Zece dintre cele mai ciudate experimente din istoria științei. „Zece cele mai frumoase experimente din istoria științei”. Capitol din carte Experiența lui Lavoisier în obținerea celor mai ridicate temperaturi

Și sunt cunoscute două tipuri de depozite de diamante, primare - roca de bază sau magmatică și secundare - sedimentare sau placer. S-a menționat mai sus că India este considerată „descoperitorul” diamantelor.

Minele sale legendare din Golconda au dat lumii aproape toate diamantele faimoase din cele mai vechi timpuri, de exemplu, legendarul „Kohinoor”... Puține dintre ele au supraviețuit până astăzi.

Până în secolul al XVII-lea, minele au fost epuizate, India și-a pierdut liderul în furnizarea de diamante pe piața mondială, fiind înlocuită mai întâi de Brazilia și mai târziu de Africa de Sud. În prezent, în India sunt dezvoltate două domenii. În India de Sud, în regiunea Golconda - tradițional, aluvionar; al doilea este în India Centrală, în Panna, într-o diatremă recent descoperită.

Pietrele extrase sunt tăiate în Bombay și exportate. În prezent, producția anuală de diamante indiene este de 8.000-10.000 de carate.

Aici, într-adevăr, diamantele au fost descoperite de „maiestatea sa întâmplător”, a fost în Brazilia! Din 1695, minerul de aur Antonio Rodrigo Arado a folosit pietre amuzante în loc de jetoane când juca cărți sau zaruri. Arado le-a întâlnit destul de des la mina Tejuco, unde a extras aur și cuarț...
Timp de treizeci de ani, jucătorii au urmărit pietre pe pânza verde a meselor, până când unul dintre mineri de aur, Bernado da Fanesca-Labo, a determinat originea nobilă a „chips-urilor” în 1725. Un flux de căutători de fericire s-a revărsat în Brazilia. Până în 1727, volumul producției braziliene de diamante a redus drastic prețurile pe piața mondială a diamantelor. Și oamenii au continuat să găsească noi plasatori.

Până în 1729, unsprezece râuri purtătoare de diamante fuseseră deja descoperite. Prețurile au scăzut catastrofal, iar procesul distructiv a fost oprit doar prin măsuri administrative dure. Ei au stabilit un monopol regal portughez asupra exploatării diamantelor, taxe uriașe la exportul lor și condiții de aservire pentru închirierea zonelor purtătoare de diamante.

În 1822, Brazilia a câștigat suveranitatea și a preluat conducerea pe piața mondială a diamantelor. Diamantele braziliene au dimensiuni mici. Doar șase dintre ele sunt cele mai faimoase din lume: „Steaua Sudului”, „Steaua Egiptului”, „Steaua Minasului”, „Minas Gerais”, „Diamantul englez al Dresdei” și „Președintele Vargas”. Marea majoritate a diamantelor braziliene sunt cristale premium de cea mai înaltă calitate. Dar conducerea nu a durat mult...

O pietricică albă ciudată găsită de fiul fermierului boer Daniel Jacobs în 1867 pe malurile râului Orange a schimbat cursul dezvoltării Africii de Sud. După multe încercări, „pietricica” a fost examinată de mineralogul William Guilbon Atherston, care a identificat-o ca fiind un diamant frumos. Cristalul a fost tăiat, diamantul cu o greutate de 10,75 carate și-a primit propriul nume „Eureka” și și-a luat locul în istorie ca primul născut al exploatării diamantelor din Africa de Sud.

În 1764, Academia de Științe din Paris a anunțat un concurs pe tema „Pentru a găsi cea mai bună modalitate de a ilumina străzile unui oraș mare, combinând luminozitatea, ușurința de întreținere și economia.” Proiectul cu motto-ul „Și el își va marca calea cu lumini” (cuvinte din „Eneida lui Virgiliu”) a fost recunoscut drept cel mai bun. Proiectul a fundamentat științific diverse dispozitive de iluminat stradal: felinare cu ulei și lumânări de seu, cu și fără reflectoare etc.

La 9 aprilie 1765, câștigătorul a primit medalia de aur a Academiei. S-a dovedit a fi Antoine Laurent Lavoisier, în vârstă de douăzeci și doi de ani - viitoarea mândrie a științei franceze și mondiale.

S-a născut la 26 august 1743 în familia unui avocat de la curtea pariziană. Tatăl său a vrut să-l vadă pe Antoine drept avocat și l-a trimis la vechea instituție de învățământ aristocratică, Colegiul Mazarin, apoi i-au continuat studiile la facultatea de drept a universității.

Antoine, care se distingea prin abilități excelente, a studiat cu ușurință, deoarece de mic și-a dezvoltat obiceiul muncii grele, sistematice. La universitate, pe lângă științe juridice, Lavoisier a studiat și științele naturii, de care a devenit din ce în ce mai interesat. Ascultă un curs de prelegeri de chimie de la celebrul chimist G. Ruel, studiază mineralogia de la J. Guettard și botanica de la B. de Jussier.

În 1764, Lavoisier a absolvit universitatea cu titlul de avocat, iar în februarie a anului următor și-a prezentat prima lucrare de chimie, „Analiza gipsului”, Academiei de Științe din Paris, în care independența și originalitatea sa de gândire. au fost dezvăluite. Dacă înainte de aceasta compoziția mineralelor a fost judecată în principal după „acțiunea focului”, atunci el a studiat „pe gips efectul apei, acest solvent aproape universal”; a studiat procesul de cristalizare și a constatat că atunci când gipsul se întărește, absoarbe apa.

În 1768 a fost ales la Academia de Științe ca adjunct la clasa de chimie. Oamenii de știință francezi au avut mari speranțe în el și nu s-au înșelat.

În același an, Lavoisier a devenit agricultor fiscal general. Ca unul dintre membrii Societății Generale de Impozitare, a primit dreptul de a colecta impozite și taxe de la populație. În timpul îndeplinirii sarcinilor companiei, el a inspectat fabricile de tutun și birourile vamale din vestul Franței. Veniturile au mers în principal pentru achiziționarea de instrumente scumpe pentru cercetarea științifică. Participarea la Agricultura Generală a devenit motivul morții tragice a marelui om de știință în timpul revoluției burgheze.

Având multe responsabilități în chestiunile agricole, Lavoisier a studiat chimia doar de la 6 la 9 dimineața și de la 7 la 10 seara în fiecare zi și o dată pe săptămână (sâmbăta) toată ziua.

Din 1772, Lavoisier a început să studieze arderea și prăjirea metalelor, intenționând să „repetă cu noi măsuri de precauție pentru a combina tot ce știm despre aerul care leagă sau este eliberat din corpuri (vorbim despre CO 2 - B.K.), cu alte cunoștințe dobândite și să creeze o teorie”. În același an, a început experimentele privind arderea și calcinarea metalelor. Primul experiment a fost arderea unui diamant. Lavoisier a pus-o într-un vas închis și l-a încălzit cu o lupă până când diamantul a dispărut. După ce a examinat gazul rezultat, Lavoisier a stabilit că era „aer legat” (CO2). Apoi, omul de știință a ars fosfor și sulf în baloane închise ermetic, după ce le-a cântărit anterior. Analizând rezultatele experimentelor, el s-a convins că greutatea fosforului și a sulfului a crescut în timpul arderii, iar această „creștere are loc datorită cantității enorme de aer care se leagă în timpul arderii”. Acest lucru îl face pe Lavoisier să creadă că aerul este absorbit și în timpul calcinării metalelor. Drept dovadă, va face experimente speciale anul viitor (din nou, efectuând cântăriri atente). În vase închise erau încălzite diferite metale: staniu, plumb, zinc. La început, pe suprafața lor s-a format un strat de scară (oxizi), dar după un timp procesul s-a oprit. Cu toate acestea, cântarul este mai greu decât metalul original, iar greutatea vasului înainte și după încălzire a rămas aceeași. Aceasta înseamnă că creșterea în greutate a metalului ar putea apărea doar din cauza aerului prezent în vas, dar atunci trebuie să existe un spațiu rarefiat acolo. Și într-adevăr, când vasul a fost deschis, aerul a intrat în el și greutatea vasului a devenit mai mare (amintiți-vă de experimentele lui M.V. Lomonosov).

De ce nu se combină tot aerul cu metalele? Care dintre componentele sale reacţionează cu substanţele? Aceste întrebări l-au îngrijorat pe Lavoisier. Răspunsurile la ele au venit după o întâlnire cu Priestley.

Repetând experimentele omului de știință englez, Lavoisier a afirmat că 1/5 din aer se combină cu mercurul, transformându-l în sol (oxid de mercur), iar restul de 4/5 din aer nu suportă arderea și respirația. Când oxidul este încălzit, se eliberează același volum de aer care, amestecându-se cu restul, dă aerul inițial. Prin urmare, aerul obișnuit este format din două părți: „aer curat” și „aer sufocant”.

În 1775, Lavoisier a devenit „directorul șef al prafului de pușcă” (manager al industriei salitrului și prafului de pușcă). Se mută la Arsenal, unde înființează un laborator excelent; A lucrat acolo aproape până la sfârșitul vieții.

Lucrările efectuate l-au condus pe Lavoisier la ideea că aerul „curat” sau „dătător de viață”, și nu flogistul fantastic, joacă un rol important în arderea substanțelor. Omul de știință și-a rezumat tot bogatul său material experimental în trei articole, pe care le-a prezentat Academiei.

Primul a examinat interacțiunea mercurului cu „acidul vitriol” (acid sulfuric) și prăjirea sulfatului de mercur rezultat. Al doilea articol, „Despre combustie în general”, a fost cel mai important, deoarece în el Lavoisier a propus o „nouă teorie a arderii”. Conform acestei teorii, arderea este procesul de combinare a corpurilor cu oxigenul cu eliberarea simultană de căldură și lumină. Produsele rezultate nu sunt substanțe simple, ci complexe, formate din corp și oxigen. La ardere, greutatea substanțelor crește. Al treilea articol a fost intitulat „Experimente privind respirația animalelor și modificările care au loc în aerul care trece prin plămâni”. În ea, autorul a remarcat că respirația animalelor este identică cu arderea, doar că are loc mai lent, iar căldura generată în timpul acestui proces menține o temperatură constantă în organism.

Aceste lucrări au fost foarte apreciate de F. Engels, care a scris că Lavoisier „a pus pentru prima dată pe picioare toată chimia, care în forma ei flogistică stătea pe cap”.

Teoria arderii oxigenului a respins teoria flogistului. Nu degeaba cei mai mari chimiști din acea vreme erau adepți ai flogistonului, iar printre ei Scheele, Cavendish, Priestley au refuzat să-l recunoască. În Germania, fanii „materiei de foc” au ars chiar și un portret al lui Lavoisier în semn de protest...

Pentru cercetările sale inovatoare, Lavoisier a fost ales academician al Academiei de Științe din Paris în 1778.

În 1789, „Cursul elementar de chimie” a fost publicat în trei părți - una dintre cele mai importante lucrări ale omului de știință. În același an, în Franța a început revoluția burgheză. În martie 1792, agricultura fiscală a fost lichidată, iar în anul următor Convenția a decis arestarea fermierilor de taxe, inclusiv Lavoisier. După proces, toți agricultorii de taxe au fost condamnați la moarte. La 8 mai 1794, Lavoisier a fost ghilotinat. El plătea, în cuvintele lui K. A. Timiryazev, „pentru păcatele generațiilor întregi de prădători care au aspirat sucul vieții din poporul francez”.

Secolul al XVIII-lea, Franța, Paris. Antoine Laurent Lavoisier, unul dintre viitorii creatori ai științei chimice, după mulți ani de experimente cu diverse substanțe în liniștea laboratorului său, este convins din nou și din nou că a făcut o adevărată revoluție în știință. Experimentele sale chimice esențial simple privind arderea substanțelor în volume închise ermetic au respins complet teoria general acceptată a flogistului la acea vreme. Dar dovezi puternice, strict cantitative, în favoarea noii teorii a arderii „oxigenului”, nu sunt acceptate în lumea științifică. Modelul flogistului vizual și convenabil a devenit foarte ferm înrădăcinat în capul nostru.

Ce să fac? După ce a petrecut doi sau trei ani în eforturi infructuoase de a-și apăra ideea, Lavoisier ajunge la concluzia că mediul său științific nu s-a maturizat încă la argumente pur teoretice și că ar trebui să ia o cale complet diferită. În 1772, marele chimist a decis să întreprindă un experiment neobișnuit în acest scop. Îi invită pe toți să ia parte la spectacolul arderii... unei piese grele de diamant într-un cazan sigilat. Cum se poate rezista curiozității? La urma urmei, nu vorbim despre nimic, ci despre un diamant!

Este destul de de înțeles că, în urma mesajului senzațional, adversarii înfocați ai omului de știință, care anterior nu doreau să se aprofundeze în experimentele sale cu tot felul de sulf, fosfor și cărbune, s-au turnat în laborator împreună cu oameni obișnuiți. Camera era lustruită până la strălucire și strălucea nu mai puțin decât o piatră prețioasă condamnată la ardere publică. Trebuie spus că laboratorul lui Lavoisier la acea vreme aparținea unuia dintre cele mai bune din lume și era pe deplin în concordanță cu un experiment costisitor la care adversarii ideologici ai proprietarului erau acum pur și simplu dornici să ia parte.

Diamantul nu a dezamăgit: a ars fără urmă vizibilă, conform acelorași legi care se aplicau și altor substanțe disprețuitoare. Nu s-a întâmplat nimic semnificativ nou din punct de vedere științific. Dar teoria „oxigenului”, mecanismul de formare a „aerului legat” (dioxid de carbon) au ajuns în sfârșit în conștiința chiar și a celor mai înveterați sceptici. Și-au dat seama că diamantul nu a dispărut fără urmă, ci că sub influența focului și a oxigenului a suferit modificări calitative și s-a transformat în altceva. La urma urmei, la sfârșitul experimentului, balonul a cântărit exact la fel de mult ca la început. Așadar, odată cu dispariția falsă a diamantului sub ochii tuturor, cuvântul „flogiston” a dispărut pentru totdeauna din lexicul științific, denotă o componentă ipotetică a substanței care se presupune că se pierde în timpul arderii sale.

Dar un loc sfânt nu este niciodată gol. Unul a mers, altul a venit. Teoria flogistului a fost înlocuită de o nouă lege fundamentală a naturii - legea conservării materiei. Lavoisier a fost recunoscut de către istoricii științei drept descoperitorul acestei legi. Diamantul a ajutat să convingă omenirea de existența sa. În același timp, acești istorici au creat astfel de nori de ceață în jurul evenimentului senzațional, încât încă pare destul de greu de înțeles fiabilitatea faptelor. Prioritatea unei descoperiri importante este disputată de mulți ani încoace, fără niciun motiv, de cercurile „patriotice” din diverse țări: Rusia, Italia, Anglia...

Ce argumente susțin afirmațiile? Cele mai ridicole. În Rusia, de exemplu, legea conservării materiei este atribuită lui Mihail Vasilevici Lomonosov, care nu a descoperit-o de fapt. Mai mult, ca dovadă, mâzgălitorii științei chimice folosesc cu nerușinare fragmente din corespondența sa personală, unde omul de știință, împărtășind colegilor raționamentul său despre proprietățile materiei, ar fi mărturisit personal în favoarea acestui punct de vedere.

Istoriografii italieni își explică pretențiile cu privire la prioritatea unei descoperiri mondiale în știința chimică prin faptul că... Lavoisier nu a fost primul care a avut ideea de a folosi diamantul în experimente. Se pare că în 1649, oameni de știință europeni de seamă au făcut cunoștință cu scrisori care raportau experimente similare. Ele au fost furnizate de Academia Florentină de Științe și din conținutul lor a rezultat că alchimiștii locali expuseseră deja diamantele și rubinele la foc puternic, plasându-le în vase închise ermetic. În același timp, diamantele au dispărut, dar rubinele s-au păstrat în forma lor originală, din care s-a tras concluzia despre diamant ca „o piatră cu adevărat magică, a cărei natură sfidează explicația”. Şi ce dacă? Cu toții, într-un fel sau altul, călcăm pe urmele predecesorilor noștri. Și faptul că alchimiștii din Evul Mediu italian nu au recunoscut natura diamantului sugerează doar că multe alte lucruri erau inaccesibile conștiinței lor, inclusiv întrebarea unde se duce masa unei substanțe atunci când este încălzită într-un vas care exclude. acces la aer.

Ambițiile de autor ale britanicilor par, de asemenea, foarte șubrede, deoarece în general neagă implicarea lui Lavoisier în experimentul senzațional. În opinia lor, marelui aristocrat francez a fost creditat pe nedrept cu un credit care i-a aparținut de fapt compatriotului lor Smithson Tennant, care este cunoscut omenirii ca descoperitorul celor mai scumpe două metale din lume - osmiul și iridiul. El a fost, după cum susțin britanicii, cel care a făcut astfel de cascadorii demonstrative. În special, a ars diamant într-un vas de aur (anterior grafit și cărbune). Și el a fost cel care a ajuns la concluzia importantă pentru dezvoltarea chimiei că toate aceste substanțe sunt de aceeași natură și, la ardere, formează dioxid de carbon în strictă conformitate cu greutatea substanțelor care sunt arse.

Dar oricât de mult s-ar strădui unii istorici ai științei, fie în Rusia, fie în Anglia, să slăbească realizările remarcabile ale lui Lavoisier și să îi atribuie un rol secundar în cercetarea unică, ei totuși eșuează. Genialul francez continuă să rămână în ochii comunității mondiale ca un om cu o minte cuprinzătoare și originală. Este suficient să ne amintim faimosul său experiment cu apa distilată, care a zdruncinat odată pentru totdeauna punctul de vedere al multor oameni de știință asupra capacității apei de a se transforma într-o substanță solidă atunci când este încălzită.

Această viziune incorectă s-a format pe baza următoarelor observații. Când apa a fost evaporată „până la uscare”, un reziduu solid a fost găsit invariabil pe fundul vasului, care pentru simplitate a fost numit „pământ”. Aici s-a vorbit despre transformarea apei în pământ.

În 1770, Lavoisier a pus la încercare această înțelepciune convențională. Pentru început, a făcut totul pentru a obține cea mai pură apă posibilă. Acest lucru ar putea fi realizat atunci doar într-un singur mod - distilare. Luând cea mai bună apă de ploaie din natură, omul de știință a distilat-o de opt ori. Apoi a umplut un recipient de sticlă pre-cântărit cu apă purificată de impurități, l-a sigilat ermetic și a înregistrat din nou greutatea. Apoi, timp de trei luni, a încălzit acest vas pe un arzător, aducând conținutul aproape la fierbere. Drept urmare, în partea de jos a containerului era într-adevăr „pământ”.

Dar de unde? Pentru a răspunde la această întrebare, Lavoisier a cântărit din nou vasul uscat, a cărui masă a scăzut. După ce a stabilit că greutatea vasului s-a schimbat la fel de mult pe cât a apărut „pământul” în el, experimentatorul și-a dat seama că reziduul solid care i-a derutat pe colegii săi se scurgea pur și simplu din sticlă și nu putea fi vorba de vreun miraculos. transformarea apei în pământ. Aici are loc un proces chimic curios. Și sub influența temperaturilor ridicate, se derulează mult mai repede.

Într-o zi de toamnă a anului 1772, parizienii care se plimbau pe lângă Luvru, în grădina Infantei, de-a lungul digului Senei, au putut vedea o structură ciudată asemănătoare unui cărucior plat sub forma unei platforme de lemn pe șase roți. Pe el a fost instalat o sticlă imensă. Cele două lentile cele mai mari, care aveau o rază de opt picioare, au fost fixate împreună pentru a forma o lupă care aduna razele soarelui și le direcționa către o a doua lentilă, mai mică, și apoi pe suprafața mesei. Pe platformă stăteau oamenii de știință cu peruci și ochelari negri, angajați în experiment, iar asistenții lor s-au grăbit ca marinarii pe punte, ajustând întreaga structură complexă la soare, ținând constant lumina care plutea pe cer „sub amenințarea armei”.

Printre oamenii care au profitat de această instalație – „acceleratorul de particule” al secolului al XVIII-lea – a fost Antoine Laurent Lavoisier. Apoi a fost interesat de ce se întâmplă când un diamant este ars.

Se știa de mult că diamantele ardeau, iar bijutierii locali au cerut Academiei Franceze de Științe să investigheze dacă există vreun risc în acest sens. Lavoisier însuși era interesat de o întrebare puțin diferită: esența chimică a arderii. Frumusețea „sticlă de foc” a fost că, concentrând razele soarelui într-un punct din interiorul recipientului, a încălzit tot ce putea fi plasat în acel punct. Fumul din vas ar putea fi direcționat printr-un tub într-un vas care conține apă, particulele conținute în acesta ar putea fi precipitate, apoi apa ar putea fi evaporată și reziduul analizat.

Din păcate, experimentul nu a avut succes: încălzirea intensă a făcut ca sticla să spargă în mod constant. Cu toate acestea, Lavoisier nu a disperat - avea alte idei. El a propus Academiei de Științe un program pentru a studia „aerul conținut în materie” și modul în care acesta, acest aer, este legat de procesele de ardere.

Newton a reușit să direcționeze dezvoltarea fizicii pe calea cea bună, dar în chimie la vremea aceea lucrurile erau foarte proaste - era încă captiv al alchimiei. „Henna, dizolvată într-un spirit bine epuizat de salpetru, va da o soluție incoloră”, a scris Newton. „Dar dacă îl puneți în ulei bun de vitriol și îl agitați până se dizolvă, amestecul va deveni mai întâi galben și apoi roșu închis.” Paginile acestei „cărți de bucate” nu spuneau nimic despre măsurători sau cantități. „Dacă spirtul de sare este pus în urină proaspătă, atunci ambele soluții se vor amesteca ușor și calm”, a remarcat el, „dar dacă aceeași soluție este aruncată pe urina evaporată, atunci vor urma șuierat și fierbere, iar sărurile volatile și acide vor apărea. coagula în a treia după ceva timp.” o substanță asemănătoare amoniacului în natură. Și dacă diluați un decoct de violete, dizolvându-l într-o cantitate mică de urină proaspătă, atunci câteva picături de urină fermentată vor căpăta o culoare verde strălucitor.”

Foarte departe de știința modernă. Există multe în alchimie, chiar și în propriile scrieri ale lui Newton, care seamănă cu magia. Într-unul dintre jurnalele sale, a copiat cu conștiință mai multe paragrafe din cartea alchimistului George Starkey, care se numea Philalethes.

Pasajul începe: „În [Saturn] este ascuns sufletul nemuritor”. Saturn însemna de obicei plumb, deoarece fiecare element era asociat cu o planetă. Dar în acest caz se refereau la un metal argintiu cunoscut sub numele de antimoniu. „Spiritul nemuritor” este un gaz pe care minereul îl emite atunci când este încălzit la temperaturi extreme. „Marte este legat de Saturn prin legături de dragoste (asta însemna că fierul a fost adăugat la antimoniu), care în sine devorează o mare putere, al cărei spirit împarte corpul lui Saturn și din ambele curge împreună o minunată apă strălucitoare, în care apune Soarele. , eliberându-și lumina.” . Soarele este aur, care în acest caz este scufundat în mercur, numit adesea amalgam. „Venus, cea mai strălucitoare stea, este în îmbrățișarea [Martei]”. Venus a fost numele dat cuprului care a fost adăugat amestecului în această etapă. Această rețetă metalurgică este cel mai probabil o descriere a etapelor incipiente ale obținerii „pietrei filozofale”, pentru care s-au străduit toți alchimiștii, deoarece se credea că, cu ajutorul ei, era posibilă transformarea elementelor de bază în aur.

Lavoisier și contemporanii săi au reușit să treacă dincolo de aceste vrăji mistice, dar chimiștii încă din acea vreme credeau în ideile alchimice că comportamentul substanțelor este determinat de trei principii: mercurul (care se lichefiază), sarea (care se îngroașă) și sulful (care se lichefiază). face substanța inflamabilă). „Spiritul sulfuros”, numit și terra pingua („pământul gras” sau „uleios”), a ocupat mintea multora. La începutul secolului al XVIII-lea, chimistul german Georg Ernst Stahl a început să-l numească flogiston (din grecescul phlog - legat de foc).

Se credea că obiectele ard pentru că conțin mult flogiston. Pe măsură ce obiectele sunt consumate de foc, ele eliberează această substanță inflamabilă în aer. Dacă dai foc unei bucăți de lemn, aceasta va înceta să mai ardă, lăsând în urmă doar o grămadă de cenușă, doar când și-a epuizat tot flogistul. Prin urmare, se credea că arborele constă din frasin și flogiston. În mod similar, după calcinare, i.e. Când este expus la căldură extremă, metalul rămâne cu o substanță albă, fragilă, cunoscută sub numele de solzi. Prin urmare, metalul constă din flogiston și soltar. Procesul de rugină este un proces de ardere lentă, precum respirația, de exemplu. reacții care apar atunci când flogistul este eliberat în aer.

S-a luat în considerare și procesul invers. Se credea că scara seamănă cu minereul extras din pământ, care a fost apoi rafinat, suferind o reducere sau „regenerare”, prin încălzire lângă cărbune. Cărbunele a emis flogiston, care s-a combinat cu cântarul pentru a restabili metalul strălucitor.

În sine, utilizarea unei substanțe ipotetice care nu poate fi măsurată, dar poate fi presupusă, nu conține nimic greșit. În zilele noastre, cosmologii operează și cu conceptul de „materie întunecată”, care trebuie să existe pentru ca galaxiile să nu se despartă atunci când se rotesc sub influența forței centrifuge, iar acea „energie întunecată” antigravitațională se află în spatele expansiunii Universului.

Cu ajutorul flogistului, oamenii de știință ar putea explica în mod logic arderea, calcinarea, reducerea și chiar respirația. Chimia a devenit brusc semnificativă.

Cu toate acestea, acest lucru nu a rezolvat toate problemele: cântarul rămas după calcinare cântărea mai mult decât metalul original. Cum s-a putut întâmpla ca, după ce flogistul a părăsit substanța, aceasta să devină mai grea? La fel ca „energia întunecată” un sfert de mileniu mai târziu, flogistul, în cuvintele filosofului francez Condorcet, „a fost condus de forțe opuse în direcția gravitației”. Pentru a face această idee să pară mai poetică, un chimist a declarat că flogistul „oferă aripi moleculelor pământului”.

Lavoisier, ca și oamenii de știință din acea vreme, era încrezător că flogistonul este unul dintre componentele principale ale materiei. Dar când a început să experimenteze cu diamante, a început să se întrebe: ar putea ceva să cântărească mai puțin de zero?

Mama lui a murit când el era încă băiat, lăsându-i o moștenire suficientă pentru a intra într-o întreprindere profitabilă numită „Main Farming”. Guvernul francez a încheiat un acord cu acest consorțiu de persoane fizice pentru a colecta taxe, din care fermieri precum Lavoisier aveau o anumită pondere. Această activitate l-a distras constant de la cercetare, dar a oferit venituri care i-au permis după ceva timp să devină proprietarul unuia dintre cele mai bune laboratoare din Europa. Printre primele experimente din 1769 s-a numărat un experiment prin care Lavoisier a decis să testeze ideea care predomina atunci că apa poate fi transformată în pământ.

Dovezile au fost destul de convingătoare: apa care se evaporă într-o tigaie lasă un reziduu solid. Dar Lavoisier a decis să ajungă la fund, folosind un vas de sublimare cunoscut sub numele de pelican. Având la bază un recipient mare rotund și o cameră superioară mică, vasul era echipat cu două tuburi curbate (un pic ca ciocul de pelican) prin care aburul se întorcea înapoi în jos. Pentru alchimiști, pelicanul simboliza sângele sacrificial al lui Hristos, așa că se credea că vasul pelican are puterea de transformare. Mai mult decât atât, apa care fierbea în pelican s-ar evapora și condensa continuu, astfel încât nicio substanță - solidă, lichidă sau gazoasă - nu ar putea părăsi sistemul.

După ce a distilat apă pură timp de o sută de zile, Lavoisier a descoperit că sedimentul există de fapt. Dar a ghicit de unde venea. După ce a cântărit Pelicanul gol, a observat că vasul devenise mai ușor. După ce a uscat și cântărit sedimentul, Lavoisier a văzut că greutatea sedimentului corespundea destul de exact cu scăderea greutății vasului, iar acest fapt l-a condus la ideea că sursa sedimentului a fost sticla vasului.

Doi ani mai târziu, în 1771, Lavoisier a împlinit douăzeci și opt de ani. În același an s-a căsătorit. Aleasa lui a fost Marie-Anne Pierrette Polze, fiica de treisprezece ani a unui alt fermier fiscal. (Această fată destul de drăguță era logodită, iar cel de-al doilea potențial ei mire avea cincizeci de ani.) Maria Anna i-au plăcut atât de mult studiile științifice ale soțului ei, încât a stăpânit rapid chimia și a ajutat în orice fel a putut: a luat notițe, a tradus literatura științifică engleză. în franceză și a realizat cele mai complexe desene ale unui experiment care s-a dovedit a fi atât de elegant încât, ca piatra filosofală, era destinat să transforme alchimia în chimie.

Chimiștii generației căreia îi aparținea Lavoisier știau deja că, așa cum a putut să formuleze englezul Joseph Priestley, „există mai multe tipuri de aer”. Aerul mefitic („fetid” sau „învechit”) face ca flacăra să se stingă, iar șoarecele din ea moare prin sufocare. Un astfel de aer face ca apa de var (hidroxid de calciu) tulbure, formând un precipitat alb (carbonat de calciu). Cu toate acestea, plantele s-au simțit bine în acest aer și după un timp l-au făcut din nou respirabil.

Un alt gaz asfixiant a fost produs atunci când o lumânare a ars ceva timp într-un recipient închis. Acest gaz nu a precipitat apa de var și, deoarece era în mod clar asociat cu procesul de ardere, a ajuns să fie numit aer flogist sau azot (din grecescul „fără viață”). Cel mai misterios a fost gazul volatil eliberat atunci când pilitura de fier era dizolvată în acid sulfuric diluat. Era atât de inflamabil încât a fost numit „aer inflamabil”. Dacă umflați un balon cu acest aer, acesta se va ridica mult deasupra solului.

A apărut întrebarea dacă noile tipuri de aer erau elemente chimice sau, așa cum a sugerat Priestley, modificări ale aerului „obișnuit” obținute prin adăugarea sau îndepărtarea flogistului?

Cu greu să-și stăpânească scepticismul, Lavoisier a repetat câteva dintre experimentele colegilor săi. El a confirmat că arderea fosforului pentru a produce acid fosforic sau arderea sulfului pentru a produce acid sulfuric produce substanțe care cântăresc mai mult decât substanțele folosite, adică. ca la calcinarea metalelor. Dar de ce apare această schimbare? I se părea că găsise răspunsul la această întrebare. Folosind o lupă pentru a încălzi tabla închisă într-un vas de sticlă sigilat, el a descoperit că întreaga instalație cântărea la fel înainte și după experiment. Deschizând încet vasul, a auzit aerul năvălind înăuntru cu un zgomot, după care greutatea a crescut din nou. Poate că obiectele ard nu pentru că emit flogiston, ci pentru că absorb o parte din aer?

Dacă este așa, atunci restaurare, adică topirea minereului în metal pur eliberează aer. El a măsurat o anumită cantitate de sol de plumb, numită litarge, și a pus-o pe o mică suprafață ridicată într-un vas cu apă lângă o bucată de cărbune. Acoperind totul cu un clopot de sticlă, a început să încălzi cântarul folosind o lupă. Din apa care era deplasată, a putut ghici că gazul era eliberat. Colectând cu grijă gazul degajat, a descoperit că acest gaz a stins flacăra și a precipitat apa de var. Se pare că aerul „învechit” a fost un produs al recuperării, dar asta a fost tot?

S-a dovedit că răspunsul se afla într-o substanță roșiatică numită mercurius calcinatus, sau solma de mercur, care a fost vândută de farmacii parizieni ca leac pentru sifilis la un preț de 18 livre sau mai mult pe uncie, adică. 1.000 USD în prețurile de astăzi. Orice experimente cu această substanță nu au fost mai puțin extravagante decât experimentele cu arderea diamantelor. Ca orice altă scară, ar putea fi obținută prin calcinarea metalului pur la o flacără mare. Cu toate acestea, odată cu încălzirea suplimentară, substanța rezultată s-a transformat din nou în mercur. Cu alte cuvinte, mercurius calcinatus ar putea fi restaurat chiar și fără utilizarea cărbunelui. Dar care a fost atunci sursa flogistului? În 1774, Lavoisier și câțiva dintre colegii săi de la Academia Franceză de Științe au confirmat că scara de mercur poate fi într-adevăr redusă „fără substanțe suplimentare”, cu o pierdere de aproximativ o douăsprezece din greutatea sa.

Priestley a experimentat și această substanță, încălzind-o cu o lupă și colectând gazele degajate. „Ceea ce m-a frapat atât de tare încât nu există nici măcar cuvinte suficiente pentru a exprima sentimentele care m-au copleșit”, a scris mai târziu, „este că lumânarea a ars în acest aer cu o flacără destul de puternică... Nu am putut găsi o explicație pentru acest fenomen." După ce a aflat că șoarecele de laborator se simțea bine în gazul magic, a decis să-l respire singur. „Mi s-a părut că după ceva timp am simțit o ușurință și o libertate extraordinară în piept. Cine și-ar fi imaginat că acest aer curat va deveni în cele din urmă un articol de lux la modă. Între timp, doar doi șoareci și cu mine am avut plăcerea să-l inhalăm.”

Priestley a decis să numească gazul, în care se poate respira bine și se poate arde ușor, „deflogistica”, adică. aerul în forma sa cea mai pură. Nu era singur în astfel de raționamente. În Suedia, un farmacist pe nume Karl Wilhelm Scheele a studiat și proprietățile „aerului de foc”.

Până atunci, Lavoisier a numit deja gazul eliberat în timpul reducerii mercurius calcinatus „extrem de benefic pentru respirație” sau aer „viu”. La fel ca Priestley, el credea că acest gaz reprezintă aerul în forma sa primordială. Totuși, aici Lavoisier a întâmpinat o dificultate. Când a încercat să reducă depunerile de mercur folosind cărbune, adică. în mod vechi, dovedit, s-a eliberat același gaz ca la restabilirea liturgiei - a stins flacăra lumânării și a precipitat apa de var. De ce reducerea depunerilor de mercur fără cărbune a produs aer „viu”, iar când se folosește cărbune, a apărut un aer „învechit” sufocant?

Exista o singură modalitate de a clarifica totul. Lavoisier a luat de pe raft un vas, care se numea balon plat. Partea sa de jos era rotundă, iar Lavoisier a încălzit gâtul înalt și l-a îndoit astfel încât să se curbeze mai întâi în jos și apoi din nou în sus.

Dacă în experimentul său din 1769, vasul semăna cu un pelican, atunci cel actual arăta ca un flamingo. Lavoisier a turnat patru uncii de mercur pur în camera inferioară rotundă a vasului (etichetată A în figură). Vasul a fost instalat pe cuptor, astfel încât gâtul său să fie într-un recipient deschis, de asemenea umplut cu mercur, și apoi ridicat într-un clopot de sticlă. Această parte a configurației a fost folosită pentru a determina cantitatea de aer care va fi consumată în timpul experimentului. După ce a marcat nivelul (LL) cu o bandă de hârtie, a aprins cuptorul și a adus mercurul din camera A aproape la fierbere.

Putem presupune că nu s-a întâmplat nimic special în prima zi. O cantitate mică de mercur s-a evaporat și s-a depus pe pereții balonului plat. Bilele rezultate au fost suficient de grele pentru a curge din nou în jos. Dar în a doua zi, pe suprafața mercurului au început să se formeze puncte roșii. În următoarele câteva zile, crusta roșie a crescut în dimensiune până a atins dimensiunea maximă. În a douăsprezecea zi, Lavoisier a oprit experimentul și a făcut câteva măsurători.

La acel moment, mercurul din clopotul de sticlă depășea nivelul inițial cu cantitatea de aer care a fost consumată pentru a forma calcar. Luând în considerare schimbările de temperatură și presiune din interiorul laboratorului, Lavoisier a calculat că cantitatea de aer a scăzut cu aproximativ o șesime din volumul său original, adică. de la 820 la 700 de centimetri cubi. În plus, natura gazului s-a schimbat. Când un șoarece a fost plasat în interiorul recipientului care conținea aerul rămas, a început imediat să se sufoce și „lumânarea plasată în acest aer s-a stins imediat, ca și cum ar fi fost pusă în apă”. Dar, deoarece gazul nu a provocat sedimentare în apa de var, ar putea fi mai probabil atribuit azotului decât „aerului viciat”.

Dar ce a obținut mercurul din aer în timpul arderii? După ce a îndepărtat învelișul roșu care se formase pe metal, Lavoisier a început să îl încălzească într-o retortă până când a devenit din nou mercur, eliberând de la 100 la 150 de centimetri cubi de gaz - aproximativ aceeași cantitate ca mercurul absorbit în timpul calcinării. Lumânarea introdusă în acest gaz „a ars frumos”, iar cărbunele nu a mocnit, ci „a strălucit cu o lumină atât de strălucitoare, încât ochii cu greu o puteau suporta”.

Acesta a fost un punct de cotitură. Arzând, mercurul a absorbit aerul „viu” din atmosferă, lăsând azot. Reducerea mercurului a dus din nou la eliberarea de aer „viu”. Așa că Lavoisier a reușit să separe cele două componente principale ale aerului atmosferic.

Cu siguranță, el a amestecat opt ​​părți de aer „viu” și patruzeci și două de părți de azot și a arătat că gazul rezultat are toate caracteristicile aerului obișnuit. Analiză și sinteză: „Aici se află cea mai convingătoare dovadă disponibilă în chimie: aerul, când este descompus, se recombină.”

În 1777, Lavoisier a raportat rezultatele cercetărilor sale membrilor Academiei de Științe. Phlogiston s-a dovedit a fi o ficțiune. Arderea și calcinarea au avut loc atunci când substanța a absorbit aer „viu”, pe care el l-a numit oxigen datorită rolului său în formarea acizilor. (Oxy înseamnă „picant” în greacă.) Absorbția oxigenului din aer are ca rezultat doar azotul irespirabil care rămâne în aer.

În ceea ce privește gazul, care a fost numit aer „învechit”, acesta s-a format atunci când oxigenul eliberat în timpul reducerii s-a combinat cu ceva din cărbune, creând ceea ce astăzi numim dioxid de carbon.

An de an, colegii lui Lavoisier, în special Priestley, au mormăit de faptul că acesta s-ar fi arogat primatul în experimentele pe care le-au efectuat și ei.Priestley a luat odată cina la casa cuplului Lavoisier și le-a povestit despre aerul său lipsit de flogiston și despre suedez. farmacistul Scheele i-a trimis lui Lavoisier o scrisoare în care povestea despre experiențele dumneavoastră. Dar, în ciuda tuturor acestor lucruri, ei au continuat să creadă că oxigenul este aer lipsit de flogiston.

În piesa Oxygen, care a avut premiera în 2001, doi chimiști, Carl Djerassi și Roald Hoffman, au creat un complot în care regele suedez i-a invitat pe cei trei oameni de știință la Stockholm pentru a decide care dintre ei ar trebui să fie considerat descoperitorul oxigenului. Scheele a fost primul care a izolat gazul, iar Priestley a fost primul care a publicat o lucrare care sugerează existența acestuia, dar numai Lavoisier a înțeles ceea ce au descoperit.

El a privit mult mai profund și a formulat legea conservării masei. Ca urmare a unei reacții chimice, substanța - în acest caz, arderea mercurului și a aerului - își schimbă forma. Dar masa nu este nici creată, nici distrusă. Pe măsură ce multe substanțe intră în reacție, ar trebui să iasă aceeași cantitate. După cum ar putea spune un colector de taxe, soldul trebuie să se echilibreze oricum.

În 1794, în timpul terorii revoluționare, tatăl lui Lavoisier și Marie-Anne, împreună cu alți fermieri de taxe, au fost recunoscuți drept „dușmani ai poporului”. Au fost aduși pe o căruță în Piața Revoluției, unde fuseseră deja construite scene din lemn, al căror aspect, chiar și în detaliu, semăna cu platforma pe care Lavoisier ardea diamante. Doar în loc de lentile uriașe a existat o altă realizare a tehnologiei franceze - ghilotina.

Pe internet a apărut recent un mesaj că în timpul execuției Lavoisier a reușit să efectueze ultimul său experiment. Cert este că au început să folosească ghilotina în Franța pentru că au considerat că este cea mai umană formă de execuție - aduce moarte instantanee și nedureroasă. Și acum Lavoisier a avut ocazia să afle dacă așa a fost. În momentul în care lama ghilotinei i-a atins gâtul, a început să clipească din ochi și a făcut-o cât a putut. În mulțime era un asistent care trebuia să numere de câte ori putea clipi. Este posibil ca această poveste să fie o ficțiune, dar este destul de în spiritul lui Lavoisier.

Aceste cuvinte sunt rostite de Marie-Anne Lavoisier în piesă.