, Јохн C. (2008). Лонгман Пронунциатион Дицтионарy (3. изд.). Лонгман. ИСБН 978-1-4058-8118-0. 
  2. ^ Маускоп, Сеyмоур (2002-11-01). „Рицхард Кирwан'с Пхлогистон Тхеорy: Итс Суццесс анд Фате”. Амбиx. 49 (3): 185—205. ИССН 0002-6980. ПМИД 12833914. С2ЦИД 170853908. дои:10.1179/амб.2002.49.3.185. 
  3. ^ Јамес Брyан Цонант, ед. Тхе Овертхроw оф Пхлогистон Тхеорy: Тхе Цхемицал Револутион оф 1775–1789. Цамбридге: Харвард Университy Пресс (1950), 14. ОЦЛЦ 301515203
  4. ^ „Приестлеy, Јосепх”. Спацесхип-еартх.де. Архивирано из оригинала 2. 3. 2009. г. Приступљено 5. 06. 2009. 
  5. ^ Ладенбург, Др. А (1911). Лецтурес он тхе Хисторy оф Цхемистрy. Университy оф Цхицаго Пресс. стр. 4. Приступљено 26. 8. 2016. 
  6. ^ а б Боwлер, Петер Ј (2005). Макинг модерн сциенце: А хисторицал сурвеy. Цхицаго: Университy оф Цхицаго Пресс. стр. 60. ИСБН 9780226068602. 
  7. ^ Бецхер, Пхyсица Субтерранеа п. 256 ет сеq.
  8. ^ Броцк, Wиллиам Ходсон (1993). Тхе Нортон хисторy оф цхемистрyНеопходна слободна регистрација (1ст Америцан изд.). Неw Yорк: W. W. Нортон. ИСБН 978-0-393-03536-0. 
  9. ^ а б в г д ђ Wхите, Јохн Хенрy (1973). Тхе Хисторy оф Пхлогистон Тхеорy. Неw Yорк: АМС Пресс Инц. ИСБН 978-0404069308. 
  10. ^ а б в г Леицестер, Хенрy M.; Клицкстеин, Херберт С. (1965). А Соурце Боок ин Цхемистрy. Цамбридге, Массацхусеттс: Харвард Университy Пресс. 
  11. ^ Масон, Степхен Ф., (1962). А Хисторy оф тхе Сциенцес (ревисед едитион). Неw Yорк: Цоллиер Боокс. Цх. 26.
  12. ^ Ладенбург 1911, стр. 6–7.
  13. ^ Аббри, Фердинандо (2001). „ГИОБЕРТ, Гиованни Антонио”. Дизионарио Биографицо дегли Италиани. 55. Приступљено 15. 9. 2017. 
  14. ^ Боyле, Р. А (1673). Дисцоверy оф тхе Первиоуснесс оф Гласс то Пондерабле Партс оф Фламе. Лондон: Ессаyс оф Еффлувиум. стр. 57—85. 
  15. ^ Фор а дисцуссион оф хоw тхе терм пхлогистон wас ундерстоод дуринг тхе еигхтеентх центурy, сее: Јамес Р Партингтон & Доуглас МцКие; "Хисторицал студиес он тхе пхлогистон тхеорy"; Анналс оф Сциенце, 1937, 2, 361–404; 1938, 3, 1–58; анд 337–371; 1939, 5, 113–149. Репринтед 1981 ас ISBN 978-0-405-13895-9.
  16. ^ Joseph Priestley (1796). Considerations on the doctrine of phlogiston, and the decomposition of water. Philadelphia: Thomas Dobson, p.26.
  17. ^ Joseph Priestley (1794). Heads of lectures on a course of experimental philosophy. London: Joseph Johnson.
  18. ^ Nicholas W. Best, "Lavoisier's 'Reflections on Phlogiston' I: Against Phlogiston Theory", Foundations of Chemistry, 2015, 17, 137–151.
  19. ^ а б Ihde, Aaron (1964). The Development of Modern ChemistryНеопходна слободна регистрација. New York: Harper & Row. стр. 81. 
  20. ^ Rayner-Canham, Marelene; Rayner-Canham, Geoffrey (2001). Women in chemistry: their changing roles from alchemical times to the mid-twentieth century. Philadelphia: Chemical Heritage Foundation. стр. 28—31. ISBN 978-0941901277. Приступљено 2. 3. 2016. 
  21. ^ Datta, N. C. (2005). The story of chemistry. Hyderabad: Universities Press. стр. 247—250. ISBN 9788173715303. Приступљено 2. 3. 2016. 
  22. ^ Partington, J. R.; McKie, Douglas (1981). Historical Studies on the Phlogiston Theory. Arno Press. ISBN 978-0405138508. 

Spoljašnje veze[уреди | уреди извор]

Flogistonska teorija на Викимедијиној остави.
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Flogistonska_teorija&oldid=27430496”