El carbono (inglés Carbon, French Carbone, German Kohlenstoff) en forma de carbón, hollín y hollín ha sido conocido por la humanidad desde tiempos inmemoriales; Hace unos 100 mil años, cuando nuestros antepasados dominaban el fuego, lidiaban con carbón y hollín todos los días. Probablemente, las personas muy antiguas se familiarizaron con las modificaciones alotrópicas del carbono: diamante y grafito, así como con el carbón fósil. No en vano, la combustión de sustancias carbonosas fue uno de los primeros procesos químicos que interesó al hombre. Dado que la sustancia inflamable desaparecía, siendo consumida por el fuego, la combustión se consideraba como un proceso de descomposición de la sustancia, y por tanto el carbón (o carbón) no se consideraba un elemento. El elemento era el fuego, fenómeno que acompaña a la combustión; en las enseñanzas de los elementos de la antigüedad, el fuego suele figurar como uno de los elementos. A la vuelta de los siglos XVII - XVIII. surgió la teoría del flogisto, propuesta por Becher y Stahl. Esta teoría reconoció la presencia en cada cuerpo combustible de una sustancia elemental especial, un fluido sin peso, flogisto, que se evapora durante la combustión. Dado que solo queda una pequeña cantidad de ceniza cuando se quema una gran cantidad de carbón, los flogistos creían que el carbón es casi puro flogisto. Esta fue la explicación, en particular, del efecto "flogístico" del carbón, su capacidad para restaurar metales a partir de "cal" y minerales. Los flogísticos posteriores, Réaumur, Bergman y otros, ya han comenzado a comprender que el carbón es una sustancia elemental. Sin embargo, por primera vez el "carbón puro" fue reconocido como tal por Lavoisier, quien estudió el proceso de quemar carbón y otras sustancias en aire y oxígeno. En el libro de Guiton de Morveau, Lavoisier, Berthollet y Fourcroix "Método de nomenclatura química" (1787), aparece el nombre "carbono" (carbone) en lugar del francés "carbón puro" (charbone pur). Bajo el mismo nombre, el carbono aparece en la "Tabla de cuerpos simples" en el "Libro de texto elemental de química" de Lavoisier. En 1791, el químico inglés Tennant fue el primero en obtener carbono libre; pasó vapor de fósforo sobre tiza calcinada, lo que resultó en la formación de fosfato de calcio y carbono. El hecho de que un diamante arde sin dejar residuos cuando se calienta fuertemente se conoce desde hace mucho tiempo. En 1751, el rey francés Francisco I accedió a regalar un diamante y un rubí para experimentos de quema, después de lo cual estos experimentos incluso se pusieron de moda. Resultó que solo el diamante se quema y el rubí (óxido de aluminio con una mezcla de cromo) resiste el calentamiento a largo plazo en el foco de la lente incendiaria sin sufrir daños. Lavoisier realizó un nuevo experimento para quemar diamantes con la ayuda de una gran máquina incendiaria y llegó a la conclusión de que el diamante es carbono cristalino. El segundo alótropo de carbono-grafito en el período alquímico se consideraba un brillo de plomo modificado y se llamaba plumbago; solo en 1740 Pott descubrió la ausencia de cualquier impureza de plomo en el grafito. Scheele estudió el grafito (1779) y, siendo flogisticista, consideró que se trataba de un cuerpo de azufre de un tipo especial, un carbón mineral especial que contenía "ácido del aire" (CO 2 ) unido y una gran cantidad de flogisto.
Veinte años después, Guiton de Morveau, mediante un suave calentamiento, convirtió el diamante en grafito y luego en ácido carbónico.
El nombre internacional Carboneum proviene del lat. carbo (carbón). La palabra es de origen muy antiguo. Se compara con cremare - quemar; la raíz de las sagas, cal, ruso gar, gal, meta, sánscrito sta significa hervir, cocinar. La palabra "carbo" está asociada a los nombres de carbono en otros idiomas europeos (carbon, charbone, etc.). El alemán Kohlenstoff proviene de Kohle - carbón (antiguo alemán kolo, sueco kylla - calentar). El ruso antiguo ugorati, o ugarati (quemar, chamuscar) tiene la raíz gar, o montañas, con una posible transición hacia una meta; carbón en ruso antiguo yug'l, o carbón, del mismo origen. La palabra diamante (Diamante) proviene del griego antiguo: indestructible, inflexible, duro y grafito del griego: escribo.
A principios del siglo XIX. la antigua palabra carbón en la literatura química rusa a veces se reemplazaba por la palabra "carbón" (Sherer, 1807; Severgin, 1815); desde 1824 Solovyov introdujo el nombre de carbono.
Un día de otoño de 1772, los parisinos que paseaban cerca del Louvre, en el jardín de la Infanta, a lo largo del terraplén del Sena, pudieron ver una extraña estructura parecida a un carro plano en forma de plataforma de madera sobre seis ruedas. Tenía enormes ventanales. Las dos lentes más grandes, que tenían un radio de ocho pies, se unieron para formar una lupa que recogía los rayos del sol y los dirigía a una segunda lente más pequeña y luego a la superficie de la mesa. Los científicos que participaron en el experimento con pelucas y anteojos negros se pararon en la plataforma, y sus asistentes se apresuraron como marineros en la cubierta, instalando esta estructura compleja bajo el sol, manteniendo continuamente la luminaria flotando en el cielo "a punta de pistola".
Antoine Laurent Lavoisier estuvo entre las personas que utilizaron esta instalación, el "acelerador de partículas elementales" del siglo XVIII. Entonces estaba interesado en lo que sucede cuando se quema un diamante.
Hace tiempo que se sabe que los diamantes se queman, y los joyeros locales pidieron a la Academia de Ciencias de Francia que investigara si había algún riesgo. El mismo Lavoisier estaba interesado en una cuestión algo diferente: la naturaleza química de la combustión. Toda la belleza del "vidrio de fuego" residía en que, al enfocar los rayos del sol en un punto dentro del recipiente, calentaba todo lo que se podía colocar en ese punto. El humo del recipiente se podía dirigir a través de un tubo a un recipiente con agua, las partículas contenidas en él se precipitaban, luego el agua se evaporaba y el residuo se analizaba.
Desafortunadamente, el experimento fracasó: el vidrio estallaba constantemente debido al intenso calentamiento. Sin embargo, Lavoisier no se desesperó, tenía otras ideas. Propuso a la Academia de Ciencias un programa para estudiar "el aire contenido en la materia" y cómo este aire se relaciona con los procesos de combustión.
Newton logró dirigir el desarrollo de la física por el camino correcto, pero en la química en esos días las cosas estaban muy mal: ella todavía era prisionera de la alquimia. “La henna disuelta en un espíritu de salitre bien desfragmentado dará una solución incolora”, escribió Newton. “Pero si lo pones en un buen aceite de vitriolo y lo agitas hasta que se disuelva, la mezcla primero se volverá amarilla y luego roja oscura”. Las páginas de este "libro de cocina" no decían nada sobre medidas o cantidades. “Si el espíritu de la sal se coloca en la orina fresca, entonces ambas soluciones se mezclan fácil y tranquilamente”, señaló, “pero si la misma solución se deja caer sobre la orina evaporada, seguirán silbidos y ebullición, y las sales volátiles y ácidas se coagulan en un tercero después de algún tiempo, una sustancia parecida al amoníaco en la naturaleza. Y si una decocción de violetas se diluye disolviéndola en una pequeña cantidad de orina fresca, algunas gotas de orina fermentada adquirirán un color verde brillante.
Muy lejos de la ciencia moderna. En alquimia, incluso en los escritos del propio Newton, se parece mucho a la magia. En uno de sus diarios, reescribió concienzudamente varios párrafos del libro del alquimista George Starkey, que se hacía llamar Philalethes.
El pasaje comienza: "En [Saturno] se esconde un alma inmortal". El plomo se entendía habitualmente como Saturno, ya que cada elemento estaba asociado a algún planeta. Pero en este caso, se refería al metal plateado conocido como antimonio. "Espíritu inmortal" es un gas que el mineral emite cuando se calienta fuertemente. “Marte está unido a Saturno con lazos de amor (esto significa que se agregó hierro al antimonio), que en sí mismo devora un gran poder, cuyo espíritu divide el cuerpo de Saturno, y de ambos fluye maravillosa agua brillante en la que se pone el Sol, liberando su luz”. El sol es oro, que en este caso está sumergido en mercurio, a menudo llamado amalgama. "Venus, la estrella más brillante, está en los brazos de [Marte]". Venus se llamó cobre, que se agrega a la mezcla en esta etapa. Esta receta metalúrgica es probablemente una descripción de las primeras etapas de obtención de la "piedra filosofal", a la que aspiraban todos los alquimistas, ya que se creía que con su ayuda era posible convertir los elementos básicos en oro.
Lavoisier y sus contemporáneos lograron ir más allá de estos hechizos místicos, pero los químicos, incluso en ese momento, todavía creían en las ideas alquímicas de que el comportamiento de las sustancias está determinado por tres principios: mercurio (que se licua), sal (que espesa) y azufre (que hace). la sustancia combustible). El "espíritu sulfuroso", también llamado terra pingua (tierra "grasa" o "aceitosa"), ha ocupado la mente de muchísimos. A principios del siglo XVIII, el químico alemán Georg Ernst Stahl comenzó a llamarlo flogisto (del griego phlog, que se refiere al fuego).
Se creía que los objetos se queman porque contienen mucho flogisto. A medida que los objetos son consumidos por el fuego, liberan esta sustancia combustible al aire. Si prendes fuego a un trozo de madera, dejará de arder, dejando solo un montón de cenizas, solo cuando agote todo su flogisto. Por lo tanto, se creía que el árbol se compone de ceniza y flogisto. Del mismo modo, después de la calcinación, i. fuerte calentamiento, el metal permanece como una sustancia blanca y quebradiza conocida como escama. Por lo tanto, el metal consta de flogisto y escala. El proceso de oxidación es una combustión lenta, como respirar, es decir, reacciones que ocurren cuando se libera flogisto en el aire.
También se consideró el proceso inverso. Se creía que la escoria se parecía al mineral extraído de la tierra, que luego se refinaba, se sometía a una reducción o "reactivación", al calentarse junto al carbón. El carbón despedía flogisto, que combinado con la escoria restauraba el metal brillante.
En sí mismo, el uso de una sustancia hipotética que no se puede medir, pero se puede suponer, no contiene nada malo. En nuestro tiempo, los cosmólogos también operan con el concepto de “materia oscura”, que debe existir para que las galaxias no se dispersen en pedazos durante la rotación bajo la acción de la fuerza centrífuga, y esa “energía oscura” antigravitacional está detrás de la expansión del Universo. .
Con la ayuda del flogisto, los científicos pudieron explicar lógicamente la combustión, la calcinación, la reducción e incluso la respiración. La química de repente tuvo sentido.
Sin embargo, esto no resolvió todos los problemas: la cascarilla que quedaba después de la calcinación pesaba más que el metal original. ¿Cómo podría suceder que después de la liberación de flogisto de la sustancia, se volviera más pesado? Al igual que la "energía oscura" un cuarto de milenio después, el flogisto, en palabras del filósofo francés Condorcet, "fue puesto en movimiento por fuerzas opuestas en dirección a la gravedad". Para hacer esta idea más poética, un químico dijo que el flogisto "da alas a las moléculas de la tierra".
Lavoisier, como los científicos de la época, estaba seguro de que el flogisto era uno de los principales constituyentes de la materia. Pero al comienzo de los experimentos con diamantes, comenzó a pensar: ¿puede algo pesar menos que cero?
Su madre murió cuando él aún era un niño, dejándole una herencia que fue suficiente para entrar en una lucrativa empresa llamada Main Farm. El gobierno francés llegó a un acuerdo con este consorcio de particulares para recaudar impuestos, de los cuales los recaudadores de impuestos como Lavoisier tenían una cierta participación. Esta actividad lo distrajo constantemente de la investigación, pero le proporcionó unos ingresos que le permitieron, al cabo de un tiempo, convertirse en propietario de uno de los mejores laboratorios de Europa. Entre los primeros experimentos en 1769 hubo un experimento con el que Lavoisier decidió probar la idea entonces vigente de que el agua podía convertirse en tierra.
La evidencia fue lo suficientemente convincente: el agua que se evapora en una sartén deja un residuo sólido. Pero Lavoisier decidió llegar al fondo usando un recipiente de destilación conocido como "pelicano". Con un gran recipiente redondo en la base y una pequeña cámara superior, el recipiente estaba equipado con dos tubos doblados (un poco como el pico de un pelícano) a través de los cuales el vapor volvía a bajar. Para los alquimistas, el pelícano simbolizaba la sangre del sacrificio de Cristo, por lo que se creía que la vasija “pelícano” tenía el poder de transformación. Además, el agua que hervía en el Pelican se evaporaría y condensaría continuamente, de modo que ninguna sustancia, ya sea sólida, líquida o gaseosa, podría salir del sistema.
Destilando agua pura durante cien días, Lavoisier descubrió que el precipitado realmente existía. Pero adivinó de dónde viene. Mientras pesaba el Pelican vacío, notó que la embarcación se había vuelto más liviana. Después de secar y pesar el sedimento, Lavoisier vio que el peso del sedimento correspondía con bastante precisión a la disminución del peso de la vasija, y este hecho le llevó a la idea de que el vidrio de la vasija se convirtió en la fuente del sedimento.
Dos años más tarde, en 1771, Lavoisier tenía veintiocho años. En el mismo año se casó. Su elegida fue Marie-Anne Pierrette Polze, la hija de trece años de otro granjero. (Esta chica bastante bonita estaba comprometida en ese momento, y su segundo prometido potencial tenía cincuenta años). A Maria Anna le gustaban tanto los estudios científicos de su esposo que rápidamente dominó la química y ayudó en todo lo que pudo: tomó notas, tradujo literatura científica en inglés. al francés y realizó los planos más complejos para un experimento tan elegante que, como la piedra filosofal, estaba destinado a transformar la alquimia en química.
Los químicos de la generación de Lavoisier ya sabían que, como decía el inglés Joseph Priestley, "existen varias clases de aire". El aire mefítico ("fétido" o "vicioso") hace que la llama se apague y el ratón que está dentro muere asfixiado. Ese aire enturbia el agua de cal (hidróxido de calcio), formando un precipitado blanco (carbonato de calcio). Sin embargo, las plantas se sentían bien en este aire y después de un tiempo lo volvieron a respirar.
Otro gas sofocante se formaba cuando una vela se quemaba durante algún tiempo en un recipiente cerrado. Este gas no precipitó agua de cal y, dado que estaba obviamente asociado con el proceso de combustión, se lo conoció como aire flogístico o nitrógeno (del griego "sin vida"). El más misterioso fue el gas volátil liberado cuando las limaduras de hierro se disolvieron en ácido sulfúrico diluido. Era tan combustible que se le llamó "aire combustible". Si inflas un globo con este aire, se elevará muy por encima del suelo.
Surgió la pregunta de si los nuevos tipos de aire eran elementos químicos o, como sugirió Priestley, modificaciones del aire "ordinario" obtenidas añadiendo o extrayendo flogisto.
Con dificultad para contener el escepticismo, Lavoisier repitió algunos de los experimentos de sus colegas. Confirmó que la combustión de fósforo para producir ácido fosfórico o la combustión de azufre para producir ácido sulfúrico da como resultado sustancias cuyo peso excede al de las sustancias utilizadas, es decir como en el recocido de metales. Pero, ¿por qué se produce este cambio? Le parecía que había encontrado la respuesta a esta pregunta. Usando una lupa para calentar el estaño, encerrado en un recipiente de vidrio sellado, descubrió que antes y después del experimento, toda la instalación pesaba lo mismo. Abriendo lentamente el recipiente, escuchó el aire entrar con un ruido, después de lo cual el peso aumentó nuevamente. ¿Quizás los objetos no se queman porque emiten flogisto, sino porque absorben parte del aire?
Si es así, entonces la recuperación, es decir, fundir el mineral en metal puro conduce a la liberación de aire. Midió una cierta cantidad de cascarilla de plomo, que se llama "litargirio", y la colocó en una pequeña plataforma en un recipiente con agua junto a un trozo de carbón. Habiendo cubierto todo esto con una campana de vidrio, comenzó a calentar la balanza con una lupa. Por el agua desplazada, pudo adivinar sobre la liberación de gas. Recolectando cuidadosamente el gas liberado, encontró que la llama se apaga de este gas y precipita el agua de cal. Parece que el aire "viciado" fue producto de la restauración, pero ¿era solo eso?
Resultó que la respuesta estaba en una sustancia rojiza llamada mercurius calcinatus, o escala de mercurio, que los farmacéuticos parisinos vendían como cura para la sífilis a un precio de 18 libras o más la onza, es decir, $1,000 si se traduce a los precios de hoy. Cualquier experimento con esta sustancia no fue menos extravagante que los experimentos con diamantes en llamas. Como cualquier otra escala, se podía obtener calcinando metal puro en una llama fuerte. Sin embargo, al calentarse más, la sustancia resultante se convirtió nuevamente en mercurio. En otras palabras, mercurius calcinatus podría regenerarse incluso sin el uso de carbón vegetal. Pero, ¿cuál era entonces la fuente del flogisto? En 1774, Lavoisier y varios de sus colegas de la Academia de Ciencias de Francia confirmaron que las incrustaciones de mercurio podían reducirse "sin sustancias adicionales" con una pérdida de alrededor de una doceava parte del peso.
Priestley también experimentó con esta sustancia, calentándola con una lupa y recogiendo los gases liberados. “Lo que me impactó tanto que ni siquiera hay palabras suficientes para expresar los sentimientos que me embargaban”, escribió más tarde, “es que la vela ardía en este aire con una llama bastante fuerte... No pude encontrar una explicación para este fenómeno." Al descubrir que el ratón de laboratorio se sentía bien en el gas mágico, decidió respirarlo él mismo. “Me pareció que después de un tiempo sentí una extraordinaria ligereza y libertad en mi pecho. ¿Quién hubiera imaginado que este aire limpio eventualmente se convertiría en un artículo de lujo de moda? Mientras tanto, solo dos ratones y yo hemos tenido el placer de inhalarlo.
Priestley decidió llamar "desflogisticado" al gas en el que se respira bien y se quema fácilmente, es decir, aire en estado puro. No estaba solo en tal razonamiento. En Suecia, un farmacéutico llamado Carl Wilhelm Scheele también estudió las propiedades del "aire de fuego".
En ese momento, Lavoisier ya estaba llamando al gas liberado durante la restauración de mercurius calcinatus "extremadamente útil para respirar" o aire "vivo". Al igual que Priestley, creía que este gas era aire en su forma original. Aquí, sin embargo, Lavoisier se topó con una dificultad. Cuando trató de recuperar la escala de mercurio usando carbón vegetal, es decir. De la manera antigua y comprobada, se liberó el mismo gas que durante la restauración del litargirio: apagó la llama de una vela y precipitó agua de cal. ¿Por qué se liberó aire "vivo" cuando se redujo la escala de mercurio sin carbón, pero cuando se usó carbón, apareció aire "viciado" sofocante?
Solo había una manera de aclarar todo. Lavoisier tomó del estante un recipiente llamado matraz plano. La parte inferior era redonda, y Lavoisier calentó y dobló el cuello alto para que primero se curvara hacia abajo y luego hacia arriba nuevamente.
Si en su experimento de 1769 la embarcación se parecía a un pelícano, entonces la actual se parecía a un flamenco. Lavoisier vertió cuatro onzas de mercurio puro en la cámara inferior redonda del recipiente (etiquetada como A en la figura). El recipiente se colocaba en el horno de modo que su cuello quedara en un recipiente abierto, también lleno de mercurio, y luego se elevaba hasta convertirse en una campana de vidrio. Esta parte de la configuración se usó para determinar la cantidad de aire que se consumiría durante el experimento. Marcando el nivel (LL) con una tira de papel, encendió la estufa y llevó el mercurio de la cámara A casi a ebullición.
Se puede suponer que no pasó nada especial el primer día. Una pequeña cantidad de mercurio se evaporó y se depositó en las paredes del matraz plano. Las bolas resultantes eran lo suficientemente pesadas como para fluir hacia abajo nuevamente. Pero en el segundo día, comenzaron a formarse puntos rojos en la superficie de la escala de mercurio. Durante los días siguientes, la corteza roja aumentó de tamaño hasta alcanzar su máximo. El duodécimo día, Lavoisier detuvo el experimento y tomó algunas medidas.
En ese momento, el mercurio en la campana de vidrio excedía el nivel inicial por la cantidad de aire que se utilizó para formar incrustaciones. Teniendo en cuenta los cambios de temperatura y presión dentro del laboratorio, Lavoisier calculó que la cantidad de aire había disminuido en aproximadamente una sexta parte de su volumen original, es decir, de 820 a 700 centímetros cúbicos. Además, la naturaleza del gas ha cambiado. Cuando se colocó un ratón dentro del recipiente que contenía el aire restante, inmediatamente comenzó a asfixiarse, y “la vela colocada en este aire se apagó inmediatamente, como si la hubieran puesto en agua”. Pero dado que el gas no provocó la sedimentación en el agua de cal, era más probable que se atribuyera al nitrógeno que al "aire viciado".
Pero, ¿qué obtuvo el mercurio del aire durante la combustión? Después de quitar la capa roja que se había formado en el metal, Lavoisier comenzó a calentarlo en una retorta hasta que se convirtió nuevamente en mercurio, liberando de 100 a 150 centímetros cúbicos de gas, aproximadamente la misma cantidad que el mercurio absorbido durante la calcinación. La vela introducida en este gas "quemaba maravillosamente", y el carbón no ardía, sino que "brilló con una luz tan brillante que los ojos apenas podían soportarlo".
Fue un punto de inflexión. Ardiendo, el mercurio absorbió el aire "vivo" de la atmósfera, dejando nitrógeno. La recuperación de mercurio condujo nuevamente a la liberación de aire "vivo". Entonces Lavoisier logró separar los dos componentes principales del aire atmosférico.
Sin duda, mezcló ocho partes de aire "vivo" y cuarenta y dos partes de nitrógeno y demostró que el gas resultante tenía todas las características del aire ordinario. Análisis y síntesis: "Esta es la evidencia más convincente disponible en química: a medida que se descompone, el aire se recombina".
En 1777, Lavoisier informó los resultados de su investigación a los miembros de la Academia de Ciencias. El flogisto resultó ser una invención. La combustión y la calcinación ocurrieron cuando la sustancia absorbió aire "vivo", al que llamó oxígeno debido a su papel en la formación de ácidos. (Oxy es griego para "agudo"). La absorción de oxígeno del aire deja sólo nitrógeno irrespirable en el aire.
En cuanto al gas, que se llamó aire "viciado", se formó cuando el oxígeno liberado durante la reducción se combinó con algo en el carbón, y se obtuvo lo que hoy llamamos dióxido de carbono.
Año tras año, los colegas de Lavoisier, especialmente Priestley, se quejaron de que supuestamente se apropiaba de la primacía en los experimentos que también llevaron a cabo.Priestley una vez cenó en la casa de la pareja Lavoisier y les habló de su aire privado de flogisto, y el farmacéutico sueco Scheele envió a Lavoisier una carta describiendo su experiencia. Pero con todo esto, siguieron pensando que el oxígeno es aire desprovisto de flogisto.
En la obra Oxygen, que se estrenó en 2001, dos químicos, Carl Gerassi y Roald Hoffmann, idearon una trama en la que el rey sueco invitaba a estos tres científicos a Estocolmo para decidir cuál de ellos debía ser considerado el descubridor del oxígeno. Scheele fue el primero en aislar el gas y Priestley fue el primero en publicar un artículo que hablaba de su existencia, pero solo Lavoisier entendió lo que habían descubierto.
Miró mucho más profundo y formuló la ley de conservación de la masa. Como resultado de una reacción química, la sustancia, en este caso, mercurio y aire quemados, cambia de forma. Pero la masa no se crea y no desaparece. Cuantas sustancias entran en la reacción, se debe obtener la misma cantidad en la salida. Como diría un recaudador de impuestos, el equilibrio tiene que juntarse de todos modos.
En 1794, durante el terror revolucionario, Lavoisier y el padre de Marie Anne, junto con otros recaudadores de impuestos, fueron reconocidos como "enemigos del pueblo". Los llevaron en un carro a la Plaza de la Revolución, donde ya se había construido una plataforma de madera, cuyo aspecto, hasta en los detalles, se asemejaba a la plataforma en la que Lavoisier quemaba diamantes. Solo que en lugar de lentes enormes, hubo otro logro de la tecnología francesa: la guillotina.
Recientemente se ha deslizado un mensaje en Internet de que durante la ejecución, Lavoisier logró llevar a cabo su último experimento. El hecho es que en Francia comenzaron a usar la guillotina, porque la consideraban la forma de ejecución más humana: trae la muerte instantánea e indolora. Y ahora Lavoisier tenía la oportunidad de averiguar si esto era así. En el momento en que la hoja de la guillotina tocó su cuello, parpadeó y lo hizo tanto como pudo. Había un asistente entre la multitud que tenía que contar cuántas veces lograba parpadear. Es posible que esta historia sea una ficción, pero muy en el espíritu de Lavoisier.
Estas palabras de la obra son pronunciadas por Marie-Anne Lavoisier.
La palabra "diamante" proviene del idioma griego. Se traduce al ruso como "". De hecho, para dañar esta piedra, debes hacer esfuerzos sobrehumanos. Corta y raya todos los minerales que conocemos, mientras que él mismo permanece ileso. El ácido no le hace daño. Una vez, por curiosidad, se realizó un experimento en una fragua: se colocó un diamante sobre un yunque y se golpeó con un martillo. El hierro casi se partió en dos, pero la piedra permaneció intacta.
El diamante arde con un hermoso color azulado.
De todos los sólidos, el diamante tiene la conductividad térmica más alta. Es resistente a la fricción, incluso contra el metal. Es el mineral más elástico con la relación de compresión más baja. Una propiedad interesante de un diamante es la luminiscencia incluso bajo la influencia de rayos artificiales. Brilla con todos los colores del arcoíris y refracta el color de una manera interesante. Esta piedra parece estar saturada de color solar y luego lo irradia. Como sabes, un diamante natural es feo, el corte le da verdadera belleza. Una gema hecha de un diamante tallado se llama diamante.
Historia de los experimentos
En la Inglaterra del siglo XVII, Boyle logró quemar un diamante haciendo brillar un rayo de sol sobre él a través de una lente. Sin embargo, en Francia, el experimento de calcinación de diamantes en un recipiente de fusión no dio ningún resultado. El joyero francés que realizó el experimento encontró solo una fina capa de placa oscura en las piedras. A finales del siglo XVII, los científicos italianos Averani y Targioni, al intentar fusionar dos diamantes, pudieron establecer la temperatura a la que se quema un diamante, de 720 a 1000 ° C.
El diamante no se derrite debido a la fuerte estructura de la red cristalina. Todos los intentos de derretir el mineral terminaron quemándolo.
El gran físico francés Antoine Lavoisier fue más allá y decidió colocar diamantes en un recipiente hermético de vidrio y llenarlo con oxígeno. Con la ayuda de una lente grande, calentó las piedras y se quemaron por completo. Después de examinar la composición del ambiente del aire, encontraron que además de oxígeno, contiene dióxido de carbono, que es una combinación de oxígeno y carbono. Por lo tanto, se recibió la respuesta: los diamantes se queman, pero solo cuando hay oxígeno disponible, es decir. al aire libre. Ardiendo, el diamante se convierte en dióxido de carbono. Por eso, a diferencia del carbón, ni siquiera quedan cenizas después de la combustión del diamante. Los experimentos de los científicos confirmaron otra propiedad del diamante: en ausencia de oxígeno, el diamante no se quema, pero su estructura molecular cambia. A una temperatura de 2000 ° C, el grafito se puede obtener en solo 15-30 minutos.
¿Por qué Antoine Lavoisier quemó el diamante?
Siglo XVIII, Francia, París. Antoine Laurent Lavoisier, uno de los futuros creadores de la ciencia química, después de muchos años de experimentos con diversas sustancias en la tranquilidad de su laboratorio, está una y otra vez convencido de que ha hecho una verdadera revolución en la ciencia. Sus experimentos químicos esencialmente simples sobre la combustión de sustancias en volúmenes herméticamente cerrados refutan por completo la teoría del flogisto generalmente aceptada en ese momento. Pero no se acepta evidencia sólida y estrictamente cuantitativa a favor de la nueva teoría de la combustión del "oxígeno" en el mundo científico. Un modelo de flogisto visual y conveniente está firmemente arraigado en las mentes.
¿Qué hacer? Después de perder dos o tres años en esfuerzos infructuosos para defender su idea, Lavoisier llega a la conclusión de que su entorno científico aún no ha madurado a argumentos puramente teóricos y debería tomar un camino completamente diferente. En 1772, el gran químico decidió con este propósito realizar un experimento inusual. Invita a todos a participar en el espectáculo de quemar en un caldero sellado... una pieza de peso de diamante. ¿Cómo puedes resistir la curiosidad? ¡Después de todo, no se trata de nada, sino de un diamante!
Es bastante comprensible que después del sensacional mensaje al laboratorio, junto con la gente del pueblo, los ardientes opositores del científico, que antes de eso no querían profundizar en sus experimentos con todo tipo de azufre, fósforo y carbón, entraron en el laboratorio. . La habitación estaba pulida hasta el brillo y brillaba nada menos que una piedra preciosa condenada a la quema pública. Debe decirse que el laboratorio de Lavoisier en ese momento pertenecía a uno de los mejores del mundo y correspondía completamente a un costoso experimento en el que los oponentes ideológicos del propietario ahora simplemente estaban ansiosos por participar.
El diamante no falló: ardió sin dejar rastro visible, según las mismas leyes que se aplicaban a otras sustancias despreciables. Nada esencialmente nuevo desde un punto de vista científico ha sucedido. Pero la teoría del "oxígeno", el mecanismo de formación del "aire ligado" (dióxido de carbono) finalmente ha llegado a la conciencia incluso de los escépticos más empedernidos. Se dieron cuenta de que el diamante no desaparecía sin dejar rastro, pero bajo la influencia del fuego y el oxígeno, sufrió cambios cualitativos, se convirtió en otra cosa. Después de todo, al final del experimento, el matraz pesaba exactamente lo mismo que al principio. Así, con la falsa desaparición del diamante ante los ojos de todos, la palabra "flogisto", que denotaba un hipotético componente de una sustancia supuestamente perdida durante su combustión, desapareció para siempre del léxico científico.
Pero un lugar santo nunca está vacío. Uno se ha ido, otro ha venido. La teoría del flogisto fue reemplazada por una nueva ley fundamental de la naturaleza: la ley de conservación de la materia. Lavoisier ha sido reconocido por los historiadores de la ciencia como el descubridor de esta ley. Un diamante ayudó a convencer a la humanidad de su existencia. Al mismo tiempo, estos mismos historiadores arrojan tales nubes de niebla alrededor del sensacional evento que todavía es bastante difícil comprender la confiabilidad de los hechos. La prioridad de un importante descubrimiento ha sido disputada durante muchos años y sin motivo alguno por los círculos "patrióticos" de varios países: Rusia, Italia, Inglaterra...
¿Qué argumentos se utilizan para justificar las afirmaciones? El más ridículo. En Rusia, por ejemplo, la ley de conservación de la materia se atribuye a Mikhail Vasilyevich Lomonosov, quien en realidad no la descubrió. Además, como evidencia, los escribas de la ciencia química usan descaradamente extractos de su correspondencia personal, donde el científico, compartiendo sus argumentos sobre las propiedades de la materia con sus colegas, supuestamente testifica personalmente a favor de este punto de vista.
Los historiógrafos italianos explican sus afirmaciones sobre la prioridad del descubrimiento mundial en la ciencia química por el hecho de que... Lavoisier no fue el primero en tener la idea de utilizar diamantes en experimentos. Resulta que en 1649, destacados científicos europeos se familiarizaron con cartas que informaban sobre tales experimentos. Fueron proporcionados por la Academia de Ciencias de Florencia, y de su contenido se deduce que los alquimistas locales ya estaban magros sometiendo diamantes y rubíes a un fuerte efecto de fuego, colocándolos en recipientes herméticamente cerrados. Al mismo tiempo, los diamantes desaparecieron y los rubíes se conservaron en su forma original, de lo cual se llegó a la conclusión de que el diamante es "una piedra verdaderamente mágica, cuya naturaleza desafía toda explicación". ¿Así que lo que? Todos estamos siguiendo los pasos de nuestros predecesores de una forma u otra. Y el hecho de que los alquimistas de la Edad Media italiana no reconocieran la naturaleza del diamante solo sugiere que muchas otras cosas son inaccesibles a su conciencia, incluida la cuestión de adónde va la masa de materia cuando se calienta en un recipiente que excluye acceso aéreo.
Las ambiciones autorales de los británicos, que generalmente niegan la participación de Lavoisier en el sensacional experimento, también parecen muy inestables. Según ellos, el mérito se atribuyó injustamente al patrimonio del gran aristócrata francés, que en realidad pertenece a su compatriota Smithson Tennant, conocido por la humanidad como el descubridor de los dos metales más caros del mundo: el osmio y el iridio. Fue él, como dicen los británicos, quien hizo tales trucos de demostración. En particular, quemó un diamante en un recipiente de oro (antes, grafito y carbón). Y fue él quien llegó a la conclusión, importante para el desarrollo de la química, de que todas estas sustancias son de la misma naturaleza y, cuando se queman, forman dióxido de carbono en estricta conformidad con el peso de las sustancias combustibles.
Pero no importa cuánto los historiadores de la ciencia individuales, incluso en Rusia, incluso en Inglaterra, menosprecien los logros sobresalientes de Lavoisier y le asignen un papel secundario en una investigación única, todavía fallan. El brillante francés sigue siendo a los ojos de la comunidad mundial un hombre de mente comprensiva y original. Baste recordar su famoso experimento con agua destilada, que de una vez por todas sacudió la opinión que existía en ese momento entre muchos científicos sobre la capacidad del agua para convertirse en un sólido cuando se calienta.
Esta opinión incorrecta se formó sobre la base de las siguientes observaciones. Cuando el agua se evaporaba hasta "sequedad", invariablemente se encontraba un residuo sólido en el fondo del recipiente, que se llamaba "tierra" por simplicidad. A partir de aquí se habló de convertir el agua en tierra.
En 1770, Lavoisier puso a prueba la sabiduría convencional. Para empezar, hizo todo lo posible para obtener el agua más pura posible. En ese momento, solo había una forma de lograr esto: la destilación. Tomando la mejor agua de lluvia de la naturaleza, el científico la superó ocho veces. Luego llenó un recipiente de vidrio previamente pesado con agua purificada de impurezas, lo selló herméticamente y volvió a registrar el peso. Luego, durante tres meses, calentó este recipiente en un quemador, haciendo que su contenido casi hierva. Como resultado, en el fondo del tanque realmente estaba la "tierra".
¿Pero donde? Para responder a esta pregunta, Lavoisier volvió a pesar el recipiente seco, cuya masa había disminuido. Habiendo establecido que el peso del recipiente había cambiado tanto como la "tierra" aparecía en él, el experimentador se dio cuenta de que el residuo sólido que confundió a sus colegas simplemente se había filtrado del vidrio, y no podía haber transformaciones milagrosas. del agua a la tierra. Se lleva a cabo un proceso químico tan curioso. Y bajo la influencia de altas temperaturas, fluye mucho más rápido.
