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DESCUBRIMIENTOS CIENTÍFICOS MÁS IMPORTANTES
Teoría de la combustión. Historia y esencia del descubrimiento científico.
Directorio / Los descubrimientos científicos más importantes. En la segunda mitad del siglo XVIII, la química estaba en auge: los descubrimientos llegaban tras descubrimientos. En este momento, varios experimentadores brillantes pasaron a primer plano: Priestley, Black, Scheele, Cavendish y otros. En las obras de Black, Cavendish y, especialmente, Priestley, se abre un nuevo mundo para los científicos: la región de los gases, hasta ahora completamente desconocida. Los métodos de investigación se mejoran constantemente. Black, Cronstedt, Bergman y otros desarrollan análisis cualitativos. Como resultado, fue posible descubrir una gran cantidad de nuevos elementos y compuestos. A finales de los siglos XVII y XVIII, el químico alemán Georg Ernst Stahl (1659-1734) propuso la llamada teoría del flogisto, esencialmente la primera teoría química. Aunque resultó ser erróneo, permitió sistematizar los procesos de combustión y tostado (calcinación) de los metales, explicando estos procesos desde un punto de vista unificado. Steel creía que varias sustancias y metales contienen en su composición un "principio de combustibilidad" especial: el flogisto. Al calcinarse, los metales perdían flogisto, transformándose en óxidos, es decir, los procesos de oxidación consistían en la pérdida de flogisto por parte de las sustancias oxidantes. Por el contrario, en el curso de los procesos de reducción, los óxidos adquirieron flogisto, convirtiéndose nuevamente en metales. Las críticas a la doctrina del flogisto contribuyeron en gran medida al desarrollo del pensamiento químico. Sin embargo, los principales fenómenos de la química - los procesos de combustión y oxidación en general, la composición del aire, el papel del oxígeno, la estructura de los principales grupos de compuestos químicos (óxidos, ácidos, sales, etc.) - aún no han sido desarrollados. sido explicado Por el contrario, los hechos se acumularon y las ideas se confundieron. Bastante plausible en la presentación de Stahl, la doctrina del flogisto se convierte en una especie de flogisto entre sus seguidores: ya no es una teoría, son docenas de teorías, confusas, contradictorias, cambiantes con cada autor. A mediados del siglo XVIII saltó a la palestra la llamada química neumática, que estudiaba los gases desde un punto de vista químico. Uno de sus logros sobresalientes fue el descubrimiento del oxígeno. Comprender su naturaleza como elemento químico gaseoso independiente permitió al francés Antonio Lavoisier desacreditar el concepto de flogisto y formular la teoría de la combustión del oxígeno. Junto con importantes logros en el análisis químico, este evento marcó el comienzo de la primera revolución química. Antoine Laurent Lavoisier (1743–1794) nació de un abogado el 28 de agosto de 1743. Recibió su primera educación en el Mazarin College. Antoine fue un excelente estudiante. Después de dejar la universidad, ingresó a la Facultad de Derecho. En 1763, Antoine recibió una licenciatura, al año siguiente, una licencia en derecho. Pero las ciencias jurídicas no pudieron satisfacer su ilimitada e insaciable curiosidad. Sin dejar sus estudios de derecho, estudió matemáticas y astronomía con Lacaille, un astrónomo muy famoso en ese momento, que tenía un pequeño observatorio en el Colegio de Mazarino; botánica - del gran Bernard Jussier, con quien compiló herbarios; mineralogía - de Guetard, quien compiló el primer mapa mineralógico de Francia; química - en Ruel. Las primeras obras de Lavoisier se realizaron bajo la influencia de su maestro y amigo Guetard. Gaetar realizó una serie de excursiones; Lavoisier fue su colaborador durante tres años, a partir de 1763. El fruto de esta excursión fue su primer trabajo: "Investigación de varios tipos de yeso". Después de cinco años de colaboración con Guetard, en 1768, cuando Lavoisier tenía 25 años, fue elegido miembro de la Academia de Ciencias. En vida, Lavoisier se adhirió a un orden estricto. Hizo una regla para estudiar ciencias durante seis horas al día: de seis a nueve de la mañana y de siete a diez de la tarde. El resto del día se dividía entre ocupaciones, asuntos académicos, trabajo en varias comisiones, etc. Un día a la semana se dedicaba exclusivamente a la ciencia. Por la mañana, Lavoisier se encerró en el laboratorio con sus colaboradores; aquí repitieron experimentos, discutieron cuestiones químicas, discutieron sobre el nuevo sistema. Aquí uno podía ver a los científicos más gloriosos de ese tiempo - Laplace, Monge, Lagrange, Giton Morvo, Macker. El laboratorio de Lavoisier se convirtió en el centro de la ciencia contemporánea. Gastó enormes sumas en la compra e instalación de instrumentos, representando en este sentido exactamente lo contrario de algunos de sus contemporáneos. En ese momento, aún no se había encontrado la ley básica de la química, la regla rectora de la investigación química; crear un método de investigación que se derive de esta ley básica; explicar las principales categorías de los fenómenos químicos y, finalmente, desmentir las teorías fantásticas existentes. Esta tarea fue emprendida y llevada a cabo por Lavoisier. El talento experimental no fue suficiente para llevarlo a cabo. Se requería unir una cabeza dorada a las manos doradas. Una unión tan feliz representó a Lavoisier. En la actividad científica, a Lavoisier le llama la atención su curso estrictamente lógico. Primero, desarrolla un método de investigación. Entonces el científico pone el experimento. Entonces, durante 101 días destiló agua en un aparato cerrado. El agua se evaporó, se enfrió, volvió al receptor, se evaporó nuevamente, y así sucesivamente. El resultado fue una cantidad significativa de sedimentos. ¿De donde vino el? El peso total del aparato al final del experimento no cambió: significa que no se agregó ninguna sustancia desde el exterior. En el curso de este trabajo, Lavoisier está convencido de la omnipotencia de su método: el método de investigación cuantitativa. Habiendo dominado el método a la perfección, Lavoisier procede a su tarea principal. Sus obras, que crearon la química moderna, abarcan el período de 1772 a 1789. El punto de partida de su investigación fue el hecho de un aumento en el peso de los cuerpos durante la combustión. En 1772 presentó una breve nota a la academia, en la que informaba del resultado de sus experimentos, que demostraban que cuando se quema azufre y fósforo, estos aumentan de peso debido al aire, es decir, se combinan con parte del El aire. Este hecho es el descubrimiento principal y capital del fenómeno, que sirvió de clave para explicar todos los demás. Nadie entendió esto y, a primera vista, al lector moderno le puede parecer que estamos hablando de un fenómeno único y sin importancia ... Pero esto no es cierto. Explicar el hecho de la combustión significaba explicar todo el mundo de los fenómenos de oxidación que ocurren siempre y en todas partes en el aire, la tierra, los organismos, en toda la naturaleza viva y muerta, en innumerables variaciones y formas diversas. Se dedicaron unas sesenta memorias a la elucidación de varias cuestiones relacionadas con este punto de partida. En ellos, la nueva ciencia se desarrolla como una pelota. Los fenómenos de combustión llevan naturalmente a Lavoisier, por un lado, al estudio de la composición del aire y, por otro lado, al estudio de otras formas de oxidación; a la formación de varios óxidos y ácidos y la comprensión de su composición; al proceso de la respiración, y por lo tanto al estudio de los cuerpos orgánicos y al descubrimiento del análisis orgánico, etc. La tarea inmediata de Lavoisier fue la teoría de la combustión y la cuestión relacionada de la composición del aire. En 1774, presentó a la Academia una memoria sobre la calcinación del estaño, en la que formuló y probó sus puntos de vista sobre la combustión. El estaño se calcinaba en una retorta cerrada y se convertía en "tierra" (óxido). El peso total se mantuvo sin cambios; por lo tanto, el aumento en el peso del estaño no pudo ocurrir debido a la adición de "materia ardiente", penetrando, como se creía. Boylea través de las paredes de la vasija. El peso del metal ha aumentado. Este aumento es igual al peso de la parte de aire que desapareció durante la calcinación. Resulta que el metal, al convertirse en tierra, se combina con el aire. Este es el final del proceso de oxidación: aquí no hay flogistos, "materia ardiente". En un volumen dado de aire, solo una cierta cantidad de metal puede arder y una cierta cantidad de aire desaparece. De aquí se sigue la idea de su complejidad: “Como se puede ver, una parte del aire es capaz de formar tierras al combinarse con metales, mientras que la otra no, esta circunstancia me hace suponer que el aire no es una sustancia simple, como se pensaba anteriormente, sino que consta de sustancias muy diferentes". Al año siguiente, 1775, Lavoisier presentó una memoria a la academia, en la que por primera vez se aclaraba con precisión la composición del aire. El aire está formado por dos gases, el "aire puro", capaz de intensificar la combustión y la respiración, oxidando los metales, y el "aire mefítico", que no posee estas propiedades. Los nombres de oxígeno y nitrógeno se dieron más tarde. Profundicemos en el curso del razonamiento de Lavoisier. El metal aumenta de peso, lo que significa que se le ha unido alguna sustancia. ¿De dónde vino? Determinamos el peso de otros cuerpos involucrados en la reacción, y vemos que el aire ha disminuido de peso en la misma cantidad que ha aumentado el peso del metal; por lo tanto, la sustancia deseada se liberó del aire. Este es un método de determinación del peso. Sin embargo, para comprender su significado, se debe reconocer que todos los cuerpos químicos tienen peso, que un cuerpo pesado no puede volverse ingrávido y, finalmente, ni una sola partícula de materia puede desaparecer o surgir de la nada. En las mismas memorias, Lavoisier aclaró la estructura del "aire permanente", como se llamaba entonces al dióxido de carbono. Si el óxido de mercurio se calienta en presencia de carbón, el oxígeno liberado se combina con el carbón, formando "aire permanente". En el tratado Sobre la combustión en general (1777), desarrolla su teoría en detalle. Toda combustión es la unión de un cuerpo con el oxígeno; su resultado es un cuerpo complejo, a saber, "tierra metálica" (óxido) o ácido (anhídrido en la terminología moderna). La teoría de la combustión condujo a una explicación de la composición de varios compuestos químicos. Los óxidos, ácidos y sales se han distinguido durante mucho tiempo, pero su estructura seguía siendo un misterio. Su resultado general se puede formular de la siguiente manera: Lavoisier dio el primer sistema científico de compuestos químicos, estableciendo tres grupos principales: óxidos (compuestos de metales con oxígeno), ácidos (compuestos de cuerpos no metálicos con oxígeno) y sales (compuestos de óxidos). y ácidos). Han pasado diez años desde el primer trabajo de Lavoisier, y casi no tocó la teoría del flogisto. Se las arregló sin ella. Los procesos de combustión, respiración, oxidación, la composición del aire, dióxido de carbono y muchos otros compuestos se explicaron sin ningún principio misterioso de manera bastante simple y clara: mediante la conexión y separación de cuerpos de peso real. Pero la vieja teoría aún existía e influyó en los científicos. En 1783, Lavoisier publicó Meditaciones sobre el flogisto. Con base en sus descubrimientos, demuestra la total inutilidad de la teoría del flogisto. Sin ella, los hechos se explican de forma clara y sencilla, con ella comienza una confusión interminable. "Los químicos han hecho del flogisto un principio nebuloso, que no está del todo definido con precisión y por lo tanto apto para todo tipo de explicaciones, a veces es un principio de peso, a veces sin peso, a veces fuego libre, a veces fuego conectado con la tierra; a veces es pasa a través de los poros de los vasos ", a veces son impenetrables para él; explica a la vez tanto la alcalinidad como la no alcalinidad, la transparencia y la opacidad, y los colores y la ausencia de colores. Este es un Proteo real, que cambia de forma cada minuto. ." "Reflexiones sobre el flogisto" fue una especie de marcha fúnebre para la vieja teoría, ya que se podría haber considerado enterrada durante mucho tiempo. Finalmente, el conocimiento del hidrógeno y su producto de oxidación permitió a Lavoisier sentar las bases de la química orgánica. Determinó la composición de los cuerpos orgánicos y creó el análisis orgánico quemando carbono e hidrógeno en una cierta cantidad de oxígeno. Según N. Menshutkin: "Así, la historia de la química orgánica, como la de la química inorgánica, tiene que comenzar con Lavoisier". Autor: Samin D.K.
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