Μια φθινοπωρινή μέρα του 1772, οι Παριζιάνοι που περπατούσαν κοντά στο Λούβρο, στον κήπο της Infanta, κατά μήκος του αναχώματος του Σηκουάνα, μπορούσαν να δουν μια παράξενη κατασκευή που έμοιαζε με ένα επίπεδο κάρο με τη μορφή μιας ξύλινης πλατφόρμας σε έξι τροχούς. Είχε τεράστια παράθυρα. Οι δύο μεγαλύτεροι φακοί, που είχαν ακτίνα οκτώ πόδια, στερεώθηκαν μεταξύ τους για να σχηματίσουν έναν μεγεθυντικό φακό που συγκέντρωνε τις ακτίνες του ήλιου και τις κατευθύνει σε έναν δεύτερο, μικρότερο φακό και μετά στην επιφάνεια του τραπεζιού. Επιστήμονες με περούκες και μαύρα γυαλιά, που συμμετείχαν στο πείραμα, στάθηκαν στην πλατφόρμα και οι βοηθοί τους έτρεχαν σαν ναύτες στο κατάστρωμα, προσαρμόζοντας αυτή τη σύνθετη δομή στον ήλιο, κρατώντας συνεχώς το φωτιστικό να επιπλέει στον ουρανό «στην απειλή του όπλου».
Ο Antoine Laurent Lavoisier ήταν μεταξύ των ανθρώπων που χρησιμοποίησαν αυτήν την εγκατάσταση - τον «επιταχυντή στοιχειωδών σωματιδίων» του 18ου αιώνα. Τότε ενδιαφέρθηκε για το τι συμβαίνει όταν ένα διαμάντι καίγεται.
Είναι γνωστό εδώ και καιρό ότι τα διαμάντια καίγονται και οι ντόπιοι κοσμηματοπώλες ζήτησαν από τη Γαλλική Ακαδημία Επιστημών να διερευνήσει εάν υπήρχε κίνδυνος. Ο ίδιος ο Λαβουαζιέ ενδιαφερόταν για ένα κάπως διαφορετικό ερώτημα: τη χημική φύση της καύσης. Η όλη ομορφιά του «φωτιάς» ήταν ότι, εστιάζοντας τις ακτίνες του ήλιου σε ένα σημείο μέσα στο δοχείο, ζέσταινε ό,τι μπορούσε να τοποθετηθεί σε αυτό το σημείο. Ο καπνός από το δοχείο μπορούσε να κατευθυνθεί μέσω ενός σωλήνα σε ένα δοχείο με νερό, τα σωματίδια που περιέχονταν σε αυτό κατακρημνίστηκαν, στη συνέχεια το νερό εξατμίστηκε και το υπόλειμμα αναλύθηκε.
Δυστυχώς, το πείραμα απέτυχε: το γυαλί έσκαγε συνεχώς από την έντονη θέρμανση. Ωστόσο, ο Λαβουαζιέ δεν απελπίστηκε - είχε άλλες ιδέες. Πρότεινε στην Ακαδημία Επιστημών ένα πρόγραμμα για τη μελέτη «του αέρα που περιέχεται στην ύλη» και πώς αυτός, αυτός ο αέρας, σχετίζεται με τις διαδικασίες καύσης.
Ο Newton κατάφερε να κατευθύνει την ανάπτυξη της φυσικής στο σωστό μονοπάτι, αλλά στη χημεία εκείνη την εποχή τα πράγματα ήταν πολύ άσχημα - ήταν ακόμα αιχμάλωτη της αλχημείας. «Η χέννα διαλυμένη σε ένα καλά παραμορφωμένο απόσταγμα άλατος θα δώσει ένα άχρωμο διάλυμα», έγραψε ο Νιούτον. «Αλλά αν το βάλετε σε καλό λάδι βιτριόλ και το ανακινήσετε μέχρι να διαλυθεί, το μείγμα θα γίνει πρώτα κίτρινο και μετά σκούρο κόκκινο». Οι σελίδες αυτού του «βιβλίου μαγειρικής» δεν έλεγαν τίποτα για μετρήσεις ή ποσότητες. «Εάν το απόσταγμα αλατιού τοποθετηθεί σε φρέσκα ούρα, τότε και τα δύο διαλύματα αναμειγνύονται εύκολα και ήρεμα», σημείωσε, «αλλά εάν το ίδιο διάλυμα ρίξει σε εξατμισμένα ούρα, τότε θα ακολουθήσει συριγμός και βρασμός και τα πτητικά και όξινα άλατα πήζουν σε ένα τρίτο μετά από κάποιο χρονικό διάστημα.μια ουσία που μοιάζει με αμμωνία στη φύση. Και αν ένα αφέψημα από βιολέτες αραιωθεί με διάλυση σε μικρή ποσότητα φρέσκων ούρων, τότε μερικές σταγόνες ούρων που έχουν υποστεί ζύμωση θα αποκτήσουν έντονο πράσινο χρώμα.
Πολύ μακριά από τη σύγχρονη επιστήμη. Στην αλχημεία, ακόμη και στα γραπτά του ίδιου του Νεύτωνα, μοιάζει πολύ με τη μαγεία. Σε ένα από τα ημερολόγιά του, επανέγραψε ευσυνείδητα πολλές παραγράφους από το βιβλίο του αλχημιστή Τζορτζ Στάρκι, ο οποίος αυτοαποκαλούσε τον εαυτό του Φιλάλεθη.
Το απόσπασμα ξεκινά: «Στον [Κρόνο] κρύβεται μια αθάνατη ψυχή». Ο μόλυβδος συνήθως κατανοούνταν ως Κρόνος, αφού κάθε στοιχείο συνδέθηκε με κάποιον πλανήτη. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, εννοούνταν το ασημένιο μέταλλο γνωστό ως αντιμόνιο. Το "Immortal Spirit" είναι ένα αέριο που εκπέμπει μετάλλευμα όταν θερμαίνεται έντονα. «Ο Άρης είναι δεμένος με τον Κρόνο με δεσμούς αγάπης (αυτό σήμαινε ότι ο σίδηρος προστέθηκε στο αντιμόνιο), το οποίο από μόνο του κατατρώει μια μεγάλη δύναμη, του οποίου το πνεύμα χωρίζει το σώμα του Κρόνου και από τα δύο μαζί ρέει υπέροχο φωτεινό νερό στο οποίο δύει ο Ήλιος , απελευθερώνοντας το φως του» . Ο ήλιος είναι χρυσός, ο οποίος σε αυτή την περίπτωση είναι βυθισμένος σε υδράργυρο, που συχνά ονομάζεται αμάλγαμα. «Η Αφροδίτη, το λαμπρότερο αστέρι, βρίσκεται στην αγκαλιά του [Άρη]». Η Αφροδίτη ονομαζόταν χαλκός, ο οποίος προστίθεται στο μείγμα σε αυτό το στάδιο. Αυτή η μεταλλουργική συνταγή είναι πιθανότατα μια περιγραφή των πρώιμων σταδίων απόκτησης της «φιλοσοφικής πέτρας», την οποία φιλοδοξούσαν όλοι οι αλχημιστές, αφού πίστευαν ότι με τη βοήθειά της ήταν δυνατό να μετατραπούν τα βασικά στοιχεία σε χρυσό.
Ο Λαβουαζιέ και οι σύγχρονοί του κατάφεραν να προχωρήσουν πέρα από αυτά τα μυστικιστικά ξόρκια, αλλά οι χημικοί ακόμη και εκείνη την εποχή εξακολουθούσαν να πίστευαν στις αλχημικές ιδέες ότι η συμπεριφορά των ουσιών καθορίζεται από τρεις αρχές: υδράργυρος (που υγροποιείται), αλάτι (που πυκνώνει) και θείο (που κάνει η ουσία εύφλεκτη). ). Το «θειούχο πνεύμα», που ονομάζεται επίσης terra pingua («λιπαρή» ή «λιπαρή» γη), έχει απασχολήσει το μυαλό πολλών. Στις αρχές του 18ου αιώνα, ο Γερμανός χημικός Georg Ernst Stahl άρχισε να το αποκαλεί phlogiston (από το ελληνικό phlog - αναφέρεται στη φωτιά).
Πιστεύεται ότι τα αντικείμενα καίγονται επειδή περιέχουν πολύ φλογιστόν. Καθώς τα αντικείμενα καταναλώνονται από τη φωτιά, απελευθερώνουν αυτή την εύφλεκτη ουσία στον αέρα. Αν βάλετε φωτιά σε ένα κομμάτι ξύλο, τότε θα σταματήσει να καίγεται, αφήνοντας πίσω μόνο ένα σωρό στάχτη, μόνο όταν εξαντλήσει όλο το φλογίστονά του. Ως εκ τούτου, πιστεύεται ότι το δέντρο αποτελείται από τέφρα και φλογίστον. Ομοίως, μετά την πύρωση, i. ισχυρή θέρμανση, το μέταλλο παραμένει μια λευκή, εύθραυστη ουσία γνωστή ως λέπια. Ως εκ τούτου, το μέταλλο αποτελείται από φλογίστον και κλίμακα. Η διαδικασία σκουριάς είναι μια αργή καύση, όπως η αναπνοή, δηλ. αντιδράσεις που συμβαίνουν όταν το φλογιστόν απελευθερώνεται στον αέρα.
Εξετάστηκε επίσης η αντίστροφη διαδικασία. Η σκουριά πιστευόταν ότι έμοιαζε με μετάλλευμα που εξορύχθηκε από τη γη, το οποίο στη συνέχεια διυλίστηκε, υποβάλλονταν σε αναγωγή ή «αναβίωση», με θέρμανση δίπλα στον ξυλάνθρακα. Το κάρβουνο έβγαζε phlogiston, το οποίο συνδυάστηκε με τη σκωρία για να αποκαταστήσει το γυαλιστερό μέταλλο.
Από μόνη της, η χρήση μιας υποθετικής ουσίας που δεν μπορεί να μετρηθεί, αλλά μπορεί να υποτεθεί, δεν περιέχει τίποτα κακό. Στην εποχή μας, οι κοσμολόγοι λειτουργούν επίσης με την έννοια της «σκοτεινής ύλης», η οποία πρέπει να υπάρχει έτσι ώστε οι γαλαξίες να μην διασκορπίζονται σε κομμάτια κατά την περιστροφή υπό τη δράση της φυγόκεντρης δύναμης και ότι η αντιβαρυτική «σκοτεινή ενέργεια» βρίσκεται πίσω από τη διαστολή του Σύμπαντος .
Με τη βοήθεια του phlogiston, οι επιστήμονες θα μπορούσαν λογικά να εξηγήσουν την καύση, την πύρωση, τη μείωση, ακόμη και την αναπνοή. Η χημεία ξαφνικά έκανε νόημα.
Ωστόσο, αυτό δεν έλυσε όλα τα προβλήματα: η ζυγαριά που απομένει μετά την πύρωση ζύγιζε περισσότερο από το αρχικό μέταλλο. Πώς θα μπορούσε να συμβεί μετά την απελευθέρωση του φλογιστόνης από την ουσία, να γίνει πιο βαρύ; Όπως η «σκοτεινή ενέργεια» ένα τέταρτο της χιλιετίας αργότερα, ο phlogiston, σύμφωνα με τα λόγια του Γάλλου φιλοσόφου Condorcet, «τέθηκε σε κίνηση από δυνάμεις αντίθετες προς την κατεύθυνση της βαρύτητας». Για να γίνει αυτή η ιδέα πιο ποιητική, ένας χημικός είπε ότι το φλογίστον «δίνει φτερά στα μόρια της γης».
Ο Λαβουαζιέ, όπως και οι επιστήμονες εκείνης της εποχής, ήταν σίγουρος ότι το φλογίστον ήταν ένα από τα κύρια συστατικά της ύλης. Αλλά από την αρχή των πειραμάτων με τα διαμάντια, άρχισε να σκέφτεται: μπορεί κάτι να ζυγίζει λιγότερο από το μηδέν;
Η μητέρα του πέθανε όταν ήταν ακόμη αγόρι, αφήνοντάς του μια κληρονομιά που ήταν αρκετή για να μπει σε μια κερδοφόρα επιχείρηση που ονομαζόταν Main Farm. Η γαλλική κυβέρνηση συνήψε συμφωνία με αυτήν την κοινοπραξία ιδιωτών για την είσπραξη φόρων, από την οποία φορολογούμενοι αγρότες όπως ο Λαβουαζιέ είχαν ένα συγκεκριμένο μερίδιο. Αυτή η δραστηριότητα του αποσπούσε συνεχώς την προσοχή από την έρευνα, αλλά του έδωσε ένα εισόδημα που του επέτρεψε, μετά από λίγο, να γίνει ιδιοκτήτης ενός από τα καλύτερα εργαστήρια στην Ευρώπη. Ανάμεσα στα πρώτα πειράματα το 1769 ήταν ένα πείραμα με το οποίο ο Lavoisier αποφάσισε να δοκιμάσει την τότε τρέχουσα ιδέα ότι το νερό μπορούσε να μετατραπεί σε γη.
Τα στοιχεία ήταν αρκετά πειστικά: το νερό που εξατμίζεται σε ένα τηγάνι αφήνει ένα στερεό υπόλειμμα. Αλλά ο Lavoisier αποφάσισε να φτάσει στο κάτω μέρος του χρησιμοποιώντας ένα δοχείο απόσταξης γνωστό ως "πελεκάνος". Έχοντας ένα μεγάλο στρογγυλό δοχείο στη βάση και έναν μικρό πάνω θάλαμο, το σκάφος ήταν εξοπλισμένο με δύο λυγισμένους σωλήνες (λίγο σαν το ράμφος του πελεκάνου) μέσω των οποίων ο ατμός επέστρεφε ξανά προς τα κάτω. Για τους αλχημιστές, ο πελεκάνος συμβόλιζε το θυσιαστικό αίμα του Χριστού, οπότε πίστευαν ότι το σκάφος «πελεκάνος» είχε τη δύναμη της μεταμόρφωσης. Επιπλέον, το νερό που έβραζε στον πελεκάνο εξατμιζόταν και συμπυκνωνόταν συνεχώς, έτσι ώστε καμία ουσία - στερεή, υγρή ή αέρια - να μην μπορούσε να φύγει από το σύστημα.
Αποστάζοντας καθαρό νερό για εκατό ημέρες, ο Lavoisier ανακάλυψε ότι το ίζημα υπήρχε πραγματικά. Όμως μάντεψε από πού προέρχεται. Καθώς ζύγιζε τον άδειο πελεκάνο, παρατήρησε ότι το σκάφος είχε γίνει ελαφρύτερο. Αφού στέγνωσε και ζύγισε το ίζημα, ο Λαβουαζιέ είδε ότι το βάρος του ιζήματος αντιστοιχούσε με μεγάλη ακρίβεια στη μείωση του βάρους του δοχείου και αυτό τον οδήγησε στην ιδέα ότι το γυαλί του δοχείου έγινε η πηγή του ιζήματος.
Δύο χρόνια αργότερα, το 1771, ο Λαβουαζιέ ήταν είκοσι οκτώ ετών. Την ίδια χρονιά παντρεύτηκε. Η εκλεκτή του ήταν η Marie-Anne Pierrette Polze, η δεκατριάχρονη κόρη ενός άλλου αγρότη. (Αυτή η αρκετά όμορφη κοπέλα ήταν αρραβωνιασμένη εκείνη την εποχή και ο δεύτερος πιθανός αρραβωνιαστικός της ήταν πενήντα.) Στη Μαρία Άννα άρεσαν τόσο πολύ οι επιστημονικές μελέτες του συζύγου της που γρήγορα κατέκτησε τη χημεία και βοήθησε με όποιον τρόπο μπορούσε: κρατούσε σημειώσεις, μετέφρασε αγγλική επιστημονική βιβλιογραφία στα γαλλικά και εκτέλεσε τα πιο περίπλοκα σχέδια για ένα πείραμα τόσο κομψό που, όπως η φιλοσοφική πέτρα, προοριζόταν να μετατρέψει την αλχημεία σε χημεία.
Οι χημικοί της γενιάς του Λαβουαζιέ γνώριζαν ήδη ότι, όπως το έθεσε ο Άγγλος Joseph Priestley, «υπάρχουν πολλά είδη αέρα». Ο μεφίτικος ("φωτικός" ή "μπαγιάτικος") αέρας κάνει τη φλόγα να σβήσει και το ποντίκι μέσα σε αυτήν πεθαίνει από ασφυξία. Αυτός ο αέρας κάνει το ασβεστόνερο (υδροξείδιο του ασβεστίου) θολό, σχηματίζοντας ένα λευκό ίζημα (ανθρακικό ασβέστιο). Ωστόσο, τα φυτά ένιωθαν καλά σε αυτόν τον αέρα και μετά από λίγο τον έκαναν να αναπνέει ξανά.
Ένα άλλο ασφυκτικό αέριο σχηματίστηκε όταν ένα κερί έκαιγε για αρκετή ώρα σε ένα κλειστό δοχείο. Αυτό το αέριο δεν καθίζανε ασβεστόνερο και, καθώς συνδέθηκε προφανώς με τη διαδικασία καύσης, έγινε γνωστό ως φλογιστικός αέρας ή άζωτο (από το ελληνικό «άψυχο»). Το πιο μυστηριώδες ήταν το πτητικό αέριο που απελευθερώθηκε όταν τα ρινίσματα σιδήρου διαλύθηκαν σε αραιό θειικό οξύ. Ήταν τόσο εύφλεκτο που ονομαζόταν «καύσιμος αέρας». Αν φουσκώσετε ένα μπαλόνι με αυτόν τον αέρα, θα ανέβει ψηλά πάνω από το έδαφος.
Προέκυψε το ερώτημα εάν οι νέοι τύποι αέρα ήταν χημικά στοιχεία ή, όπως πρότεινε ο Priestley, τροποποιήσεις του «συνηθισμένου» αέρα που ελήφθησαν με την προσθήκη ή την εξαγωγή φλογιστόνης;
Με δυσκολία να συγκρατήσει τον σκεπτικισμό, ο Λαβουαζιέ επανέλαβε μερικά από τα πειράματα των συναδέλφων του. Επιβεβαίωσε ότι η καύση του φωσφόρου για την παραγωγή φωσφορικού οξέος ή η καύση του θείου για την παραγωγή θειικού οξέος έχει ως αποτέλεσμα ουσίες των οποίων το βάρος υπερβαίνει το βάρος των ουσιών που χρησιμοποιούνται, δηλ. όπως στην ανόπτηση μετάλλων. Γιατί όμως συμβαίνει αυτή η αλλαγή; Του φαινόταν ότι είχε βρει την απάντηση σε αυτή την ερώτηση. Χρησιμοποιώντας ένα μεγεθυντικό φακό για τη θέρμανση του κασσίτερου, κλεισμένο σε ένα σφραγισμένο γυάλινο δοχείο, διαπίστωσε ότι πριν και μετά το πείραμα, ολόκληρη η εγκατάσταση ζύγιζε το ίδιο. Ανοίγοντας αργά το σκάφος, άκουσε τον αέρα να εισχωρεί με θόρυβο, μετά τον οποίο το βάρος αυξήθηκε ξανά. Μήπως τα αντικείμενα καίγονται όχι επειδή εκπέμπουν φλογιστόν, αλλά επειδή απορροφούν μέρος του αέρα;
Αν ναι, τότε ανάκτηση, δηλ. Η τήξη του μεταλλεύματος σε καθαρό μέταλλο οδηγεί στην απελευθέρωση αέρα. Μέτρησε μια ορισμένη ποσότητα αλάτων μολύβδου, η οποία ονομάζεται «λιθάργη», και την τοποθέτησε σε μια μικρή πλατφόρμα σε ένα δοχείο με νερό δίπλα σε ένα κομμάτι κάρβουνο. Έχοντας καλύψει όλα αυτά με ένα γυάλινο κουδούνι, άρχισε να θερμαίνει τη ζυγαριά με ένα μεγεθυντικό φακό. Από το εκτοπισμένο νερό, μπορούσε να μαντέψει για την απελευθέρωση αερίου. Συλλέγοντας προσεκτικά το απελευθερωμένο αέριο, διαπίστωσε ότι η φλόγα σβήνει από αυτό το αέριο και καθιζάνει ασβεστόνερο. Φαίνεται ότι ο «μπαγιάτικος» αέρας ήταν προϊόν της αποκατάστασης, αλλά ήταν μόνο αυτό;
Αποδείχθηκε ότι η απάντηση βρισκόταν σε μια κοκκινωπή ουσία που ονομάζεται mercurius calcinatus, ή ζυγαριά υδραργύρου, η οποία πουλήθηκε από παριζιάνικους φαρμακοποιούς ως θεραπεία για τη σύφιλη στην τιμή των 18 ή περισσότερων λιβρών ανά ουγγιά, δηλ. 1.000$ αν μεταφραστούν στις σημερινές τιμές. Οποιαδήποτε πειράματα με αυτή την ουσία δεν ήταν λιγότερο υπερβολικά από τα πειράματα με την καύση διαμαντιών. Όπως κάθε άλλη ζυγαριά, θα μπορούσε να ληφθεί με φρύξη καθαρού μετάλλου σε δυνατή φλόγα. Ωστόσο, μετά από περαιτέρω θέρμανση, η προκύπτουσα ουσία μετατράπηκε και πάλι σε υδράργυρο. Με άλλα λόγια, το mercurius calcinatus θα μπορούσε να αναγεννηθεί ακόμη και χωρίς τη χρήση άνθρακα. Αλλά ποια ήταν τότε η πηγή του φλογιστόν; Το 1774, ο Λαβουαζιέ και αρκετοί από τους συναδέλφους του στη Γαλλική Ακαδημία Επιστημών επιβεβαίωσαν ότι η ζυγαριά υδραργύρου θα μπορούσε πράγματι να μειωθεί «χωρίς πρόσθετες ουσίες» με απώλεια περίπου του 1/10 του βάρους.
Ο Priestley πειραματίστηκε επίσης με αυτήν την ουσία, θερμαίνοντάς τη με μεγεθυντικό φακό και συλλέγοντας τα απελευθερωμένα αέρια. «Αυτό που με εντυπωσίασε τόσο πολύ που δεν υπάρχουν καν αρκετές λέξεις για να εκφράσω τα συναισθήματα που με κυρίευσαν», έγραψε αργότερα, «είναι ότι το κερί έκαιγε σε αυτόν τον αέρα με μια αρκετά δυνατή φλόγα… Δεν μπορούσα να βρω μια εξήγηση για αυτό το φαινόμενο." Διαπιστώνοντας ότι το εργαστηριακό ποντίκι ένιωθε καλά στο μαγικό αέριο, αποφάσισε να το αναπνεύσει μόνος του. «Μου φάνηκε ότι μετά από λίγο ένιωσα μια εξαιρετική ελαφρότητα και ελευθερία στο στήθος μου. Ποιος θα μπορούσε να μαντέψει ότι αυτός ο καθαρός αέρας θα γινόταν τελικά ένα μοντέρνο αντικείμενο πολυτελείας. Στο μεταξύ, μόνο δύο ποντίκια και εγώ είχαμε τη χαρά να το εισπνεύσουμε.
Το αέριο στο οποίο κάποιος αναπνέει καλά και καίγεται εύκολα, ο Priestley αποφάσισε να το ονομάσει «dephlogisticated», δηλ. αέρα στην πιο αγνή του μορφή. Δεν ήταν μόνος σε τέτοιους συλλογισμούς. Στη Σουηδία, ένας φαρμακοποιός ονόματι Carl Wilhelm Scheele μελέτησε επίσης τις ιδιότητες του «αέρα της φωτιάς».
Εκείνη τη στιγμή, ο Lavoisier αποκαλούσε ήδη το αέριο που απελευθερώθηκε κατά την αποκατάσταση του υδράργυρου calcinatus «εξαιρετικά χρήσιμο για την αναπνοή» ή «ζωντανό» αέρα. Όπως ο Priestley, πίστευε ότι αυτό το αέριο ήταν αέρας στην αρχική του μορφή. Εδώ, όμως, ο Λαβουαζιέ αντιμετώπισε μια δυσκολία. Όταν προσπάθησε να ανακτήσει τα άλατα υδραργύρου χρησιμοποιώντας κάρβουνο, δηλ. Με τον παλιό, αποδεδειγμένο τρόπο, απελευθερώθηκε το ίδιο αέριο όπως κατά την αποκατάσταση της λιθάργης - έσβησε τη φλόγα ενός κεριού και καθίζανε ασβεστόνερο. Γιατί απελευθερώθηκε «ζωντανός» αέρας όταν η κλίμακα υδραργύρου μειώθηκε χωρίς κάρβουνο, αλλά όταν χρησιμοποιήθηκε κάρβουνο, εμφανίστηκε ασφυκτικός «μπαγιάτικος» αέρας;
Υπήρχε μόνο ένας τρόπος να ξεκαθαρίσουμε τα πάντα. Ο Λαβουαζιέ πήρε από το ράφι ένα δοχείο που ονομάζεται επίπεδη φιάλη. Το κάτω μέρος του ήταν στρογγυλό και ο ψηλός λαιμός θερμάνθηκε και λύγισε από τον Λαβουαζιέ έτσι ώστε πρώτα να κυρτωθεί προς τα κάτω και μετά πάλι προς τα πάνω.
Αν στο πείραμά του του 1769 το σκάφος έμοιαζε με πελεκάνο, τότε το σημερινό έμοιαζε με φλαμίνγκο. Ο Λαβουαζιέ έριξε τέσσερις ουγγιές καθαρού υδραργύρου στον στρογγυλό κάτω θάλαμο του σκάφους (με την ένδειξη Α στο σχήμα). Το δοχείο τοποθετήθηκε στον κλίβανο έτσι ώστε ο λαιμός του να ήταν σε ένα ανοιχτό δοχείο, γεμάτο επίσης με υδράργυρο, και στη συνέχεια ανυψώθηκε σε ένα γυάλινο κουδούνι. Αυτό το μέρος της ρύθμισης χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της ποσότητας αέρα που θα καταναλωθεί κατά τη διάρκεια του πειράματος. Σημειώνοντας το επίπεδο (LL) με μια χάρτινη λωρίδα, άναψε τη σόμπα και έφερε τον υδράργυρο στο θάλαμο Α σχεδόν σε σημείο βρασμού.
Μπορούμε να υποθέσουμε ότι δεν συνέβη τίποτα ιδιαίτερο την πρώτη μέρα. Μια μικρή ποσότητα υδραργύρου εξατμίστηκε και κατακάθισε στα τοιχώματα της επίπεδης φιάλης. Οι μπάλες που προέκυψαν ήταν αρκετά βαριές για να κυλήσουν ξανά προς τα κάτω. Αλλά τη δεύτερη μέρα, άρχισαν να σχηματίζονται κόκκινες κουκίδες στην επιφάνεια του υδραργύρου - ζυγαριάς. Τις επόμενες μέρες, η κόκκινη κρούστα αυξήθηκε σε μέγεθος μέχρι να φτάσει στο μέγιστο. Τη δωδέκατη μέρα, ο Λαβουαζιέ σταμάτησε το πείραμα και έκανε κάποιες μετρήσεις.
Εκείνη την εποχή, ο υδράργυρος στο γυάλινο κουδούνι ξεπέρασε το αρχικό επίπεδο κατά την ποσότητα του αέρα που χρησιμοποιήθηκε για το σχηματισμό αλάτων. Λαμβάνοντας υπόψη τις αλλαγές στη θερμοκρασία και την πίεση μέσα στο εργαστήριο, ο Lavoisier υπολόγισε ότι η ποσότητα του αέρα είχε μειωθεί κατά περίπου το ένα έκτο του αρχικού του όγκου, δηλ. από 820 έως 700 κυβικά εκατοστά. Επιπλέον, η φύση του αερίου έχει αλλάξει. Όταν ένα ποντίκι τοποθετήθηκε μέσα στο δοχείο που περιείχε τον υπόλοιπο αέρα, άρχισε αμέσως να ασφυκτιά και «το κερί που ήταν τοποθετημένο σε αυτόν τον αέρα έσβησε αμέσως, σαν να το είχαν βάλει στο νερό». Επειδή όμως το αέριο δεν προκάλεσε καθίζηση στο ασβεστόνερο, ήταν πιο πιθανό να αποδοθεί στο άζωτο παρά στον «μπαγιάτικο αέρα».
Τι έπαιρνε όμως ο υδράργυρος από τον αέρα κατά την καύση; Αφού αφαίρεσε την κόκκινη επίστρωση που είχε σχηματιστεί στο μέταλλο, ο Lavoisier άρχισε να το θερμαίνει σε αποστακτήρα μέχρι να γίνει ξανά υδράργυρος, απελευθερώνοντας από 100 έως 150 κυβικά εκατοστά αερίου - περίπου την ίδια ποσότητα με τον υδράργυρο που απορροφήθηκε κατά την πύρωση. Το κερί που εισήχθη σε αυτό το αέριο «κάηκε όμορφα», και το κάρβουνο δεν σιγοκαίει, αλλά «έλαμπε με τόσο έντονο φως που τα μάτια δύσκολα το άντεχαν».
Ήταν ένα σημείο καμπής. Καίγοντας, ο υδράργυρος απορρόφησε τον «ζωντανό» αέρα από την ατμόσφαιρα, αφήνοντας άζωτο. Η ανάκτηση του υδραργύρου οδήγησε και πάλι στην απελευθέρωση «ζωντανού» αέρα. Έτσι ο Λαβουαζιέ κατάφερε να διαχωρίσει τα δύο βασικά συστατικά του ατμοσφαιρικού αέρα.
Σίγουρα, ανακάτεψε οκτώ μέρη «ζωντανού» αέρα και σαράντα δύο μέρη αζώτου και έδειξε ότι το αέριο που προέκυψε είχε όλα τα χαρακτηριστικά του συνηθισμένου αέρα. Ανάλυση και Σύνθεση: «Αυτό είναι το πιο πειστικό στοιχείο που υπάρχει στη χημεία: καθώς αποσυντίθεται, ο αέρας ανασυνδυάζεται».
Το 1777, ο Λαβουαζιέ ανέφερε τα αποτελέσματα της έρευνάς του στα μέλη της Ακαδημίας Επιστημών. Το Phlogiston αποδείχθηκε κατασκεύασμα. Η καύση και η πύρωση συνέβησαν όταν η ουσία απορρόφησε «ζωντανό» αέρα, τον οποίο ονόμασε οξυγόνο λόγω του ρόλου του στο σχηματισμό οξέων. (Το Oxy στα ελληνικά σημαίνει «κοφτερό».) Η απορρόφηση του οξυγόνου από τον αέρα αφήνει μόνο άζωτο που δεν αναπνέει στον αέρα.
Όσο για το αέριο, το οποίο ονομαζόταν «μπαγιάτικος» αέρας, σχηματίστηκε όταν το οξυγόνο που απελευθερώθηκε κατά τη διάρκεια της αναγωγής σε συνδυασμό με κάτι στον άνθρακα, και αυτό που σήμερα ονομάζουμε διοξείδιο του άνθρακα προέκυψε.
Χρόνο με το χρόνο, οι συνάδελφοι του Lavoisier, ειδικά ο Priestley, γκρίνιαζαν ότι δήθεν οικειοποιήθηκε την πρωτοκαθεδρία στα πειράματα που έκαναν επίσης. Ο Priestley δείπνησε κάποτε στο σπίτι του ζεύγους Lavoisier και τους μίλησε για τον αέρα που στερήθηκε από φλογιστόν και ο Σουηδός φαρμακοποιός Scheele έστειλε τον Lavoisier ένα γράμμα που περιγράφει την εμπειρία σας. Αλλά με όλα αυτά, συνέχισαν να πιστεύουν ότι το οξυγόνο είναι αέρας χωρίς φλογιστόν.
Στο έργο Oxygen, το οποίο έκανε πρεμιέρα το 2001, δύο χημικοί, ο Carl Gerassi και ο Roald Hoffman, σκέφτηκαν μια πλοκή στην οποία ο Σουηδός βασιλιάς κάλεσε αυτούς τους τρεις επιστήμονες στη Στοκχόλμη για να αποφασίσει ποιος από αυτούς θα έπρεπε να θεωρηθεί ο ανακάλυψε το οξυγόνο. Ο Scheele ήταν ο πρώτος που απομόνωσε το αέριο και ο Priestley ήταν ο πρώτος που δημοσίευσε ένα έγγραφο που μιλούσε για την ύπαρξή του, αλλά μόνο ο Lavoisier κατάλαβε τι είχαν ανακαλύψει.
Κοίταξε πολύ πιο βαθιά και διατύπωσε το νόμο της διατήρησης της μάζας. Ως αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης, η ουσία -σε αυτή την περίπτωση, η καύση υδραργύρου και αέρα- αλλάζει σχήμα. Όμως η μάζα δεν δημιουργείται και δεν εξαφανίζεται. Πόσες ουσίες εισέρχονται στην αντίδραση, η ίδια ποσότητα θα πρέπει να ληφθεί στην έξοδο. Όπως θα έλεγε ένας φοροεισπράκτορας, το υπόλοιπο πρέπει να συνενωθεί ούτως ή άλλως.
Το 1794, κατά τη διάρκεια της επαναστατικής τρομοκρατίας, ο Λαβουαζιέ και ο πατέρας της Μαρί Αν, μαζί με άλλους φορολογικούς αγρότες, αναγνωρίστηκαν ως «εχθροί του λαού». Μεταφέρθηκαν πάνω σε ένα κάρο στην Place de la Revolución, όπου είχε ήδη κατασκευαστεί μια ξύλινη πλατφόρμα, η όψη της οποίας, έστω και λεπτομερώς, έμοιαζε με την πλατφόρμα στην οποία ο Λαβουαζιέ έκαιγε διαμάντια. Μόνο που αντί για τεράστιους φακούς υπήρχε ένα άλλο επίτευγμα της γαλλικής τεχνολογίας - η γκιλοτίνα.
Πρόσφατα κυκλοφόρησε ένα μήνυμα στο Διαδίκτυο ότι κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης, ο Λαβουαζιέ κατάφερε να πραγματοποιήσει το τελευταίο του πείραμα. Γεγονός είναι ότι στη Γαλλία άρχισαν να χρησιμοποιούν τη γκιλοτίνα, επειδή θεωρούσαν ότι ήταν η πιο ανθρώπινη μορφή εκτέλεσης - φέρνει στιγμιαίο και ανώδυνο θάνατο. Και τώρα ο Λαβουαζιέ είχε την ευκαιρία να μάθει αν ήταν έτσι. Τη στιγμή που η λάμα της γκιλοτίνας άγγιξε τον λαιμό του, ανοιγοκλείνει τα μάτια του και το έκανε όσο μπορούσε. Υπήρχε ένας βοηθός μέσα στο πλήθος που έπρεπε να μετρήσει πόσες φορές κατάφερε να βλεφαρίσει. Είναι πιθανό αυτή η ιστορία να είναι μυθοπλασία, αλλά αρκετά στο πνεύμα του Λαβουαζιέ.
Αυτά τα λόγια στο έργο λέει η Μαρί-Αν Λαβουαζιέ.
Ο άνθρακας (αγγλικά Carbon, γαλλικά Carbone, γερμανικά Kohlenstoff) με τη μορφή άνθρακα, αιθάλης και αιθάλης είναι γνωστός στην ανθρωπότητα από αμνημονεύτων χρόνων. πριν από περίπου 100 χιλιάδες χρόνια, όταν οι πρόγονοί μας κυριάρχησαν στη φωτιά, ασχολούνταν καθημερινά με τον άνθρακα και την αιθάλη. Πιθανώς, πολύ νωρίς οι άνθρωποι εξοικειώθηκαν με τις αλλοτροπικές τροποποιήσεις άνθρακα - διαμαντιού και γραφίτη, καθώς και με τον ορυκτό άνθρακα. Δεν αποτελεί έκπληξη το γεγονός ότι η καύση ανθρακούχων ουσιών ήταν μια από τις πρώτες χημικές διεργασίες που ενδιέφεραν τον άνθρωπο. Δεδομένου ότι η φλεγόμενη ουσία εξαφανίστηκε, καταναλώθηκε από τη φωτιά, η καύση θεωρήθηκε ως διαδικασία αποσύνθεσης της ουσίας και επομένως ο άνθρακας (ή ο άνθρακας) δεν θεωρήθηκε στοιχείο. Το στοιχείο ήταν η φωτιά, ένα φαινόμενο που συνοδεύει την καύση. στις διδασκαλίες των στοιχείων της αρχαιότητας, η φωτιά συνήθως φιγουράρει ως ένα από τα στοιχεία. Στο γύρισμα του XVII - XVIII αιώνα. προέκυψε η θεωρία του phlogiston, που προτάθηκε από τους Becher και Stahl. Αυτή η θεωρία αναγνώριζε την παρουσία σε κάθε εύφλεκτο σώμα μιας ειδικής στοιχειώδους ουσίας - ενός αβαρούς υγρού - φλογιστόνης, η οποία εξατμίζεται κατά την καύση. Δεδομένου ότι μόνο μια μικρή ποσότητα στάχτης παραμένει κατά την καύση μεγάλης ποσότητας άνθρακα, οι φλογιστικοί πίστευαν ότι ο άνθρακας είναι σχεδόν καθαρό φλογιστόνιο. Αυτή ήταν η εξήγηση, ειδικότερα, για τη «φλογιστική» επίδραση του άνθρακα, την ικανότητά του να αποκαθιστά μέταλλα από τον «άσβεστο» και τα μεταλλεύματα. Η μεταγενέστερη φλογιστική, οι Réaumur, Bergman και άλλοι, έχουν ήδη αρχίσει να καταλαβαίνουν ότι ο άνθρακας είναι μια στοιχειώδης ουσία. Ωστόσο, για πρώτη φορά ο «καθαρός άνθρακας» αναγνωρίστηκε ως τέτοιος από τον Λαβουαζιέ, ο οποίος μελέτησε τη διαδικασία καύσης άνθρακα και άλλων ουσιών στον αέρα και το οξυγόνο. Στο βιβλίο των Guiton de Morveau, Lavoisier, Berthollet και Fourcroix «Method of Chemical Nomenclature» (1787), εμφανίστηκε το όνομα «carbon» (carbone) αντί του γαλλικού «καθαρού άνθρακα» (charbone pur). Με το ίδιο όνομα, ο άνθρακας εμφανίζεται στον «Πίνακα των Απλών Σωμάτων» στο «Στοιχείο Χημείας» του Λαβουαζιέ. Το 1791, ο Άγγλος χημικός Tennant ήταν ο πρώτος που απέκτησε ελεύθερο άνθρακα. πέρασε ατμό φωσφόρου πάνω από φρυγμένη κιμωλία, με αποτέλεσμα να σχηματιστεί φωσφορικό ασβέστιο και άνθρακας. Το γεγονός ότι ένα διαμάντι καίγεται χωρίς υπολείμματα όταν θερμαίνεται έντονα είναι γνωστό εδώ και πολύ καιρό. Πίσω στο 1751, ο Γάλλος βασιλιάς Φραγκίσκος Α' συμφώνησε να δώσει ένα διαμάντι και ένα ρουμπίνι για πειράματα καύσης, μετά τα οποία αυτά τα πειράματα έγιναν ακόμη και της μόδας. Αποδείχθηκε ότι μόνο το διαμάντι καίγεται και το ρουμπίνι (οξείδιο αλουμινίου με πρόσμιξη χρωμίου) αντέχει τη μακροχρόνια θέρμανση στο επίκεντρο του εμπρηστικού φακού χωρίς ζημιά. Ο Λαβουαζιέ δημιούργησε ένα νέο πείραμα στην καύση διαμαντιών με τη βοήθεια μιας μεγάλης εμπρηστικής μηχανής και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι το διαμάντι είναι κρυσταλλικός άνθρακας. Το δεύτερο αλλοτρόπο άνθρακα - γραφίτη στην αλχημική περίοδο θεωρούνταν τροποποιημένη λάμψη μολύβδου και ονομαζόταν plumbago. Μόνο το 1740 ο Pott ανακάλυψε την απουσία οποιασδήποτε ακαθαρσίας μολύβδου στον γραφίτη. Ο Scheele μελέτησε τον γραφίτη (1779) και, όντας φλογιστής, θεώρησε ότι ήταν ένα θειούχο σώμα ειδικού είδους, ένας ειδικός ορυκτός άνθρακας που περιέχει δεσμευμένο "αέριο οξύ" (CO 2 ,) και μεγάλη ποσότητα φλογιστόνης.
Είκοσι χρόνια αργότερα ο Guiton de Morveau, με ήπια θέρμανση, μετέτρεψε το διαμάντι σε γραφίτη και στη συνέχεια σε ανθρακικό οξύ.
Η διεθνής ονομασία Carboneum προέρχεται από το λατ. carbo (κάρβουνο). Η λέξη είναι πολύ αρχαίας προέλευσης. Συγκρίνεται με το cremare - για να καεί. η ρίζα των sagas, cal, ρωσικά γαρ, gal, γκολ, σανσκριτικά sta σημαίνει βράζω, μαγειρεύω. Η λέξη "carbo" συνδέεται με τα ονόματα του άνθρακα σε άλλες ευρωπαϊκές γλώσσες (άνθρακας, τσάρμπον κ.λπ.). Το γερμανικό Kohlenstoff προέρχεται από το Kohle - κάρβουνο (παλαιογερμανικό kolo, σουηδική kylla - για να ζεσταθεί). Το παλιό ρωσικό ugorati, ή ugarati (κάψιμο, καύση) έχει τη ρίζα γαρ, ή βουνά, με πιθανή μετάβαση σε έναν στόχο. κάρβουνο στα παλιά ρωσικά γιουγκλ, ή κάρβουνο, ίδιας προέλευσης. Η λέξη διαμάντι (Diamante) προέρχεται από τα αρχαία ελληνικά - άφθαρτος, ανυποχώρητος, σκληρός, και γραφίτης από τα ελληνικά - γράφω.
Στις αρχές του XIX αιώνα. η παλιά λέξη άνθρακας στη ρωσική χημική βιβλιογραφία αντικαταστάθηκε μερικές φορές από τη λέξη "κάρβουνο" (Sherer, 1807, Severgin, 1815). από το 1824 ο Solovyov εισήγαγε το όνομα carbon.
Μια φθινοπωρινή μέρα του 1772, οι Παριζιάνοι που περπατούσαν κοντά στο Λούβρο, στον κήπο της Infanta, κατά μήκος του αναχώματος του Σηκουάνα, μπορούσαν να δουν μια παράξενη κατασκευή που έμοιαζε με ένα επίπεδο κάρο με τη μορφή μιας ξύλινης πλατφόρμας σε έξι τροχούς. Είχε τεράστια παράθυρα. Οι δύο μεγαλύτεροι φακοί, που είχαν ακτίνα οκτώ πόδια, στερεώθηκαν μεταξύ τους για να σχηματίσουν έναν μεγεθυντικό φακό που συγκέντρωνε τις ακτίνες του ήλιου και τις κατευθύνει σε έναν δεύτερο, μικρότερο φακό και μετά στην επιφάνεια του τραπεζιού. Επιστήμονες με περούκες και μαύρα γυαλιά, που συμμετείχαν στο πείραμα, στάθηκαν στην πλατφόρμα και οι βοηθοί τους έτρεχαν σαν ναύτες στο κατάστρωμα, προσαρμόζοντας αυτή τη σύνθετη δομή στον ήλιο, κρατώντας συνεχώς το φωτιστικό να επιπλέει στον ουρανό «στην απειλή του όπλου».
Ο Antoine Laurent Lavoisier ήταν μεταξύ των ανθρώπων που χρησιμοποίησαν αυτήν την εγκατάσταση - τον «επιταχυντή στοιχειωδών σωματιδίων» του 18ου αιώνα. Τότε ενδιαφέρθηκε για το τι συμβαίνει όταν ένα διαμάντι καίγεται.
Είναι γνωστό εδώ και καιρό ότι τα διαμάντια καίγονται και οι ντόπιοι κοσμηματοπώλες ζήτησαν από τη Γαλλική Ακαδημία Επιστημών να διερευνήσει εάν υπήρχε κίνδυνος. Ο ίδιος ο Λαβουαζιέ ενδιαφερόταν για ένα κάπως διαφορετικό ερώτημα: τη χημική φύση της καύσης. Η όλη ομορφιά του «φωτιάς» ήταν ότι, εστιάζοντας τις ακτίνες του ήλιου σε ένα σημείο μέσα στο δοχείο, ζέσταινε ό,τι μπορούσε να τοποθετηθεί σε αυτό το σημείο. Ο καπνός από το δοχείο μπορούσε να κατευθυνθεί μέσω ενός σωλήνα σε ένα δοχείο με νερό, τα σωματίδια που περιέχονταν σε αυτό κατακρημνίστηκαν, στη συνέχεια το νερό εξατμίστηκε και το υπόλειμμα αναλύθηκε.
Δυστυχώς, το πείραμα απέτυχε: το γυαλί έσκαγε συνεχώς από την έντονη θέρμανση. Ωστόσο, ο Λαβουαζιέ δεν απελπίστηκε - είχε άλλες ιδέες. Πρότεινε στην Ακαδημία Επιστημών ένα πρόγραμμα για τη μελέτη «του αέρα που περιέχεται στην ύλη» και πώς αυτός, αυτός ο αέρας, σχετίζεται με τις διαδικασίες καύσης.
Ο Νεύτωνας κατάφερε να κατευθύνει την ανάπτυξη της φυσικής στο σωστό μονοπάτι, αλλά εκείνες τις μέρες τα πράγματα ήταν πολύ άσχημα στη χημεία - ήταν ακόμα αιχμάλωτος της αλχημείας. «Η χέννα διαλυμένη σε ένα καλά παραμορφωμένο απόσταγμα άλατος θα δώσει ένα άχρωμο διάλυμα», έγραψε ο Νιούτον. «Αλλά αν το βάλετε σε καλό λάδι βιτριόλ και το ανακινήσετε μέχρι να διαλυθεί, το μείγμα θα γίνει πρώτα κίτρινο και μετά σκούρο κόκκινο». Οι σελίδες αυτού του «βιβλίου μαγειρικής» δεν έλεγαν τίποτα για μετρήσεις ή ποσότητες. «Εάν το απόσταγμα αλατιού τοποθετηθεί σε φρέσκα ούρα, τότε και τα δύο διαλύματα αναμειγνύονται εύκολα και ήρεμα», σημείωσε, «αλλά εάν το ίδιο διάλυμα ρίξει σε εξατμισμένα ούρα, τότε θα ακολουθήσει συριγμός και βρασμός και τα πτητικά και όξινα άλατα πήζουν σε ένα τρίτο μετά από κάποιο χρονικό διάστημα.μια ουσία που μοιάζει με αμμωνία στη φύση. Και αν ένα αφέψημα από βιολέτες αραιωθεί με διάλυση σε μικρή ποσότητα φρέσκων ούρων, τότε μερικές σταγόνες ούρων που έχουν υποστεί ζύμωση θα αποκτήσουν έντονο πράσινο χρώμα.
Πολύ μακριά από τη σύγχρονη επιστήμη. Στην αλχημεία, ακόμη και στα γραπτά του ίδιου του Νεύτωνα, μοιάζει πολύ με τη μαγεία. Σε ένα από τα ημερολόγιά του, επανέγραψε ευσυνείδητα πολλές παραγράφους από το βιβλίο του αλχημιστή Τζορτζ Στάρκι, ο οποίος αυτοαποκαλούσε τον εαυτό του Φιλάλεθη.
Το απόσπασμα ξεκινά: «Στον [Κρόνο] κρύβεται μια αθάνατη ψυχή». Ο μόλυβδος συνήθως κατανοούνταν ως Κρόνος, αφού κάθε στοιχείο συνδέθηκε με κάποιον πλανήτη. Αλλά σε αυτή την περίπτωση, εννοούνταν το ασημένιο μέταλλο γνωστό ως αντιμόνιο. Το "Immortal Spirit" είναι ένα αέριο που εκπέμπει μετάλλευμα όταν θερμαίνεται έντονα. «Ο Άρης είναι δεμένος με τον Κρόνο με δεσμούς αγάπης (αυτό σήμαινε ότι ο σίδηρος προστέθηκε στο αντιμόνιο), το οποίο από μόνο του κατατρώει μια μεγάλη δύναμη, του οποίου το πνεύμα χωρίζει το σώμα του Κρόνου και από τα δύο μαζί ρέει υπέροχο φωτεινό νερό στο οποίο δύει ο Ήλιος , απελευθερώνοντας το φως του» . Ο ήλιος είναι χρυσός, ο οποίος σε αυτή την περίπτωση είναι βυθισμένος σε υδράργυρο, που συχνά ονομάζεται αμάλγαμα. «Η Αφροδίτη, το λαμπρότερο αστέρι, βρίσκεται στην αγκαλιά του [Άρη]». Η Αφροδίτη ονομαζόταν χαλκός, ο οποίος προστίθεται στο μείγμα σε αυτό το στάδιο. Αυτή η μεταλλουργική συνταγή είναι πιθανότατα μια περιγραφή των πρώιμων σταδίων απόκτησης της «φιλοσοφικής πέτρας», την οποία φιλοδοξούσαν όλοι οι αλχημιστές, αφού πίστευαν ότι με τη βοήθειά της ήταν δυνατό να μετατραπούν τα βασικά στοιχεία σε χρυσό.
Ο Λαβουαζιέ και οι σύγχρονοί του κατάφεραν να προχωρήσουν πέρα από αυτά τα μυστικιστικά ξόρκια, αλλά οι χημικοί ακόμη και εκείνη την εποχή εξακολουθούσαν να πίστευαν στις αλχημικές ιδέες ότι η συμπεριφορά των ουσιών καθορίζεται από τρεις αρχές: υδράργυρος (που υγροποιείται), αλάτι (που πυκνώνει) και θείο (που κάνει η ουσία εύφλεκτη). ). Το «θειούχο πνεύμα», που ονομάζεται επίσης terra pingua («λιπαρή» ή «λιπαρή» γη), έχει απασχολήσει το μυαλό πολλών. Στις αρχές του 18ου αιώνα, ο Γερμανός χημικός Georg Ernst Stahl άρχισε να το αποκαλεί phlogiston (από το ελληνικό phlog - αναφέρεται στη φωτιά).
Πιστεύεται ότι τα αντικείμενα καίγονται επειδή περιέχουν πολύ φλογιστόν. Καθώς τα αντικείμενα καταναλώνονται από τη φωτιά, απελευθερώνουν αυτή την εύφλεκτη ουσία στον αέρα. Αν βάλετε φωτιά σε ένα κομμάτι ξύλο, τότε θα σταματήσει να καίγεται, αφήνοντας πίσω μόνο ένα σωρό στάχτη, μόνο όταν εξαντλήσει όλο το φλογίστονά του. Ως εκ τούτου, πιστεύεται ότι το δέντρο αποτελείται από τέφρα και φλογίστον. Ομοίως, μετά την πύρωση, i. ισχυρή θέρμανση, το μέταλλο παραμένει μια λευκή, εύθραυστη ουσία γνωστή ως λέπια. Ως εκ τούτου, το μέταλλο αποτελείται από φλογίστον και κλίμακα. Η διαδικασία σκουριάς είναι μια αργή καύση, όπως η αναπνοή, δηλ. αντιδράσεις που συμβαίνουν όταν το φλογιστόν απελευθερώνεται στον αέρα.
Εξετάστηκε επίσης η αντίστροφη διαδικασία. Η σκουριά πιστευόταν ότι έμοιαζε με μετάλλευμα που εξορύχθηκε από τη γη, το οποίο στη συνέχεια διυλίστηκε, υποβάλλονταν σε αναγωγή ή «αναβίωση», με θέρμανση δίπλα στον ξυλάνθρακα. Το κάρβουνο έβγαζε phlogiston, το οποίο συνδυάστηκε με τη σκωρία για να αποκαταστήσει το γυαλιστερό μέταλλο.
Από μόνη της, η χρήση μιας υποθετικής ουσίας που δεν μπορεί να μετρηθεί, αλλά μπορεί να υποτεθεί, δεν περιέχει τίποτα κακό. Στην εποχή μας, οι κοσμολόγοι λειτουργούν επίσης με την έννοια της «σκοτεινής ύλης», η οποία πρέπει να υπάρχει έτσι ώστε οι γαλαξίες να μην διασκορπίζονται σε κομμάτια κατά την περιστροφή υπό τη δράση της φυγόκεντρης δύναμης και ότι η αντιβαρυτική «σκοτεινή ενέργεια» βρίσκεται πίσω από τη διαστολή του Σύμπαντος .
Με τη βοήθεια του phlogiston, οι επιστήμονες θα μπορούσαν λογικά να εξηγήσουν την καύση, την πύρωση, τη μείωση, ακόμη και την αναπνοή. Η χημεία ξαφνικά έκανε νόημα.
Ωστόσο, αυτό δεν έλυσε όλα τα προβλήματα: η ζυγαριά που απομένει μετά την πύρωση ζύγιζε περισσότερο από το αρχικό μέταλλο. Πώς θα μπορούσε να συμβεί μετά την απελευθέρωση του φλογιστόνης από την ουσία, να γίνει πιο βαρύ; Όπως η «σκοτεινή ενέργεια» ένα τέταρτο της χιλιετίας αργότερα, ο phlogiston, σύμφωνα με τα λόγια του Γάλλου φιλοσόφου Condorcet, «τέθηκε σε κίνηση από δυνάμεις αντίθετες προς την κατεύθυνση της βαρύτητας». Για να γίνει αυτή η ιδέα πιο ποιητική, ένας χημικός είπε ότι το φλογίστον «δίνει φτερά στα μόρια της γης».
Ο Λαβουαζιέ, όπως και οι επιστήμονες εκείνης της εποχής, ήταν σίγουρος ότι το φλογίστον ήταν ένα από τα κύρια συστατικά της ύλης. Αλλά από την αρχή των πειραμάτων με τα διαμάντια, άρχισε να σκέφτεται: μπορεί κάτι να ζυγίζει λιγότερο από το μηδέν;
Η μητέρα του πέθανε όταν ήταν ακόμη αγόρι, αφήνοντάς του μια κληρονομιά που ήταν αρκετή για να μπει σε μια κερδοφόρα επιχείρηση που ονομαζόταν Main Farm. Η γαλλική κυβέρνηση συνήψε συμφωνία με αυτήν την κοινοπραξία ιδιωτών για την είσπραξη φόρων, από την οποία φορολογούμενοι αγρότες όπως ο Λαβουαζιέ είχαν ένα συγκεκριμένο μερίδιο. Αυτή η δραστηριότητα του αποσπούσε συνεχώς την προσοχή από την έρευνα, αλλά του έδωσε ένα εισόδημα που του επέτρεψε, μετά από λίγο, να γίνει ιδιοκτήτης ενός από τα καλύτερα εργαστήρια στην Ευρώπη. Ανάμεσα στα πρώτα πειράματα το 1769 ήταν ένα πείραμα με το οποίο ο Lavoisier αποφάσισε να δοκιμάσει την τότε τρέχουσα ιδέα ότι το νερό μπορούσε να μετατραπεί σε γη.
Τα στοιχεία ήταν αρκετά πειστικά: το νερό που εξατμίζεται σε ένα τηγάνι αφήνει ένα στερεό υπόλειμμα. Αλλά ο Lavoisier αποφάσισε να φτάσει στο κάτω μέρος του χρησιμοποιώντας ένα δοχείο απόσταξης γνωστό ως "πελεκάνος". Έχοντας ένα μεγάλο στρογγυλό δοχείο στη βάση και έναν μικρό πάνω θάλαμο, το σκάφος ήταν εξοπλισμένο με δύο λυγισμένους σωλήνες (λίγο σαν το ράμφος του πελεκάνου) μέσω των οποίων ο ατμός επέστρεφε ξανά προς τα κάτω. Για τους αλχημιστές, ο πελεκάνος συμβόλιζε το θυσιαστικό αίμα του Χριστού, οπότε πίστευαν ότι το σκάφος «πελεκάνος» είχε τη δύναμη της μεταμόρφωσης. Επιπλέον, το νερό που έβραζε στον πελεκάνο εξατμιζόταν και συμπυκνωνόταν συνεχώς, έτσι ώστε καμία ουσία - στερεή, υγρή ή αέρια - να μην μπορούσε να φύγει από το σύστημα.
Αποστάζοντας καθαρό νερό για εκατό ημέρες, ο Lavoisier ανακάλυψε ότι το ίζημα υπήρχε πραγματικά. Όμως μάντεψε από πού προέρχεται. Καθώς ζύγιζε τον άδειο πελεκάνο, παρατήρησε ότι το σκάφος είχε γίνει ελαφρύτερο. Αφού στέγνωσε και ζύγισε το ίζημα, ο Λαβουαζιέ είδε ότι το βάρος του ιζήματος αντιστοιχούσε με μεγάλη ακρίβεια στη μείωση του βάρους του δοχείου και αυτό τον οδήγησε στην ιδέα ότι το γυαλί του δοχείου έγινε η πηγή του ιζήματος.
Δύο χρόνια αργότερα, το 1771, ο Λαβουαζιέ ήταν είκοσι οκτώ ετών. Την ίδια χρονιά παντρεύτηκε. Η εκλεκτή του ήταν η Marie-Anne Pierrette Polze, η δεκατριάχρονη κόρη ενός άλλου αγρότη. (Αυτή η αρκετά όμορφη κοπέλα ήταν αρραβωνιασμένη εκείνη την εποχή και ο δεύτερος πιθανός αρραβωνιαστικός της ήταν πενήντα.) Στη Μαρία Άννα άρεσαν τόσο πολύ οι επιστημονικές μελέτες του συζύγου της που γρήγορα κατέκτησε τη χημεία και βοήθησε με όποιον τρόπο μπορούσε: κρατούσε σημειώσεις, μετέφρασε αγγλική επιστημονική βιβλιογραφία στα γαλλικά και εκτέλεσε τα πιο περίπλοκα σχέδια για ένα πείραμα τόσο κομψό που, όπως η φιλοσοφική πέτρα, προοριζόταν να μετατρέψει την αλχημεία σε χημεία.
Οι χημικοί της γενιάς του Λαβουαζιέ γνώριζαν ήδη ότι, όπως το έθεσε ο Άγγλος Joseph Priestley, «υπάρχουν πολλά είδη αέρα». Ο μεφίτικος ("φωτικός" ή "μπαγιάτικος") αέρας κάνει τη φλόγα να σβήσει και το ποντίκι μέσα σε αυτήν πεθαίνει από ασφυξία. Αυτός ο αέρας κάνει το ασβεστόνερο (υδροξείδιο του ασβεστίου) θολό, σχηματίζοντας ένα λευκό ίζημα (ανθρακικό ασβέστιο). Ωστόσο, τα φυτά ένιωθαν καλά σε αυτόν τον αέρα και μετά από λίγο τον έκαναν να αναπνέει ξανά.
Ένα άλλο ασφυκτικό αέριο σχηματίστηκε όταν ένα κερί έκαιγε για αρκετή ώρα σε ένα κλειστό δοχείο. Αυτό το αέριο δεν καθίζανε ασβεστόνερο και, καθώς συνδέθηκε προφανώς με τη διαδικασία καύσης, έγινε γνωστό ως φλογιστικός αέρας ή άζωτο (από το ελληνικό «άψυχο»). Το πιο μυστηριώδες ήταν το πτητικό αέριο που απελευθερώθηκε όταν τα ρινίσματα σιδήρου διαλύθηκαν σε αραιό θειικό οξύ. Ήταν τόσο εύφλεκτο που ονομαζόταν «καύσιμος αέρας». Αν φουσκώσετε ένα μπαλόνι με αυτόν τον αέρα, θα ανέβει ψηλά πάνω από το έδαφος.
Προέκυψε το ερώτημα εάν οι νέοι τύποι αέρα ήταν χημικά στοιχεία ή, όπως πρότεινε ο Priestley, τροποποιήσεις του «συνηθισμένου» αέρα που ελήφθησαν με την προσθήκη ή την εξαγωγή φλογιστόνης;
Με δυσκολία να συγκρατήσει τον σκεπτικισμό, ο Λαβουαζιέ επανέλαβε μερικά από τα πειράματα των συναδέλφων του. Επιβεβαίωσε ότι η καύση του φωσφόρου για την παραγωγή φωσφορικού οξέος ή η καύση του θείου για την παραγωγή θειικού οξέος έχει ως αποτέλεσμα ουσίες των οποίων το βάρος υπερβαίνει το βάρος των ουσιών που χρησιμοποιούνται, δηλ. όπως στην ανόπτηση μετάλλων. Γιατί όμως συμβαίνει αυτή η αλλαγή; Του φαινόταν ότι είχε βρει την απάντηση σε αυτή την ερώτηση. Χρησιμοποιώντας ένα μεγεθυντικό φακό για τη θέρμανση του κασσίτερου, κλεισμένο σε ένα σφραγισμένο γυάλινο δοχείο, διαπίστωσε ότι πριν και μετά το πείραμα, ολόκληρη η εγκατάσταση ζύγιζε το ίδιο. Ανοίγοντας αργά το σκάφος, άκουσε τον αέρα να εισχωρεί με θόρυβο, μετά τον οποίο το βάρος αυξήθηκε ξανά. Μήπως τα αντικείμενα καίγονται όχι επειδή εκπέμπουν φλογιστόν, αλλά επειδή απορροφούν μέρος του αέρα;
Αν ναι, τότε ανάκτηση, δηλ. Η τήξη του μεταλλεύματος σε καθαρό μέταλλο οδηγεί στην απελευθέρωση αέρα. Μέτρησε μια ορισμένη ποσότητα αλάτων μολύβδου, η οποία ονομάζεται «λιθάργη», και την τοποθέτησε σε μια μικρή πλατφόρμα σε ένα δοχείο με νερό δίπλα σε ένα κομμάτι κάρβουνο. Έχοντας καλύψει όλα αυτά με ένα γυάλινο κουδούνι, άρχισε να θερμαίνει τη ζυγαριά με ένα μεγεθυντικό φακό. Από το εκτοπισμένο νερό, μπορούσε να μαντέψει για την απελευθέρωση αερίου. Συλλέγοντας προσεκτικά το απελευθερωμένο αέριο, διαπίστωσε ότι η φλόγα σβήνει από αυτό το αέριο και καθιζάνει ασβεστόνερο. Φαίνεται ότι ο «μπαγιάτικος» αέρας ήταν προϊόν της αποκατάστασης, αλλά ήταν μόνο αυτό;
Αποδείχθηκε ότι η απάντηση βρισκόταν σε μια κοκκινωπή ουσία που ονομάζεται mercurius calcinatus, ή ζυγαριά υδραργύρου, η οποία πουλήθηκε από παριζιάνικους φαρμακοποιούς ως θεραπεία για τη σύφιλη στην τιμή των 18 ή περισσότερων λιβρών ανά ουγγιά, δηλ. 1.000$ αν μεταφραστούν στις σημερινές τιμές. Οποιαδήποτε πειράματα με αυτή την ουσία δεν ήταν λιγότερο υπερβολικά από τα πειράματα με την καύση διαμαντιών. Όπως κάθε άλλη ζυγαριά, θα μπορούσε να ληφθεί με φρύξη καθαρού μετάλλου σε δυνατή φλόγα. Ωστόσο, μετά από περαιτέρω θέρμανση, η προκύπτουσα ουσία μετατράπηκε και πάλι σε υδράργυρο. Με άλλα λόγια, το mercurius calcinatus θα μπορούσε να αναγεννηθεί ακόμη και χωρίς τη χρήση άνθρακα. Αλλά ποια ήταν τότε η πηγή του φλογιστόν; Το 1774, ο Λαβουαζιέ και αρκετοί από τους συναδέλφους του στη Γαλλική Ακαδημία Επιστημών επιβεβαίωσαν ότι η ζυγαριά υδραργύρου θα μπορούσε πράγματι να μειωθεί «χωρίς πρόσθετες ουσίες» με απώλεια περίπου του 1/10 του βάρους.
Ο Priestley πειραματίστηκε επίσης με αυτήν την ουσία, θερμαίνοντάς τη με μεγεθυντικό φακό και συλλέγοντας τα απελευθερωμένα αέρια. «Αυτό που με εντυπωσίασε τόσο πολύ που δεν υπάρχουν καν αρκετές λέξεις για να εκφράσω τα συναισθήματα που με κυρίευσαν», έγραψε αργότερα, «είναι ότι το κερί έκαιγε σε αυτόν τον αέρα με μια αρκετά δυνατή φλόγα… Δεν μπορούσα να βρω μια εξήγηση για αυτό το φαινόμενο." Διαπιστώνοντας ότι το εργαστηριακό ποντίκι ένιωθε καλά στο μαγικό αέριο, αποφάσισε να το αναπνεύσει μόνος του. «Μου φάνηκε ότι μετά από λίγο ένιωσα μια εξαιρετική ελαφρότητα και ελευθερία στο στήθος μου. Ποιος θα μπορούσε να μαντέψει ότι αυτός ο καθαρός αέρας θα γινόταν τελικά ένα μοντέρνο αντικείμενο πολυτελείας. Στο μεταξύ, μόνο δύο ποντίκια και εγώ είχαμε τη χαρά να το εισπνεύσουμε.
Το αέριο στο οποίο κάποιος αναπνέει καλά και καίγεται εύκολα, ο Priestley αποφάσισε να το ονομάσει «dephlogisticated», δηλ. αέρα στην πιο αγνή του μορφή. Δεν ήταν μόνος σε τέτοιους συλλογισμούς. Στη Σουηδία, ένας φαρμακοποιός ονόματι Carl Wilhelm Scheele μελέτησε επίσης τις ιδιότητες του «αέρα της φωτιάς».
Εκείνη τη στιγμή, ο Lavoisier αποκαλούσε ήδη το αέριο που απελευθερώθηκε κατά την αποκατάσταση του υδράργυρου calcinatus «εξαιρετικά χρήσιμο για την αναπνοή» ή «ζωντανό» αέρα. Όπως ο Priestley, πίστευε ότι αυτό το αέριο ήταν αέρας στην αρχική του μορφή. Εδώ, όμως, ο Λαβουαζιέ αντιμετώπισε μια δυσκολία. Όταν προσπάθησε να ανακτήσει τα άλατα υδραργύρου χρησιμοποιώντας κάρβουνο, δηλ. Με τον παλιό, αποδεδειγμένο τρόπο, απελευθερώθηκε το ίδιο αέριο όπως κατά την αποκατάσταση της λιθάργης - έσβησε τη φλόγα ενός κεριού και καθίζανε ασβεστόνερο. Γιατί απελευθερώθηκε «ζωντανός» αέρας όταν η κλίμακα υδραργύρου μειώθηκε χωρίς κάρβουνο, αλλά όταν χρησιμοποιήθηκε κάρβουνο, εμφανίστηκε ασφυκτικός «μπαγιάτικος» αέρας;
Υπήρχε μόνο ένας τρόπος να ξεκαθαρίσουμε τα πάντα. Ο Λαβουαζιέ πήρε από το ράφι ένα δοχείο που ονομάζεται επίπεδη φιάλη. Το κάτω μέρος του ήταν στρογγυλό και ο ψηλός λαιμός θερμάνθηκε και λύγισε από τον Λαβουαζιέ έτσι ώστε πρώτα να κυρτωθεί προς τα κάτω και μετά πάλι προς τα πάνω.
Αν στο πείραμά του του 1769 το σκάφος έμοιαζε με πελεκάνο, τότε το σημερινό έμοιαζε με φλαμίνγκο. Ο Λαβουαζιέ έριξε τέσσερις ουγγιές καθαρού υδραργύρου στον στρογγυλό κάτω θάλαμο του σκάφους (με την ένδειξη Α στο σχήμα). Το δοχείο τοποθετήθηκε στον κλίβανο έτσι ώστε ο λαιμός του να ήταν σε ένα ανοιχτό δοχείο, γεμάτο επίσης με υδράργυρο, και στη συνέχεια ανυψώθηκε σε ένα γυάλινο κουδούνι. Αυτό το μέρος της ρύθμισης χρησιμοποιήθηκε για τον προσδιορισμό της ποσότητας αέρα που θα καταναλωθεί κατά τη διάρκεια του πειράματος. Σημειώνοντας το επίπεδο (LL) με μια χάρτινη λωρίδα, άναψε τη σόμπα και έφερε τον υδράργυρο στο θάλαμο Α σχεδόν σε σημείο βρασμού.
Μπορούμε να υποθέσουμε ότι δεν συνέβη τίποτα ιδιαίτερο την πρώτη μέρα. Μια μικρή ποσότητα υδραργύρου εξατμίστηκε και κατακάθισε στα τοιχώματα της επίπεδης φιάλης. Οι μπάλες που προέκυψαν ήταν αρκετά βαριές για να κυλήσουν ξανά προς τα κάτω. Αλλά τη δεύτερη μέρα, άρχισαν να σχηματίζονται κόκκινες κουκίδες στην επιφάνεια του υδραργύρου - ζυγαριάς. Τις επόμενες μέρες, η κόκκινη κρούστα αυξήθηκε σε μέγεθος μέχρι να φτάσει στο μέγιστο. Τη δωδέκατη μέρα, ο Λαβουαζιέ σταμάτησε το πείραμα και έκανε κάποιες μετρήσεις.
Εκείνη την εποχή, ο υδράργυρος στο γυάλινο κουδούνι ξεπέρασε το αρχικό επίπεδο κατά την ποσότητα του αέρα που χρησιμοποιήθηκε για το σχηματισμό αλάτων. Λαμβάνοντας υπόψη τις αλλαγές στη θερμοκρασία και την πίεση μέσα στο εργαστήριο, ο Lavoisier υπολόγισε ότι η ποσότητα του αέρα είχε μειωθεί κατά περίπου το ένα έκτο του αρχικού του όγκου, δηλ. από 820 έως 700 κυβικά εκατοστά. Επιπλέον, η φύση του αερίου έχει αλλάξει. Όταν ένα ποντίκι τοποθετήθηκε μέσα στο δοχείο που περιείχε τον υπόλοιπο αέρα, άρχισε αμέσως να ασφυκτιά και «το κερί που ήταν τοποθετημένο σε αυτόν τον αέρα έσβησε αμέσως, σαν να το είχαν βάλει στο νερό». Επειδή όμως το αέριο δεν προκάλεσε καθίζηση στο ασβεστόνερο, ήταν πιο πιθανό να αποδοθεί στο άζωτο παρά στον «μπαγιάτικο αέρα».
Τι έπαιρνε όμως ο υδράργυρος από τον αέρα κατά την καύση; Αφού αφαίρεσε την κόκκινη επίστρωση που είχε σχηματιστεί στο μέταλλο, ο Lavoisier άρχισε να το θερμαίνει σε θάλαμο μέχρι να ξαναγίνει υδράργυρος, απελευθερώνοντας από 100 έως 150 κυβικά εκατοστά αέριο - περίπου την ίδια ποσότητα με τον υδράργυρο που απορροφήθηκε όταν φρύχθηκε. Το κερί που εισήχθη σε αυτό το αέριο «κάηκε όμορφα», και το κάρβουνο δεν σιγοκαίει, αλλά «έλαμπε με τόσο έντονο φως που τα μάτια δύσκολα το άντεχαν».
Ήταν ένα σημείο καμπής. Καίγοντας, ο υδράργυρος απορρόφησε τον «ζωντανό» αέρα από την ατμόσφαιρα, αφήνοντας άζωτο. Η ανάκτηση του υδραργύρου οδήγησε και πάλι στην απελευθέρωση «ζωντανού» αέρα. Έτσι ο Λαβουαζιέ κατάφερε να διαχωρίσει τα δύο βασικά συστατικά του ατμοσφαιρικού αέρα.
Σίγουρα, ανακάτεψε οκτώ μέρη «ζωντανού» αέρα και σαράντα δύο μέρη αζώτου και έδειξε ότι το αέριο που προέκυψε είχε όλα τα χαρακτηριστικά του συνηθισμένου αέρα. Ανάλυση και Σύνθεση: «Αυτό είναι το πιο πειστικό στοιχείο που υπάρχει στη χημεία: καθώς αποσυντίθεται, ο αέρας ανασυνδυάζεται».
Το 1777, ο Λαβουαζιέ ανέφερε τα αποτελέσματα της έρευνάς του στα μέλη της Ακαδημίας Επιστημών. Το Phlogiston αποδείχθηκε κατασκεύασμα. Η καύση και η πύρωση συνέβησαν όταν η ουσία απορρόφησε «ζωντανό» αέρα, τον οποίο ονόμασε οξυγόνο λόγω του ρόλου του στο σχηματισμό οξέων. (Το Oxy στα ελληνικά σημαίνει «κοφτερό».) Η απορρόφηση του οξυγόνου από τον αέρα αφήνει μόνο άζωτο που δεν αναπνέει στον αέρα.
Όσο για το αέριο, το οποίο ονομαζόταν «μπαγιάτικος» αέρας, σχηματίστηκε όταν το οξυγόνο που απελευθερώθηκε κατά τη διάρκεια της αναγωγής σε συνδυασμό με κάτι στον άνθρακα, και αυτό που σήμερα ονομάζουμε διοξείδιο του άνθρακα προέκυψε.
Χρόνο με το χρόνο, οι συνάδελφοι του Lavoisier, ειδικά ο Priestley, γκρίνιαζαν ότι δήθεν οικειοποιήθηκε την πρωτοκαθεδρία στα πειράματα που έκαναν επίσης. Ο Priestley δείπνησε κάποτε στο σπίτι του ζεύγους Lavoisier και τους μίλησε για τον αέρα που στερήθηκε από φλογιστόν και ο Σουηδός φαρμακοποιός Scheele έστειλε τον Lavoisier ένα γράμμα που περιγράφει την εμπειρία σας. Αλλά με όλα αυτά, συνέχισαν να πιστεύουν ότι το οξυγόνο είναι αέρας χωρίς φλογιστόν.
Στο έργο Oxygen, το οποίο έκανε πρεμιέρα το 2001, δύο χημικοί, ο Carl Gerassi και ο Roald Hoffman, σκέφτηκαν μια πλοκή στην οποία ο Σουηδός βασιλιάς κάλεσε αυτούς τους τρεις επιστήμονες στη Στοκχόλμη για να αποφασίσει ποιος από αυτούς θα έπρεπε να θεωρηθεί ο ανακάλυψε το οξυγόνο. Ο Scheele ήταν ο πρώτος που απομόνωσε το αέριο και ο Priestley ήταν ο πρώτος που δημοσίευσε ένα έγγραφο που μιλούσε για την ύπαρξή του, αλλά μόνο ο Lavoisier κατάλαβε τι είχαν ανακαλύψει.
Κοίταξε πολύ πιο βαθιά και διατύπωσε το νόμο της διατήρησης της μάζας. Ως αποτέλεσμα μιας χημικής αντίδρασης, η ουσία -σε αυτή την περίπτωση, η καύση υδραργύρου και αέρα- αλλάζει σχήμα. Όμως η μάζα δεν δημιουργείται και δεν εξαφανίζεται. Πόσες ουσίες εισέρχονται στην αντίδραση, η ίδια ποσότητα θα πρέπει να ληφθεί στην έξοδο. Όπως θα έλεγε ένας φοροεισπράκτορας, το υπόλοιπο πρέπει να συνενωθεί ούτως ή άλλως.
Το 1794, κατά τη διάρκεια της επαναστατικής τρομοκρατίας, ο Λαβουαζιέ και ο πατέρας της Μαρί Αν, μαζί με άλλους φορολογικούς αγρότες, αναγνωρίστηκαν ως «εχθροί του λαού». Μεταφέρθηκαν πάνω σε ένα κάρο στην Place de la Revolución, όπου είχε ήδη κατασκευαστεί μια ξύλινη πλατφόρμα, η όψη της οποίας, έστω και λεπτομερώς, έμοιαζε με την πλατφόρμα στην οποία ο Λαβουαζιέ έκαιγε διαμάντια. Μόνο που αντί για τεράστιους φακούς υπήρχε ένα άλλο επίτευγμα της γαλλικής τεχνολογίας - η γκιλοτίνα.
Πρόσφατα κυκλοφόρησε ένα μήνυμα στο Διαδίκτυο ότι κατά τη διάρκεια της εκτέλεσης, ο Λαβουαζιέ κατάφερε να πραγματοποιήσει το τελευταίο του πείραμα. Γεγονός είναι ότι στη Γαλλία άρχισαν να χρησιμοποιούν τη γκιλοτίνα, επειδή θεωρούσαν ότι ήταν η πιο ανθρώπινη μορφή εκτέλεσης - φέρνει στιγμιαίο και ανώδυνο θάνατο. Και τώρα ο Λαβουαζιέ είχε την ευκαιρία να μάθει αν ήταν έτσι. Τη στιγμή που η λάμα της γκιλοτίνας άγγιξε τον λαιμό του, ανοιγοκλείνει τα μάτια του και το έκανε όσο μπορούσε. Υπήρχε ένας βοηθός μέσα στο πλήθος που έπρεπε να μετρήσει πόσες φορές κατάφερε να βλεφαρίσει. Είναι πιθανό αυτή η ιστορία να είναι μυθοπλασία, αλλά αρκετά στο πνεύμα του Λαβουαζιέ.
(γ) Τζορτζ Τζόνσον «Τα δέκα πιο όμορφα πειράματα στην επιστήμη».
Η λέξη «διαμάντι» προέρχεται από την ελληνική γλώσσα. Μεταφράζεται στα ρωσικά ως "". Πράγματι, για να καταστρέψετε αυτή την πέτρα, πρέπει να κάνετε υπεράνθρωπες προσπάθειες. Κόβει και ξύνει όλα τα γνωστά σε εμάς ορυκτά, ενώ η ίδια παραμένει αλώβητη. Το οξύ δεν του κάνει κακό. Κάποτε, από περιέργεια, πραγματοποιήθηκε ένα πείραμα σε ένα σφυρήλατο: ένα διαμάντι τοποθετήθηκε σε ένα αμόνι και χτυπήθηκε με ένα σφυρί. Το σίδερο σχεδόν χωρίστηκε στα δύο, αλλά η πέτρα παρέμεινε ανέπαφη.
Το διαμάντι καίγεται με ένα όμορφο γαλαζωπό χρώμα.
Από όλα τα στερεά, το διαμάντι έχει την υψηλότερη θερμική αγωγιμότητα. Είναι ανθεκτικό στην τριβή, ακόμη και στο μέταλλο. Είναι το πιο ελαστικό ορυκτό με τη χαμηλότερη αναλογία συμπίεσης. Μια ενδιαφέρουσα ιδιότητα ενός διαμαντιού είναι να φωτίζει ακόμη και υπό την επίδραση τεχνητών ακτίνων. Λάμπει με όλα τα χρώματα του ουράνιου τόξου και διαθλά το χρώμα με έναν ενδιαφέροντα τρόπο. Αυτή η πέτρα φαίνεται να είναι κορεσμένη με ηλιακό χρώμα και μετά την ακτινοβολεί. Όπως γνωρίζετε, ένα φυσικό διαμάντι είναι άσχημο, η κοπή του δίνει αληθινή ομορφιά. Ένα διαμάντι που κατασκευάζεται από κομμένο διαμάντι ονομάζεται διαμάντι.
Ιστορία πειραμάτων
Στην Αγγλία του 17ου αιώνα, ο Boyle κατάφερε να κάψει ένα διαμάντι ρίχνοντας μια ηλιαχτίδα πάνω του μέσω ενός φακού. Ωστόσο, στη Γαλλία, το πείραμα με τη φρύξη διαμαντιών σε δοχείο τήξης δεν έδωσε κανένα αποτέλεσμα. Ο Γάλλος κοσμηματοπώλης που διεξήγαγε το πείραμα βρήκε μόνο ένα λεπτό στρώμα σκούρας πλάκας στις πέτρες. Στα τέλη του 17ου αιώνα, οι Ιταλοί επιστήμονες Averani και Targioni, όταν προσπάθησαν να συντήξουν δύο διαμάντια, κατάφεραν να καθορίσουν τη θερμοκρασία στην οποία καίγεται ένα διαμάντι - από 720 έως 1000 ° C.
Το διαμάντι δεν λιώνει λόγω της ισχυρής δομής του κρυσταλλικού πλέγματος. Όλες οι προσπάθειες τήξης του ορυκτού κατέληγαν στην καύση του.
Ο μεγάλος Γάλλος φυσικός Αντουάν Λαβουαζιέ προχώρησε παραπέρα, αποφασίζοντας να τοποθετήσει διαμάντια σε ένα αεροστεγές δοχείο από γυαλί και να το γεμίσει με οξυγόνο. Με τη βοήθεια μεγάλου φακού ζέστανε τις πέτρες, και κάηκαν ολοσχερώς. Αφού εξέτασαν τη σύνθεση του ατμοσφαιρικού περιβάλλοντος, διαπίστωσαν ότι εκτός από οξυγόνο, περιέχει και διοξείδιο του άνθρακα, το οποίο είναι ένας συνδυασμός οξυγόνου και άνθρακα. Έτσι, ελήφθη η απάντηση: τα διαμάντια καίγονται, αλλά μόνο όταν υπάρχει διαθέσιμο οξυγόνο, δηλ. σε ανοιχτό χώρο. Με την καύση, το διαμάντι μετατρέπεται σε διοξείδιο του άνθρακα. Γι' αυτό, σε αντίθεση με τον άνθρακα, ακόμη και στάχτη δεν παραμένει μετά την καύση του διαμαντιού. Τα πειράματα των επιστημόνων επιβεβαίωσαν μια άλλη ιδιότητα του διαμαντιού: ελλείψει οξυγόνου, το διαμάντι δεν καίγεται, αλλά η μοριακή του δομή αλλάζει. Σε θερμοκρασία 2000 ° C, ο γραφίτης μπορεί να ληφθεί σε μόλις 15-30 λεπτά.
