Anglis (angl. Carbon, French Carbone, vok. Kohlenstoff) anglies, suodžių ir suodžių pavidalu žmonijai buvo žinoma nuo neatmenamų laikų; maždaug prieš 100 tūkstančių metų, kai mūsų protėviai įvaldė ugnį, jie kasdien susidorodavo su anglimi ir suodžiais. Tikriausiai labai anksti žmonės susipažino su alotropinėmis anglies modifikacijomis – deimantu ir grafitu, taip pat su iškastinėmis anglimis. Nenuostabu, kad anglies turinčių medžiagų degimas buvo vienas pirmųjų cheminių procesų, sudominusių žmogų. Kadangi deganti medžiaga išnyko, ją sudegė ugnis, degimas buvo laikomas medžiagos skilimo procesu, todėl anglis (arba anglis) nebuvo laikoma elementu. Elementas buvo ugnis, reiškinys, lydintis degimą; senovės stichijų mokymuose ugnis dažniausiai figūruoja kaip vienas iš elementų. XVII – XVIII amžių sandūroje. atsirado Becherio ir Stahlo iškelta flogistono teorija. Ši teorija pripažino, kad kiekviename degiame kūne yra speciali elementari medžiaga - nesvarus skystis - flogistonas, kuris degimo metu išgaruoja. Kadangi deginant didelį anglies kiekį lieka tik nedidelis kiekis pelenų, flogistika manė, kad anglis yra beveik grynas flogistonas. Tai buvo visų pirma „flogistinio“ anglies poveikio paaiškinimas, jos gebėjimas atkurti metalus iš „kalkių“ ir rūdų. Vėlesni flogistikai Réaumur, Bergman ir kiti jau pradėjo suprasti, kad anglis yra elementari medžiaga. Tačiau pirmą kartą „gryną anglį“ tokia pripažino Lavoisier, tyrinėjęs anglies ir kitų medžiagų degimo ore ir deguonyje procesą. Guiton de Morveau, Lavoisier, Berthollet ir Fourcroix knygoje „Cheminės nomenklatūros metodas“ (1787) vietoj prancūziško „pure coal“ (charbone pur) atsirado pavadinimas „anglis“ (anglis). Tuo pačiu pavadinimu anglis yra „Paprastų kūnų lentelėje“ Lavoisier „Elementariame chemijos vadovėlyje“. 1791 m. anglų chemikas Tennantas pirmasis gavo laisvą anglį; jis praleido fosforo garus per kalcinuotą kreidą, todėl susidarė kalcio fosfatas ir anglis. Tai, kad stipriai kaitinant deimantas dega be likučių, žinoma jau seniai. Dar 1751 metais prancūzų karalius Pranciškus I sutiko padovanoti deimantą ir rubiną deginimo eksperimentams, po kurių šie eksperimentai net tapo madingi. Paaiškėjo, kad dega tik deimantas, o rubinas (aliuminio oksidas su chromo priemaiša) atlaiko ilgalaikį kaitinimą padegamojo lęšio židinyje nepažeisdamas. Lavoisier sukūrė naują deimantų deginimo eksperimentą naudojant didelę padegamąją mašiną ir padarė išvadą, kad deimantas yra kristalinė anglis. Antrasis anglies alotropas – grafitas alcheminiu laikotarpiu buvo laikomas modifikuotu švino blizgesiu ir vadintas plumbago; tik 1740 m. Pottas atrado, kad grafite nėra švino priemaišų. Scheele tyrinėjo grafitą (1779 m.) ir, būdamas flogistikas, laikė jį ypatingos rūšies sieros korpusu, specialia mineraline anglimi, kurioje yra surištos „oro rūgšties“ (CO 2 ) ir daug flogistono.
Po dvidešimties metų Guitonas de Morveau, švelniai kaitindamas, pavertė deimantą grafitu, o paskui anglies rūgštimi.
Tarptautinis pavadinimas Carboneum kilęs iš lot. anglis (anglis). Žodis yra labai senos kilmės. Jis lyginamas su kremu – deginti; sagos šaknis, cal, rusų gar, gal, tikslas, sanskrito sta reiškia virti, virti. Žodis „carbo“ yra susijęs su anglies pavadinimais kitomis Europos kalbomis (anglis, anglis ir kt.). Vokiškas Kohlenstoff kilęs iš Kohle – anglis (senoji vokiška kolo, švedų kylla – šildyti). Senosios rusų kalbos ugorati arba ugarati (deginti, apdeginti) turi šaknį gar, arba kalnus, su galimu perėjimu į tikslą; anglis senąja rusų kalba yug'l, arba anglis, tos pačios kilmės. Žodis deimantas (Diamante) kilęs iš senovės graikų – nesunaikinamas, tvirtas, kietas, o grafitas iš graikų – rašau.
XIX amžiaus pradžioje. senasis žodis anglis rusų chemijos literatūroje kartais buvo pakeistas žodžiu „anglys“ (Sherer, 1807; Severgin, 1815); nuo 1824 m. Solovjovas įvedė anglies pavadinimą.
Vieną 1772 m. rudens dieną paryžiečiai, vaikščiodami netoli Luvro, Infanta sode, palei Senos krantinę, pamatė keistą konstrukciją, primenančią plokščią vežimėlį medinės platformos ant šešių ratų pavidalu. Jame buvo didžiuliai langai. Du didžiausi lęšiai, kurių spindulys siekė aštuonias pėdas, buvo sujungti kartu, kad susidarytų didinamasis stiklas, kuris surinktų saulės spindulius ir nukreiptų juos į antrąjį mažesnį lęšį, o paskui į stalo paviršių. Eksperimente dalyvavę mokslininkai su perukais ir juodais akiniais stovėjo ant platformos, o jų padėjėjai kaip jūreiviai slankiojo aplink denį, statydami šią sudėtingą konstrukciją saulėje, nuolat laikydami šviestuvą, plūduriuojantį dangumi „su ginklu“.
Antoine'as Laurent'as Lavoisier buvo tarp žmonių, kurie naudojosi šiuo įrenginiu – XVIII amžiaus „elementariųjų dalelių greitintuvu“. Tada jis domėjosi, kas nutinka deginant deimantą.
Jau seniai žinoma, kad deimantai dega, ir vietiniai juvelyrai paprašė Prancūzijos mokslų akademijos ištirti, ar nekyla pavojus. Pats Lavoisier domėjosi kiek kitokiu klausimu: cheminė degimo prigimtis. Visas „ugninio stiklo“ grožis buvo tas, kad, sufokusuodamas saulės spindulius į vietą konteinerio viduje, jis sušildė viską, ką buvo galima įdėti į tą vietą. Dūmus iš indo buvo galima nukreipti per vamzdelį į vandens indą, jame esančios dalelės nusodinamos, tada vanduo išgarinamas ir likutis analizuojamas.
Deja, eksperimentas nepavyko: stiklas nuolat sprogo nuo intensyvaus kaitinimo. Tačiau Lavoisier nenusiminė – jam kilo kitų idėjų. Jis pasiūlė Mokslų akademijai programą tirti „medžiagoje esantį orą“ ir kaip jis, šis oras, yra susijęs su degimo procesais.
Niutonas sugebėjo nukreipti fizikos raidą teisingu keliu, tačiau chemijoje tais laikais viskas buvo labai blogai – ji vis dar buvo alchemijos kalinė. „Chna, ištirpinta gerai nusausintame salietros spirite, suteiks bespalvį tirpalą“, – rašė Niutonas. "Bet jei įdėsite jį į gerą vitriolio aliejų ir kratysite, kol jis ištirps, mišinys pirmiausia taps geltonas, o paskui tamsiai raudonas." Šios „kulinarinės knygos“ puslapiuose nieko nebuvo parašyta nei apie išmatavimus, nei apie kiekius. „Jei druskos spiritas dedamas į šviežią šlapimą, tada abu tirpalai lengvai ir ramiai susimaišo“, – pažymėjo jis, – bet jei toks pat tirpalas lašinamas ant išgaravusio šlapimo, tada ima šnypšti ir užvirinti, o lakiosios ir rūgštinės druskos krešėja trečdalis po kurio laiko.gamtoje amoniaką primenanti medžiaga. O jei žibuoklių nuoviras praskiedžiamas ištirpinant nedideliame kiekyje šviežio šlapimo, tai keli lašai fermentuoto šlapimo įgaus ryškiai žalią spalvą.
Labai toli nuo šiuolaikinio mokslo. Alchemijoje, net ir paties Niutono raštuose, daug kas primena magiją. Viename iš savo dienoraščių jis sąžiningai perrašė keletą pastraipų iš alchemiko George'o Starkey, pasivadinusio Filaletu, knygos.
Ištrauka prasideda: „[Saturne] slypi nemirtinga siela“. Švinas paprastai buvo suprantamas kaip Saturnas, nes kiekvienas elementas buvo susijęs su kokia nors planeta. Tačiau šiuo atveju buvo kalbama apie sidabrinį metalą, žinomą kaip stibis. „Nemirtinga dvasia“ – tai dujos, kurias rūda išskiria stipriai kaitinant. „Marsas yra surištas su Saturnu meilės saitais (tai reiškė, kad į stibį buvo pridėta geležies), kuri pati suryja didžiulę jėgą, kurios dvasia dalija Saturno kūną, o iš abiejų kartu teka nuostabus šviesus vanduo, į kurį leidžiasi Saulė. išleisdamas savo šviesą“. Saulė yra auksas, kuris šiuo atveju yra panardintas į gyvsidabrį, dažnai vadinamą amalgama. „Venera, ryškiausia žvaigždė, yra [Marso] glėbyje. Venera buvo vadinama variu, kuris šiame etape pridedamas prie mišinio. Šis metalurgijos receptas greičiausiai yra ankstyvųjų „filosofinio akmens“, kurio siekė visi alchemikai, gavimo etapų aprašymas, nes buvo tikima, kad jo pagalba galima paversti pagrindinius elementus auksu.
Lavoisier ir jo amžininkai sugebėjo peržengti šiuos mistinius kerus, tačiau chemikai dar ir tuo metu tikėjo alcheminėmis idėjomis, kad medžiagų elgseną lemia trys principai: gyvsidabris (kuris skystina), druska (kuri tirštėja) ir siera (kuri daro. medžiaga degi). „Sieringa dvasia“, dar vadinama terra pingua („riebi“ arba „riebi“ žemė), užvaldė daugelio protus. XVIII amžiaus pradžioje vokiečių chemikas Georgas Ernstas Stahlas jį pradėjo vadinti flogistonu (iš graikiško žodžio phlog – reiškiantis ugnį).
Buvo tikima, kad daiktai dega, nes juose yra daug flogistono. Kadangi daiktus suryja ugnis, jie šią degiąją medžiagą išskiria į orą. Jei padegsite medienos gabalą, jis nustos degti, palikdamas tik pelenų krūvą, tik tada, kai išnaudos visą flogistoną. Todėl buvo manoma, kad medis susideda iš pelenų ir flogistono. Panašiai po kalcinavimo, t.y. stipriai kaitinant, metalas išlieka balta, trapi medžiaga, žinoma kaip apnašos. Todėl metalas susideda iš flogistono ir apnašų. Rūdijimo procesas – tai lėtas degimas, kaip ir kvėpavimas, t.y. reakcijos, atsirandančios flogistonui patekus į orą.
Taip pat buvo svarstomas atvirkštinis procesas. Manoma, kad nuodegos primena iš žemės išgaunamą rūdą, kuri vėliau buvo patobulinta, redukuojama arba „atgimsta“, kaitinant šalia medžio anglies. Anglis išskirdavo flogistoną, kuris kartu su nuodegomis atstato blizgantį metalą.
Pats savaime hipotetinės medžiagos, kurios negalima išmatuoti, bet galima daryti prielaidą, naudojimas neturi nieko blogo. Mūsų laikais kosmologai taip pat operuoja su „tamsiosios materijos“ sąvoka, kuri turi egzistuoti, kad besisukdamos galaktikos, veikiamos išcentrinės jėgos, neišsiskirstytų į gabalus ir kad už Visatos plėtimosi būtų antigravitacinė „tamsioji energija“. .
Flogistono pagalba mokslininkai galėtų logiškai paaiškinti degimą, kalcinavimą, redukciją ir net kvėpavimą. Chemija staiga tapo prasminga.
Nepaisant to, tai neišsprendė visų problemų: po deginimo likusios svarstyklės svėrė daugiau nei originalus metalas. Kaip galėjo atsitikti, kad iš medžiagos išsiskyręs flogistonas tapo sunkesnis? Kaip ir „tamsioji energija“ praėjus ketvirčiui tūkstantmečio, flogistonas, prancūzų filosofo Condorcet žodžiais, „pajudintas jėgų, priešingų gravitacijai“. Kad ši idėja būtų poetiškesnė, vienas chemikas pasakė, kad flogistonas „suteikia sparnus žemės molekulėms“.
Lavoisier, kaip ir to meto mokslininkai, buvo tikras, kad flogistonas yra viena iš pagrindinių materijos sudedamųjų dalių. Tačiau eksperimentų su deimantais pradžioje jis pradėjo galvoti: ar kažkas gali sverti mažiau nei nulis?
Jo motina mirė, kai jis dar buvo berniukas, palikdama jam palikimą, kurio pakako, kad įstotų į pelningą įmonę, pavadintą „Pagrindinis ūkis“. Prancūzijos vyriausybė sudarė susitarimą su šiuo privačių asmenų konsorciumu rinkti mokesčius, iš kurių tam tikrą dalį turėjo mokesčių ūkininkai, tokie kaip Lavoisier. Ši veikla nuolat atitraukė jį nuo tyrimų, tačiau davė pajamų, kurios leido po kurio laiko tapti vienos geriausių laboratorijų Europoje savininku. Vienas iš pirmųjų eksperimentų 1769 m. buvo eksperimentas, kuriuo Lavoisier nusprendė patikrinti tuomet vyravusią idėją, kad vanduo gali būti paverstas žeme.
Įrodymai buvo pakankamai įtikinami: keptuvėje garuojantis vanduo palieka kietų likučių. Tačiau Lavoisier nusprendė patekti į jo dugną naudodamas distiliavimo indą, žinomą kaip „pelikanas“. Turėdamas didelį apvalų indą prie pagrindo ir nedidelę viršutinę kamerą, indas buvo su dviem išlenktais vamzdeliais (šiek tiek panašus į pelikano snapą), per kuriuos garai vėl grįždavo žemyn. Alchemikams pelikanas simbolizavo aukojamą Kristaus kraują, todėl buvo tikima, kad „pelikano“ indas turi transformacijos galią. Be to, vanduo, kuris virė Pelikanas, nuolat garuotų ir kondensuotųsi, todėl jokia medžiaga – kieta, skysta ar dujinė – negalėtų išeiti iš sistemos.
Šimtą dienų distiliuodamas gryną vandenį, Lavoisier išsiaiškino, kad nuosėdos tikrai egzistuoja. Bet jis atspėjo, iš kur tai. Svėręs tuščią Pelikaną, jis pastebėjo, kad indas tapo lengvesnis. Išdžiovinęs ir pasvėręs nuosėdas, Lavoisier pamatė, kad nuosėdų svoris gana tiksliai atitinka indo svorio sumažėjimą, ir šis faktas paskatino jį manyti, kad indo stiklas tapo nuosėdų šaltiniu.
Po dvejų metų, 1771 m., Lavoisier buvo dvidešimt aštuoneri. Tais pačiais metais jis susituokė. Jo išrinktoji buvo Marie-Anne Pierrette Polze, trylikos metų kito ūkininko dukra. (Ši gana graži mergina tuo metu buvo susižadėjusi, o antrajam potencialiam sužadėtiniui – penkiasdešimt.) Marijai Annai taip patiko vyro mokslinės studijos, kad ji greitai įsisavino chemiją ir padėjo visomis išgalėmis: užsirašė užrašus, vertė anglišką mokslinę literatūrą. į prancūzų kalbą ir atliko sudėtingiausius eksperimento planus, tokius elegantiškus, kad, kaip ir filosofiniam akmeniui, jam buvo lemta alchemiją paversti chemija.
Lavoisier kartos chemikai jau žinojo, kad, kaip sakė anglas Josephas Priestley, „yra kelių rūšių oro“. Dėl mefitinio („foetid“ arba „pasenusio“) oro liepsna užgęsta, o joje esanti pelė miršta nuo uždusimo. Toks oras kalkių vandenį (kalcio hidroksidą) paverčia drumstu, susidaro baltos nuosėdos (kalcio karbonatas). Tačiau augalai jautėsi gerai šiame ore ir po kurio laiko vėl leido kvėpuoti.
Dar vienos dusinančios dujos susidarė, kai žvakė kurį laiką degė uždarame inde. Šios dujos nenusodino kalkių vandens ir, kadangi jos buvo gana akivaizdžiai susijusios su degimo procesu, jos tapo žinomos kaip flogistinis oras arba azotas (iš graikų kalbos „negyvas“). Paslaptingiausias buvo lakiosios dujos, išsiskyrusios, kai geležies drožlės buvo ištirpintos praskiestoje sieros rūgštyje. Jis buvo toks degus, kad buvo vadinamas „degiu oru“. Jei šiuo oru pripūsite balioną, jis pakils aukštai virš žemės.
Iškilo klausimas, ar naujos oro rūšys yra cheminiai elementai, ar, kaip pasiūlė Priestley, „įprasto“ oro modifikacijos, gautos pridedant arba ištraukiant flogistoną?
Sunkiai tramdydamas skepticizmą, Lavoisier pakartojo kai kuriuos savo kolegų eksperimentus. Jis patvirtino, kad deginant fosforą, kad susidarytų fosforo rūgštis, arba deginant sierą, kad susidarytų sieros rūgštis, susidaro medžiagos, kurių masė viršija naudojamų medžiagų, t.y. kaip atkaitinant metalus. Bet kodėl toks pokytis įvyksta? Jam atrodė, kad jis rado atsakymą į šį klausimą. Naudodamas padidinamąjį stiklą kaitindamas skardą, uždarytą sandariame stikliniame inde, jis nustatė, kad prieš ir po eksperimento visa instaliacija svėrė tiek pat. Lėtai atidarydamas indą, jis išgirdo, kaip su triukšmu veržiasi oras, po kurio svoris vėl padidėjo. Gal daiktai dega ne todėl, kad išskiria flogistoną, o todėl, kad sugeria dalį oro?
Jei taip, tai atsigavimas, t.y. lydant rūdą į gryną metalą, išsiskiria oras. Jis išmatavo tam tikrą švino nuosėdų kiekį, kuris vadinamas „litharge“, ir padėjo jas ant nedidelės platformos vandens inde šalia anglies gabalo. Visa tai uždengęs stikliniu varpeliu, svarstykles pradėjo kaitinti padidinamuoju stiklu. Iš išstumto vandens jis galėjo spėti apie dujų išsiskyrimą. Atsargiai rinkdamas išsiskiriančias dujas, jis nustatė, kad nuo šių dujų liepsna užgęsta ir nusėda kalkinis vanduo. Atrodo, kad „pasenęs“ oras buvo atkūrimo produktas, bet ar taip buvo?
Paaiškėjo, kad atsakymas slypi rausvoje medžiagoje, vadinamoje mercurius calcinatus arba gyvsidabrio nuosėdomis, kurią Paryžiaus vaistininkai pardavinėjo kaip vaistą nuo sifilio už 18 ar daugiau livrų už unciją, t.y. 1 000 USD, jei perskaičiavus į šiandienines kainas. Bet kokie eksperimentai su šia medžiaga buvo ne mažiau ekstravagantiški nei eksperimentai su deimantais. Kaip ir bet kurią kitą skalę, ją galima gauti deginant gryną metalą stiprioje liepsnoje. Tačiau toliau kaitinant, gauta medžiaga vėl virto gyvsidabriu. Kitaip tariant, gyvsidabrio kalcinatas gali būti atkurtas net nenaudojant medžio anglies. Bet kas tada buvo flogistono šaltinis? 1774 m. Lavoisier ir keli jo kolegos iš Prancūzijos mokslų akademijos patvirtino, kad gyvsidabrio nuosėdas iš tiesų galima sumažinti „be papildomų medžiagų“, netekus maždaug dvyliktosios svorio.
Priestley taip pat eksperimentavo su šia medžiaga, kaitindamas ją padidinamuoju stiklu ir rinkdamas išsiskiriančias dujas. „Mane taip sužavėjo, kad net neužtenka žodžių išreikšti jausmus, kurie mane užplūdo“, – vėliau rašė jis, – kad žvakė degė šiame ore gana stipria liepsna... Neradau paaiškinimo, kodėl. šis reiškinys“. Sužinojęs, kad laboratorinė pelė gerai jaučiasi stebuklingose dujose, nusprendė pats jomis įkvėpti. „Man atrodė, kad po kurio laiko krūtinėje pajutau nepaprastą lengvumą ir laisvę. Kas galėjo atspėti, kad šis švarus oras ilgainiui taps madinga prabangos preke. Tuo tarpu tik dvi pelės ir aš turėjau malonumą jį įkvėpti.
Dujas, kuriomis žmogus gerai kvėpuoja ir lengvai dega, Priestley nusprendė pavadinti „deflogistinėmis“, t.y. gryniausiu oru. Jis nebuvo vienas tokiu samprotavimu. Švedijoje vaistininkas Carl Wilhelm Scheele taip pat tyrė „ugnies oro“ savybes.
Tuo metu Lavoisier jau vadino dujas, išsiskyrusias atkuriant Mercurius calcinatus, „labai naudingomis kvėpavimui“ arba „gyvu“ oru. Kaip ir Priestley, jis tikėjo, kad šios dujos yra oras savo pradine forma. Tačiau čia Lavoisier susidūrė su sunkumais. Kai jis bandė atgauti gyvsidabrio apnašas naudodamas anglį, t.y. senu, patikrintu būdu, išsiskyrė tos pačios dujos, kaip ir atkuriant litariją - užgesino žvakės liepsną ir nusodino kalkių vandenį. Kodėl gyvsidabrio nuosėdas sumažinus be anglies išsiskyrė „gyvas“ oras, tačiau panaudojus anglį atsirasdavo dusinantis „pasenęs“ oras?
Buvo tik vienas būdas viską išsiaiškinti. Lavoisier paėmė iš lentynos indą, vadinamą plokščia kolba. Apatinė jo dalis buvo apvali, o aukštą kaklą Lavuazjė įkaitino ir sulenkė taip, kad jis iš pradžių lenkdavosi žemyn, o paskui vėl aukštyn.
Jei jo 1769 m. eksperimente laivas priminė pelikaną, tai dabartinis atrodė kaip flamingas. Lavoisier įpylė keturias uncijas gryno gyvsidabrio į apvalią apatinę indo kamerą (paveiksle pažymėta A). Indas buvo dedamas ant krosnies taip, kad jo kaklelis būtų atvirame inde, taip pat pripildytame gyvsidabrio, o tada pakeltas į stiklinį varpą. Ši sąrankos dalis buvo naudojama oro kiekiui, kuris bus sunaudotas eksperimento metu, nustatyti. Popieriaus juostele pažymėdamas lygį (LL), jis užkūrė krosnį ir beveik užvirino gyvsidabrį A kameroje.
Galima manyti, kad pirmą dieną nieko ypatingo neįvyko. Nedidelis gyvsidabrio kiekis išgaravo ir nusėdo ant plokščios kolbos sienelių. Gauti rutuliai buvo pakankamai sunkūs, kad vėl tekėtų žemyn. Tačiau antrą dieną gyvsidabrio paviršiuje pradėjo formuotis raudoni taškai – žvynas. Per kelias ateinančias dienas raudonoji pluta padidėjo, kol pasiekė maksimumą. Dvyliktą dieną Lavoisier sustabdė eksperimentą ir atliko kai kuriuos matavimus.
Tuo metu gyvsidabris stikliniame varpe viršijo pradinį lygį oro kiekiu, kuris buvo naudojamas apnašoms formuoti. Atsižvelgdamas į temperatūros ir slėgio pokyčius laboratorijos viduje, Lavoisier apskaičiavo, kad oro kiekis sumažėjo maždaug šeštadaliu pradinio tūrio, t.y. nuo 820 iki 700 kubinių centimetrų. Be to, pasikeitė dujų pobūdis. Kai pelė buvo įdėta į indą, kuriame buvo likęs oras, ji iškart pradėjo dusti ir „į orą įdėta žvakė iškart užgeso, tarsi būtų įleista į vandenį“. Tačiau kadangi dujos nesukėlė nusėdimo kalkių vandenyje, tai buvo labiau tikėtina, kad tai buvo priskirta azotui, o ne „pasenusiam orui“.
Bet ką gyvsidabris gavo iš oro degimo metu? Pašalinus ant metalo susidariusią raudoną dangą, Lavuazjė pradėjo jį kaitinti retorte, kol vėl tapo gyvsidabriu, išskirdamas nuo 100 iki 150 kubinių centimetrų dujų – maždaug tiek pat, kiek gyvsidabrio absorbuojamas deginant. Į šias dujas įvesta žvakė „gražiai sudegė“, o anglis nesurūko, o „spindėjo tokia ryškia šviesa, kad akys sunkiai ištvėrė“.
Tai buvo lūžis. Degdamas gyvsidabris sugėrė iš atmosferos „gyvąjį“ orą, palikdamas azotą. Gyvsidabrio atsigavimas vėl paskatino „gyvo“ oro išsiskyrimą. Taigi Lavoisier sugebėjo atskirti du pagrindinius atmosferos oro komponentus.
Be abejo, jis sumaišė aštuonias dalis „gyvo“ oro ir keturiasdešimt dvi dalis azoto ir parodė, kad susidariusios dujos turi visas paprasto oro savybes. Analizė ir sintezė: „Tai yra įtikinamiausi chemijos įrodymai: jam skylant oras rekombinuojasi“.
1777 metais Lavoisier pranešė Mokslų akademijos nariams apie savo tyrimų rezultatus. Flogistonas pasirodė esąs prasimanymas. Degimas ir kalcinavimas įvyko, kai medžiaga sugėrė „gyvąjį“ orą, kurį jis pavadino deguonimi dėl jo vaidmens formuojant rūgštis. (Oxy graikiškai reiškia „aštrus“.) Dėl deguonies įsisavinimo iš oro ore lieka tik nekvėpuojantis azotas.
Kalbant apie dujas, kurios buvo vadinamos „pasenusiu“ oru, jos susidarė, kai redukcijos metu išsiskyręs deguonis susijungė su kažkuo anglyje, ir tai, ką šiandien vadiname anglies dioksidu.
Metai iš metų Lavoisier kolegos, ypač Priestley, niurzgėjo, kad jis neva pasisavino viršenybę jų taip pat atliekamuose eksperimentuose. Priestley kartą vakarieniavo Lavoisier poros namuose ir papasakojo apie savo orą, kuriame nėra flogistonų, o švedų vaistininkas Scheele atsiuntė Lavoisier. laiškas, kuriame aprašoma jūsų patirtis. Tačiau visa tai jie ir toliau manė, kad deguonis yra oras, kuriame nėra flogistono.
Spektaklyje „Deguonis“, kurio premjera įvyko 2001 m., du chemikai Carlas Gerassi ir Roaldas Hoffmannas sugalvojo siužetą, kuriame Švedijos karalius pakvietė šiuos tris mokslininkus į Stokholmą, kad nuspręstų, kurį iš jų laikyti deguonies atradėju. Scheele buvo pirmasis, kuris izoliavo dujas, o Priestley pirmasis paskelbė dokumentą, kuriame kalbama apie jų egzistavimą, tačiau tik Lavoisier suprato, ką jie atrado.
Jis pažvelgė daug giliau ir suformulavo masės tvermės dėsnį. Dėl cheminės reakcijos medžiaga – šiuo atveju deginant gyvsidabrį ir orą – keičia formą. Bet masė nesusikuria ir nedingsta. Kiek medžiagų patenka į reakciją, toks pat kiekis turėtų būti gaunamas išeinant. Kaip pasakytų mokesčių rinkėjas, balansas vis tiek turi susidėti.
1794 m., per revoliucinį terorą, Lavoisier ir Marie Anne tėvas kartu su kitais mokesčių ūkininkais buvo pripažinti „liaudies priešais“. Karučiu jie buvo atvežti į Revoliucijos aikštę, kur jau buvo pastatyta medinė platforma, kurios išvaizda net ir detalėmis priminė platformą, ant kurios Lavoisier degino deimantus. Tik vietoje didžiulių lęšių buvo dar vienas prancūzų technologijų pasiekimas – giljotina.
Neseniai internete pasklido žinia, kad egzekucijos metu Lavoisier pavyko atlikti paskutinį savo eksperimentą. Faktas yra tas, kad Prancūzijoje jie pradėjo naudoti giljotiną, nes manė, kad tai yra humaniškiausia egzekucijos forma - ji atneša greitą ir neskausmingą mirtį. Ir dabar Lavoisier turėjo galimybę išsiaiškinti, ar taip yra. Tą akimirką, kai giljotinos ašmenys palietė jo kaklą, jis sumirksėjo akimis ir darė tai, kiek galėjo. Minioje buvo asistentas, kuris turėjo skaičiuoti, kiek kartų spėjo sumirksėti. Gali būti, kad ši istorija yra fikcija, bet gana Lavoisier dvasia.
Šiuos žodžius spektaklyje taria Marie-Anne Lavoisier.
Žodis „deimantas“ kilęs iš graikų kalbos. Jis išverstas į rusų kalbą kaip "". Iš tiesų, norint sugadinti šį akmenį, reikia dėti antžmogiškas pastangas. Jis pjauna ir subraižo visus mums žinomus mineralus, o pats lieka nepažeistas. Rūgštis jam nekenkia. Kartą dėl smalsumo kalvėje buvo atliktas eksperimentas: ant priekalo uždėtas deimantas ir smogta plaktuku. Geležis beveik skilo į dvi dalis, bet akmuo liko nepažeistas.
Deimantas dega gražia melsva spalva.
Iš visų kietųjų medžiagų deimantas turi didžiausią šilumos laidumą. Jis atsparus trinčiai, net ir metalui. Tai elastingiausias mineralas, turintis mažiausią suspaudimo laipsnį. Įdomi deimanto savybė – švytinti net ir veikiant dirbtiniams spinduliams. Jis švyti visomis vaivorykštės spalvomis ir įdomiai laužo spalvą. Atrodo, kad šis akmuo yra prisotintas saulės spalvos ir tada ją spinduliuoja. Kaip žinia, natūralus deimantas yra negražus, kirpimas suteikia jam tikrą grožį. Brangakmenis, pagamintas iš nupjauto deimanto, vadinamas deimantu.
Eksperimentų istorija
XVII amžiuje Anglijoje Boyle'ui pavyko sudeginti deimantą, apšviečiant jį saulės spinduliu per objektyvą. Tačiau Prancūzijoje eksperimentas su deimantų deginimu lydymo inde nedavė jokių rezultatų. Eksperimentą atlikęs prancūzų juvelyras ant akmenų aptiko tik ploną tamsių apnašų sluoksnį. XVII amžiaus pabaigoje italų mokslininkai Averani ir Targioni, bandydami sujungti du deimantus, sugebėjo nustatyti temperatūrą, kurioje deimantas dega - nuo 720 iki 1000 ° C.
Deimantas netirpsta dėl stiprios kristalinės gardelės struktūros. Visi bandymai išlydyti mineralą baigdavosi jo sudeginimu.
Didysis prancūzų fizikas Antoine'as Lavoisier nuėjo toliau, nusprendęs įdėti deimantus į sandarų stiklinį indą ir užpildyti jį deguonimi. Didelio objektyvo pagalba jis įkaitino akmenis, ir jie visiškai išdegė. Ištyrę oro aplinkos sudėtį, jie nustatė, kad be deguonies joje yra anglies dioksido, kuris yra deguonies ir anglies derinys. Taigi gautas atsakymas: deimantai dega, bet tik tada, kai yra deguonies, t.y. lauke. Degdamas deimantas virsta anglies dioksidu. Štai kodėl, priešingai nei anglis, po deimantų degimo nelieka net pelenų. Mokslininkų eksperimentai patvirtino dar vieną deimanto savybę: nesant deguonies, deimantas nedega, tačiau keičiasi jo molekulinė struktūra. Esant 2000 ° C temperatūrai, grafitą galima gauti vos per 15-30 minučių.
Kodėl Antoine'as Lavoisier sudegino deimantą?
XVIII amžius, Prancūzija, Paryžius. Antoine'as Laurent'as Lavoisier, vienas būsimų chemijos mokslo kūrėjų, po daugelio metų eksperimentų su įvairiomis medžiagomis savo laboratorijos tyloje vėl ir vėl įsitikina, kad padarė tikrą revoliuciją moksle. Jo iš esmės paprasti cheminiai eksperimentai, susiję su medžiagų degimu hermetiškai uždarytuose tūriuose, visiškai paneigia tuo metu visuotinai priimtą flogistono teoriją. Tačiau tvirti, griežtai kiekybiniai įrodymai, palaikantys naująją „deguonies“ degimo teoriją mokslo pasaulyje, nepriimami. Vaizdingas ir patogus flogistono modelis yra labai tvirtai įsitvirtinęs mintyse.
Ką daryti? Nužudęs dvejus ar trejus metus bevaisių pastangų apginti savo idėją, Lavoisier daro išvadą, kad jo mokslinė aplinka dar nėra subrendusi vien teoriniams argumentams ir turėtų eiti visiškai kitu keliu. 1772 m. didysis chemikas nusprendė atlikti neįprastą eksperimentą. Jis kviečia visus dalyvauti uždarame katile deginimo spektaklyje...svarus deimanto gabalas. Kaip atsispirti smalsumui? Juk čia ne apie ką, o apie deimantą!
Visiškai suprantama, kad po sensacingos žinutės laboratorijai kartu su miestiečiais į laboratoriją pasipylė aršūs mokslininko priešininkai, prieš tai nenorėję gilintis į jo eksperimentus su visokiomis siera, fosforu ir anglimis. . Kambarys buvo nupoliruotas iki blizgesio ir spindėjo ne mažiau nei brangakmenis, nuteistas viešam sudeginimui. Reikia pasakyti, kad Lavoisier laboratorija tuo metu priklausė vienai geriausių pasaulyje ir visiškai atitiko brangų eksperimentą, kuriame dabar tiesiog troško dalyvauti savininko ideologiniai priešininkai.
Deimantas nesužlugo: degė be matomo pėdsako, pagal tuos pačius dėsnius, kurie galiojo ir kitoms niekingoms medžiagoms. Nieko iš esmės naujo moksliniu požiūriu neįvyko. Tačiau „deguonies“ teorija, „surišto oro“ (anglies dioksido) susidarymo mechanizmas pagaliau pasiekė net įkyriausių skeptikų sąmonę. Jie suprato, kad deimantas neišnyko be pėdsakų, o veikiamas ugnies ir deguonies, patyrė kokybinius pokyčius, virto kažkuo kitu. Juk eksperimento pabaigoje kolba svėrė lygiai tiek pat, kiek ir pradžioje. Taigi, visų akyse klaidingai dingus deimantui, iš mokslinės leksikos visiems laikams dingo žodis „flogistonas“, reiškiantis hipotetinį medžiagos, tariamai prarastos degant, komponentą.
Tačiau šventa vieta niekada nebūna tuščia. Vienas išėjo, kitas atėjo. Flogistono teoriją išstūmė naujas pagrindinis gamtos dėsnis – materijos tvermės dėsnis. Lavoisier mokslo istorikai pripažino šio dėsnio atradėju. Deimantas padėjo įtikinti žmoniją savo egzistavimu. Tuo pačiu metu tie patys istorikai aplink sensacingą įvykį meta tokius rūko debesis, kad vis dar gana sunku suprasti faktų patikimumą. Dėl svarbaus atradimo prioriteto daugelį metų ir be jokios priežasties ginčijasi įvairių šalių „patriotiniai“ sluoksniai: Rusija, Italija, Anglija...
Kokiais argumentais grindžiami reikalavimai? Pats juokingiausias. Pavyzdžiui, Rusijoje materijos tvermės dėsnis priskiriamas Michailui Vasiljevičiui Lomonosovui, kuris iš tikrųjų jo neatrado. Be to, kaip įrodymą chemijos mokslo raštininkai begėdiškai naudoja ištraukas iš jo asmeninio susirašinėjimo, kur mokslininkas, dalindamasis savo argumentais apie materijos savybes su kolegomis, neva asmeniškai liudija šiam požiūriui.
Italų istoriografai savo teiginius apie pasaulio atradimų prioritetą chemijos moksle aiškina tuo, kad... Lavoisier ne pirmam kilo mintis panaudoti deimantą eksperimentuose. Pasirodo, dar 1649 metais žymūs Europos mokslininkai susipažino su laiškais, kuriuose buvo rašoma apie tokius eksperimentus. Juos parūpino Florencijos mokslų akademija, o iš jų turinio matyti, kad vietiniai alchemikai jau buvo liesi, deimantus ir rubinus veikė stipria ugnimi, deda juos į hermetiškai uždarytus indus. Tuo pačiu metu deimantai išnyko, o rubinai buvo išsaugoti originalia forma, iš kurios buvo padaryta išvada apie deimantą kaip „tikrai stebuklingą akmenį, kurio prigimtis nepaaiškinama“. Tai kas? Visi vienaip ar kitaip sekame savo pirmtakų pėdomis. Ir tai, kad Italijos viduramžių alchemikai nepripažino deimanto prigimties, tik rodo, kad daugelis kitų dalykų jų sąmonei yra neprieinami, įskaitant klausimą, kur dingsta materijos masė, kai ji kaitinama inde, oro prieiga.
Labai netvirtai atrodo ir britų, kurie apskritai neigia Lavoisier dalyvavimą sensacingame eksperimente, autorinės ambicijos. Anot jų, nuopelnas buvo nesąžiningai įskaitytas didžiojo prancūzų aristokrato turtui, kuris iš tikrųjų priklauso jų tautiečiui Smithsonui Tennantui, kuris žmonijai žinomas kaip dviejų brangiausių pasaulyje metalų – osmio ir iridžio – atradėjas. Būtent jis, kaip sako britai, darė tokius parodomuosius triukus. Visų pirma, jis sudegino deimantą auksiniame inde (prieš tai buvo grafitas ir anglis). Ir būtent jis padarė išvadą, svarbią chemijos raidai, kad visos šios medžiagos yra vienodos prigimties ir degdamos sudaro anglies dioksidą, griežtai atsižvelgdamos į degiųjų medžiagų svorį.
Bet kad ir kaip sunkiai atskiri mokslo istorikai, net Rusijoje, net Anglijoje, menkintų išskirtinius Lavoisier pasiekimus ir skiria jam antraeilį vaidmenį unikaliuose tyrimuose, jiems vis tiek nepavyksta. Puikus prancūzas pasaulio bendruomenės akyse ir toliau yra visapusiško ir originalaus proto žmogus. Užtenka prisiminti garsųjį jo eksperimentą su distiliuotu vandeniu, kuris kartą ir visiems laikams sukrėtė tuo metu tarp daugelio mokslininkų egzistavusią nuomonę apie vandens gebėjimą kaitinant virsti kieta medžiaga.
Ši klaidinga nuomonė buvo suformuota remiantis toliau pateiktomis pastabomis. Kai vanduo buvo išgarintas iki „sausumo“, indo apačioje visada buvo rasta kietų likučių, kurie dėl paprastumo buvo vadinami „žeme“. Iš čia buvo kalbama apie vandens pavertimą žeme.
1770 m. Lavoisier išbandė įprastinę išmintį. Pirmiausia jis padarė viską, kad gautų kuo grynesnį vandenį. Tuo metu buvo tik vienas būdas tai pasiekti – distiliavimas. Paėmęs geriausią lietaus vandenį gamtoje, mokslininkas jį pranoko aštuonis kartus. Tada jis į iš anksto pasvertą stiklinį indą pripylė vandens, išvalyto nuo nešvarumų, hermetiškai užsandarino ir vėl užrašė svorį. Tada tris mėnesius jis kaitino šį indą ant degiklio, jo turinį beveik užvirindamas. Dėl to bako apačioje tikrai buvo „žemė“.
Bet kur? Norėdami atsakyti į šį klausimą, Lavoisier vėl pasvėrė sausą indą, kurio masė sumažėjo. Nustačius, kad indo svoris pakito tiek, kiek jame atsirado „žemė“, eksperimentatorius suprato, kad kolegas suklaidinęs kietas likutis tiesiog išplautas iš stiklo, o apie jokius stebuklingus virsmus negali būti nė kalbos. vandens į žemę. Vyksta toks kuriozinis cheminis procesas. Ir esant aukštai temperatūrai, jis teka daug greičiau.
