A szén (angolul Carbon, francia Carbone, németül Kohlenstoff) szén, korom és korom formájában időtlen idők óta ismert az emberiség számára; körülbelül 100 ezer évvel ezelőtt, amikor őseink elsajátították a tüzet, minden nap foglalkoztak szénnel és kormmal. Valószínűleg nagyon korán az emberek megismerkedtek a szén - gyémánt és grafit - allotróp módosulataival, valamint a fosszilis szénnel. Nem meglepő, hogy a széntartalmú anyagok elégetése volt az egyik első olyan kémiai folyamat, amely érdekelte az embert. Mivel az égő anyag eltűnt, a tűz elemésztette, az égést az anyag bomlási folyamatának tekintették, ezért a szenet (vagy szenet) nem tekintették elemnek. Az elem a tűz volt, az égést kísérő jelenség; az ókor elemeinek tanításában általában a tűz szerepel az elemek között. A XVII - XVIII. század fordulóján. felmerült a flogiszton elmélete, amelyet Becher és Stahl terjesztett elő. Ez az elmélet minden éghető testben felismerte egy speciális elemi anyag - egy súlytalan folyadék - flogiszton jelenlétét, amely az égés során elpárolog. Mivel nagy mennyiségű szén elégetésekor csak kis mennyiségű hamu marad vissza, a flogisztika úgy vélte, hogy a szén szinte tiszta flogiszton. Ez volt a magyarázata különösen a szén „flogisztikus” hatásának, a fémek „mészből” és ércekből való helyreállítására való képességének. A későbbi flogisztika, Réaumur, Bergman és mások már elkezdték megérteni, hogy a szén elemi anyag. A "tiszta szenet" azonban először ismerte el Lavoisier, aki a szén és más anyagok levegőben és oxigénben történő elégetésének folyamatát tanulmányozta. Guiton de Morveau, Lavoisier, Berthollet és Fourcroix "A kémiai nómenklatúra módszere" (1787) című könyvében a "szén" (carbone) név jelent meg a francia "pure coal" (charbone pur) helyett. Ugyanezen a néven a szén megjelenik az "Egyszerű testek táblázatában" Lavoisier "Elementary Textbook of Chemistry"-ben. 1791-ben Tennant angol kémikus volt az első, aki szabad szénhez jutott; foszforgőzt bocsátott át kalcinált krétán, ami kalcium-foszfát és szén képződését eredményezte. Az a tény, hogy a gyémánt erősen hevítve maradék nélkül ég, régóta ismert. Még 1751-ben I. Ferenc francia király beleegyezett, hogy egy gyémántot és egy rubint ad az égetési kísérletekhez, ami után ezek a kísérletek még divatossá váltak. Kiderült, hogy csak a gyémánt ég, és a rubin (alumínium-oxid króm keverékével) károsodás nélkül ellenáll a hosszú távú melegítésnek a gyújtólencse fókuszában. Lavoisier új kísérletet állított fel a gyémánt elégetésére egy nagy gyújtógép segítségével, és arra a következtetésre jutott, hogy a gyémánt kristályos szén. A szén-grafit második allotrópját az alkímiai időszakban módosított ólomfénynek tekintették, és plumbágónak nevezték; csak 1740-ben fedezte fel Pott, hogy a grafitban nincs ólomszennyeződés. Scheele a grafitot tanulmányozta (1779), és flogisztikusként egy speciális kéntestnek, egy speciális ásványi szénnek tekintette, amely kötött "levegősavat" (CO 2 ) és nagy mennyiségű flogisztont tartalmaz.
Húsz évvel később Guiton de Morveau enyhe melegítéssel a gyémántot grafittá, majd szénsavvá alakította.
A Carboneum nemzetközi név a lat. carbo (szén). A szó nagyon ősi eredetű. A cremare-hez hasonlítják - égetni; a saga gyökere, cal, orosz gar, gal, goal, a szanszkrit sta jelentése: forralni, főzni. A "carbo" szó más európai nyelveken a szén neveihez kapcsolódik (szén, szén stb.). A német Kohlenstoff a Kohle-ból származik - szén (ónémet kolo, svéd kylla - fűteni). Az óorosz ugorati vagy ugarati (égés, perzselés) gyökere gar, vagy hegyek, lehetséges átmenettel a cél felé; szén óorosz yug'l, vagy szén, azonos eredetű. A gyémánt (Diamante) szó az ógörögből származik - elpusztíthatatlan, hajthatatlan, kemény, a grafit pedig a görögből - írom.
A XIX. század elején. a régi szén szót az orosz kémiai irodalomban néha a „szén” szó váltotta fel (Sherer, 1807; Severgin, 1815); 1824 óta Szolovjov bevezette a szén nevet.
1772 egy őszi napon a párizsiak a Louvre közelében, az Infanta kertjében, a Szajna rakpartján sétálva furcsa szerkezetet láthattak, amely egy lapos kocsira emlékeztetett, hat keréken álló fa emelvény formájában. Hatalmas ablakai voltak. A két legnagyobb, nyolc láb sugarú lencsét összeerősítve egy nagyítót alkottak, amely összegyűjtötte a napsugarakat, és egy második, kisebb lencsére, majd az asztal felületére irányította őket. A kísérletben részt vevő tudósok parókában és fekete szemüvegben álltak az emelvényen, asszisztenseik pedig tengerészként sürögtek-forogtak a fedélzeten, felállították ezt az összetett szerkezetet a napon, folyamatosan "fegyverrel" tartva a világítótestet az égen lebegve.
Antoine Laurent Lavoisier azok között volt, akik használták ezt a létesítményt - a 18. századi "elemi részecskegyorsítót". Ezután az érdekelte, mi történik, ha egy gyémántot elégetnek.
Régóta ismert, hogy a gyémántok égnek, és a helyi ékszerészek felkérték a Francia Tudományos Akadémiát, hogy vizsgálja meg, van-e benne kockázat. Magát Lavoisier-t egy kissé más kérdés érdekelte: az égés kémiai természete. A "tűzüveg" szépsége az volt, hogy a napsugarakat a tartály belsejében lévő pontra fókuszálva felmelegített mindent, amit arra a pontra el lehetett helyezni. Az edényből a füstöt egy csövön keresztül egy vizes edénybe lehetett vezetni, a benne lévő részecskéket kicsapták, majd a vizet elpárologtatták és a maradékot elemezték.
Sajnos a kísérlet kudarcot vallott: az üveg folyamatosan szétrepedt az intenzív melegítéstől. Lavoisier azonban nem esett kétségbe – más elképzelései is voltak. Programot javasolt a Tudományos Akadémiának, hogy tanulmányozzák "az anyagban lévő levegőt", és azt, hogy ez a levegő hogyan kapcsolódik az égési folyamatokhoz.
Newtonnak sikerült a helyes útra terelnie a fizika fejlődését, de a kémiában akkoriban nagyon rossz volt a helyzet – még mindig az alkímia foglya volt. "Jól deflegmentált salétromban feloldott henna színtelen oldatot ad" - írta Newton. "De ha jó vitriololajba teszed, és addig rázod, amíg fel nem oldódik, a keverék először sárgává, majd sötétvörössé válik." Ennek a "szakácskönyvnek" az oldalain nem volt semmi sem a méretekről, sem a mennyiségekről. „Ha friss vizeletbe sósavat teszünk, akkor mindkét oldat könnyen és nyugodtan keveredik – jegyezte meg –, de ha ugyanazt az oldatot az elpárolgott vizeletre csepegtetik, akkor szisszenés és forralás következik, és az illékony és savas sók megalvadnak. egy harmadik egy idő után.természetében ammóniára emlékeztető anyag. És ha az ibolyafőzetet kis mennyiségű friss vizeletben feloldva hígítjuk, akkor néhány csepp fermentált vizelet élénkzöld színt kap.
Nagyon messze van a modern tudománytól. Az alkímiában, még maga Newton írásaiban is, sokban hasonlít a mágiára. Egyik naplójában lelkiismeretesen átírt több bekezdést a magát Philalethesnek nevező alkimista George Starkey könyvéből.
A szövegrész így kezdődik: "A Szaturnuszban egy halhatatlan lélek rejtőzik." Az ólmot általában Szaturnuszként értelmezték, mivel minden elemhez valamilyen bolygó társult. De ebben az esetben az antimon néven ismert ezüstös fémre gondoltak. A "halhatatlan szellem" egy olyan gáz, amelyet az érc erősen melegítve bocsát ki. „A Mars a Szaturnuszhoz kötődik szerelmi kötelékekkel (ez azt jelentette, hogy vasat adtak az antimonhoz), amely maga is hatalmas erőt emészt fel, melynek szelleme kettéosztja a Szaturnusz testét, és mindkettőből csodálatos fényes víz folyik, amelybe a Nap lenyugszik, felszabadítva fényét” . A nap arany, amely ebben az esetben a higanyba merül, amelyet gyakran amalgámnak neveznek. "A Vénusz, a legfényesebb csillag a [Mars] karjaiban van." A Vénuszt réznek nevezték, amelyet ebben a szakaszban adnak a keverékhez. Ez a kohászati recept nagy valószínűséggel a "bölcsek köve" megszerzésének korai szakaszának leírása, amelyre minden alkimista törekedett, mivel úgy vélték, hogy segítségével az alapelemeket arannyá lehet változtatni.
Lavoisiernek és kortársainak sikerült túllépniük ezeken a misztikus varázslatokon, de a kémikusok még akkoriban is hittek azokban az alkímiai elképzelésekben, hogy az anyagok viselkedését három alapelv határozza meg: a higany (amely cseppfolyósít), a só (amely sűrít) és a kén (amely az anyag éghető). A "kéntartalmú szellem", más néven terra pingua ("zsíros" vagy "olajos" föld), nagyon sok ember elméjét foglalkoztatta. A 18. század elején Georg Ernst Stahl német kémikus phlogisztonnak (a görög phlog - a tűzre utalva) kezdte nevezni.
Azt hitték, hogy a tárgyak azért égnek, mert sok flogisztont tartalmaznak. Mivel a tárgyakat a tűz megemészti, ez az éghető anyag a levegőbe kerül. Ha felgyújtunk egy fadarabot, akkor az abbahagyja az égést, csak egy halom hamut hagy maga után, csak akkor, ha az összes flogisztonját elhasználja. Ezért azt hitték, hogy a fa hamuból és flogisztonból áll. Hasonlóképpen a kalcinálás után, i. erős melegítés hatására a fém fehér, törékeny anyag marad, amelyet vízkőnek neveznek. Ezért a fém flogisztonból és vízkőből áll. A rozsdásodási folyamat lassú égés, mint a légzés, i.e. reakciók, amelyek akkor lépnek fel, amikor a flogiszton a levegőbe kerül.
A fordított eljárást is figyelembe vették. Úgy gondolták, hogy a salak a földből bányászott érchez hasonlított, amelyet azután szén mellett hevítve finomítottak, redukción vagy "újjáélesztésen" mentek keresztül. A faszén flogisztont bocsátott ki, amely a salakkal kombinálva helyreállította a fényes fémet.
Önmagában a nem mérhető, de feltételezhető hipotetikus anyag használata nem tartalmaz semmi rosszat. Korunkban a kozmológusok is a „sötét anyag” fogalmával operálnak, aminek léteznie kell, hogy a galaxisok ne szóródjanak darabokra forgás közben a centrifugális erő hatására, és hogy az Univerzum tágulása mögött antigravitációs „sötét energia” álljon. .
A flogiszton segítségével a tudósok logikusan megmagyarázhatták az égést, a kalcinálást, a redukciót, sőt a légzést is. A kémia hirtelen értelmet nyert.
Ez azonban nem oldott meg minden problémát: a kalcinálás után visszamaradt vízkő súlya nagyobb volt, mint az eredeti fém. Hogyan történhetett meg, hogy a flogiszton felszabadulása után az anyagból nehezebb lett? Mint a „sötét energia” negyed évezreddel később, a flogiszton – Condorcet francia filozófus szavaival élve – „a gravitációval ellentétes irányú erők mozgásba hozták”. Hogy ezt a gondolatot költőibbé tegye, egy vegyész azt mondta, hogy a flogiszton "szárnyakat ad a Föld molekuláinak".
Lavoisier, akárcsak az akkori tudósok, biztos volt abban, hogy a flogiszton az anyag egyik fő alkotóeleme. De a gyémántokkal végzett kísérletek kezdetén gondolkodni kezdett: lehet valami nullánál kisebb?
Édesanyja meghalt, amikor még fiú volt, és olyan örökséget hagyott neki, amely elég volt ahhoz, hogy beszálljon a Main Farm nevű jövedelmező vállalkozásba. A francia kormány megállapodást kötött ezzel a magánszemélyekből álló konzorciummal az adók beszedésére, amelyből a Lavoisier-hez hasonló adógazdálkodók bizonyos részesedést kaptak. Ez a tevékenység folyamatosan elvonta a figyelmét a kutatástól, de olyan bevételt adott neki, amely lehetővé tette számára, hogy egy idő után Európa egyik legjobb laboratóriumának tulajdonosa legyen. 1769-ben az első kísérletek között szerepelt egy kísérlet, amellyel Lavoisier úgy döntött, hogy teszteli az akkori elképzelést, miszerint a víz földdé változtatható.
A bizonyítékok elég meggyőzőek voltak: egy serpenyőben elpárolgó víz szilárd maradékot hagy maga után. De Lavoisier úgy döntött, hogy egy "pelikán" néven ismert desztilláló edény segítségével lejut az aljára. Az edény alján egy nagy, kerek tartályt és egy kis felső kamrát tartalmazott, és két hajlított csővel volt felszerelve (kicsit olyan, mint egy pelikán csőr), amelyeken keresztül a gőz ismét visszatért. Az alkimisták számára a pelikán Krisztus áldozati vérét szimbolizálta, ezért azt hitték, hogy a „pelikán” edénynek megvan az átalakuló ereje. Ráadásul a Pelikánban felforrt víz folyamatosan elpárolog és lecsapódik, így semmilyen anyag – szilárd, folyékony vagy gáznemű – nem távozhatna a rendszerből.
Száz napig tiszta vizet desztillálva Lavoisier felfedezte, hogy a csapadék valóban létezik. De sejtette, honnan származik. Miközben lemérte az üres Pelikánt, észrevette, hogy az edény könnyebb lett. Az üledék szárítása és mérlegelése után Lavoisier látta, hogy az üledék tömege egészen pontosan megfelel az edény tömegének csökkenésének, és ez a tény arra a gondolatra vezette, hogy az edény üvege lett az üledék forrása.
Két évvel később, 1771-ben Lavoisier huszonnyolc éves volt. Ugyanebben az évben megnősült. Kiválasztottja Marie-Anne Pierrette Polze volt, egy másik farmer tizenhárom éves lánya. (Ez a meglehetősen csinos lány ekkor már eljegyezte, második potenciális vőlegénye pedig ötven éves.) Maria Annának annyira megtetszett férje tudományos tanulmányai, hogy gyorsan elsajátította a kémiát, és mindenben segített: jegyzetelt, angol tudományos irodalmat fordított. franciául, és a legbonyolultabb tervrajzokat hajtotta végre egy olyan elegáns kísérlethez, amely a bölcsek kövéhez hasonlóan az alkímiát kémiává alakította át.
Lavoisier generációjának vegyészei már tudták, hogy – ahogy az angol Joseph Priestley fogalmazott – „többféle levegő létezik”. A mefitikus ("lábos" vagy "állott") levegő hatására a láng kialszik, és a benne lévő egér fulladás következtében meghal. Az ilyen levegő zavarossá teszi a mészvizet (kalcium-hidroxid), és fehér csapadékot (kalcium-karbonátot) képez. A növények azonban jól érezték magukat ezen a levegőn, és egy idő után újra lélegzővé tették.
Újabb fullasztó gáz keletkezett, amikor egy gyertya egy ideig zárt edényben égett. Ez a gáz nem csapott ki mészvizet, és mivel nyilvánvalóan az égési folyamathoz kapcsolódott, flogisztikus levegőnek vagy nitrogénnek (a görög "élettelen" szóból) vált ismertté. A legrejtélyesebb az illékony gáz volt, amely akkor szabadult fel, amikor a vasreszeléket feloldották híg kénsavban. Annyira gyúlékony volt, hogy „éghető levegőnek” nevezték. Ha ezzel a levegővel fújsz fel egy léggömböt, az magasan a föld fölé fog emelkedni.
Felmerült a kérdés, hogy az új típusú levegő kémiai elemek-e, vagy – ahogy Priestley javasolta – a flogiszton hozzáadásával vagy kivonásával nyert „hétköznapi” levegő módosításai?
Lavoisier nehezen tudta visszatartani a szkepticizmust, és megismételte kollégái néhány kísérletét. Megerősítette, hogy a foszfor elégetése foszforsav előállítására vagy a kén kénsav előállítására való elégetése olyan anyagokat eredményez, amelyek tömege meghaladja a felhasznált anyagok tömegét, pl. mint a fémek izzításánál. De miért történik ez a változás? Úgy tűnt neki, hogy megtalálta a választ erre a kérdésre. Egy lezárt üvegedénybe zárt ón felmelegítésére használt nagyítóval megállapította, hogy a kísérlet előtt és után az egész berendezés súlya ugyanannyi volt. Lassan kinyitva az edényt, hallotta, hogy a levegő zajjal beáramlik, majd a súly ismét megnőtt. Lehet, hogy a tárgyak nem azért égnek, mert flogisztont bocsátanak ki, hanem azért, mert elnyelik a levegő egy részét?
Ha igen, akkor a gyógyulás, azaz. az érc tiszta fémmé olvasztása levegő felszabadulásához vezet. Kimért egy bizonyos mennyiségű ólomkövet, amit "litharge"-nek neveznek, és egy kis emelvényre helyezte egy vízes edénybe, egy faszén mellé. Miután mindezt egy üvegharanggal letakarta, nagyítóval melegíteni kezdte a mérleget. A kiszorított vízből sejteni tudott a gáz felszabadulásáról. A felszabaduló gázt gondosan összegyűjtve megállapította, hogy ebből a gázból kialszik a láng, és mészvíz válik ki. Úgy tűnik, hogy az "állott" levegő a helyreállítás eredménye volt, de vajon csak ez volt?
Kiderült, hogy a válasz a mercurius calcinatusnak, vagyis higanypikkelynek nevezett vöröses anyagban rejlik, amelyet párizsi gyógyszerészek szifilisz gyógymódjaként árultak unciánként 18 vagy több livres áron, azaz. 1000 USD, ha a mai árakra fordítjuk. Bármilyen kísérlet ezzel az anyaggal nem volt kevésbé extravagáns, mint a gyémánt égetésével végzett kísérletek. Mint minden más vízkő, ez is előállítható tiszta fém kalcinálásával erős lángban. További melegítés hatására azonban a kapott anyag ismét higanygá alakult. Más szóval, a mercurius calcinatus még szén nélkül is regenerálható. De akkor mi volt a flogiszton forrása? 1774-ben Lavoisier és több kollégája a Francia Tudományos Akadémián megerősítette, hogy a higanylerakódás valóban csökkenthető "kiegészítő anyagok nélkül" a súly körülbelül egytizenkettedének csökkenésével.
Priestley is kísérletezett ezzel az anyaggal, nagyítóval hevítette és összegyűjtötte a felszabaduló gázokat. „Annyira megdöbbentett bennem, hogy még csak szavak sincsenek, hogy kifejezzem azokat az érzéseket, amelyek eluralkodtak rajtam – írta később –, hogy a gyertya elég erős lánggal égett ebben a levegőben... Nem találtam rá magyarázatot. ez a jelenség." Amikor megtudta, hogy a laboratóriumi egér jól érzi magát a varázsgázban, úgy döntött, hogy maga szívja be. „Úgy tűnt számomra, hogy egy idő után rendkívüli könnyedséget és szabadságot éreztem a mellkasomban. Ki gondolta volna, hogy ebből a tiszta levegőből idővel divatos luxuscikk lesz. Közben csak két egérnek és jómagam volt szerencsém belélegezni.
A gázt, amelyben az ember jól lélegzik és könnyen ég, Priestley úgy döntött, hogy "dephlogisticated"-nek nevezi, azaz. levegő a legtisztább formájában. Nem volt egyedül ezzel az érveléssel. Svédországban egy Carl Wilhelm Scheele nevű gyógyszerész is tanulmányozta a "tűzlevegő" tulajdonságait.
Ekkor Lavoisier már a mercurius calcinatus helyreállítása során felszabaduló gázt "lélegeztetés szempontjából rendkívül hasznosnak" vagy "élő" levegőnek nevezte. Priestleyhez hasonlóan ő is úgy gondolta, hogy ez a gáz eredeti formájában levegő. Itt azonban Lavoisier nehézségbe ütközött. Amikor szénnel próbálta kinyerni a higanyt, pl. a régi, bevált módon ugyanaz a gáz szabadult fel, mint a litharge helyreállításakor - eloltotta a gyertya lángját és a kicsapódott mészvizet. Miért szabadult fel „élő” levegő, amikor szén nélkül csökkentették a higanylerakódást, de faszén használatakor fullasztó „állott” levegő jelent meg?
Csak egyféleképpen lehetett mindent tisztázni. Lavoisier elővett a polcról egy lapos lombik nevű edényt. Alsó része kerek volt, a magas nyakát Lavoisier melegítette és hajlította úgy, hogy először lefelé, majd ismét felfelé görbült.
Ha 1769-es kísérletében az edény egy pelikánra hasonlított, akkor a jelenlegi flamingónak tűnt. Lavoisier négy uncia tiszta higanyt öntött az edény kerek alsó kamrájába (az ábrán A jelzéssel). Az edényt úgy helyezték a kemencére, hogy a nyaka nyitott, szintén higannyal töltött edénybe került, majd üvegharanggá emelték. A beállítás ezen részét a kísérlet során elfogyasztott levegő mennyiségének meghatározására használták. Papírcsíkkal megjelölve a szintet (LL), meggyújtotta a kályhát, és az A kamrában majdnem felforrt a higany.
Feltételezhető, hogy az első napon semmi különös nem történt. Kis mennyiségű higany elpárolgott és leülepedt a lapos lombik falán. A kapott golyók elég nehezek voltak ahhoz, hogy újra lefolyjanak. De a második napon vörös pöttyök kezdtek kialakulni a higanyskála felületén. A következő napokban a vörös kéreg mérete addig nőtt, amíg el nem érte a maximumot. A tizenkettedik napon Lavoisier leállította a kísérletet, és végzett néhány mérést.
Abban az időben az üvegharangban lévő higany meghaladta a kezdeti szintet a vízkőképződéshez használt levegő mennyiségével. A laboratóriumon belüli hőmérséklet- és nyomásváltozások figyelembevételével Lavoisier kiszámította, hogy a levegő mennyisége az eredeti térfogat körülbelül egyhatodával csökkent, azaz 820-700 köbcentiméter. Ráadásul a gáz jellege is megváltozott. Amikor egy egeret betettek a maradék levegőt tartalmazó edénybe, azonnal fulladozni kezdett, és „az ebbe a levegőbe helyezett gyertya azonnal kialudt, mintha vízbe tették volna”. De mivel a gáz nem okozott leülepedést a mészvízben, valószínűbb, hogy a nitrogénnek tulajdonították, mint az "állott levegőnek".
De mit kapott a higany a levegőből az égés során? A fémen képződött vörös bevonat eltávolítása után Lavoisier egy retortában melegíteni kezdte, amíg ismét higanyossá nem vált, és 100-150 köbcentiméter gázt bocsátott ki – körülbelül annyit, mint amennyi a kalcinálás során felszívódott higany. Az ebbe a gázba bevezetett gyertya "szépen égett", a szén pedig nem parázslott, hanem "olyan erős fénnyel ragyogott, hogy a szem alig bírta".
Ez egy fordulópont volt. Égő higany elnyelte az „élő” levegőt a légkörből, így nitrogén maradt. A higany visszanyerése ismét "élő" levegő felszabadulásához vezetett. Így Lavoisiernek sikerült elkülönítenie a légköri levegő két fő összetevőjét.
Az biztos, hogy nyolc rész "élő" levegőt és negyvenkét rész nitrogént összekevert, és kimutatta, hogy a keletkező gáz a közönséges levegő összes tulajdonságával rendelkezik. Elemzés és szintézis: "Ez a kémiában elérhető legmeggyőzőbb bizonyíték: bomlás közben a levegő rekombinálódik."
1777-ben Lavoisier beszámolt kutatásának eredményeiről a Tudományos Akadémia tagjainak. A Phlogiston kitalációnak bizonyult. Az égés és a kalcinálás akkor következett be, amikor az anyag magába szívta az "élő" levegőt, amelyet a savak képződésében betöltött szerepe miatt oxigénnek nevezett. (Az Oxy görögül "éles".) A levegőből felszívódó oxigén csak belélegzhetetlen nitrogént hagy a levegőben.
Ami a gázt illeti, amit "állott" levegőnek neveztek, az akkor keletkezett, amikor a redukció során felszabaduló oxigént a szénben lévő valamivel kombinálták, és amit ma szén-dioxidnak nevezünk.
Lavoisier kollégái, különösen Priestley, évről évre zúgolódtak, hogy állítólag az általuk is végzett kísérletekben kisajátította az elsőbbséget, Priestley egyszer a Lavoisier házaspár házában vacsorázott, és mesélt nekik a flogisztontól megfosztott levegőjéről, Scheele svéd gyógyszerész pedig elküldte Lavoisier-t. egy levelet, amelyben leírja a tapasztalatait. Mindezek mellett azonban továbbra is azt gondolták, hogy az oxigén flogisztontól mentes levegő.
A 2001-ben bemutatott Oxigén című darabban két kémikus, Carl Gerassi és Roald Hoffmann olyan cselekményt talált ki, amelyben a svéd király meghívta ezt a három tudóst Stockholmba, hogy eldöntsék, melyikük tekintendő az oxigén felfedezőjének. Scheele volt az első, aki izolálta a gázt, Priestley pedig elsőként publikált egy újságot, amely a létezéséről beszélt, de csak Lavoisier értette, mit fedeztek fel.
Sokkal mélyebbre nézett, és megfogalmazta a tömegmegmaradás törvényét. Egy kémiai reakció következtében az anyag - jelen esetben égő higany és levegő - alakot vált. De a tömeg nem jön létre és nem tűnik el. Hány anyag lép be a reakcióba, ugyanannyit kell elérni a kimeneten. Ahogy egy adószedő mondaná, az egyensúlynak úgyis össze kell jönnie.
1794-ben, a forradalmi terror idején Lavoisier és Marie Anne apja más adógazdálkodókkal együtt „a nép ellenségének” minősült. Szekéren vitték őket a Place de la Revolución-ra, ahol már megépítettek egy fa emelvényt, aminek megjelenése még részleteiben is arra az emelvényre emlékeztetett, amelyen Lavoisier gyémántokat égetett. Csak a hatalmas lencsék helyett volt a francia technológia másik vívmánya - a guillotine.
Nemrég becsúszott az interneten egy üzenet, miszerint a kivégzés során Lavoisiernek sikerült végrehajtania utolsó kísérletét. A helyzet az, hogy Franciaországban elkezdték használni a guillotine-t, mivel ezt a kivégzés leghumánusabb formájának tartották - azonnali és fájdalommentes halált hoz. És most Lavoisiernek lehetősége volt kideríteni, hogy ez így van-e. Abban a pillanatban, amikor a guillotine penge megérintette a nyakát, pislogott a szemével, és megtette, amennyit csak tudott. A tömegben volt egy asszisztens, akinek meg kellett számolnia, hányszor sikerült pislognia. Lehetséges, hogy ez a történet fikció, de egészen Lavoisier szellemében.
Ezeket a szavakat a darabban Marie-Anne Lavoisier mondja.
A "gyémánt" szó a görög nyelvből származik. Oroszra fordítva "". Valójában, hogy megsérüljön ez a követ, emberfeletti erőfeszítéseket kell tennie. Vágja és karcolja az összes általunk ismert ásványt, miközben maga sértetlen marad. A sav nem árt neki. Egyszer kíváncsiságból kísérletet végeztek egy kovácsműhelyben: egy gyémántot helyeztek egy üllőre, és kalapáccsal megütötték. A vas majdnem kettéhasadt, de a kő sértetlen maradt.
A gyémánt gyönyörű kékes színnel ég.
Az összes szilárd anyag közül a gyémántnak van a legmagasabb hővezető képessége. Ellenáll a súrlódásnak, még fémekkel szemben is. Ez a legrugalmasabb ásvány, a legalacsonyabb tömörítési aránnyal. A gyémánt érdekes tulajdonsága, hogy mesterséges sugarak hatására is lumineszkál. A szivárvány összes színével világít, és érdekes módon megtöri a színt. Úgy tűnik, hogy ez a kő telítődik napsugárzással, majd kisugározza azt. Tudniillik a természetes gyémánt csúnya, a vágás igazi szépséget ad neki. A csiszolt gyémántból készült drágakövet gyémántnak nevezik.
Kísérletek története
A 17. századi Angliában Boyle-nak sikerült elégetnie egy gyémántot úgy, hogy lencsén keresztül napsugarat sugárzott rá. Franciaországban azonban a gyémántok olvasztóedényben történő égetésével végzett kísérlet nem hozott eredményt. A kísérletet végző francia ékszerész csak egy vékony réteg sötét lepedéket talált a köveken. A 17. század végén Averani és Targioni olasz tudósok, amikor két gyémántot próbáltak összeolvasztani, meg tudták állapítani azt a hőmérsékletet, amelyen a gyémánt ég - 720 és 1000 ° C között.
A gyémánt nem olvad meg a kristályrács erős szerkezete miatt. Az ásvány olvasztására tett minden kísérlet elégetéssel végződött.
A nagy francia fizikus, Antoine Lavoisier tovább ment, úgy döntött, hogy gyémántokat helyez egy légmentesen záródó üvegedénybe, és megtölti oxigénnel. Egy nagy lencse segítségével felmelegítette a köveket, és azok teljesen kiégtek. A levegőkörnyezet összetételének vizsgálata után megállapították, hogy az oxigén mellett szén-dioxidot is tartalmaz, ami oxigén és szén keveréke. Így megérkezett a válasz: a gyémántok égnek, de csak akkor, ha van oxigén, pl. szabadban. Égéskor a gyémánt szén-dioxiddá alakul. Éppen ezért a szénnel ellentétben a gyémánt elégetése után még hamu sem marad vissza. A tudósok kísérletei megerősítették a gyémánt másik tulajdonságát: oxigén hiányában a gyémánt nem ég, de molekulaszerkezete megváltozik. 2000 ° C hőmérsékleten a grafit mindössze 15-30 perc alatt nyerhető.
Miért égette el Antoine Lavoisier a gyémántot?
Tizennyolcadik század, Franciaország, Párizs. Antoine Laurent Lavoisier, a kémiai tudomány egyik leendő alkotója, miután sok éven át kísérletezett különféle anyagokkal laboratóriuma csendjében, újra és újra meg van győződve arról, hogy valódi forradalmat hajtott végre a tudományban. Lényegében egyszerű kémiai kísérletei az anyagok égetésével hermetikusan zárt térfogatban teljesen megcáfolják a flogiszton akkoriban általánosan elfogadott elméletét. De a tudományos világban nem fogadják el az erős, szigorúan kvantitatív bizonyítékokat az égés új „oxigén” elmélete mellett. A vizuális és kényelmes flogiszton modell nagyon szilárdan beépült az elmékbe.
Mit kell tenni? Miután két-három évet vesztegetett ötletének megvédésére irányuló eredménytelen erőfeszítésekre, Lavoisier arra a következtetésre jut, hogy tudományos környezete még nem érett meg tisztán elméleti érvekre, és teljesen más utat kellene választania. 1772-ben a nagy vegyész egy szokatlan kísérlet mellett döntött. Mindenkit meghív, hogy vegyen részt a lezárt üstben... egy súlyos gyémántdarab égetésének látványában. Hogyan tudsz ellenállni a kíváncsiságnak? Hiszen itt nem semmiről van szó, hanem egy gyémántról!
Teljesen érthető, hogy a laboratóriumnak küldött szenzációs üzenet után a városlakókkal együtt beözönlöttek a laboratóriumba a tudós lelkes ellenfelei, akik korábban nem akartak elmélyülni mindenféle kénnel, foszforral és szénnel végzett kísérleteiben. . A helyiséget fényesre csiszolták, és nem kevésbé ragyogott, mint egy nyilvános elégetésre ítélt drágakő. Azt kell mondanunk, hogy Lavoisier laboratóriuma akkoriban a világ egyik legjobbja volt, és teljes mértékben megfelelt egy drága kísérletnek, amelyben a tulajdonos ideológiai ellenfelei most egyszerűen csak szívesen részt vettek.
A gyémánt nem ment tönkre: látható nyom nélkül égett, ugyanazok a törvények szerint, amelyek más megvetendő anyagokra vonatkoztak. Tudományos szempontból lényegében semmi új nem történt. De az "oxigén" elmélet, a "kötött levegő" (szén-dioxid) képződésének mechanizmusa végre eljutott a legmegrögzöttebb szkeptikusok tudatába is. Rájöttek, hogy a gyémánt nem tűnt el nyomtalanul, hanem a tűz és oxigén hatására minőségi változásokon ment keresztül, valami mássá változott. Hiszen a kísérlet végén a lombik pontosan annyit nyomott, mint az elején. Így a gyémánt hamis eltűnésével mindenki szeme láttára örökre eltűnt a tudományos lexikonból a „phlogiszton” szó, amely az égés során állítólag elveszett anyag hipotetikus összetevőjét jelöli.
De a szent hely soha nem üres. Egyik elment, másik jött. A flogiszton elméletet felváltotta a természet új alaptörvénye - az anyag megmaradásának törvénye. A tudománytörténészek Lavoisier-t e törvény felfedezőjének ismerték el. Egy gyémánt segített meggyőzni az emberiséget a létezéséről. Ugyanakkor ugyanezek a történészek olyan ködfelhőket borítanak a szenzációs esemény köré, hogy még mindig meglehetősen nehéz megérteni a tények megbízhatóságát. Egy fontos felfedezés elsőbbségét évek óta és minden ok nélkül vitatják különböző országok "hazafias" körei: Oroszország, Olaszország, Anglia ...
Milyen érvekkel igazolják az állításokat? A legnevetségesebb. Oroszországban például az anyag megmaradásának törvényét Mihail Vasziljevics Lomonoszovnak tulajdonítják, aki valójában nem fedezte fel. Sőt, bizonyítékként a kémiai tudomány írástudói szemérmetlenül felhasználják személyes levelezésének kivonatait, ahol a tudós, megosztva kollégáival az anyag tulajdonságaival kapcsolatos érveit, állítólag személyesen e nézőpont mellett tesz tanúbizonyságot.
Az olasz történetírók azzal magyarázzák állításaikat, hogy a kémiai tudomány világfelfedezése elsőbbséget élvez, hogy... Nem Lavoisiernél támadt először az ötlet a gyémánt kísérletekben való felhasználására. Kiderült, hogy 1649-ben jeles európai tudósok megismerkedtek levelekkel, amelyek ilyen kísérletekről számoltak be. Ezeket a Firenzei Tudományos Akadémia biztosította, és tartalmukból az következett, hogy a helyi alkimisták már soványak voltak, és a gyémántokat és rubinokat erős tűzhatásnak tették ki, és hermetikusan lezárt edényekbe helyezték őket. Ezzel egyidejűleg a gyémántok eltűntek, a rubinok pedig eredeti formájukban megmaradtak, amiből arra a következtetésre jutottak, hogy a gyémánt "egy igazán varázslatos kő, amelynek természete dacol a magyarázattal". És akkor mi van? Így vagy úgy mindannyian elődeink nyomdokaiba lépünk. Az a tény pedig, hogy az itáliai középkor alkimistái nem ismerték fel a gyémánt természetét, csak arra utal, hogy sok más dolog hozzáférhetetlen a tudatuknak, beleértve azt a kérdést is, hogy hová kerül az anyagtömeg, ha felmelegítik egy edényben, amely kizárja légi hozzáférés.
A britek szerzői ambíciói is nagyon ingatagnak tűnnek, akik általában tagadják Lavoisier részvételét a szenzációs kísérletben. Szerintük az érdemet méltánytalanul a nagy francia arisztokrata vagyonának tulajdonították, amely valójában honfitársuk, Smithson Tennant tulajdonában van, akit az emberiség a világ két legdrágább fémének – az ozmiumnak és az irídiumnak – felfedezőjeként ismer. Ő volt az, aki – ahogy a britek mondják – csinált ilyen bemutató trükköket. Különösen egy gyémántot égetett el egy aranyedényben (előtte grafitban és szénben). És ő jutott arra a kémia fejlődése szempontjából fontos következtetésre, hogy ezek az anyagok azonos természetűek, és elégetve szén-dioxidot képeznek az éghető anyagok súlyának megfelelően.
De bármennyire is keményen lekicsinylik az egyes tudománytörténészek, még Oroszországban, sőt Angliában is Lavoisier kiemelkedő eredményeit, és másodlagos szerepet tulajdonítanak neki az egyedülálló kutatásokban, még mindig kudarcot vallanak. A zseniális francia továbbra is átfogó és eredeti gondolkodású ember a világközösség szemében. Elég csak felidézni a desztillált vízzel végzett híres kísérletét, amely egyszer s mindenkorra megrendítette azt a nézetet, amely akkoriban sok tudósban élt a víz azon képességével kapcsolatban, hogy melegítés hatására szilárd anyaggá alakul.
Ez a téves nézet az alábbi megfigyelések alapján alakult ki. Amikor a vizet "szárazságig" párologtatták el, mindig szilárd maradékot találtak az edény alján, amelyet az egyszerűség kedvéért "földnek" neveztek. Innen a víz földdé alakításáról beszéltek.
1770-ben Lavoisier próbára tette a hagyományos bölcsességet. Kezdetben mindent megtett, hogy a lehető legtisztább vizet kapja. Akkoriban ezt egyetlen módon lehetett elérni - a desztillációt. A természet legjobb esővizét szedve a tudós nyolcszor felülmúlta azt. Ezután egy előre kimért üvegedénybe szennyeződésektől megtisztított vizet töltött, hermetikusan lezárta, és újra feljegyezte a súlyt. Aztán három hónapon át melegítette ezt az edényt egy égőn, és majdnem felforralta a tartalmát. Ennek eredményeként a tartály alján valóban ott volt a "föld".
De hol? A kérdés megválaszolásához Lavoisier ismét lemérte a száraz edényt, amelynek tömege csökkent. Miután megállapította, hogy az edény súlya annyit változott, mint amennyit a „föld” megjelent benne, a kísérletvezető rájött, hogy a kollégáit megzavaró szilárd maradék egyszerűen kimosódott az üvegből, és szó sem lehet csodás átalakulásról. víz a földbe. Egy ilyen különös kémiai folyamat játszódik le. És a magas hőmérséklet hatására sokkal gyorsabban áramlik.
