Teoria Phlogiston.
Conceptul de conservare a masei este o „mare idee” care a marcat sfârșitul alchimiei și începutul chimiei așa cum o cunoaștem noi. Antoine Lavosier este de obicei creditat cu „descoperirea” sa în 1789, făcând experimente chimice în containere închise, sigilate și cântărind lucrurile înainte și după ce s-au făcut procese chimice sau de încălzire pe containere. Dar la acea vreme se credea în „caloric” o „substanță de căldură” și mulți se întrebau dacă caloricul avea greutate. Oamenii cântăreau lucrurile înainte și după procesele chimice înainte de 1789, iar rezultatele erau confuze. În unele procese calorice părea să aibă greutate pozitivă, în altele avea greutate negativă.
Deci, ce a venit primul? Ce a motivat experimentele care au dus la conservarea confirmării masei? A fost efortul de a găsi greutatea calorică? A fost o convingere că masa ar trebui conservată? A fost considerat caloric ca făcând parte din acea lege de conservare?
Ce l-a motivat în special pe Lavoisier? Munca sa experimentală a demolat teoria flogistonului/caloricului, care fusese acceptată de 100 de ani. Acesta a fost scopul său, de a confirma sau nega faptul că căldura (calorică) a avut greutate?
Cel mai bun cont pe care l-am găsit pe web despre această perioadă din istoria chimiei este Rochelle Forrester's History of Chemistry: From the Phlogiston Theory to the Periodic Table.
Teoria Phlogiston.
Chimiștii/alchimiștii din secolul al XVII-lea au încercat să înțeleagă procesele de ardere și combustie: modificările fizice lente ale metalelor din aer (calcinare, pe care acum o numim oxidare) și arderea rapidă a combustibililor. Un exemplu de calcinare este ruginirea fierului. Procesul invers este conversia minereului de fier în fier metalic. Calcinarea s-a produs „natural”, dar conversia minereurilor în metal ar putea fi realizată numai prin acțiunea de încălzire prin arderea lemnului sau cărbunelui.
În acest moment, cele patru elemente ale grecilor fuseseră deja redefinite. Aerul nu mai era considerat un element și, la sfârșitul anilor 1600, cele trei rămase erau numite „pământuri”:
- Pământul vitros a dat soliditate materiei.
- Pământul fluid i-a dat lichiditate.
- Pământul gras (numit ulterior flogiston) i-a dat combustibilitate.
Becher le-a redefinit în trei „esențe”:
- Sarea sau terra lapida, esența fixității și a inertității.
- Mercur sau terra mercurialis, esența fluidității.
- Sulful sau terra pinguis, esența combustibilității.
Medicul și chimistul german Gerog Ernst Stahl (1660-1734) în 1697 Bazele Zymotehniei redenumește terra pinguis „flogiston” considerând că este un singur principiu. În teoria sa a flogistonului, arderea sulfului și a altor substanțe, precum și calcinarea metalelor implică pierderea flogistonului. Metalul avea flogiston, dar calxul nu. Dar când calxul este reîncălzit cu carbon sau alte substanțe care conțin flogiston, calxul recâștigă flogistonul, restabilind metalul original. Lemnul și cărbunele trebuiau să fie bogate în flogiston. În acest timp, puțini chimiști făceau experimente chimice folosind măsurători atente, astfel încât teoria flogistonului părea adecvată. Teoria a descris corect multe experimente, dar au existat cazuri supărătoare, iar Stahl a început să se îndoiască de teoria flogistului de la începutul anilor 1700.
Teoria Phlogiston părea să ofere un model bun pentru multe experimente:
- Contabiliza proprietățile similare ale metalelor, deoarece toate conțineau flogiston.
- Metalele și calciile lor erau corelate, aveau doar cantități diferite de flogiston.
- Acesta a explicat de ce lumânările se sting atunci când sunt plasate într-un borcan închis. Aerul se satură cu flogiston.
- Un șoarece moare într-un recipient închis sau într-un recipient în care a fost arsă o lumânare până se stinge, deoarece aerul este saturat cu flogiston.
- Cărbunele lasă foarte puțină cenușă atunci când arde, deoarece este aproape pur flogiston.
- Unele cenușă metalică se transformă în metale atunci când sunt încălzite cu cărbune, deoarece cărbunele restabilește flogistonul la cenușă.