|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ВАЖЛИВІ НАУКОВІ ВІДКРИТТЯ
Теорія горіння. Історія та суть наукового відкриття
Довідник / Найважливіші наукові відкриття У другій половині XVIII століття хімія була на підйомі – відкриття сипалися за відкриттями. У цей час висувається ряд блискучих експериментаторів – Прістлі, Блек, Шееле, Кавендіш та інші. У роботах Блека, Кавендиша і особливо Прістлі вченим відкривається новий світ - область газів, доти зовсім невідома. Прийоми дослідження постійно вдосконалюються. Блек, Кронштедт, Бергман та інші розробляють якісний аналіз. Внаслідок цього вдалося відкрити маси нових елементів та з'єднань. На рубежі XVII та XVIII століть німецький хімік Георг Ернст Сталь (1659–1734) запропонував так звану теорію флогістону – по суті, першу хімічну теорію. Хоча вона й виявилася помилковою, але дозволила систематизувати процеси горіння та випалу (кальцинації) металів, пояснивши ці процеси з єдиної точки зору. Сталь вважав, що різні речовини та метали містять у своєму складі особливу "початок горючості" - флогістон. При прожарюванні метали втрачали флогістон, перетворюючись на оксиди, тобто процеси окислення полягали в втраті речовинами флогістону, що окислювалися. Навпаки, у процесі відновлення оксиди набували флогістон, знову стаючи металами. Критика вчення про флогістон багато в чому сприяла розвитку хімічного мислення. Однак основні явища хімії - процеси горіння та окислення взагалі, склад повітря, роль кисню, будова головних груп хімічних сполук (окисів, кислот, солей та іншого) - ще не були пояснені. Навпаки, факти накопичувалися, а ідеї заплутувалися. Досить пристойне у викладі Сталя вчення про флогістон перетворюється в його послідовників на якусь фантасмагорію: це вже не одна теорія, це - десятки теорій, заплутаних, суперечливих, що змінюються у кожного автора. У середині XVIII століття авансцену вийшла з так звана пневматична хімія, вивчала гази з хімічної погляду. Одним із видатних її досягнень стало відкриття кисню. Розуміння його природи як самостійного газоподібного хімічного елемента дозволило французу Антуану Лавуазьє розвінчати концепцію флогістону та сформулювати кисневу теорію горіння. Разом із великими досягненнями хімічного аналізу ця подія започаткувала першу хімічну революцію. Антуан Лоран Лавуазьє (1743-1794) народився в сім'ї адвоката 28 серпня 1743 року. Початкову освіту він здобув у колежі Мазаріні. Антуан вчився чудово. Після виходу з коледжу він вступив на факультет права. 1763-го Антуан отримав ступінь бакалавра, наступного року - ліценціата прав. Але юридичні науки було неможливо задовольнити його безмежної і ненаситної допитливості. Не залишаючи своїх занять правом, він вивчав математику та астрономію у Лакайля, дуже відомого на той час астронома, який мав невелику обсерваторію в колежі Мазаріні; ботаніку – у великого Бернара Жюсьє, з яким разом складав гербарії; мінералогію - у Цера, який склав першу мінералогічну карту Франції; хімію – у Руеля. Перші роботи Лавуазьє були зроблені під впливом його вчителя та друга Цера. Цер здійснив низку екскурсій; Лавуазьє був його співробітником протягом трьох років, починаючи з 1763 року. Плодом цієї екскурсії стала його перша робота - "Дослідження різних пологів гіпсу". Після п'яти років співпраці з Цером, в 1768 році, коли Лавуазьє виповнилося 25 років, його було обрано членом Академії наук. У житті Лавуазьє дотримувався суворого порядку. Він поклав собі за правило займатися наукою шість годин на день: від шостої до дев'ятої ранку і від сьомої до десятої вечора. Решта дня розподілялася між заняттями з відкупу, академічними справами, роботою у різних комісіях тощо. Один день на тиждень присвячувався виключно науці. З ранку Лавуазьє замикався у лабораторії зі своїми співробітниками; Тут вони повторювали досліди, обговорювали хімічні питання, сперечалися про нову систему. Тут можна було бачити найславетніших вчених того часу. Лапласа, Монжа, Лагранжа, Гітона Морво, Маккер. Лабораторія Лавуазьє стала центром тогочасної науки. Він витрачав величезні суми на придбання та монтаж приладів, представляючи в цьому відношенні досконалу протилежність деяким зі своїх сучасників. На той час ще треба було знайти основний закон хімії, керівне правило хімічних досліджень; створити метод дослідження, що випливав із цього основного закону; пояснити головні розряди хімічних явищ і, нарешті, розвінчати фантастичні теорії, що існували. Це завдання взяв він і виконав Лавуазьє. На виконання її недостатньо було експериментального таланту. До золотих рук потрібно було приєднати золоту ж голову. Таке щасливе поєднання представляв Лавуазьє. У науковій діяльності Лавуазьє вражає її суворо логічний перебіг. Спершу він виробляє метод досліджень. Потім вчений ставить досвід. Так, протягом 101 дня переганяв воду у замкнутому апараті. Вода випаровувалась, охолоджувалася, поверталася до приймача, знову випаровувалась і так далі. В результаті вийшла значна кількість осаду. Звідки він узявся? Загальна вага апарата після закінчення досвіду не змінилася: отже, жодної речовини ззовні не приєдналося. У ході цієї роботи Лавуазьє переконується у всесильності свого методу – методу кількісного дослідження. Оволодівши досконало методом, Лавуазьє приступає до свого головного завдання. Роботи його, що створили сучасну хімію, охоплюють період з 1772 по 1789 рік. Вихідним пунктом його досліджень став факт збільшення ваги тіл під час горіння. У 1772 році він представив в академію коротеньку записку, в якій повідомляв про результати своїх дослідів, які показали, що при згорянні сірки та фосфору вони збільшуються у вазі за рахунок повітря, інакше кажучи, з'єднуються з частиною повітря. Цей факт - основне, капітальне відкриття явища, що послужило ключем до пояснення решти. Ніхто цього не розумів, та й сучасному читачеві може з першого погляду здатися, що мова тут про поодиноке неважливе явище... Але це не так. Пояснити факт горіння означало пояснити цілий світ явищ окислення, що відбуваються завжди і всюди повітря, землі, організмах - у всій мертвої і живої природі, у незліченних варіаціях і різноманітних формах. Близько шістдесяти мемуарів було присвячено з'ясування різних питань, пов'язаних з цим вихідним пунктом. Вони нова наука розвивається як клубок. Явища горіння природно призводять Лавуазьє, з одного боку, до вивчення складу повітря, з іншого - вивчення інших форм окислення; до утворення різних оксидів та кислот та з'ясування їх складу; до процесу дихання, а звідси - до дослідження органічних тіл та відкриття органічного аналізу, тощо. Найближчим завданням Лавуазьє була теорія горіння і пов'язане з нею питання про склад повітря. У 1774 році він представив академії мемуар про прожарювання олова, в якому сформулював та довів свої погляди на горіння. Олово прожарювалося в замкнутій реторті і перетворилося на "землю" (окис). Загальна вага залишилася незмінною - отже, збільшення ваги олова не могло відбуватися за рахунок приєднання "вогненної матерії", що проникає, як вважав Бойлькрізь стінки судини. Вага металу збільшилася. Це збільшення дорівнює вазі тієї частини повітря, яка зникла під час прожарювання. Виходить, метал, перетворюючись на землю, з'єднується із повітрям. Цим і вичерпується процес окислення: ніякі флогістони, "вогняні матерії" не беруть участі. У цьому обсязі повітря може згоріти лише певна кількість металу, причому зникає певна кількість повітря. Звідси випливає думка про його складність: "Як видно, частина повітря здатна, з'єднуючись з металами, утворювати землі, інша ж - ні; ця обставина змушує мене припускати, що повітря - не проста речовина, як думали раніше, а складається з дуже різних речовин ". Наступного, 1775 року Лавуазьє представив академії мемуар, у якому склад повітря було вперше точно з'ясовано. Повітря складається з двох газів, "чистого повітря", здатного посилювати горіння і дихання, окислювати метали, і "мефітичного повітря", що не має цих властивостей. Назви кисень та азот були дані пізніше. Вникнемо в хід міркувань Лавуазьє. Метал збільшується у вазі - отже, до нього приєдналася якась речовина. Звідки воно взялося? Визначаємо вагу інших тіл, що входили в реакцію, і бачимо, що повітря зменшилося у вазі настільки ж, наскільки збільшилася вага металу; отже, шукана речовина виділилося з повітря. Це – метод вагового визначення. Однак для того щоб зрозуміти його значення, потрібно визнати, що всі хімічні тіла мають вагу, що вагоме тіло не може перетворитися на невагоме, що нарешті жодна частка матерії не може зникнути або виникнути з нічого. У тому мемуарі Лавуазьє з'ясував будову " постійного повітря " , як називали тоді вуглекислоту. Якщо нагрівати окис ртуті в присутності вугілля, то кисень, що виділяється, з'єднується з вугіллям, утворюючи "постійне повітря". У трактаті " Про горіння взагалі " (1777) він докладно розвиває свою теорію. Будь-яке горіння є з'єднання тіла з киснем; результат його - складне тіло, а саме "металева земля" (окис) або кислота (ангідрид за сучасною термінологією). Теорія горіння привела до пояснення складу різних хімічних сполук. Вже давно розрізнялися оксиди, кислоти та солі, але будова їх залишалася загадковою. Загальний результат можна сформулювати так: Лавуазьє дав першу наукову систему хімічних сполук, встановивши три основні групи - оксиди (сполуки металів з киснем), кислоти (сполуки неметалевих тіл з киснем) і солі (сполуки оксидів і кислот). Десять років минуло з часу першої роботи Лавуазьє, а він майже не стосувався теорії флогістону. Він просто обходився без неї. Процеси горіння, дихання, окислення, склад повітря, вуглекислоти, безліч інших сполук порозумілися без будь-яких таємничих принципів зовсім просто і ясно - з'єднанням та поділом реальних вагових тіл. Але стара теорія ще існувала та впливала на вчених. У 1783 році Лавуазьє надрукував "Роздуми про флогістон". Маючи свої відкриття, він доводить цілковиту непотрібність теорії флогістона. Без неї факти пояснюються ясно і просто, з нею починається нескінченна плутанина. "Хімікі зробили з флогістона туманний принцип, який зовсім не визначений точно і, отже, придатний для всіляких пояснень, іноді це вагомий принцип, іноді - невагомий, іноді - вільний вогонь, іноді - вогонь, з'єднаний із землею; іноді він проходить крізь пори судин Іноді вони непроникні для нього, він пояснює разом і лужність і нелужність, і прозорість і тьмяність, й кольори і відсутність квітів. Це справжній Протей, який щохвилини змінює форму. "Роздуми про флогістон" були свого роду похоронним маршем за старою теорією, тому що вона давно вже могла вважатися похованою. Нарешті, знання водню та продукту його окислення дало Лавуазьє можливість покласти головний камінь у основу органічної хімії. Він визначив склад органічних тіл та створив органічний аналіз шляхом спалювання вуглецю та водню у певній кількості кисню. Як стверджує М. Меншуткін: "Отже, історію органічної хімії, як і неорганічної, доводиться починати з Лавуазьє". Автор: Самін Д.К.
Машина для проріджування квітів у садах
02.05.2024 Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону
02.05.2024 Пастка для комах
01.05.2024
▪ Штучний кришталик з фокусуванням ▪ Однокристальний контролер для обладнання з роз'ємами USB Type-C ▪ Є комах корисно для здоров'я ▪ Планшет NVIDIA Tegra Note 7 із підтримкою LTE ▪ Нова технологія маркування товарів
▪ розділ сайту Історії з життя радіоаматорів. Добірка статей ▪ стаття Собакевич. Крилатий вислів ▪ стаття Монтажник фільмокопій. Посадова інструкція ▪ стаття Основи біогазових технологій. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Рекомендуємо цікаві статті розділу 
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page