The Discarded Phlogiston Theory in Early Chemistry History

Om Phlogiston, Dephlogistated Air og Calyx

Heltebilder / Getty Images

Menneskeheten har kanskje lært å lage ild for mange tusen år siden, men vi forsto ikke hvordan det fungerte før mye senere. Mange teorier ble foreslått for å prøve å forklare hvorfor noen materialer brant, mens andre ikke gjorde det, hvorfor brann ga fra seg varme og lys, og hvorfor brent materiale ikke var det samme som utgangsstoffet.

Phlogiston-teorien var en tidlig kjemisk teori å forklare prosessen med oksidasjon , som er reaksjonen som oppstår under forbrenning og ruster. Ordet 'phlogiston' er et gammelgresk begrep for 'brenne opp', som igjen stammer fra det greske 'flox', som betyr flamme. Phlogiston-teorien ble først foreslått av alkymisten Johann Joachim (J.J.) Becher i 1667. Teorien ble uttalt mer formelt av Georg Ernst Stahl i 1773.

Viktigheten av Phlogiston-teorien

Selv om teorien siden har blitt forkastet, er den viktig fordi den viser overgangen mellom alkymister som tror i de tradisjonelle elementene av jord, luft, ild og vann, og sanne kjemikere, som utførte eksperimenter som førte til identifisering av sanne kjemiske elementer og deres reaksjoner.

Hvordan Phlogiston skulle virke

I utgangspunktet var måten teorien fungerte på at alt brennbart stoff inneholdt et stoff kalt flogiston. Da denne saken ble brent, ble flogistonet frigjort. Phlogiston hadde ingen lukt, smak, farge eller masse. Etter at flogistonen ble frigjort, ble det gjenværende materialet ansett for å være deflogistert, noe som ga mening for alkymistene, fordi du ikke kunne brenne dem lenger. Asken og restene som ble til overs fra forbrenningen ble kalt kalken til stoffet. Kalksen ga en pekepinn på feilen i flogistonteorien, fordi den veide mindre enn den opprinnelige materien. Hvis det fantes et stoff kalt flogiston, hvor ble det av?

En forklaring var at flogiston kan ha negativ masse. Louis-Bernard Guyton de Morveau foreslo at det ganske enkelt var at flogiston var lettere enn luft. Likevel, i henhold til Archimedes prinsipp, kunne selv det å være lettere enn luft ikke forklare masseendringen.

På 1700-tallet trodde ikke kjemikere at det fantes et grunnstoff kalt flogiston. Joseph Priestly mente brennbarhet kan være relatert til hydrogen. Selv om flogistonteorien ikke ga alle svarene, forble den den prinsipielle teorien om forbrenning frem til 1780-tallet, da Antoine-Laurent Lavoisier viste at masse ikke virkelig gikk tapt under forbrenning. Lavoisier koblet oksidasjon til oksygen, og utførte en rekke eksperimenter som viste at elementet alltid var til stede. I møte med overveldende empiriske data ble flogistonteorien til slutt erstattet med ekte kjemi. Ved 1800 aksepterte de fleste forskere oksygenets rolle i forbrenningen.

Flogistikert luft, oksygen og nitrogen

I dag vet vi at oksygen støtter oksidasjon, som er grunnen til at luft bidrar til å nære en brann. Hvis du prøver å tenne bål i et rom som mangler oksygen, vil du ha det vanskelig. Alkymistene og de tidlige kjemikerne la merke til at ild brant i luft, men ikke i visse andre gasser. I en forseglet beholder ville til slutt en flamme brenne ut. Men deres forklaring var ikke helt riktig. Den foreslåtte flogistikerte luften var en gass i flogistonteorien som var mettet med flogiston. Fordi den allerede var mettet, tillot ikke flogistikert luft frigjøring av flogiston under forbrenning. Hvilken gass brukte de som ikke støttet brann? Flogistikert luft ble senere identifisert som grunnstoffet nitrogen , som er det primære elementet i luft, og nei, det vil ikke støtte oksidasjon.