Флогистон

Теория флогистона
Необходимость создания теории для описания процессов обжига металлов.
Проблемы Металлургии
Предпосылки

Ванноччо Бирингуччо (20 октября 1480, Сиена — 30 апреля 1539, Рим)
Бирингуччо был одним из первых, кто заметил увеличение веса металлов при их обжиге на воздухе (кальцинация, то есть превращение в «известь»).
Бирингуччо ещё в 1540 г. показал, что вес свинца увеличивается после прокаливания);

Иоганн Иоахим Бехер (6 мая 1635, Шпайер — октябрь 1682, Лондон)
В 1669 году в сочинении «Подземная физика» (Physicae Subterraneae), высказал мысль, что все минеральные тела (в частности, металлы) состоят из трёх «земель»: стеклующейся (terra lapidea); горючей, или жирной (terra pinguis); летучей, или ртутной (terra fluida s. mercurialis).
Горючесть тел, обусловлена наличием в их составе второй, жирной, земли; при горении металлы её теряют и присоединяют «огненную материю».
Металл, таким образом, является соединением металлической извести с горючей землёй;
Процессы горения, следовательно, являются реакциями разложения, в которых тела теряют горючую землю, а не реакциями соединения.
В начале XVIII века взгляды Бехера послужили Г. Э. Шталю основой для создания теории флогистона.

Георг Эрнст Шталь
(1660 – 1734) Германия
Эта теория, объединявшая многочисленные сведения о процессах восстановления, горения и обжига, получила широкое распространение в XVIII веке.
Флогистонная теория Шталя стала первой теорией научной химии, и сыграла важную роль в окончательном освобождении химии от алхимии.

Суть теории флогистона
1. Существует материальная субстанция, содержащаяся во всех горючих телах – флогистон (от греческого φλογιστοζ – горючий).
2. Горение представляет собой разложение тела с выделением флогистона, который необратимо рассеивается в воздухе. Вихреобразные движения флогистона, выделяющегося из горящего тела, и представляют собой видимый огонь. Извлекать флогистон из воздуха способны лишь растения.
3. Флогистон всегда находится в сочетании с другими веществами и не может быть выделен в чистом виде; наиболее богаты флогистоном вещества, сгорающие без остатка.
4. Флогистон обладает отрицательной массой.
Объяснение теории флогистона подобием химической реакции
Металл = Окалина + Флогистон
Окалина + Тело, богатое флогистоном = Металл

Достоинства теории флогистона
просто и адекватно описывает экспериментальные факты, касающиеся процессов горения;
теория внутренне непротиворечива, т.е. ни одно из следствий не находится в противоречии с основными положениями;
теория флогистона целиком основана на экспериментальных фактах;
теория флогистона обладала предсказательной способностью.

Кислородная теория горения
До середины XVII века газы еще не различались и считались лишь разными видами воздуха.
Фламандский химик Ян Ван-Гельмонт, по-видимому, первый показал, что следует признать существование ряда различных воздухообразных тел, которые он назвал газами (франц. gaz, от греч. chaos - хаос).
Он положил основание пневматической химии своими наблюдениями над образованием непохожего на воздух «лесного газа» (gas sylvestre) при действии кислот на известняк, при брожении молодого вина, при горении угля.

Жан Рей
(1583 – 1645)
Жан Рей, которому наука обязана постулатом "все тела тяжелы", ещё в 1630 г. высказывал предположение, что увеличение массы металла при обжиге обусловлено присоединением воздуха.
В 1665 году Роберт Гук в работе «Микрография» также предположил наличие в воздухе особого вещества, подобного веществу, содержащемуся в связанном состоянии в селитре.
Роберт Гук
(18 (28) июля 1635, остров Уайт — 3 марта 1703, Лондон)

Джон Мейоу
(1641–1679)
Мейоу пытался доказать, что в воздухе содержится особый газ (spiritus nitroaëreus), поддерживающий горение и необходимый для дыхания; обосновывал он это предположение знаменитыми опытами с горящей свечой под колоколом.

Карл Вильгельм Шееле
(9 декабря 1742, Штральзунд — 21 мая 1786, Чёпинг)
Карл Вильгельм Шееле получил кислород в 1771 г., назвав его "огненным воздухом"; однако результаты опытов Шееле были опубликованы лишь в 1777 г.
По мнению Шееле, "огненный воздух" представлял собой "кислую тонкую материю, соединённую с флогистоном".

Джозеф Пристли
13 марта 1733—6 февраля 1804
Джозеф Пристли выделил кислород в 1774 г. нагреванием оксида ртути. Пристли считал, что полученный им газ представляет собой воздух, абсолютно лишённый флогистона, вследствие чего в этом "дефлогистированном воздухе" горение идёт лучше, чем в обычном.

Антуан Лоран Лавуазье
(26 августа 1743 г., Париж — 8 мая 1794 г., Париж)
В 1774 г. Лавуазье опубликовал трактат "Небольшие работы по физике и химии", где высказал предположение о том, что при горении происходит присоединение к телам части атмосферного воздуха.
Наконец: в 1777 г. Лавуазье сформулировал основные положения кислородной теории горения.
Теория горения:
1. Тела горят только в "чистом воздухе".
2. "Чистый воздух" поглощается при горении, и увеличение массы сгоревшего тела равно уменьшению массы воздуха.
3. Металлы при прокаливании превращаются в "земли". Сера или фосфор, соединяясь с "чистым воздухом", превращаются в кислоты.

Химическая революция XVIII века.
Новая химическая номенклатура
Таблица простых тел Лавуазье.

1774г. - Окисление серы, фосфора, металлов. Получение кислорода
(вслед за Шееле и Пристли)
1775 – 1777 гг. - Сложный состав воздуха. Опровержение теории флогистона. Кислородная теория горения
1781г. – состав воды
1785г. – синтез воды
Работы, совместные с Ж.Б. Менье
Научные исследования:
1782 – 1783 гг. - Термохимические исследования (совместно с П. Лапласом)
1786 – 1787 гг. - Химическая номенклатура (совместно с К.Л. Бертолле, Л.Б. Гитоном де Морво, А.Ф. Фуркруа)
1789 г. - Таблица простых тел. Теплород. Основы анализа органических соединений (углеродные радикалы + кислород).
Физико-химические методы в биологии.
Аналогия дыхания и горения
1789 г. - "Элементарный курс химии"

Антуан Франсуа де Фуркруа
Клод Луи Бертолле
Луи Бернар Гитон де Морво
Антуан Лоран Лавуазье
1786 – 1787

В "Элементарном курсе химии" Лавуазье привёл первый в истории новой химии список химических элементов (таблицу простых тел), разделённых на несколько типов:

Использованная литература
Левченков С.И. Краткий очерк истории химии., 2010.
Крюков В.В. Философия: Учебник для студентов технических ВУЗов.-Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006.
http://www.levity.com/alchemy/amclglr30.html
http://www.chem.msu.su/zorkii/istkhim/phlogiston.html
http://ru.wikipedia.org/wiki
http://rudocs.exdat.com/docs/index-141526.html?page=8