Teorija flogiston predložio je njemački Ernst Stahl u 17. stoljeću objasniti zašto neke tvari može izgorjeti. Ovaj filozof tvrdio je da su stvari izgorjele na vatri, jer su imale "phlogiston" unutra.
Riječ phlogiston potječe od grčkog "phlos", što znači "plamen", pa "phlo-giston" znači "ono što ide u plamen". Na temelju ovog načela, Stahl je bio uvjeren da je nešto "izgubljeno" ili "otišlo" iz materijala kada je došlo do izgaranja.
Izgaranje ugljika, koje je poslužilo kao osnova za teoriju phlogistona (Slika Alexas_Fotos na www.pixabay.com)
Ova je teorija bila možda jedna od prvih metateorija s nekom kemijom koja je predložena, jer su kao prethodnici aristotelovske ideje koje su pokušale objasniti to tvar bile sastavljene od četiri elementa: vatre, zraka, vode i zemlje.
Međutim, teorija je bila vrlo pojednostavljena i temeljila se na nekim alkemijskim principima koji su bili s tim usko povezani: materijali se nisu mogli odvojiti na njihove komponente na jednostavan i jednostavan način, već su se mogli transformirati samo iz jedne smjese u drugu sukcesivno.
Georg Ernst Stahl bio je iatrokemičar (znanstvenici koji povezuju medicinsko i kemijsko znanje) i filozof, priznat kao prvi liječnik kralju Prusije.
Stahl nije bio metodički znanstvenik koji je kvantitativno pratio pojave koje je proučavao, već je uvijek pokušavao dati jednostavne odgovore na pitanja koja su ga uznemiravala.
Podrijetlo
Ernst Stahl bio je branitelj ideja Johana Bechera, koji je predložio da se sva materija (osim metala) sastoji od tri "zemlje", naime: bazna tvar, sumporna zemlja i zemlja žive.
Becherov sastav bio je zasnovan na aristotelovskim idejama koje su potvrdile da je sumporna zemlja vatra „spavala“ u tijelima i da je, jednom kad se „probudila“, pojela sumpor „Paracelsusa“ koji je bio unutra tijela.
Portret Georga Ernsta Stahla (Izvor: Pogledajte stranicu autora putem Wikimedia Commonsa)
Becher je smatrao da su metali sastavljeni od različitih materijala i, stoga, mogu biti "preobraženi". Odnosno, transformirati se iz jednog metala u drugi samo zagrijavanjem, čime se mijenjaju kemijski odnosi između materijala koji čine svaki metal.
Na temelju tih načela, Stahl se usredotočio na razotkrivanje misterija koje su pratile izgaranje organskih tijela tijekom vremena. Svi pokusi koje je provodio temeljili su se na spaljivanju metala i materijala kao što su sumpor, ugljen i drugi.
Spaljivanjem ovih spojeva Stahl je dokumentirao da je samo promatrajući kako se spoj konzumira primijetio da se "nešto" raspršilo, nestalo ili nestalo. To "nešto" što je Stahl opazio bilo je ono što je nazvao "phlogiston".
U aristotelovskim predodžbama, sumpor je bio vatra sadržana u materiji, a "filozofski sumpor Paracelsusa" potpuno se izgubio kada je izgaranje aktiviralo tu vatru koja se nalazi unutar sumpora ili sumporne zemlje u organskim tvarima poput drva.
Stahl je integrirao metode koje su upotrijebili alkemičari poput Becherove, Aristotelove ideje i svoja zapažanja o izgaranju kako bi predložio, dakle, teoriju phlogistona.
Početak
Stahlova teorija dobila je snagu među tadašnjim znanstvenicima i kemičarima, jer bi za njih, ako je tijelo imalo sposobnost gorenja ili izgaranja, bilo sastavljeno od sumpora. Za ove znanstvenike sumpor je bio materijal vrlo sličan metalima.
Štoviše, znanstvenici tog vremena definirali su phlogiston kao "biće" ili "neuništiv entitet" koji bi se mogao ponovo integrirati u materijale tako što će ga na neki način zarobiti dok je materijal iz kojeg je pušten napravljen da gori.
Drugo intrinzično svojstvo phlogistona bila je njegova sposobnost prenošenja s jednog materijala na drugi. To je objasnilo način na koji su neka tijela spaljena, a druga kalcinirana, budući da su neka imala sposobnost prenošenja phlogistona, a druga nisu.
Mnogo je istraživanja Stahla i drugih znanstvenika toga vremena usredotočilo na pokušaj izolacije phlogistona. Nekolicina znanstvenika povezala je phlogiston s "zapaljivim zrakom", tvrdeći da jest.
Ta se teorija u to vrijeme široko širila i činilo se da karitativno objašnjava zašto je došlo do izgaranja tijela, sličnosti koje su opažene između metala i „fuzije“ aspekata poput oksidacije i redukcije u jednom fenomenu: phlogiston, Primjer koji široko koriste branitelji teorije phlogistona bio je ugljik na vitriolnu kiselinu, koji je trenutno vodikov sulfid. U ovom primjeru, ugljik "gubi" sposobnost sagorijevanja (na phlogiston) i prenosi se u sumpor, stvarajući vitriolnu kiselinu.
Prigovori teoriji
Tijekom sedamnaestog stoljeća ova je teorija klasificirana kao najvažnija od svih kemija, jer je dala objašnjenje svim opažanjima koja su učinjena na tom polju. Kant ga je opisao važnošću sličnom onom Galileja pri padu tijela.
Međutim, za metodičkog znanstvenika koji je koristio strategije mjerenja više nego samo promatranje, bilo je lako pronaći nedostatke u teoriji phlogistona. Ovaj znanstvenik bio je francuski Laurent de Lavoisier.
Portret Antoinea Lavoisiera (Izvor: H. Rousseau (grafički dizajner), E.Thomas (graver) Augustin Challamel, Želja Lacroix Via Wikimedia Commons)
Lavoisier je bio fanatik fizičkih znanosti i mjernih instrumenata. Odlučio je točno razumjeti mehanizam izgaranja i teoriju phlogistona, utvrdivši da vatra ne daje trenutno povećanje ili smanjenje težine materijala.
Lavoisier je precizno izmjerio izgaranje različitih materijala i utvrdio da je težina ostatka nakon izgaranja vrlo slična težini materijala prije izgaranja u vatri.
1774. godine Lavoisier je čuo za eksperimente Josepha Priestleya koji je koristio živu prašinu i "deflogistizirao" zrak.
To ga je dovelo do provođenja niza rigoroznih eksperimenata koje je provodio između 1773. i 1775. godine, u kojima je otkrio da deflogistizirani zrak koji se ispušta iz žive prašine nije ništa drugo do najzdraviji i najčišći dio zraka koji udišemo. Ovaj je dio nazvao "vitalnim zrakom."
Lavoisier je utvrdio da su procesi izgaranja i kalcinacije bili vremenski ograničeni kada su se odvijali u zatvorenim spremnicima. Nadalje, porast materijala nakon izgaranja nastao je zbog "vitalnog zraka" koji je materijal apsorbirao nakon izgaranja.
Lavoisier je 1779. objavio djelo pod naslovom Opća razmatranja o kiselinama i načelima od kojih su sastavljene u kojem je kao „kisik“ krštavao tvar koja je, pod određenim uvjetima, nastala od svih kiselina.
Reference
- Kamlah, A. (1984). Logična istraga slučaja Phlogiston. U redukciji znanosti (str. 217-238). Springer, Dordrecht.
- Rodwell, GF (1868). I. O teoriji phlogistona. London, Edinburgh i Dublin Philosophical Magazine i Journal of Science, 35 (234), 1-32.
- Siegfried, R. (1989). Lavoisier i flogistička veza. Ambix, 36 (1), 31-40.
- Soloveichik, S. (1962). Posljednja borba za phlogiston i smrt Priestleyja. Časopis za kemijsko obrazovanje, 39 (12), 644.
- Vihalemm, R. (2000). Kuhn-teza o gubitku i slučaj teorije phlogistona. Znanost i tehnologije.
- Woodcock, LV (2005). Phlogiston teorija i kemijske revolucije. Bilten za povijest kemije, 30 (2), 57-62.