A tudomány történetének tíz legfurcsább kísérlete. "Tíz legszebb tudománytörténeti kísérlet." Fejezet a könyvből Lavoisier tapasztalatai a legmagasabb hőmérséklet elérésében

A gyémántlerakódások két típusa ismert, az elsődleges - alapkőzet vagy magmás és másodlagos - üledékes vagy helymeghatározó. Fentebb már említettük, hogy Indiát a gyémántok „felfedezőjének” tartják.

Legendás golcondai bányái szinte az összes ősidők óta híres gyémántot átadták a világnak, például a legendás „Kohinoor”-t... Kevés maradt belőlük a mai napig.

A 17. századra a bányák kimerültek, India elvesztette vezető szerepét a világpiac gyémántellátásában, először Brazília, később pedig Dél-Afrika kiszorította. Jelenleg két terület fejlesztése folyik Indiában. Dél-Indiában, a Golconda régióban - hagyományos, hordalékos; a második Közép-Indiában, Pannában, egy nemrég felfedezett diatrémában.

A kibányászott köveket Bombayben vágják és exportálják. Jelenleg az indiai gyémánt éves termelése 8000-10000 karát.

Valóban, itt fedezte fel „őfelsége véletlenül” a gyémántokat, Brazíliában! Antonio Rodrigo Arado aranybányász 1695 óta vicces köveket használt zsetonok helyett kártyázáskor vagy kockajátékkor. Arado elég gyakran találkozott velük a Tejuco bányában, ahol aranyat és kvarcot bányászott...
Harminc éven keresztül a játékosok köveket kergettek az asztalok zöld posztóján, mígnem az egyik aranybányász, Bernado da Fanesca-Labo 1725-ben megállapította a „zsetonok” nemesi eredetét. A boldogságkeresők folyama özönlött Brazíliába. 1727-re a brazil gyémánttermelés nagymértékben csökkentette az árakat a világ gyémántpiacán. És az emberek folyamatosan új helyeket találtak.

1729-re már tizenegy gyémánttartalmú folyót fedeztek fel. Az árak katasztrofálisan estek, és a pusztító folyamatot csak kemény adminisztratív intézkedések állították meg. Portugál királyi monopóliumot hoztak létre a gyémántbányászatban, hatalmas vámokat róttak ki exportjukra, és rabszolgaságra szabták a gyémánttartalmú területek bérbeadásának feltételeit.

1822-ben Brazília szuverenitásra tett szert, és átvette a vezető szerepet a világ gyémántpiacán. A brazil gyémántok kis méretűek. Csak hat közülük a leghíresebb a világon: „Dél csillaga”, „Egyiptom csillaga”, „Minas csillaga”, „Minas Gerais”, „Drezdai angol gyémánt” és „Vargas elnök”. A brazil gyémántok túlnyomó többsége a legjobb minőségű prémium kristály. De a vezetés nem tartott sokáig...

Egy furcsa fehér kavics, amelyet Daniel Jacobs búr farmer fia talált 1867-ben az Orange-folyó partján, megváltoztatta Dél-Afrika fejlődésének menetét. Sok megpróbáltatás után a „kavicsot” William Guilbon Atherston mineralógus megvizsgálta, aki gyönyörű gyémántként azonosította. A kristályt kivágták, a 10,75 karátos gyémánt „Eureka” nevet kapta, és a dél-afrikai gyémántbányászat elsőszülöttjeként foglalta el helyét a történelemben.

1764-ben a Párizsi Tudományos Akadémia pályázatot hirdetett a következő témában: „A nagyvárosok utcáinak megvilágításának legjobb módja a fényerő, a könnyű karbantartás és a gazdaságosság ötvözésével.” Az „És útját fényekkel fogja jelölni” mottójú projektet (szavak Vergilius „Aeneiséből”) elismerték a legjobbnak. A projekt tudományosan alátámasztotta a különféle közvilágítási eszközöket: olajlámpások és faggyúgyertyák, reflektorral és anélkül, stb.

1765. április 9-én a győztest az Akadémia aranyérmével tüntették ki. Kiderült, hogy ő a huszonkét éves Antoine Laurent Lavoisier - a francia és a világtudomány jövőbeli büszkesége.

1743. augusztus 26-án született a párizsi udvar ügyvédjének családjában. Apja ügyvédként akarta látni Antoine-t, és a régi nemesi oktatási intézménybe, a Mazarin College-ba küldte, majd az egyetem jogi karán folytatta tanulmányait.

Antoine, akit kiváló képességekkel jellemeztek, könnyen tanult, mivel fiatal korától kezdve kialakult a kemény, szisztematikus munka szokása. Az egyetemen a jogtudományok mellett Lavoisier természettudományokat is tanult, amelyek iránt egyre inkább érdeklődött. Kémiai előadásokat hallgat G. Ruel híres kémikustól, ásványtant J. Guettardtól és botanikát B. de Jussiertől.

1764-ben Lavoisier ügyvédi címmel végzett az egyetemen, majd a következő év februárjában a Párizsi Tudományos Akadémián bemutatta első kémiai munkáját, a „Gipsz elemzése” címet, amelyben függetlenségét és gondolkodásának eredetiségét. kiderültek. Ha ezelõtt az ásványi anyagok összetételét fõleg a „tûzhatás” alapján ítélték meg, akkor „a víz hatását, ennek a szinte univerzális oldószernek a gipszen” vizsgálta; tanulmányozta a kristályosodási folyamatot, és megállapította, hogy amikor a gipsz megkeményedik, vizet vesz fel.

1768-ban a Tudományos Akadémia kémia osztályának adjunktusává választották. A francia tudósok nagy reményeket fűztek hozzá, és nem tévedtek.

Ugyanebben az évben Lavoisier általános adógazdálkodó lett. Az Általános Adótársaság egyik tagjaként megkapta a lakossági adó- és illetékszedés jogát. A vállalati megbízások teljesítése során a nyugat-franciaországi dohánygyárakat és vámhivatalokat ellenőrizte. A bevétel főként tudományos kutatáshoz szükséges drága műszerek vásárlására ment el. Az általános gazdálkodásban való részvétel volt az oka a nagy tudós tragikus halálának a polgári forradalom során.

Mivel sok felelősséget vállalt a mezőgazdasági kérdésekben, Lavoisier csak reggel 6 és 9 óra között, este 7 és 10 óra között tanult kémiát minden nap, és hetente egyszer (szombaton) egész nap.

1772 óta Lavoisier elkezdte tanulmányozni a fémek égését és pörkölését, és szándékában állt „új óvintézkedésekkel megismételni, hogy egyesítsék mindazt, amit tudunk a levegőről, amely megköti vagy kiszabadul a testekből (CO 2 -ről beszélünk - B.K.), más megszerzett tudással, és alkoss egy elméletet." Ugyanebben az évben kezdett kísérleteket fémek égetésére és égetésére. Az első kísérlet egy gyémánt elégetése volt. Lavoisier zárt edénybe tette, és nagyítóval hevítette, amíg a gyémánt eltűnt. A keletkező gáz vizsgálata után Lavoisier megállapította, hogy az „megkötött levegő” (CO 2 ). Ezután a tudós hermetikusan lezárt lombikokban elégette a foszfort és a ként, miután korábban megmérte őket. A kísérletek eredményeit elemezve arra a meggyőződésre jutott, hogy az égés során megnőtt a foszfor és a kén tömege, és ez a „növekedés az égés során megkötődő hatalmas levegőmennyiség miatt következik be”. Ez arra készteti Lavoisier-t, hogy a fémek kalcinálása során levegőt is felszívjon. Ennek bizonyítékaként jövőre speciális kísérleteket végez (ismét gondos mérlegelést). Különféle fémeket hevítettek zárt edényekben: ónt, ólmot, cinket. Felületükön először vízkőréteg (oxidok) képződött, de egy idő után a folyamat leállt. A skála azonban nehezebb, mint az eredeti fém, és az edény súlya melegítés előtt és után ugyanaz maradt. Ez azt jelenti, hogy a fém tömegnövekedése csak az edényben jelenlévő levegő miatt következhet be, de akkor ott egy ritkított térnek kell lennie. És valóban, amikor az edényt kinyitották, levegő rohant bele, és az edény súlya megnőtt (emlékezzünk M. V. Lomonoszov kísérleteire).

Miért nem egyesül az összes levegő a fémekkel? Melyik összetevője lép reakcióba anyagokkal? Ezek a kérdések nyugtalanították Lavoisier-t. A válaszok a Priestleyvel való találkozás után érkeztek rájuk.

Az angol tudós kísérleteit megismételve Lavoisier kijelentette, hogy a levegő 1/5-e egyesül a higannyal, vízkővé (higany-oxiddá) alakítva, a levegő fennmaradó 4/5-e pedig nem támogatja az égést és a légzést. Az oxid felmelegítésekor ugyanannyi levegő szabadul fel, amely a maradékkal keveredve az eredeti levegőt adja. Ezért a közönséges levegő két részből áll: „tiszta levegőből” és „fulladó levegőből”.

1775-ben Lavoisier lett a „puskapor főmenedzsere” (a salétrom- és lőporipar menedzsere). Az Arzenálba költözik, ahol kiváló laboratóriumot alakít ki; Szinte élete végéig ott dolgozott.

Az elvégzett munka arra a gondolatra vezette Lavoisier-t, hogy az anyagok elégetésében a „tiszta” vagy „életet adó” levegő, nem pedig a fantasztikus flogiszton játszik fontos szerepet. A tudós gazdag kísérleti anyagát három cikkben foglalta össze, amelyeket bemutatott az Akadémiának.

Az első a higany és a „vitriolsav” (kénsav) kölcsönhatását és a keletkező higany-szulfát pörkölését vizsgálta. A második cikk, „Az égésről általában” volt a legfontosabb, mivel ebben Lavoisier egy „új égéselméletet” javasolt. Ezen elmélet szerint az égés a testek oxigénnel való összekapcsolásának folyamata hő és fény egyidejű felszabadulásával. A keletkező termékek nem egyszerű anyagok, hanem összetettek, amelyek testből és oxigénből állnak. Égéskor az anyagok tömege megnő. A harmadik cikk az „Állatok légzésével és a tüdőn áthaladó levegőben végbemenő változásokkal kapcsolatos kísérletek” címet viselte. Ebben a szerző megjegyezte, hogy az állati légzés azonos az égéssel, csak lassabban megy végbe, és az e folyamat során keletkező hő állandó hőmérsékletet tart fenn a szervezetben.

Ezeket a munkákat F. Engels nagyra értékelte, és azt írta, hogy Lavoisier „először állított talpra minden kémiát, amely flogisztikus formájában a fejére állt”.

Az égés oxigénelmélete megcáfolta a flogiszton elméletet. Nem véletlen, hogy az akkori legnagyobb vegyészek a flogiszton hívei voltak, és köztük Scheele, Cavendish, Priestley nem volt hajlandó elismerni. Németországban a „tüzes anyag” hívei tiltakozás jeléül még egy Lavoisier-portrét is elégettek...

Innovatív kutatásaiért Lavoisier-t 1778-ban a Párizsi Tudományos Akadémia akadémikusává választották.

1789-ben a „Kémia elemi kurzusa” három részben jelent meg - a tudós egyik legfontosabb munkája. Ugyanebben az évben Franciaországban kitört a polgári forradalom. 1792 márciusában az adógazdálkodást felszámolták, és a következő évben az Egyezmény úgy döntött, hogy letartóztatja az adógazdálkodókat, köztük Lavoisier-t is. A tárgyalás után minden adógazdálkodót halálra ítéltek. 1794. május 8-án Lavoisier-t giljotin alá helyezték. K. A. Timirjazev szavaival élve „a ragadozók egész generációinak bűneiért fizetett, akik kiszívták az életlevet a francia népből”.

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 meggyőződik arról, hogy valódi forradalmat hajtott végre a tudományban. Lényegében egyszerű kémiai kísérletei az anyagok égetésével hermetikusan zárt térfogatban teljesen megcáfolták 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 bevésődött a fejünkbe.

Mit kell tenni? Miután két-három évet eltöltött eredménytelen erőfeszítésekkel, hogy megvédje elképzelését, 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 úgy döntött, hogy szokatlan kísérletet hajt végre ebből a célból. Mindenkit meghív, hogy vegyen részt a látványban, amikor egy súlyos gyémántdarabot éget el egy lezárt üstben. Hogyan lehet ellenállni a kíváncsiságnak? Hiszen nem semmiről beszélünk, hanem egy gyémántról!

Teljesen érthető, hogy a szenzációs üzenet nyomán a tudós lelkes ellenfelei, akik korábban nem akartak elmélyülni mindenféle kénnel, foszforral és szénnel végzett kísérleteiben, hétköznapi emberekkel együtt beözönlöttek a laboratóriumba. 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 okozott csalódást: látható nyom nélkül égett, ugyanazok a törvények szerint, amelyek más aljas anyagokra vonatkoztak. Tudományos szempontból semmi lényeges 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, és valami mássá változott. Hiszen a kísérlet végén a lombik pontosan annyit nyomott, mint az elején. Így a gyémánt hamis eltűnésével mindenki szeme láttára a „phlogiszton” szó örökre eltűnt a tudományos lexikonból, ami az anyag egy hipotetikus összetevőjét jelöli, amely állítólag elveszik az égés során.

De a szent hely soha nem üres. Egyik ment, jött egy másik. A flogiszton elméletet felváltotta a természet új alaptörvénye - az anyag megmaradásának törvénye. A tudománytörténészek Lavoisier-t e törvény felfedezőjének ismerték el. A gyémánt segített meggyőzni az emberiséget a létezéséről. Ugyanakkor ugyanezek a történészek olyan ködfelhőket hoztak létre a szenzációs esemény körül, hogy még mindig meglehetősen nehéz megérteni a tények megbízhatóságát. Egy fontos felfedezés elsőbbségét már évek óta ok nélkül vitatják „hazafias” körök különböző országokban: Oroszországban, Olaszországban, Angliában...

Milyen érvek támasztják alá az állításokat? A legnevetségesebbek. Oroszországban például az anyag megmaradásának törvényét Mihail Vasziljevics Lomonoszovnak tulajdonítják, aki valójában nem fedezte fel. Sőt, bizonyítékként a kémiai tudomány firkászai szemérmetlenül felhasználják személyes levelezésének kivonatait, ahol a tudós, megosztva kollégáival az anyag tulajdonságairól szóló okfejtését, állítólag személyesen e nézőpont mellett tesz tanúbizonyságot.

Az olasz történetírók azzal magyarázzák állításaikat, hogy egy világfelfedezés elsőbbséget élvez a kémiai tudományban, hogy... Nem Lavoisier volt az első, akinél felmerült a gyémánt kísérletekben való felhasználása. Kiderült, hogy még 1649-ben prominens európai tudósok megismerkedtek a hasonló kísérletekről tudósító levelekkel. Ezeket a Firenzei Tudományos Akadémia biztosította, és tartalmukból az következett, hogy a helyi alkimisták már erős tűznek tettek ki gyémántokat és rubinokat, és hermetikusan lezárt edényekbe helyezték őket. Ezzel egy időben a gyémántok eltűntek, de a rubinokat eredeti formájukban megőrizték, amiből azt a következtetést vonták le, hogy a gyémánt „igazán varázslatos kő, amelynek természete dacol a magyarázattal”. És akkor mi van? Valamennyien, így vagy úgy, elődeink nyomdokait követjük. Az a tény pedig, hogy az itáliai középkor alkimistái nem ismerték fel a gyémánt természetét, csak arra utal, hogy sok más dolog hozzáférhetetlen volt a tudatuknak, beleértve azt a kérdést is, hogy hová kerül egy anyag tömege, ha egy edényben hevítik, amely kizárja levegőhöz jutás.

A britek szerzői ambíciói is nagyon ingatagnak tűnnek, mivel általában tagadják Lavoisier részvételét a szenzációs kísérletben. Véleményük szerint a nagy francia arisztokratát méltánytalanul tulajdonították honfitársuknak, Smithson Tennantnak, akit az emberiség a világ két legdrágább fémének – az ozmiumnak és az irídiumnak – felfedezőjeként ismer. Ő volt az, aki – ahogy a britek állítják – ilyen bemutató mutatványokat hajtott végre. Különösen gyémántot égetett aranyedényben (korábban grafitban és szénben). És ő jutott arra a fontos következtetésre a kémia fejlődése szempontjából, hogy ezek az anyagok azonos természetűek, és égéskor szén-dioxidot képeznek, szigorúan az elégetett anyagok tömegének megfelelően.

De bármennyire is próbálják egyes tudománytörténészek – akár Oroszországban, akár Angliában – lekicsinyelni Lavoisier kiemelkedő eredményeit, és másodlagos szerepet tulajdonítani neki az egyedülálló kutatásban, még mindig kudarcot vallanak. A zseniális francia továbbra is átfogó és eredeti gondolkodású emberként marad a világközösség szemében. Elég csak felidézni a desztillált vízzel végzett híres kísérletét, amely egyszer s mindenkorra megrendítette sok tudós akkoriban uralkodó nézetét a víz azon képességéről, hogy hevítés közben 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. Itt beszéltek a víz földdé alakításáról.

1770-ben Lavoisier próbára tette ezt a hagyományos bölcsességet. Kezdetben mindent megtett, hogy a lehető legtisztább vizet kapja. Ezt akkor csak egy módon lehet elérni - desztillációval. A természet legjobb esővizét a tudós nyolcszor desztillálta le. Ezután egy előre lemért 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 valóban „föld” volt a tartály alján.

De honnan? A kérdés megválaszolásához Lavoisier ismét lemérte a száraz edényt, amelynek tömege csökkent. Miután megállapította, hogy az edény súlya annyit változott, mint amennyit „föld” jelent meg benne, a kísérletvezető rájött, hogy a kollégáit megzavaró szilárd maradék egyszerűen kimosódik az üvegből, és szó sem lehet csodáról. a víz átalakulása földdé. Itt egy különös kémiai folyamat játszódik le. És a magas hőmérséklet hatására sokkal gyorsabban halad.

1772 egyik 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 üveg került rá. 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. Az emelvényen parókás és fekete szemüveges tudósok álltak, akik részt vettek a kísérletben, asszisztenseik pedig tengerészként rohangásztak a fedélzeten, az egész összetett szerkezetet a naphoz igazítva, folyamatosan „fegyverrel” tartva az égen lebegő világítótestet.

Antoine Laurent Lavoisier azok között volt, akik kihasználták ezt az installációt - a 18. századi "részecskegyorsítót". Ezután az érdekelte, mi történik, ha egy gyémántot elégetnek.

Régóta ismert volt, hogy a gyémántok égnek, és a helyi ékszerészek felkérték a Francia Tudományos Akadémiát, hogy vizsgálja meg, van-e ebben kockázat. Magát Lavoisiert egy kicsit más kérdés érdekelte: az égés kémiai lényege. 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 származó füstöt egy csövön keresztül egy vizet tartalmazó edénybe lehetett vezetni, a benne lévő részecskéket ki lehetett csapni, majd a vizet elpárologtatni és a maradékot elemezni.

Sajnos a kísérlet nem járt sikerrel: az intenzív melegítés hatására az üveg folyamatosan szétrepedt. Lavoisier azonban nem esett kétségbe – más elképzelései is voltak. Programot javasolt a Tudományos Akadémiának, hogy tanulmányozzák „az anyagban lévő levegőt”, és azt, hogy ez, ez a levegő hogyan kapcsolódik az égési folyamatokhoz.

Newtonnak sikerült a helyes útra terelnie a fizika fejlődését, de a kémiában akkoriban nagyon rosszak voltak a dolgok – még mindig az alkímia foglya volt. "A hennát jól kimerített salétromban feloldva színtelen oldat lesz" - 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 szó sem a mérésekről, sem a mennyiségekről. „Ha friss vizeletbe teszünk sószeszt, akkor mindkét oldat könnyen és nyugodtan elkeveredik – jegyezte meg –, de ha ugyanazt az oldatot az elpárolgott vizeletre csepegtetik, akkor sziszegés és forralás következik, és az illékony és savas sók egy idő után belealvad a harmadikba.” természetében ammóniára emlékeztető anyag. És ha felhígítunk egy ibolyafőzetet, és feloldjuk egy kis mennyiségű friss vizeletben, akkor néhány csepp erjesztett vizelet élénkzöld színt kap.”

Nagyon távol van a modern tudománytól. Sok minden van az alkímiában, még Newton saját írásaiban is, ami a mágiához hasonlít. Egyik naplójába lelkiismeretesen kimásolt néhány bekezdést George Starkey alkimista, aki Philalethesnek nevezte magát, könyvéből.

A rész így kezdődik: „A [Szaturnuszban] rejtőzik a halhatatlan lélek.” A Szaturnusz általában ólmot jelentett, mivel minden elemhez egy bolygó társult. De ebben az esetben az antimon néven ismert ezüstös fémre utaltak. Az "Immortal Spirit" egy gáz, amelyet az érc extrém hőmérsékletre hevítve bocsát ki. „A Mars a Szaturnuszhoz a szerelem kötelékeivel van kötve (ez azt jelentette, hogy az antimonhoz vasat adtak), ami önmagában is nagy erőt emészt fel, akinek szelleme kettéosztja a Szaturnusz testét, és mindkettőből együtt csodálatos fényes víz folyik, amelybe a Nap lenyugszik. , kiengedve fényét.” . A nap arany, amely ebben az esetben a higanyba merül, amelyet gyakran amalgámnak neveznek. "A Vénusz, a legfényesebb csillag a [Mars] ölelésében van." Vénusznak nevezték azt a rezet, amelyet ebben a szakaszban adtak 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.

Lavoisier és kortársai túl tudtak lépni ezeken a misztikus varázslatokon, de a kémikusok még akkoriban is hittek abban az alkímiai elképzelésben, hogy az anyagok viselkedését három alapelv határozza meg: a higany (amely cseppfolyósodik), a só (amely sűrít) és a kén (ami gyúlékonyvá teszi az anyagot). A "kéntartalmú szellem", más néven terra pingua ("zsíros" vagy "olajos" föld), sokak elméjét foglalkoztatta. A 18. század elején Georg Ernst Stahl német kémikus phlogisztonnak kezdte nevezni (a görög phlog szóból - a tűzzel kapcsolatos).

Azt hitték, hogy a tárgyak azért égnek, mert sok flogisztont tartalmaznak. Mivel a tárgyakat a tűz megemészti, ez a gyúlékony anyag a levegőbe kerül. Ha felgyújtunk egy fadarabot, az abbahagyja az égést, csak egy halom hamut hagy maga után, csak akkor, ha az összes flogisztonját elhasználta. Ezért azt hitték, hogy a fa hamuból és flogisztonból áll. Hasonlóan a kalcinálás után, i.e. Extrém hőhatásnak kitéve a fémben fehér, rideg anyag marad, amelyet vízkőnek neveznek. Ezért a fém flogisztonból és vízkőből áll. A rozsdásodási folyamat lassú égési folyamat, mint a légzés, i.e. reakciók, amelyek akkor lépnek fel, amikor flogiszton kerül a levegőbe.

A fordított folyamatot is figyelembe vették. Úgy gondolták, hogy a vízkő a földből bányászott érchez hasonlít, amelyet azután szén melletti hevítéssel finomítottak, redukálnak vagy „regenerálnak”. A faszén flogisztont bocsátott ki, amely a vízkővel kombinálva visszaállítja a fényes fémet.

Önmagában a nem mérhető, de feltételezhető hipotetikus anyag használata nem tartalmaz semmi rosszat. Manapság a kozmológusok is a „sötét anyag” fogalmával operálnak, aminek léteznie kell, hogy a galaxisok ne repüljenek szét a centrifugális erő hatására forogva, és hogy az Univerzum tágulása mögött antigravitációs „sötét energia” álljon.

A flogiszton segítségével a tudósok logikusan megmagyarázhatták az égést, a kalcinációt, 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 miután a flogiszton elhagyta az anyagot, az nehezebb lett? A negyed évezreddel későbbi „sötét energiához” hasonlóan a flogisztont – Condorcet francia filozófus szavaival élve – „a gravitációval ellentétes irányú erők vezérelték”. Hogy ez a gondolat költőibbnek tűnjön, egy vegyész kijelentette, hogy a flogiszton „szárnyakat ad a föld molekuláinak”.

Lavoisier, akárcsak az akkori tudósok, biztos volt benne, hogy a flogiszton az anyag egyik fő alkotóeleme. De mire elkezdett kísérletezni a gyémántokkal, azon kezdett tűnődni: lehet, hogy valami nullánál kisebb súlyú?

Édesanyja meghalt, amikor még fiú volt, és olyan örökséget hagyott neki, amely elegendő volt ahhoz, hogy egy jövedelmező vállalkozásba kezdjen, a "Főgazdálkodás". A francia kormány megállapodást kötött ezzel a magánszemélyekből álló konzorciummal, hogy beszedjék az adókat, amelyekben a gazdáknak, például Lavoisier-nek volt bizonyos része. Ez a tevékenység folyamatosan elvonta a figyelmét a kutatástól, de olyan bevételt biztosított, amely lehetővé tette számára, hogy egy idő után Európa egyik legjobb laboratóriumának tulajdonosa legyen. Az első kísérletek között volt 1769-ben egy olyan kísérlet, amellyel Lavoisier úgy döntött, hogy teszteli az akkoriban uralkodó elképzelést, miszerint a víz földdé változtatható.

A bizonyítékok meglehetősen meggyőzőek voltak: egy serpenyőben elpárolgó víz szilárd maradékot hagy maga után. De Lavoisier úgy döntött, hogy egy pelikán néven ismert szublimációs edény segítségével lenyúlik az aljára. Az edény alján egy nagy, kerek tartályt és egy kis felső kamrát tartalmazott, és két ívelt csővel volt felszerelve (kicsit olyan, mint egy pelikán csőr), amelyeken keresztül a gőz visszatért lefelé. Az alkimisták számára a pelikán Krisztus áldozati vérét szimbolizálta, így a pelikánedényről azt hitték, hogy átformáló ereje van. Ráadásul a pelikánban felforrt víz folyamatosan elpárolog és lecsapódik, így semmilyen anyag – szilárd, folyékony vagy gáznemű – nem távozhatna a rendszerből.

Száz napig tartó tiszta víz desztillációja után Lavoisier felfedezte, hogy az üledék valóban létezik. De sejtette, honnan jött. Miután megmérte az üres Pelikánt, észrevette, hogy az edény könnyebb lett. Az üledék megszárítása és lemérése után Lavoisier látta, hogy az üledék tömege egészen pontosan megfelel az edény súlyának csökkenésének, és ez a tény arra a gondolatra vezette, hogy az üledék forrása az edény üvege.

Két évvel később, 1771-ben Lavoisier huszonnyolc éves lett. Ugyanebben az évben megnősült. Kiválasztottja Marie-Anne Pierrette Polze volt, egy másik adógazdálkodó 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 magyar nyelvre. francia, és egy kísérlet legösszetettebb rajzait végezte el, amelyek olyan elegánsnak bizonyultak, hogy a bölcsek kövéhez hasonlóan az alkímiát kémiává alakították át.

Annak a generációnak a vegyészei, amelyhez Lavoisier tartozott, már tudták, hogy – ahogy az angol Joseph Priestley meg tudta fogalmazni – „többféle levegő létezik”. A mefitikus („büdös” vagy „állott”) levegő hatására a láng kialszik, és a benne lévő egér meghal a fulladás következtében. 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 égett egy zárt edényben egy ideig. Ez a gáz nem csapott ki mészvizet, és mivel egyértelműen az égési folyamathoz kapcsolódott, flogiszton levegőnek vagy nitrogénnek (a görög „élettelen” szóból) nevezték el. A legtitokzatosabb az az illékony gáz volt, amely akkor szabadult fel, amikor a vasreszeléket feloldották híg kénsavban. Annyira gyúlékony volt, hogy „gyúlékony 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 eltávolításával nyert „hétköznapi” levegő módosításai?

Lavoisier nehezen tudta visszatartani szkepticizmusát, és megismételte kollégái néhány kísérletét. Megerősítette, hogy a foszfor elégetése foszforsav előállításához vagy a kén elégetése kénsav előállításához olyan anyagokat termel, amelyek tömege nagyobb, mint a felhasznált anyagok, pl. mint a fémek kalcinálásánál. De miért történik ez a változás? Úgy tűnt neki, hogy megtalálta a választ erre a kérdésre. Nagyító segítségével egy lezárt üvegedénybe zárt ónt melegített, és felfedezte, hogy a kísérlet előtt és után az egész berendezés súlya azonos. Lassan kinyitva az edényt, hallotta, hogy zajjal beáramlik a levegő, ami után ismét nőtt a súly. Lehet, hogy a tárgyak nem azért égnek, mert flogisztont bocsátanak ki, hanem azért, mert elnyelik a levegő egy részét?

Ha ez így van, akkor a helyreállítás, i.e. az ércet tiszta fémmé olvasztva levegő szabadul fel. Kimért egy bizonyos mennyiségű ólom pikkelyt, amelyet litharge-nek neveztek, és egy kis megemelt felületre helyezte egy vízedénybe egy faszéndarab mellé. Az egészet egy üvegharanggal letakarta, és nagyítóval melegíteni kezdte a mérleget. A kiszorított vízből sejteni lehetett, hogy gáz szabadul fel. A felszabaduló gázt gondosan összegyűjtve felfedezte, hogy ez a gáz eloltotta a lángot és kicsapta a mészvizet. Úgy tűnik, hogy az "állott" levegő a felépülés eredménye volt, de ez volt minden?

Kiderült, hogy a válasz a mercurius calcinatusnak, vagyis a higanyskálának nevezett vöröses anyagban rejlik, amelyet a párizsi patikusok szifilisz gyógymódjaként árultak unciánként 18 livres vagy annál magasabb áron, azaz. 1000 dollár mai árakon. Bármilyen kísérlet ezzel az anyaggal nem volt kevésbé extravagáns, mint a gyémánt égetésével. Mint minden más mérleget, ezt is tiszta fém kalcinálásával lehetett előállítani erős lángon. További melegítéssel azonban a kapott anyag ismét higanygá alakult. Más szóval, a mercurius calcinatus szén használata nélkül is helyreállítható. 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" súlyának körülbelül egytizenkettedének csökkenésével.

Priestley is kísérletezett ezzel az anyaggal, nagyítóval hevítette és összegyűjtötte a felszabaduló gázokat. „Annyira megdöbbentett, hogy nincs is elég szó az érzések kifejezésére, amelyek eluralkodtak rajtam – írta később –, hogy a gyertya elég erős lánggal égett ebben a levegőben... Nem találtam rá magyarázatot. ez a jelenség." Miután 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.”

Priestley úgy döntött, hogy a gázt, amelyben jól lélegezhet és könnyen éghet, „deflogisztikusnak” nevezi, azaz. levegő a legtisztább formájában. Nem volt egyedül ezzel az érveléssel. Svédországban egy Karl Wilhelm Scheele nevű gyógyszerész is tanulmányozta a „tűzlevegő” tulajdonságait.

Ekkor Lavoisier már a mercurius calcinatus redukciója során felszabaduló gázt „a légzés szempontjából rendkívül előnyösnek” vagy „élő” levegőnek nevezte. Priestleyhez hasonlóan ő is úgy gondolta, hogy ez a gáz a levegőt képviseli a maga ősformájában. Itt azonban Lavoisier egy nehézségbe ütközött. Amikor szénnel próbálta csökkenteni a higanylerakódást, pl. a régi, bevált módon ugyanaz a gáz szabadult fel, mint a litharge helyreállításakor - eloltotta a gyertyalángot és kicsapta a mészvizet. Miért keletkezett a szén nélküli higanylerakódás csökkentése „élő” levegőt, és a szén használatakor fojtogató „állott” levegő jelent meg?

Csak egy módon lehetett mindent tisztázni. Lavoisier levett egy edényt a polcról, amit lapos lombiknak neveztek. Alsó része kerek volt, és Lavoisier felmelegítette a magas nyakat, és úgy hajlította, 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 szerelték fel a kemencére, hogy a nyaka nyitott, szintén higannyal megtöltött tartályban volt, majd üvegharanggá emelték. A beállítás ezen részét a kísérlet során elfogyasztott levegő mennyiségének meghatározására használták. Miután papírcsíkkal megjelölte a szintet (LL), begyújtotta a kemencét, és az A kamrában lévő higanyt majdnem felforrt.

Feltételezhetjük, 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 higany-skála felületén. A következő napokban a vörös kéreg mérete addig nőtt, amíg el nem érte a maximális méretét. A tizenkettedik napon Lavoisier leállította a kísérletet, és végzett néhány mérést.

Abban az időben az üvegharangban lévő higany meghaladta a kezdeti szintet a vízkőképződéshez elfogyasztott 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 a maradék levegőt tartalmazó tartályba helyeztek, azonnal fulladozni kezdett, és „a levegőbe helyezett gyertya azonnal kialudt, mintha vízbe tették volna”. De mivel a gáz nem okozott ülepedést a mészvízben, inkább a nitrogénnek tulajdonítható, mintsem az „állott levegőnek”.

De mit kapott a higany a levegőből az égés során? Miután eltávolította a fémen képződött vörös bevonatot, Lavoisier retortában melegíteni kezdte, amíg ismét higanyossá nem vált, és 100-150 köbcentiméter gázt bocsátott ki - körülbelül ugyanannyit, mint a kalcinálás során felvett higany. A gázba szúrt gyertya „szépen égett”, a szén pedig nem parázslott, hanem „olyan erős fénnyel izzott, hogy a szem alig bírta”.

Ez fordulópont volt. Az égő higany elnyelte az „élő” levegőt a légkörből, és nitrogént hagyott maga után. A higany redukciója ismét az „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 kevert össze, és kimutatta, hogy a keletkező gáz a közönséges levegő összes tulajdonságával rendelkezik. Elemzés és szintézis: „Itt rejlik a kémiában elérhető legmeggyőzőbb bizonyíték: a levegő, ha lebomlik, 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 felszívta az „élő” levegőt, amelyet a savak képződésében betöltött szerepe miatt oxigénnek nevezett. (Az oxi jelentése görögül „fűszeres”.) A levegő oxigénfelvétele azt eredményezi, hogy csak belélegzhetetlen nitrogén marad a levegőben.

Ami a gázt illeti, amelyet "állott" levegőnek neveztek, az akkor keletkezett, amikor a redukció során felszabaduló oxigén egyesült valamivel a faszénben, létrehozva azt, amit ma szén-dioxidnak nevezünk.

Lavoisier kollégái, különösen Priestley, évről évre zúgolódtak amiatt, hogy állítólag elsőbbséget szerzett magának az általuk is végzett kísérletekben, Priestley egyszer a Lavoisier házaspár házában vacsorázott, és mesélt nekik flogisztontól megfosztott levegőjéről, valamint a svéd Scheele gyógyszerész levelet küldött Lavoisier-nek, amelyben elmondta tapasztalatait. De mindezek ellenére továbbra is azt gondolták, hogy az oxigén a levegőben nincs flogiszton.

A 2001-ben bemutatott Oxygen című darabban két kémikus, Carl Djerassi és Roald Hoffman olyan cselekményt készített, amelyben a svéd király Stockholmba hívta a három tudóst, hogy eldöntsék, melyikük tekintendő az oxigén felfedezőjének. Scheele volt az első, aki izolálta a gázt, Priestley pedig elsőként publikált egy tanulmányt, amely utal a létezésére, de csak Lavoisier értette meg, 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 semmisül meg. Ahány anyag lép be a reakcióba, ugyanannyinak kell kijönnie. Ahogy egy adószedő mondaná, az egyensúlynak mindenképpen egyensúlyban kell lennie.

1794-ben, a forradalmi terror idején Lavoisier-t és Marie-Anne apját más adógazdálkodókkal együtt „a nép ellenségének” tekintették. Szekéren hozták őket a Forradalom térre, ahol már faszínpadokat építettek, amelyek megjelenése még részleteiben is hasonlított arra az emelvényre, amelyen Lavoisier gyémántokat égetett. Csak a hatalmas lencsék helyett volt a francia technológia másik vívmánya - a guillotine.

Nemrég megjelent az interneten egy üzenet, hogy a kivégzés során Lavoisiernek sikerült végrehajtania utolsó kísérletét. A helyzet az, hogy Franciaországban kezdték el használni a guillotine-t, mert azt gondolták, hogy ez a kivégzés leghumánusabb formája – 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, pislogni kezdett, és annyit tett, amennyit csak tudott. A tömegben volt egy asszisztens, akinek meg kellett számolnia, hányszor tud pislogni. Lehetséges, hogy ez a történet kitaláció, de nagyon is Lavoisier szellemében.

Ezeket a szavakat Marie-Anne Lavoisier mondja a darabban.