Ühel 1772. aasta sügispäeval võisid pariislased, kes kõndisid Louvre'i lähedal Infanta aias Seine'i kaldapealsel, näha kummalist ehitist, mis meenutas lamedat vankrit kuuel rattal puidust platvormi kujul. Sellele paigaldati tohutu klaas. Kaks suurimat objektiivi, mille raadius oli kaheksa jalga, kinnitati kokku, moodustades suurendusklaasi, mis kogus päikesekiiri ja suunas need teisele, väiksemale objektiivile ja seejärel laua pinnale. Platvormil seisid eksperimendis osalenud parukate ja mustade prillidega teadlased ning nende abilised siplesid tekil ringi nagu meremehed, kohandades kogu seda keerulist struktuuri päikesega, hoides pidevalt üle taeva hõljuvat valgustit "relva ähvardusel".
Inimeste seas, kes seda installatsiooni - 18. sajandi "osakeste kiirendit" - ära kasutasid, oli Antoine Laurent Lavoisier. Seejärel tundis ta huvi, mis juhtub, kui teemant põletatakse.
See, et teemandid põlevad, oli juba ammu teada ja kohalikud juveliirid palusid Prantsuse Teaduste Akadeemial uurida, kas sellega kaasnevad riskid. Lavoisier’d ennast huvitas veidi teistsugune küsimus: põlemise keemiline olemus. "Tuleklaasi" ilu seisnes selles, et suunates päikesekiired konteineri sees olevasse punkti, soojendas see kõike, mida sellesse kohta sai panna. Anumast tulev suits sai toru kaudu juhtida vett sisaldavasse anumasse, selles sisalduvad osakesed sadestada, seejärel vesi aurustada ja jääki analüüsida.
Kahjuks katse ebaõnnestus: intensiivne kuumutamine põhjustas klaasi pideva lõhkemise. Lavoisier ei heitnud aga meelt – tal olid teised ideed. Ta pakkus Teaduste Akadeemiale välja programmi, mis uuriks "aines sisalduvat õhku" ja seda, kuidas see, see õhk, on seotud põlemisprotsessidega.
Newtonil õnnestus füüsika areng õiget rada pidi suunata, kuid keemias olid tollal asjad väga halvasti – see oli ikkagi alkeemia vang. "Hästi tühjendatud soolapiirituses lahustatud henna annab värvitu lahuse," kirjutas Newton. "Aga kui paned selle heasse vitrioliõlisse ja loksutage, kuni see lahustub, muutub segu esmalt kollaseks ja seejärel tumepunaseks." Selle “kokaraamatu” lehtedel polnud mõõtude ega koguste kohta midagi öeldud. "Kui soolapiiritus panna värskesse uriini, segunevad mõlemad lahused kergesti ja rahulikult," märkis ta, "kuid kui sama lahust tilgutatakse aurustunud uriinile, siis järgneb susisemine ja keemine ning lenduvad ja happelised soolad. koaguleeruvad mõne aja pärast kolmandaks.” olemuselt ammoniaaki meenutav aine. Ja kui lahjendate kannikese keetmist, lahustades selle väikeses koguses värskes uriinis, siis omandab paar tilka kääritatud uriini erkrohelist värvi.
Väga kaugel kaasaegsest teadusest. Alkeemias on palju, isegi Newtoni enda kirjutistes, mis meenutab maagiat. Ühes oma päevikus kopeeris ta kohusetundlikult mitu lõiku end Philaletheseks nimetanud alkeemiku George Starkey raamatust.
Lõik algab: "[Saturnis] on peidus surematu hing." Saturn tähendas tavaliselt pliid, kuna iga element oli seotud planeediga. Kuid antud juhul pidasid nad silmas hõbedast metalli, mida tuntakse antimoni nime all. "Surematu vaim" on gaas, mida maak eraldab äärmuslike temperatuurideni kuumutamisel. "Marss on Saturniga seotud armastuse sidemetega (see tähendas, et antimonile lisati rauda), mis iseenesest neelab suurt jõudu, mille vaim jagab Saturni keha ja mõlemast koos voolab imeline särav vesi, millesse loojub Päike. , vabastades oma valguse. Päike on kuld, mis antud juhul on sukeldatud elavhõbedasse, mida sageli nimetatakse amalgaamiks. "Veenus, heledaim täht, on [Marsi] embuses." Veenus nimetati selles etapis segule lisatud vaske. See metallurgiline retsept on tõenäoliselt "filosoofi kivi" saamise algusjärgu kirjeldus, mille poole püüdlesid kõik alkeemikud, kuna usuti, et selle abil on võimalik põhielemendid kullaks muuta.
Lavoisier ja tema kaasaegsed suutsid neist müstilistest loitsudest kaugemale jõuda, kuid keemikud uskusid juba sel ajal veel alkeemilistesse ideedesse, et ainete käitumise määravad kolm põhimõtet: elavhõbe (mis vedeldub), sool (mis pakseneb) ja väävel (mis muudab aine tuleohtlikuks). "Väävelvaim", mida nimetatakse ka terra pinguaks ("rasvane" või "õline" maa), hõivas paljude meelt. 18. sajandi alguses hakkas saksa keemik Georg Ernst Stahl seda nimetama flogistoniks (kreeka keelest phlog – tulega seotud).
Usuti, et esemed põlevad, kuna sisaldavad palju flogistooni. Kuna tuli põletab esemeid, eraldavad nad selle tuleohtliku aine õhku. Kui panete puutüki põlema, lõpetab see põlemise, jättes maha vaid tuhahunniku, alles siis, kui see on kogu flogistoni ära kasutanud. Seetõttu arvati, et puu koosneb tuhast ja flogistonist. Samamoodi pärast kaltsineerimist, s.o. Äärmusliku kuumusega kokkupuutel jääb metallist valge rabe aine, mida nimetatakse katlakiviks. Seetõttu koosneb metall flogistonist ja katlakivist. Roostetamine on aeglane põlemisprotsess, nagu hingamine, s.t. reaktsioonid, mis tekivad flogistoni õhku paiskamisel.
Kaaluti ka vastupidist protsessi. Usuti, et skaala meenutab maast kaevandatud maaki, mida seejärel rafineeriti, söe kõrval kuumutades redutseeriti või "regenereeriti". Süsi eraldas flogistoni, mis koos katlakiviga taastas läikiva metalli.
Iseenesest ei sisalda hüpoteetilise aine kasutamine, mida ei saa mõõta, kuid võib eeldada, midagi halba. Tänapäeval opereerivad kosmoloogid ka “tumeaine” mõistega, mis peab eksisteerima selleks, et galaktikad tsentrifugaaljõu mõjul pöörlemisel laiali ei lendaks ning et Universumi paisumise taga on gravitatsioonivastane “tumeenergia”.
Flogistoni abil saaksid teadlased loogiliselt seletada põlemist, kaltsineerimist, redutseerimist ja isegi hingamist. Keemia muutus ühtäkki tähendusrikkaks.
See aga ei lahendanud kõiki probleeme: pärast kaltsineerimist järele jäänud kaal kaalus rohkem kui algne metall. Kuidas võis juhtuda, et pärast flogistoni ainest lahkumist muutus see raskemaks? Nagu "tume energia" veerand aastatuhandet hiljem, ajendasid flogistoni prantsuse filosoofi Condorcet' sõnade kohaselt gravitatsioonile vastupidised jõud. Et see idee tunduks poeetilisem, teatas üks keemik, et flogiston "annab maa molekulidele tiivad".
Lavoisier, nagu tolleaegsed teadlased, oli kindel, et flogiston on aine üks peamisi komponente. Kuid selleks ajaks, kui ta teemantidega katsetama hakkas, hakkas ta mõtlema: kas miski võiks kaaluda alla nulli?
Tema ema suri, kui ta oli veel poisike, jättes talle pärandi, millest piisas, et asuda tulusale ettevõtmisele nimega "Põhipõllumajandus". Prantsuse valitsus sõlmis selle eraisikute konsortsiumiga lepingu maksude kogumiseks, millest teatud osa kuulusid põllumeestele nagu Lavoisier. See tegevus tõmbas teda pidevalt uurimistööst kõrvale, kuid andis sissetulekut, mis võimaldas tal mõne aja pärast saada Euroopa ühe parima labori omanikuks. Esimeste katsete hulgas 1769. aastal oli katse, millega Lavoisier otsustas katsetada tollal valitsenud ideed, et vett saab muuta maaks.
Tõendid olid üsna veenvad: pannil aurustuv vesi jätab tahke jäägi. Kuid Lavoisier otsustas selle põhja jõuda, kasutades pelikanina tuntud sublimatsioonilaeva. Alusel oli suur ümmargune anum ja väike ülemine kamber ning see oli varustatud kahe kumera toruga (natuke pelikani noka moodi), mille kaudu aur alla tagasi pöördus. Alkeemikute jaoks sümboliseeris pelikan Kristuse ohvriverd, mistõttu usuti, et pelikani anumal on muundumisjõud. Veelgi enam, pelikanis keev vesi aurustuks ja kondenseeruks pidevalt, nii et ükski aine - tahke, vedel või gaasiline - ei saaks süsteemist lahkuda.
Pärast sada päeva kestnud puhta vee destilleerimist avastas Lavoisier, et sete on tegelikult olemas. Aga ta arvas, kust see tuli. Pärast tühja Pelikani kaalumist märkas ta, et alus oli muutunud kergemaks. Kuivatanud ja kaalunud sette, nägi Lavoisier, et sette kaal vastab üsna täpselt anuma kaalu vähenemisele ning see asjaolu viis ta mõttele, et sette allikaks on anuma klaas.
Kaks aastat hiljem, 1771. aastal, sai Lavoisier kakskümmend kaheksa aastat vanaks. Samal aastal ta abiellus. Tema väljavalitu oli Marie-Anne Pierrette Polze, teise maksutaluniku kolmeteistkümneaastane tütar. (See üsna kena neiu oli selleks ajaks kihlatud ja tema teine potentsiaalne peigmees oli viiekümnene.) Maria Annale meeldisid tema abikaasa teaduslikud õpingud nii väga, et ta omandas kiiresti keemia ja aitas igal võimalikul viisil: tegi märkmeid, tõlkis ingliskeelset teaduskirjandust. prantsuse keelde ja tegi kõige keerukamad joonised eksperimendist, mis osutus nii elegantseks, et nagu filosoofikivi oli see määratud muutma alkeemia keemiaks.
Selle põlvkonna keemikud, kuhu Lavoisier kuulus, teadsid juba, et nagu inglane Joseph Priestley suutis sõnastada, "on mitut tüüpi õhku". Mefiitne (“haisev” või “käinud”) õhk põhjustab leegi kustumist ja selles olev hiir sureb lämbumise tõttu. Selline õhk muudab lubjavee (kaltsiumhüdroksiidi) häguseks, moodustades valge sademe (kaltsiumkarbonaat). Taimed tundsid end selles õhus aga hästi ja mõne aja pärast muutsid selle taas hingavaks.
Veel üks lämmatav gaas tekkis siis, kui küünal põles mõnda aega suletud anumas. See gaas ei sadestanud lubjavett ja kuna see oli selgelt seotud põlemisprotsessiga, hakati seda nimetama flogistoni õhuks või lämmastikuks (kreeka keelest "elutu"). Kõige salapärasem oli lenduv gaas, mis vabanes rauaviilide lahustamisel lahjendatud väävelhappes. See oli nii tuleohtlik, et seda nimetati tuleohtlikuks õhuks. Kui selle õhuga õhupalli täis puhuda, tõuseb see maapinnast kõrgele.
Tekkis küsimus, kas uued õhutüübid on keemilised elemendid või, nagu Priestley soovitas, "tavalise" õhu modifikatsioonid, mis saadakse flogistoni lisamise või eemaldamise teel?
Lavoisier kordas oma skepsisega raskusi mõningaid oma kolleegide katseid. Ta kinnitas, et fosforhappe põletamisel fosforhappe tootmiseks või väävli põletamisel väävelhappe tootmiseks tekib aineid, mis kaaluvad rohkem kui kasutatavad ained, s.t. nagu metallide kaltsineerimisel. Aga miks see muutus toimub? Talle tundus, et ta oli sellele küsimusele vastuse leidnud. Kasutades suurendusklaasi suletud klaasnõusse suletud tina kuumutamiseks, avastas ta, et kogu installatsioon kaalus enne ja pärast katset sama. Aeglaselt anumat avades kuulis ta, kuidas õhk müraga sisse tormas, misjärel kaal taas tõusis. Võib-olla ei põle esemed mitte sellepärast, et nad eraldavad flogistonit, vaid seetõttu, et neelavad mingi osa õhust?
Kui see nii on, siis taastamine, st. maagi sulatamisel puhtaks metalliks eraldub õhku. Ta mõõtis välja teatud koguse pliikivi, mida nimetatakse lithareks, ja asetas selle väikesele kõrgendatud pinnale veenõusse söetüki kõrvale. Kattes selle kõik klaaskellaga, hakkas ta luubi abil kaalu soojendama. Vee väljatõrjumise põhjal võis ta aimata, et gaas eraldub. Vabanenud gaasi hoolikalt kogudes avastas ta, et see gaas kustutas leegi ja sadestas lubjavee. Näib, et "jäänud" õhk oli taastumise tulemus, kuid kas see oli kõik?
Selgus, et vastus peitus punakas aines nimega mercurius calcinatus ehk elavhõbeda skaala, mida Pariisi apteekrid müüsid süüfilise raviks hinnaga 18 liivrit või rohkem untsi eest, s.t. 1000 dollarit tänaste hindadega. Kõik katsed selle ainega ei olnud vähem ekstravagantsed kui katsed teemantide põletamisega. Nagu iga teist katlakivi, saab seda saada puhta metalli kaltsineerimisel kõrgel leegil. Edasisel kuumutamisel muutus aga saadud aine taas elavhõbedaks. Teisisõnu, mercurius calcinatus saaks taastada isegi ilma sütt kasutamata. Aga mis oli siis flogistoni allikas? 1774. aastal kinnitasid Lavoisier ja mitmed tema kolleegid Prantsuse Teaduste Akadeemiast, et elavhõbeda katlakivi saab tõepoolest vähendada "ilma lisaaineteta", kaotades umbes kaheteistkümnendiku selle kaalust.
Priestley katsetas ka selle ainega, kuumutades seda suurendusklaasiga ja kogudes eraldunud gaase. “Mind rabas nii palju, et mul ei jätku sõnu isegi nende tunnete väljendamiseks,” kirjutas ta hiljem, “on see, et küünal põles siin õhus üsna tugeva leegiga... Ma ei leidnud sellele seletust. see nähtus." Saanud teada, et laborihiir tundis end võlugaasis hästi, otsustas ta seda ise hingata. «Mulle tundus, et mõne aja pärast tundsin rinnus erakordset kergust ja vabadust. Kes oleks osanud arvata, et sellest puhtast õhust saab lõpuks moekas luksuskaup. Vahepeal on ainult kahel hiirel ja minul endal olnud rõõm seda sisse hingata.»
Priestley otsustas gaasi, milles saab hästi hingata ja kergesti põleda, nimetada deflogisteerituks, s.t. õhk selle kõige puhtamal kujul. Ta ei olnud sellise mõttekäiguga üksi. Rootsis uuris "tuleõhu" omadusi ka apteeker nimega Karl Wilhelm Scheele.
Selleks ajaks oli Lavoisier juba nimetanud mercurius calcinatus'e redutseerimisel vabanevat gaasi "hingamisel äärmiselt kasulikuks" või "elusaks" õhuks. Nagu Priestley, uskus ta, et see gaas esindab õhku selle ürgsel kujul. Kuid siin tekkis Lavoisieril üks raskus. Kui ta püüdis elavhõbeda katlakivi vähendada söe abil, st. vanal tõestatud viisil eraldus sama gaas, mis lithargi taastamisel - kustutas küünlaleegi ja sadestas lubjavee. Miks tekkis elavhõbeda katlakivi vähendamisel ilma söeta "elus" õhk ja söe kasutamisel ilmus lämmatav "jäänud" õhk?
Kõik sai selgeks teha ainult ühe võimaluse. Lavoisier võttis riiulilt anuma, mida nimetati lapikuks. Selle alumine osa oli ümmargune ja Lavoisier soojendas kõrget kaela ja painutas seda nii, et see kaardus kõigepealt alla ja siis uuesti üles.
Kui tema 1769. aasta katses meenutas laev pelikani, siis praegune nägi välja nagu flamingo. Lavoisier valas neli untsi puhast elavhõbedat anuma ümarasse alumisse kambrisse (joonisel märgistus A). Anum paigaldati ahjule nii, et selle kael oli avatud anumas, mis oli samuti täidetud elavhõbedaga, ja tõsteti seejärel klaaskellaks. Seda seadistuse osa kasutati katse ajal tarbitava õhuhulga määramiseks. Märkinud paberiribaga taseme (LL), pani ta ahju põlema ja viis elavhõbeda kambris A peaaegu keemiseni.
Võib arvata, et esimesel päeval midagi erilist ei juhtunud. Väike kogus elavhõbedat aurustus ja settis lameda kolvi seintele. Saadud pallid olid piisavalt rasked, et uuesti alla voolata. Kuid teisel päeval hakkasid elavhõbeda - skaala pinnale tekkima punased täpid. Järgmise paari päeva jooksul suurenes punase kooriku suurus, kuni saavutas maksimaalse suuruse. Kaheteistkümnendal päeval lõpetas Lavoisier katse ja tegi mõned mõõtmised.
Sel ajal ületas elavhõbe klaaskellas esialgse taseme õhukoguse võrra, mis kulus katlakivi tekkeks. Võttes arvesse temperatuuri ja rõhu muutusi laboris, arvutas Lavoisier, et õhu hulk on vähenenud umbes kuuendiku võrra selle esialgsest mahust, s.o. 820 kuni 700 kuupsentimeetrit. Lisaks on muutunud gaasi olemus. Kui hiir pandi järelejäänud õhku sisaldavasse anumasse, hakkas see kohe lämbuma ja "sellesse õhku pandud küünal kustus kohe, nagu oleks see vette pandud." Kuid kuna gaas ei põhjustanud lubjavees settimist, võis selle põhjuseks olla pigem lämmastik kui "jäänud õhk".
Mida aga elavhõbe põlemisel õhust sai? Pärast metallile tekkinud punase katte eemaldamist hakkas Lavoisier seda retordis kuumutama, kuni see muutus taas elavhõbedaks, vabastades 100–150 kuupsentimeetrit gaasi – umbes sama palju kui kaltsineerimisel neeldunud elavhõbe. Sellesse gaasi sisestatud küünal "põles ilusti" ja süsi ei hõõgunud, vaid "hõõgus nii ereda valgusega, et silmad ei suutnud seda peaaegu välja kannatada".
See oli pöördepunkt. Põlev elavhõbe neelas atmosfäärist "elusat" õhku, jättes lämmastiku. Elavhõbeda redutseerimine viis taas "elusa" õhu vabanemiseni. Nii suutis Lavoisier eraldada kaks atmosfääriõhu põhikomponenti.
Et olla kindel, segas ta kaheksa osa "elusat" õhku ja nelikümmend kaks osa lämmastikku ning näitas, et saadud gaasil on kõik tavalise õhu omadused. Analüüs ja süntees: "Siin peitub kõige veenvam tõestus keemiast: õhk lagunemisel rekombineerub."
1777. aastal teatas Lavoisier oma uurimistöö tulemustest Teaduste Akadeemia liikmetele. Phlogiston osutus väljamõeldiseks. Põlemine ja kaltsineerimine toimusid siis, kui aine neelas "elavat" õhku, mida ta nimetas hapnikuks selle rolli tõttu hapete moodustumisel. (Oxy tähendab kreeka keeles "vürtsikas".) Õhust hapniku neelamisel jääb õhku ainult mittehingav lämmastik.
Mis puutub gaasi, mida nimetati "seisunud" õhuks, siis see tekkis siis, kui redutseerimisel vabanenud hapnik ühendas midagi söes, luues selle, mida me tänapäeval nimetame süsinikdioksiidiks.
Aasta-aastalt nurisesid Lavoisier’ kolleegid, eriti Priestley, selle üle, et ta väidetavalt omas ka nende tehtud katsetes ülimuslikkust.Priestley einestas kord Lavoisier’ paari majas ja rääkis neile oma flogistonist ilma jäänud õhust ja rootslastest. apteeker Scheele saatis Lavoisierile kirja, milles rääkis teie kogemustest. Kuid kõigest sellest hoolimata arvasid nad jätkuvalt, et hapnik on õhus, milles puudub flogiston.
2001. aastal esietendunud näidendis "Oxygen" lõid kaks keemikut Carl Djerassi ja Roald Hoffman süžee, milles Rootsi kuningas kutsus kolm teadlast Stockholmi, et otsustada, keda neist hapniku avastajaks pidada. Scheele oli esimene, kes gaasi isoleeris, ja Priestley avaldas esimesena dokumendi, mis viitas selle olemasolule, kuid ainult Lavoisier mõistis, mida nad avastasid.
Ta vaatas palju sügavamale ja sõnastas massi jäävuse seaduse. Keemilise reaktsiooni tulemusena muudab aine - antud juhul elavhõbeda ja õhu põlemine - kuju. Kuid massi ei tekitata ega hävitata. Kuna reaktsiooni siseneb palju aineid, peaks välja tulema sama kogus. Nagu maksukoguja võib öelda, peab tasakaal niikuinii tasakaalus olema.
Aastal 1794, revolutsioonilise terrori ajal, tunnistati Lavoisier ja Marie-Anne isa koos teiste maksutalunikega "rahvavaenlasteks". Need toodi käruga Revolutsiooni väljakule, kuhu olid juba ehitatud puidust lavad, mis välimuseltki meenutasid platvormi, millel Lavoisier teemante põletas. Ainult tohutute läätsede asemel oli teine Prantsuse tehnoloogia saavutus - giljotiin.
Hiljuti ilmus Internetti teade, et hukkamise ajal suutis Lavoisier oma viimase katse läbi viia. Fakt on see, et nad hakkasid Prantsusmaal giljotiini kasutama, kuna arvasid, et see on humaanseim hukkamisviis – see toob kohese ja valutu surma. Ja nüüd oli Lavoisier'l võimalus teada saada, kas see oli nii. Hetkel, kui giljotiini tera tema kaela puudutas, hakkas ta silmi pilgutama ja tegi seda nii palju kui suutis. Rahva hulgas oli abiline, kes pidi kokku lugema, mitu korda ta suudab pilgutada. Võimalik, et see lugu on väljamõeldis, kuid see on üsna Lavoisier' vaimus.
Neid sõnu ütleb näidendis Marie-Anne Lavoisier.
Süsinik (inglise Carbon, French Carbone, saksa Kohlenstoff) on söe, tahma ja tahma kujul olnud inimkonnale teada juba ammusest ajast; umbes 100 tuhat aastat tagasi, kui meie esivanemad tuld valdasid, tegelesid nad iga päev söe ja tahmaga. Tõenäoliselt said inimesed väga varakult tuttavaks süsiniku - teemandi ja grafiidi, aga ka fossiilse kivisöe allotroopsete modifikatsioonidega. Pole üllatav, et süsinikku sisaldavate ainete põletamine oli üks esimesi keemilisi protsesse, mis inimest huvitas. Kuna põlev aine kadus põlemisel ära, peeti põlemist aine lagunemise protsessiks ja seetõttu ei peetud kivisütt (või süsinikku) elemendiks. Element oli tuli – põlemisega kaasnev nähtus; Vanades elementide õpetustes esineb tuli tavaliselt ühe elemendina. XVII - XVIII sajandi vahetusel. Tekkis flogistoni teooria, mille esitasid Becher ja Stahl. See teooria tunnistas igas põlevas kehas spetsiaalse elementaarse aine - kaalutu vedeliku - flogistoni olemasolu, mis põlemisprotsessi käigus aurustub. Kuna suures koguses kivisütt põletades jääb järele vaid veidi tuhka, uskus flogistika, et kivisüsi on peaaegu puhas flogiston. See selgitas eelkõige kivisöe „flogiseerivat” toimet – selle võimet taastada metalle „lubjadest” ja maakidest. Hilisemad flogistikud, Reaumur, Bergman jt, hakkasid juba mõistma, et kivisüsi on elementaarne aine. "Puhast kivisütt" tunnistas aga esmakordselt Lavoisier, kes uuris söe ja muude ainete põlemisprotsessi õhus ja hapnikus. Guiton de Morveau, Lavoisier', Berthollet' ja Fourcroix' raamatus "Keemilise nomenklatuuri meetod" (1787) esines prantsuskeelse "pure coal" (charbone pur) asemel nimetus "süsinik" (carbone). Sama nime all on süsinik Lavoisier' keemia algõpiku "Lihtkehade tabelis". 1791. aastal sai inglise keemik Tennant esimesena vaba süsiniku; ta lasi fosfori auru üle kaltsineeritud kriidi, mille tulemusena tekkis kaltsiumfosfaat ja süsinik. Ammu on teada, et teemant põleb tugeval kuumutamisel jääki jätmata. Aastal 1751 nõustus Prantsuse kuningas Francis I andma põlemiskatseteks teemanti ja rubiini, misjärel muutusid need katsed isegi moes. Selgus, et ainult teemant põleb ja rubiin (alumiiniumoksiid kroomi lisandiga) talub pikaajalist kuumutamist süüteläätse fookuses ilma kahjustusteta. Lavoisier viis läbi uue katse teemantide põletamisel suure süütemasinaga ja jõudis järeldusele, et teemant on kristalne süsinik. Teine süsiniku allotroop - grafiit alkeemilisel perioodil peeti modifitseeritud plii läikeks ja seda nimetati plumbagoks; Alles 1740. aastal avastas Pott, et grafiidis pole plii lisandeid. Scheele uuris grafiiti (1779) ja, olles flogistik, pidas seda eriliseks väävlikehaks, spetsiaalseks mineraalseks kivisöeks, mis sisaldas seotud “õhuhapet” (CO 2) ja suures koguses flogistooni.
Kakskümmend aastat hiljem muutis Guiton de Morveau teemandi hoolika kuumutamisega grafiidiks ja seejärel süsihappeks.
Rahvusvaheline nimi Carboneum pärineb ladina keelest. carbo (kivisüsi). See sõna on väga iidse päritoluga. Seda võrreldakse cremare'iga - põletada; root sag, cal, vene gar, gal, gol, sanskriti sta tähendab keema, küpsetama. Sõna "carbo" on seotud süsiniku nimetustega teistes Euroopa keeltes (süsinik, süsi jne). Saksa keel Kohlenstoff pärineb Kohlest – kivisüsi (vanasaksa kolo, rootsi kylla – kütta). Vanavene ugorati ehk ugarati (põletama, kõrvetama) juureks on gar ehk mäed, võimaliku üleminekuga golile; kivisüsi vanas vene keeles yugal ehk sama päritolu kivisüsi. Sõna teemant (Diamante) tuleb vanakreeka keelest – hävimatu, järeleandmatu, kõva ja grafiit kreeka keelest – ma kirjutan.
19. sajandi alguses. vana sõna kivisüsi asendati vene keemiakirjanduses mõnikord sõnaga "karbonaat" (Scherer, 1807; Severgin, 1815); Alates 1824. aastast võttis Solovjov kasutusele nime süsinik.
Ühel 1772. aasta sügispäeval võisid pariislased, kes kõndisid Louvre'i lähedal Infanta aias Seine'i kaldapealsel, näha kummalist ehitist, mis meenutas lamedat vankrit kuuel rattal puidust platvormi kujul. Sellele paigaldati tohutu klaas. Kaks suurimat objektiivi, mille raadius oli kaheksa jalga, kinnitati kokku, moodustades suurendusklaasi, mis kogus päikesekiiri ja suunas need teisele, väiksemale objektiivile ja seejärel laua pinnale. Platvormil seisid eksperimendis osalenud parukate ja mustade prillidega teadlased ning nende abilised siplesid tekil ringi nagu meremehed, kohandades kogu seda keerulist struktuuri päikesega, hoides pidevalt üle taeva hõljuvat valgustit "relva ähvardusel".
Inimeste seas, kes kasutasid seda võimalust, 18. sajandi osakeste kiirendit, oli Antoine Laurent Lavoisier. Seejärel tundis ta huvi, mis juhtub, kui teemant põletatakse.
See, et teemandid põlevad, oli juba ammu teada ja kohalikud juveliirid palusid Prantsuse Teaduste Akadeemial uurida, kas sellega kaasnevad riskid. Lavoisier’d ennast huvitas veidi teistsugune küsimus: põlemise keemiline olemus. "Tuleklaasi" ilu seisnes selles, et suunates päikesekiired konteineri sees olevasse punkti, soojendas see kõike, mida sellesse kohta sai panna. Anumast tulev suits sai toru kaudu juhtida vett sisaldavasse anumasse, selles sisalduvad osakesed sadestada, seejärel vesi aurustada ja jääki analüüsida.
Kahjuks katse ebaõnnestus: intensiivne kuumutamine põhjustas klaasi pideva lõhkemise. Lavoisier ei heitnud aga meelt – tal olid teised ideed. Ta pakkus Teaduste Akadeemiale välja programmi, mis uuriks "aines sisalduvat õhku" ja seda, kuidas see, see õhk, on seotud põlemisprotsessidega.
Newtonil õnnestus füüsika areng õiget rada pidi suunata, kuid keemias olid tollal asjad väga halvasti – see oli ikkagi alkeemia vang. "Hästi püstjahutiga soolalahuses lahustatud henna annab värvitu lahuse," kirjutas Newton. "Aga kui paned selle heasse vitrioliõlisse ja loksutage, kuni see lahustub, muutub segu esmalt kollaseks ja seejärel tumepunaseks." Selle “kokaraamatu” lehtedel polnud mõõtude ega koguste kohta midagi öeldud. "Kui soolapiiritus panna värskesse uriini, segunevad mõlemad lahused kergesti ja rahulikult," märkis ta, "kuid kui sama lahust tilgutatakse aurustunud uriinile, siis järgneb susisemine ja keemine ning lenduvad ja happelised soolad. koaguleeruvad mõne aja pärast kolmandaks.” olemuselt ammoniaaki meenutav aine. Ja kui lahjendate kannikese keetmist, lahustades selle väikeses koguses värskes uriinis, siis omandab paar tilka kääritatud uriini erkrohelist värvi.
Väga kaugel kaasaegsest teadusest. Alkeemias on palju, isegi Newtoni enda kirjutistes, mis meenutab maagiat. Ühes oma päevikus kopeeris ta kohusetundlikult mitu lõiku end Philaletheseks nimetanud alkeemiku George Starkey raamatust.
Lõik algab: "[Saturnis] on peidus surematu hing." Saturn tähendas tavaliselt pliid, kuna iga element oli seotud planeediga. Kuid antud juhul pidasid nad silmas hõbedast metalli, mida tuntakse antimoni nime all. "Surematu vaim" on gaas, mida maak eraldab äärmuslike temperatuurideni kuumutamisel. "Marss on Saturniga seotud armastuse sidemetega (see tähendas, et antimonile lisati rauda), mis iseenesest neelab suurt jõudu, mille vaim jagab Saturni keha ja mõlemast koos voolab imeline särav vesi, millesse loojub Päike. , vabastades oma valguse. Päike on kuld, mis antud juhul on sukeldatud elavhõbedasse, mida sageli nimetatakse amalgaamiks. "Veenus, heledaim täht, on [Marsi] embuses." Veenus nimetati selles etapis segule lisatud vaske. See metallurgiline retsept on tõenäoliselt "filosoofi kivi" saamise algusjärgu kirjeldus, mille poole püüdlesid kõik alkeemikud, kuna usuti, et selle abil on võimalik põhielemendid kullaks muuta.
Lavoisier ja tema kaasaegsed suutsid neist müstilistest loitsudest kaugemale jõuda, kuid keemikud uskusid juba sel ajal veel alkeemilistesse ideedesse, et ainete käitumise määravad kolm põhimõtet: elavhõbe (mis vedeldub), sool (mis pakseneb) ja väävel (mis muudab aine tuleohtlikuks). "Väävelvaim", mida nimetatakse ka terra pinguaks ("rasvane" või "õline" maa), hõivas paljude meelt. 18. sajandi alguses hakkas saksa keemik Georg Ernst Stahl seda nimetama flogistoniks (kreeka keelest phlog – tulega seotud).
Usuti, et esemed põlevad, kuna sisaldavad palju flogistooni. Kuna tuli põletab esemeid, eraldavad nad selle tuleohtliku aine õhku. Kui panete puutüki põlema, lõpetab see põlemise, jättes maha vaid tuhahunniku, alles siis, kui see on kogu flogistoni ära kasutanud. Seetõttu arvati, et puu koosneb tuhast ja flogistonist. Samamoodi pärast kaltsineerimist, s.o. Äärmusliku kuumusega kokkupuutel jääb metallist valge rabe aine, mida nimetatakse katlakiviks. Seetõttu koosneb metall flogistonist ja katlakivist. Roostetamine on aeglane põlemisprotsess, nagu hingamine, s.t. reaktsioonid, mis tekivad flogistoni õhku paiskamisel.
Kaaluti ka vastupidist protsessi. Usuti, et skaala meenutab maast kaevandatud maaki, mida seejärel rafineeriti, söe kõrval kuumutades redutseeriti või "regenereeriti". Süsi eraldas flogistoni, mis koos katlakiviga taastas läikiva metalli.
Iseenesest ei sisalda hüpoteetilise aine kasutamine, mida ei saa mõõta, kuid võib eeldada, midagi halba. Tänapäeval opereerivad kosmoloogid ka “tumeaine” mõistega, mis peab eksisteerima selleks, et galaktikad tsentrifugaaljõu mõjul pöörlemisel laiali ei lendaks ning et Universumi paisumise taga on gravitatsioonivastane “tumeenergia”.
Flogistoni abil saaksid teadlased loogiliselt seletada põlemist, kaltsineerimist, redutseerimist ja isegi hingamist. Keemia muutus ühtäkki tähendusrikkaks.
See aga ei lahendanud kõiki probleeme: pärast kaltsineerimist järele jäänud kaal kaalus rohkem kui algne metall. Kuidas võis juhtuda, et pärast flogistoni ainest lahkumist muutus see raskemaks? Nagu "tume energia" veerand aastatuhandet hiljem, ajendasid flogistoni prantsuse filosoofi Condorcet' sõnade kohaselt gravitatsioonile vastupidised jõud. Et see idee tunduks poeetilisem, teatas üks keemik, et flogiston "annab maa molekulidele tiivad".
Lavoisier, nagu tolleaegsed teadlased, oli kindel, et flogiston on aine üks peamisi komponente. Kuid selleks ajaks, kui ta teemantidega katsetama hakkas, hakkas ta mõtlema: kas miski võiks kaaluda alla nulli?
Tema ema suri, kui ta oli veel poisike, jättes talle pärandi, millest piisas, et asuda tulusale ettevõtmisele nimega "Põhipõllumajandus". Prantsuse valitsus sõlmis selle eraisikute konsortsiumiga lepingu maksude kogumiseks, millest teatud osa kuulusid põllumeestele nagu Lavoisier. See tegevus tõmbas teda pidevalt uurimistööst kõrvale, kuid andis sissetulekut, mis võimaldas tal mõne aja pärast saada Euroopa ühe parima labori omanikuks. Esimeste katsete hulgas 1769. aastal oli katse, millega Lavoisier otsustas katsetada tollal valitsenud ideed, et vett saab muuta maaks.
Tõendid olid üsna veenvad: pannil aurustuv vesi jätab tahke jäägi. Kuid Lavoisier otsustas selle põhja jõuda, kasutades pelikanina tuntud sublimatsioonilaeva. Alusel oli suur ümmargune anum ja väike ülemine kamber ning see oli varustatud kahe kumera toruga (natuke pelikani noka moodi), mille kaudu aur alla tagasi pöördus. Alkeemikute jaoks sümboliseeris pelikan Kristuse ohvriverd, mistõttu usuti, et pelikani anumal on muundumisjõud. Veelgi enam, pelikanis keev vesi aurustuks ja kondenseeruks pidevalt, nii et ükski aine - tahke, vedel või gaasiline - ei saaks süsteemist lahkuda.
Pärast sada päeva kestnud puhta vee destilleerimist avastas Lavoisier, et sete on tegelikult olemas. Aga ta arvas, kust see tuli. Pärast tühja Pelikani kaalumist märkas ta, et alus oli muutunud kergemaks. Kuivatanud ja kaalunud sette, nägi Lavoisier, et sette kaal vastab üsna täpselt anuma kaalu vähenemisele ning see asjaolu viis ta mõttele, et sette allikaks on anuma klaas.
Kaks aastat hiljem, 1771. aastal, sai Lavoisier kakskümmend kaheksa aastat vanaks. Samal aastal ta abiellus. Tema väljavalitu oli Marie-Anne Pierrette Polze, teise maksutaluniku kolmeteistkümneaastane tütar. (See üsna kena neiu oli selleks ajaks kihlatud ja tema teine potentsiaalne peigmees oli viiekümnene.) Maria Annale meeldisid tema abikaasa teaduslikud õpingud nii väga, et ta omandas kiiresti keemia ja aitas igal võimalikul viisil: tegi märkmeid, tõlkis ingliskeelset teaduskirjandust. prantsuse keelde ja tegi kõige keerukamad joonised eksperimendist, mis osutus nii elegantseks, et nagu filosoofikivi oli see määratud muutma alkeemia keemiaks.
Selle põlvkonna keemikud, kuhu Lavoisier kuulus, teadsid juba, et nagu inglane Joseph Priestley suutis sõnastada, "on mitut tüüpi õhku". Mefiitne (“haisev” või “käinud”) õhk põhjustab leegi kustumist ja selles olev hiir sureb lämbumise tõttu. Selline õhk muudab lubjavee (kaltsiumhüdroksiidi) häguseks, moodustades valge sademe (kaltsiumkarbonaat). Taimed tundsid end selles õhus aga hästi ja mõne aja pärast muutsid selle taas hingavaks.
Veel üks lämmatav gaas tekkis siis, kui küünal põles mõnda aega suletud anumas. See gaas ei sadestanud lubjavett ja kuna see oli selgelt seotud põlemisprotsessiga, hakati seda nimetama flogistoni õhuks või lämmastikuks (kreeka keelest "elutu"). Kõige salapärasem oli lenduv gaas, mis vabanes rauaviilide lahustamisel lahjendatud väävelhappes. See oli nii tuleohtlik, et seda nimetati tuleohtlikuks õhuks. Kui selle õhuga õhupalli täis puhuda, tõuseb see maapinnast kõrgele.
Tekkis küsimus, kas uued õhutüübid on keemilised elemendid või, nagu Priestley soovitas, "tavalise" õhu modifikatsioonid, mis saadakse flogistoni lisamise või eemaldamise teel?
Lavoisier kordas oma skepsisega raskusi mõningaid oma kolleegide katseid. Ta kinnitas, et fosforhappe põletamisel fosforhappe tootmiseks või väävli põletamisel väävelhappe tootmiseks tekib aineid, mis kaaluvad rohkem kui kasutatavad ained, s.t. nagu metallide kaltsineerimisel. Aga miks see muutus toimub? Talle tundus, et ta oli sellele küsimusele vastuse leidnud. Kasutades suurendusklaasi suletud klaasnõusse suletud tina kuumutamiseks, avastas ta, et kogu installatsioon kaalus enne ja pärast katset sama. Aeglaselt anumat avades kuulis ta, kuidas õhk müraga sisse tormas, misjärel kaal taas tõusis. Võib-olla ei põle esemed mitte sellepärast, et nad eraldavad flogistonit, vaid seetõttu, et neelavad mingi osa õhust?
Kui see nii on, siis taastamine, st. maagi sulatamisel puhtaks metalliks eraldub õhku. Ta mõõtis välja teatud koguse pliikivi, mida nimetatakse lithareks, ja asetas selle väikesele kõrgendatud pinnale veenõusse söetüki kõrvale. Kattes selle kõik klaaskellaga, hakkas ta luubi abil kaalu soojendama. Vee väljatõrjumise põhjal võis ta aimata, et gaas eraldub. Vabanenud gaasi hoolikalt kogudes avastas ta, et see gaas kustutas leegi ja sadestas lubjavee. Näib, et "jäänud" õhk oli taastumise tulemus, kuid kas see oli kõik?
Selgus, et vastus peitus punakas aines nimega mercurius calcinatus ehk elavhõbeda skaala, mida Pariisi apteekrid müüsid süüfilise raviks hinnaga 18 liivrit või rohkem untsi eest, s.t. 1000 dollarit tänaste hindadega. Kõik katsed selle ainega ei olnud vähem ekstravagantsed kui katsed teemantide põletamisega. Nagu iga teist katlakivi, saab seda saada puhta metalli kaltsineerimisel kõrgel leegil. Edasisel kuumutamisel muutus aga saadud aine taas elavhõbedaks. Teisisõnu, mercurius calcinatus saaks taastada isegi ilma sütt kasutamata. Aga mis oli siis flogistoni allikas? 1774. aastal kinnitasid Lavoisier ja mitmed tema kolleegid Prantsuse Teaduste Akadeemiast, et elavhõbeda katlakivi saab tõepoolest vähendada "ilma lisaaineteta", kaotades umbes kaheteistkümnendiku selle kaalust.
Priestley katsetas ka selle ainega, kuumutades seda suurendusklaasiga ja kogudes eraldunud gaase. “Mind rabas nii palju, et mul ei jätku sõnu isegi nende tunnete väljendamiseks,” kirjutas ta hiljem, “on see, et küünal põles siin õhus üsna tugeva leegiga... Ma ei leidnud sellele seletust. see nähtus." Saanud teada, et laborihiir tundis end võlugaasis hästi, otsustas ta seda ise hingata. «Mulle tundus, et mõne aja pärast tundsin rinnus erakordset kergust ja vabadust. Kes oleks osanud arvata, et sellest puhtast õhust saab lõpuks moekas luksuskaup. Vahepeal on ainult kahel hiirel ja minul endal olnud rõõm seda sisse hingata.»
Priestley otsustas gaasi, milles saab hästi hingata ja kergesti põleda, nimetada deflogisteerituks, s.t. õhk selle kõige puhtamal kujul. Ta ei olnud sellise mõttekäiguga üksi. Rootsis uuris "tuleõhu" omadusi ka apteeker nimega Karl Wilhelm Scheele.
Selleks ajaks oli Lavoisier juba nimetanud mercurius calcinatus'e redutseerimisel vabanevat gaasi "hingamisel äärmiselt kasulikuks" või "elusaks" õhuks. Nagu Priestley, uskus ta, et see gaas esindab õhku selle ürgsel kujul. Kuid siin tekkis Lavoisieril üks raskus. Kui ta püüdis elavhõbeda katlakivi vähendada söe abil, st. vanal tõestatud viisil eraldus sama gaas, mis lithargi taastamisel - kustutas küünlaleegi ja sadestas lubjavee. Miks tekkis elavhõbeda katlakivi vähendamisel ilma söeta "elus" õhk ja söe kasutamisel ilmus lämmatav "jäänud" õhk?
Kõik sai selgeks teha ainult ühe võimaluse. Lavoisier võttis riiulilt anuma, mida nimetati lapikuks. Selle alumine osa oli ümmargune ja Lavoisier soojendas kõrget kaela ja painutas seda nii, et see kaardus kõigepealt alla ja siis uuesti üles.
Kui tema 1769. aasta katses meenutas laev pelikani, siis praegune nägi välja nagu flamingo. Lavoisier valas neli untsi puhast elavhõbedat anuma ümarasse alumisse kambrisse (joonisel märgistus A). Anum paigaldati ahjule nii, et selle kael oli avatud anumas, mis oli samuti täidetud elavhõbedaga, ja tõsteti seejärel klaaskellaks. Seda seadistuse osa kasutati katse ajal tarbitava õhuhulga määramiseks. Märkinud paberiribaga taseme (LL), pani ta ahju põlema ja viis elavhõbeda kambris A peaaegu keemiseni.
Võib arvata, et esimesel päeval midagi erilist ei juhtunud. Väike kogus elavhõbedat aurustus ja settis lameda kolvi seintele. Saadud pallid olid piisavalt rasked, et uuesti alla voolata. Kuid teisel päeval hakkasid elavhõbeda - skaala pinnale tekkima punased täpid. Järgmise paari päeva jooksul suurenes punase kooriku suurus, kuni saavutas maksimaalse suuruse. Kaheteistkümnendal päeval lõpetas Lavoisier katse ja tegi mõned mõõtmised.
Sel ajal ületas elavhõbe klaaskellas esialgse taseme õhukoguse võrra, mis kulus katlakivi tekkeks. Võttes arvesse temperatuuri ja rõhu muutusi laboris, arvutas Lavoisier, et õhu hulk on vähenenud umbes kuuendiku võrra selle esialgsest mahust, s.o. 820 kuni 700 kuupsentimeetrit. Lisaks on muutunud gaasi olemus. Kui hiir pandi järelejäänud õhku sisaldavasse anumasse, hakkas see kohe lämbuma ja "sellesse õhku pandud küünal kustus kohe, nagu oleks see vette pandud." Kuid kuna gaas ei põhjustanud lubjavees settimist, võis selle põhjuseks olla pigem lämmastik kui "jäänud õhk".
Mida aga elavhõbe põlemisel õhust sai? Pärast metallile tekkinud punase katte eemaldamist hakkas Lavoisier seda retordis kuumutama, kuni see muutus taas elavhõbedaks, vabastades 100–150 kuupsentimeetrit gaasi – umbes sama palju kui kaltsineerimisel neeldunud elavhõbe. Sellesse gaasi sisestatud küünal "põles ilusti" ja süsi ei hõõgunud, vaid "hõõgus nii ereda valgusega, et silmad ei suutnud seda peaaegu välja kannatada".
See oli pöördepunkt. Põlev elavhõbe neelas atmosfäärist "elusat" õhku, jättes lämmastiku. Elavhõbeda redutseerimine viis taas "elusa" õhu vabanemiseni. Nii suutis Lavoisier eraldada kaks atmosfääriõhu põhikomponenti.
Et olla kindel, segas ta kaheksa osa "elusat" õhku ja nelikümmend kaks osa lämmastikku ning näitas, et saadud gaasil on kõik tavalise õhu omadused. Analüüs ja süntees: "Siin peitub kõige veenvam tõestus keemiast: õhk lagunemisel rekombineerub."
1777. aastal teatas Lavoisier oma uurimistöö tulemustest Teaduste Akadeemia liikmetele. Phlogiston osutus väljamõeldiseks. Põlemine ja kaltsineerimine toimusid siis, kui aine neelas "elavat" õhku, mida ta nimetas hapnikuks selle rolli tõttu hapete moodustumisel. (Oxy tähendab kreeka keeles "vürtsikas".) Õhust hapniku neelamisel jääb õhku ainult mittehingav lämmastik.
Mis puutub gaasi, mida nimetati "seisunud" õhuks, siis see tekkis siis, kui redutseerimisel vabanenud hapnik ühendas midagi söes, luues selle, mida me tänapäeval nimetame süsinikdioksiidiks.
Aasta-aastalt nurisesid Lavoisier’ kolleegid, eriti Priestley, selle üle, et ta väidetavalt omas ka nende tehtud katsetes ülimuslikkust.Priestley einestas kord Lavoisier’ paari majas ja rääkis neile oma flogistonist ilma jäänud õhust ja rootslastest. apteeker Scheele saatis Lavoisierile kirja, milles rääkis teie kogemustest. Kuid kõigest sellest hoolimata arvasid nad jätkuvalt, et hapnik on õhus, milles puudub flogiston.
2001. aastal esietendunud näidendis "Oxygen" lõid kaks keemikut Carl Djerassi ja Roald Hoffman süžee, milles Rootsi kuningas kutsus kolm teadlast Stockholmi, et otsustada, keda neist hapniku avastajaks pidada. Scheele oli esimene, kes gaasi isoleeris, ja Priestley avaldas esimesena dokumendi, mis viitas selle olemasolule, kuid ainult Lavoisier mõistis, mida nad avastasid.
Ta vaatas palju sügavamale ja sõnastas massi jäävuse seaduse. Keemilise reaktsiooni tulemusena muudab aine – antud juhul elavhõbeda ja õhu põletamise – kuju. Kuid massi ei tekitata ega hävitata. Kuna reaktsiooni siseneb palju aineid, peaks välja tulema sama kogus. Nagu maksukoguja võib öelda, peab tasakaal niikuinii tasakaalus olema.
Aastal 1794, revolutsioonilise terrori ajal, tunnistati Lavoisier ja Marie-Anne isa koos teiste maksutalunikega "rahvavaenlasteks". Need toodi käruga Revolutsiooni väljakule, kuhu olid juba ehitatud puidust lavad, mis välimuseltki meenutasid platvormi, millel Lavoisier teemante põletas. Ainult tohutute läätsede asemel oli teine Prantsuse tehnoloogia saavutus - giljotiin.
Hiljuti ilmus Internetti teade, et hukkamise ajal suutis Lavoisier oma viimase katse läbi viia. Fakt on see, et nad hakkasid Prantsusmaal giljotiini kasutama, kuna arvasid, et see on humaanseim hukkamisviis – see toob kohese ja valutu surma. Ja nüüd oli Lavoisier'l võimalus teada saada, kas see oli nii. Hetkel, kui giljotiini tera tema kaela puudutas, hakkas ta silmi pilgutama ja tegi seda nii palju kui suutis. Rahva hulgas oli abiline, kes pidi kokku lugema, mitu korda ta suudab pilgutada. Võimalik, et see lugu on väljamõeldis, kuid see on üsna Lavoisier' vaimus.
c) George Johnson "Kümme ilusaimat teaduse eksperimenti."
Sõna "teemant" pärineb kreeka keelest. See on tõlgitud vene keelde kui "". Tõepoolest, selle kivi kahjustamiseks tuleb teha üliinimlikke jõupingutusi. See lõikab ja kriibib kõiki meile teadaolevaid mineraale, jäädes samas vigastamata. Hape ei kahjusta teda. Ühel päeval tehti uudishimust sepikojas katse: alasile pandi teemant ja löödi haamriga. Raudne läks peaaegu kaheks, kuid kivi jäi terveks.
Teemant põleb kauni sinaka värviga.
Kõigist tahketest ainetest on teemandil kõrgeim soojusjuhtivus. See on hõõrdumiskindel, isegi metalli vastu. See on kõige elastsem mineraal madalaima surveastmega. Teemanti huvitav omadus on luminestsents isegi kunstkiirte mõjul. See helendab kõigi vikerkaarevärvidega ja murrab värvi huvitaval viisil. See kivi näib olevat päikesevärviga küllastunud ja seejärel kiirgab seda. Nagu teate, pole looduslik teemant ilus, kuid just lõikamine annab sellele tõelise ilu. Lõigatud teemandist valmistatud vääriskive nimetatakse teemandiks.
Eksperimentide ajalugu
17. sajandil Inglismaal õnnestus Boyle'il põletada teemant, valgustades sellele läbi objektiivi päikesekiirt. Prantsusmaal ei andnud aga kogemus teemantide kaltsineerimisel sulatusanumas mingeid tulemusi. Katse läbi viinud Prantsuse juveliir leidis kividelt vaid õhukese kihi tumedat tahvlit. 17. sajandi lõpus suutsid Itaalia teadlased Averani ja Tardgioni kahte teemanti kokku sulatada püüdes kindlaks teha temperatuuri, mille juures teemant põleb - 720–1000 °C.
Teemant ei sula oma tugeva kristallvõrestruktuuri tõttu. Kõik katsed mineraali sulatada lõppesid selle põlemisega.
Suur prantsuse füüsik Antoine Lavoisier läks kaugemale, otsustades asetada teemandid suletud klaasnõusse ja täita see hapnikuga. Suure objektiivi abil kuumutas ta kive ja need põlesid täielikult. Õhu koostist uurides leidsid nad, et lisaks hapnikule sisaldab see süsihappegaasi, mis on hapniku ja süsiniku ühend. Nii saadi vastus: teemandid põlevad, kuid ainult hapniku juurdepääsuga, s.t. vabas õhus. Põlemisel muutub teemant süsinikdioksiidiks. Sellepärast, erinevalt kivisöest, ei jää pärast teemandi põletamist isegi tuhka alles. Teadlaste katsed on kinnitanud veel üht teemandi omadust: hapniku puudumisel teemant ei põle, vaid muutub selle molekulaarstruktuur. Temperatuuril 2000°C saab grafiiti kätte vaid 15-30 minutiga.
