1772'de bir sonbahar günü, Louvre yakınında, Infanta'nın bahçesinde, Seine kıyısı boyunca yürüyen Parisliler, altı tekerlekli ahşap bir platform şeklinde düz bir arabaya benzeyen tuhaf bir yapı görebiliyorlardı. Üzerine devasa bir cam yerleştirildi. Yarıçapı sekiz feet olan en büyük iki mercek, güneş ışınlarını toplayan ve onları ikinci, daha küçük bir merceğe ve ardından masanın yüzeyine yönlendiren bir büyüteç oluşturmak üzere birbirine tutturuldu. Platformda, deneye katılan peruklu ve siyah gözlüklü bilim adamları duruyordu ve asistanları, güvertedeki denizciler gibi koşuşturuyor, tüm bu karmaşık yapıyı güneşe göre ayarlıyor ve armatürü sürekli olarak gökyüzünde "silah zoruyla" tutuyordu.
18. yüzyılın "parçacık hızlandırıcısı" olan bu kurulumdan yararlananlar arasında Antoine Laurent Lavoisier de vardı. Daha sonra bir elmas yakıldığında ne olacağıyla ilgilendi.
Elmasların yandığı uzun zamandır biliniyordu ve yerel kuyumcular, Fransız Bilimler Akademisi'nden bunda herhangi bir risk olup olmadığının araştırılmasını istedi. Lavoisier'in kendisi biraz farklı bir soruyla ilgileniyordu: Yanmanın kimyasal özü. “Ateş camı”nın güzelliği, güneş ışınlarını kabın içindeki bir noktaya odaklayarak o noktaya konulabilecek her şeyi ısıtmasıydı. Kabın dumanı bir tüp yoluyla su içeren bir kaba yönlendirilebilir, içindeki parçacıklar çökeltilebilir, daha sonra su buharlaştırılabilir ve kalıntı analiz edilebilir.
Ne yazık ki deney başarısız oldu: Yoğun ısınma camın sürekli patlamasına neden oldu. Ancak Lavoisier umutsuzluğa kapılmadı; başka fikirleri vardı. Bilimler Akademisi'ne "maddenin içerdiği havayı" ve bu havanın yanma süreçleriyle nasıl ilişkili olduğunu incelemek için bir program önerdi.
Newton fiziğin gelişimini doğru yola yönlendirmeyi başardı, ancak o zamanlar kimyada işler çok kötüydü - kimya hâlâ simyanın esiriydi. Newton, "İyice tüketilmiş bir güherçile ruhunda çözünen kına, renksiz bir çözelti verecektir" diye yazdı. “Fakat onu iyi bir vitriol yağına koyup eriyene kadar çalkalarsanız, karışım önce sarıya, sonra koyu kırmızıya dönecektir.” Bu "yemek kitabının" sayfalarında ölçümler veya miktarlar hakkında hiçbir şey yazmıyordu. "Tuz ruhu taze idrara konursa, her iki çözelti de kolayca ve sakin bir şekilde karışacaktır" diye belirtti, "ancak aynı çözelti buharlaştırılmış idrarın üzerine damlatılırsa, bunu tıslama ve kaynama takip edecek ve uçucu ve asidik tuzlar oluşacaktır" Bir süre sonra üçüncüye pıhtılaşır." Doğada amonyağa benzeyen bir madde. Ve eğer bir menekşe kaynağını sulandırıp az miktarda taze idrarda çözerseniz, birkaç damla fermente idrar parlak yeşil bir renk alacaktır.
Modern bilimden çok uzak. Simyada, Newton'un kendi yazılarında bile büyüyü andıran pek çok şey vardır. Günlüklerinden birinde, kendisine Philalethes diyen simyacı George Starkey'in kitabından birkaç paragrafı özenle kopyaladı.
Pasaj şöyle başlıyor: "Ölümsüz ruh [Satürn'de] saklıdır." Her element bir gezegenle ilişkili olduğundan Satürn genellikle kurşun anlamına geliyordu. Ancak bu durumda antimon olarak bilinen gümüş rengi bir metalden bahsediyorlardı. "Ölümsüz Ruh", cevherin aşırı sıcaklıklara ısıtıldığında yaydığı bir gazdır. “Mars, Satürn'e sevgi bağlarıyla bağlanmıştır (bu, antimona demirin eklendiği anlamına geliyordu), bu kendi başına büyük bir gücü yok eden, ruhu Satürn'ün bedenini bölen ve her ikisinden birlikte Güneş'in battığı harika parlak su akan , ışığını serbest bırakıyor. Güneş, bu durumda genellikle amalgam olarak adlandırılan cıvaya batırılmış altındır. "En parlak yıldız Venüs, [Mars'ın] kucağında." Venüs bu aşamada karışıma eklenen bakıra verilen isimdir. Bu metalurjik tarif, büyük olasılıkla, tüm simyacıların çabaladığı "filozof taşı" nı elde etmenin ilk aşamalarının bir açıklamasıdır, çünkü onun yardımıyla temel elementleri altına dönüştürmenin mümkün olduğuna inanılıyordu.
Lavoisier ve çağdaşları bu mistik büyülerin ötesine geçmeyi başardılar, ancak kimyacılar o zamanlar bile maddelerin davranışının üç prensip tarafından belirlendiğine dair simya fikirlerine inanıyorlardı: cıva (sıvılaşan), tuz (yoğunlaşan) ve kükürt (koyulaşan) maddeyi yanıcı hale getirir). Terra pingua ("yağlı" veya "yağlı" toprak) olarak da adlandırılan "kükürtlü ruh" birçok kişinin zihnini işgal etti. 18. yüzyılın başında Alman kimyager Georg Ernst Stahl buna flojiston (Yunanca ateşle ilgili olan phlog'dan) adını vermeye başladı.
Nesnelerin çok fazla filojiston içerdikleri için yandığına inanılıyordu. Nesneler ateş tarafından tüketildiğinden bu yanıcı maddeyi havaya salarlar. Bir parça odunu ateşe verirseniz, ancak tüm flojistonu tükettiğinde yanmayı bırakır ve arkasında sadece bir kül yığını bırakır. Bu nedenle ağacın kül ve filojistondan oluştuğuna inanılıyordu. Benzer şekilde, kalsinasyondan sonra, yani. Aşırı ısıya maruz kaldığında metal, kireç adı verilen beyaz, kırılgan bir maddeyle kalır. Bu nedenle metal, flojiston ve puldan oluşur. Paslanma süreci nefes almak gibi yavaş bir yanma sürecidir. Filojiston havaya salındığında meydana gelen reaksiyonlar.
Ters süreç de dikkate alındı. Pulun, topraktan çıkarılan, daha sonra rafine edilen, indirgenmeye veya kömür yanında ısıtılarak "yenilenmeye" tabi tutulan cevhere benzediğine inanılıyordu. Kömür, parlak metali eski haline getirmek için kireçle birleşen flojistonu yaydı.
Ölçülemeyen ancak varsayılabilen varsayımsal bir maddenin kullanılması, başlı başına bir yanlışlık içermemektedir. Günümüzde kozmologlar da galaksilerin merkezkaç kuvvetinin etkisi altında dönerken uçup gitmemeleri için var olması gereken “karanlık madde” kavramıyla çalışıyorlar ve Evrenin genişlemesinin arkasında anti-yerçekimi “karanlık enerji” var.
Bilim insanları, filojistonun yardımıyla yanma, kalsinasyon, indirgeme ve hatta solunumu mantıksal olarak açıklayabildiler. Kimya aniden anlamlı hale geldi.
Ancak bu, tüm sorunları çözmedi: Kalsinasyondan sonra kalan tortu, orijinal metalden daha ağırdı. Filojiston maddeyi terk ettikten sonra nasıl daha ağır hale gelebilir? Çeyrek bin yıl sonraki "karanlık enerji" gibi, Fransız filozof Condorcet'in sözleriyle, flojiston da "yerçekimine ters yöndeki kuvvetler tarafından yönlendiriliyordu." Bu fikri daha şiirsel kılmak için bir kimyager, filojistonun "yeryüzünün moleküllerine kanat verdiğini" ilan etti.
Lavoisier, o zamanın bilim adamları gibi, flojistonun maddenin ana bileşenlerinden biri olduğundan emindi. Ancak elmaslarla deneyler yapmaya başladığında şunu merak etmeye başladı: Bir şeyin ağırlığı sıfırdan az olabilir mi?
Annesi, o daha çocukken öldü ve ona "Ana Çiftçilik" adı verilen kazançlı bir girişime girmeye yetecek kadar bir miras bıraktı. Fransız hükümeti, Lavoisier gibi çiftçilerin belirli bir paya sahip olduğu bu özel şahıslar konsorsiyumuyla vergi toplamak için bir anlaşma yaptı. Bu faaliyet onu sürekli olarak araştırmaktan uzaklaştırdı, ancak bir süre sonra Avrupa'nın en iyi laboratuvarlarından birinin sahibi olmasına olanak tanıyan bir gelir sağladı. 1769'daki ilk deneyler arasında Lavoisier'in o zamanlar yaygın olan suyun toprağa dönüştürülebileceği fikrini test etmeye karar verdiği bir deney vardı.
Kanıtlar oldukça ikna ediciydi: Tavada buharlaşan su, katı bir kalıntı bırakıyor. Ancak Lavoisier, pelikan olarak bilinen bir süblimasyon kabı kullanarak işin özüne inmeye karar verdi. Tabanında büyük yuvarlak bir kap ve küçük bir üst bölmesi bulunan kap, buharın aşağıya geri döndüğü iki kavisli tüple (biraz pelikan gagasına benzer) donatılmıştı. Simyacılar için pelikan, İsa'nın kurbanlık kanını simgeliyordu, dolayısıyla pelikan kabının dönüştürme gücüne sahip olduğuna inanılıyordu. Üstelik pelikanın içinde kaynayan su sürekli olarak buharlaşıp yoğunlaşacak, böylece katı, sıvı ya da gaz halindeki hiçbir madde sistemden çıkamayacaktı.
Saf suyu yüz gün boyunca damıttıktan sonra Lavoisier, tortunun gerçekten var olduğunu keşfetti. Ama nereden geldiğini tahmin etti. Boş Pelikanı tarttıktan sonra kabın hafiflediğini fark etti. Tortuyu kurutup tarttıktan sonra Lavoisier, tortunun ağırlığının kabın ağırlığındaki azalmaya oldukça doğru bir şekilde karşılık geldiğini gördü ve bu gerçek, onu tortunun kaynağının kabın camı olduğu fikrine götürdü.
İki yıl sonra, 1771'de Lavoisier yirmi sekiz yaşına girdi. Aynı yıl evlendi. Seçtiği kişi, başka bir iltizamcının on üç yaşındaki kızı Marie-Anne Pierrette Polze'ydi. (Bu oldukça güzel kız o sırada nişanlanmıştı ve ikinci potansiyel damadı elli yaşındaydı.) Maria Anna, kocasının bilimsel çalışmalarını o kadar sevdi ki, kısa sürede kimya konusunda uzmanlaştı ve elinden gelen her şekilde yardımcı oldu: notlar aldı, İngiliz bilimsel literatürünü İngilizceye çevirdi. Fransız ve o kadar zarif olduğu ortaya çıkan bir deneyin en karmaşık çizimlerini gerçekleştirdi ki, kaderinde felsefe taşı gibi simyayı kimyaya dönüştürmek vardı.
Lavoisier'in ait olduğu kuşağın kimyagerleri, İngiliz Joseph Priestley'in formüle edebildiği gibi, "havanın birkaç türü olduğunu" zaten biliyorlardı. Mefitik (“kötü kokulu” veya “bayat”) hava, alevin sönmesine neden olur ve içindeki fare boğularak ölür. Bu hava, kireç suyunu (kalsiyum hidroksit) bulanık hale getirerek beyaz bir çökelti (kalsiyum karbonat) oluşturur. Ancak bitkiler bu havada kendilerini iyi hissettiler ve bir süre sonra havayı tekrar nefes alabilir hale getirdiler.
Bir mum kapalı bir kapta bir süre yandığında başka bir boğucu gaz ortaya çıktı. Bu gaz, kireç suyunu çökeltmiyordu ve açıkça yanma süreciyle ilişkili olduğundan, ona flojiston havası veya nitrojen (Yunanca "cansız" kelimesinden gelir) adı verildi. Bunlardan en gizemli olanı, demir talaşlarının seyreltik sülfürik asit içinde çözülmesi sırasında açığa çıkan uçucu gazdı. O kadar yanıcıydı ki buna “yanıcı hava” deniyordu. Bir balonu bu havayla şişirirseniz yerden çok yükseklere çıkar.
Yeni hava türlerinin kimyasal elementler mi olduğu, yoksa Priestley'in önerdiği gibi, filojiston eklenerek veya çıkarılarak elde edilen "sıradan" havanın modifikasyonları mı olduğu sorusu ortaya çıktı.
Lavoisier şüpheciliğini sınırlamakta zorluk çekerek meslektaşlarının bazı deneylerini tekrarladı. Fosforik asit üretmek için fosforun yakılmasının veya sülfürik asit üretmek için kükürtün yakılmasının, kullanılan maddelerden daha ağır maddeler ürettiğini doğruladı; metallerin kalsinasyonunda olduğu gibi. Peki bu değişiklik neden meydana geliyor? Bu sorunun cevabını bulmuş gibi görünüyordu ona. Kapalı bir cam kabın içindeki tenekeyi ısıtmak için bir büyüteç kullanarak, tüm kurulumun deneyden önce ve sonra aynı ağırlığa sahip olduğunu keşfetti. Kabı yavaşça açınca içeriye bir gürültüyle hava hücum ettiğini duydu, ardından ağırlık yeniden arttı. Belki nesneler flojiston yaydıkları için değil, havanın bir kısmını emdikleri için yanıyorlar?
Eğer öyleyse, o zaman restorasyon, yani. cevherin saf metale eritilmesi havayı serbest bırakır. Litharge adı verilen belirli bir miktar kurşun pulunu ölçtü ve onu bir parça kömürün yanındaki su dolu bir kabın içindeki küçük, yüksek bir yüzeye yerleştirdi. Hepsini cam bir çanla kaplayarak, bir büyüteç kullanarak teraziyi ısıtmaya başladı. Suyun yerini değiştirdiğinden gazın açığa çıktığını tahmin edebiliyordu. Açığa çıkan gazı dikkatlice toplayarak bu gazın alevi söndürdüğünü ve kireç suyunu çökerttiğini keşfetti. Görünüşe göre "bayat" hava, iyileşmenin bir ürünüydü, ama hepsi bu muydu?
Cevabın, Parisli eczacılar tarafından frengiye çare olarak ons başına 18 libre veya daha fazla fiyata satılan, mercurius calcinatus veya cıva ölçeği adı verilen kırmızımsı bir maddede yattığı ortaya çıktı. Bugünün fiyatlarıyla 1.000 dolar. Bu maddeyle yapılan herhangi bir deney, yanan elmaslarla yapılan deneylerden daha az abartılı değildi. Diğer herhangi bir ölçek gibi, saf metalin yüksek ateşte kalsine edilmesiyle elde edilebilir. Ancak daha fazla ısıtıldığında ortaya çıkan madde tekrar cıvaya dönüştü. Başka bir deyişle, mercurius calcinatus odun kömürü kullanılmadan bile eski haline getirilebiliyordu. Peki o zaman filojistonun kaynağı neydi? 1774'te Lavoisier ve Fransız Bilimler Akademisi'ndeki birkaç meslektaşı, cıva tortusunun gerçekten de "ilave maddeler olmadan" ağırlığının yaklaşık on ikide biri kadar bir kayıpla azaltılabileceğini doğruladılar.
Priestley ayrıca bu maddeyi bir büyüteçle ısıtarak ve açığa çıkan gazları toplayarak deneyler yaptı. Daha sonra şöyle yazmıştı: "Beni bu kadar etkileyen, beni bunaltan duyguları ifade etmeye kelimelerin bile yetmemesi, mumun bu havada oldukça güçlü bir alevle yanmasıydı... Bunun için bir açıklama bulamadım." bu olgu." Laboratuvar faresinin sihirli gazda kendini iyi hissettiğini öğrendiğinde, onu kendisi solumaya karar verdi. “Bana öyle geldi ki bir süre sonra göğsümde olağanüstü bir hafiflik ve özgürlük hissettim. Kim bu temiz havanın sonunda modaya uygun lüks bir eşya haline geleceğini hayal edebilirdi. Bu arada sadece iki fare ve ben bunu soluma zevkini yaşadık.”
Priestley, kişinin iyi nefes alabileceği ve kolayca yanabileceği gazı "flojistondan arındırılmış" olarak adlandırmaya karar verdi, yani. havanın en saf hali. Böyle bir mantık yürütmede yalnız değildi. İsveç'te Karl Wilhelm Scheele adlı bir eczacı da "ateş havasının" özelliklerini araştırdı.
Bu zamana kadar Lavoisier, mercurius calcinatus'un indirgenmesi sırasında açığa çıkan gazı "solunum için son derece faydalı" veya "canlı" hava olarak adlandırmıştı. Priestley gibi o da bu gazın ilkel haliyle havayı temsil ettiğine inanıyordu. Ancak Lavoisier burada bir zorlukla karşılaştı. Kömür kullanarak cıva tortusunu azaltmaya çalıştığında; eski, kanıtlanmış yöntemle, litarjiyi geri yüklerken olduğu gibi aynı gaz açığa çıktı - mum alevini söndürdü ve kireç suyunu çökeltti. Neden kömür olmadan cıva tortusunun azaltılması "canlı" hava üretti ve kömür kullanıldığında boğucu "bayat" bir hava ortaya çıktı?
Her şeyi açıklığa kavuşturmanın tek bir yolu vardı. Lavoisier raftan düz şişe adı verilen bir kap aldı. Alt kısmı yuvarlaktı ve Lavoisier yüksek boynu ısıtıp önce aşağı, sonra tekrar yukarı kıvrılacak şekilde büktü.
1769'daki deneyinde gemi bir pelikana benziyorsa, şimdiki gemi de bir flamingoya benziyordu. Lavoisier kabın yuvarlak alt bölmesine (şekilde A ile işaretlenmiştir) dört ons saf cıva döktü. Kap, boynu da cıva ile doldurulmuş açık bir kapta olacak şekilde fırının üzerine yerleştirildi ve ardından bir cam çan şeklinde kaldırıldı. Kurulumun bu kısmı deney sırasında tüketilecek hava miktarını belirlemek için kullanıldı. Seviyeyi (LL) bir kağıt şeritle işaretledikten sonra fırını yaktı ve A odasındaki cıvayı neredeyse kaynama noktasına getirdi.
İlk gün özel bir şey yaşanmadığını varsayabiliriz. Az miktarda cıva buharlaştı ve düz şişenin duvarlarına yerleşti. Ortaya çıkan toplar tekrar aşağı akacak kadar ağırdı. Ancak ikinci gün cıva ölçeğinin yüzeyinde kırmızı noktalar oluşmaya başladı. Sonraki birkaç gün içinde kırmızı kabuğun boyutu maksimum boyutuna ulaşana kadar arttı. On ikinci günde Lavoisier deneyi durdurdu ve bazı ölçümler yaptı.
O sırada cam çanın içindeki cıva, kireç oluşturmak için tüketilen hava miktarı kadar başlangıç seviyesini aşıyordu. Laboratuvarın içindeki sıcaklık ve basınçtaki değişiklikleri hesaba katan Lavoisier, hava miktarının orijinal hacminin yaklaşık altıda biri kadar azaldığını hesapladı; 820 ila 700 santimetreküp arasında. Ayrıca gazın doğası da değişti. İçinde kalan havanın bulunduğu kabın içine bir fare yerleştirildiğinde, hemen boğulmaya başladı ve "bu havaya yerleştirilen mum, sanki suya konmuş gibi hemen söndü." Ancak gaz, kireçli suda çökelmeye neden olmadığından, bunun "bayat hava" yerine nitrojene atfedilmesi daha olasıdır.
Peki yanma sırasında cıva havadan ne aldı? Metal üzerinde oluşan kırmızı kaplamayı kaldıran Lavoisier, onu tekrar cıva haline gelene kadar bir imbikte ısıtmaya başladı ve 100 ila 150 santimetreküp gaz açığa çıkardı - kalsinasyon sırasında emilen cıva ile yaklaşık aynı miktarda. Bu gaza yerleştirilen mum "güzelce yandı" ve kömür yanmadı, ancak "o kadar parlak bir ışıkla parladı ki gözler buna dayanamadı."
Bu bir dönüm noktasıydı. Yanan cıva, atmosferdeki "canlı" havayı emerek nitrojeni bıraktı. Cıvanın azalması yine "canlı" havanın açığa çıkmasına neden oldu. Böylece Lavoisier atmosferik havanın iki ana bileşenini ayırmayı başardı.
Elbette sekiz ölçü "canlı" hava ile kırk iki ölçü nitrojeni karıştırdı ve ortaya çıkan gazın sıradan havanın tüm özelliklerine sahip olduğunu gösterdi. Analiz ve sentez: "Kimyada mevcut en ikna edici kanıt burada yatıyor: hava ayrıştığında yeniden birleşir."
1777'de Lavoisier araştırmasının sonuçlarını Bilimler Akademisi üyelerine bildirdi. Phlojiston'un bir kurgu olduğu ortaya çıktı. Yanma ve kalsinasyon, maddenin asit oluşumundaki rolü nedeniyle oksijen adını verdiği "canlı" havayı emdiğinde meydana geldi. (Oxy, Yunanca'da "baharatlı" anlamına gelir.) Havadaki oksijenin emilmesi, havada yalnızca solunamayan nitrojenin kalmasına neden olur.
"Bayat" hava olarak adlandırılan gaz ise, indirgeme sırasında açığa çıkan oksijenin kömürün içindeki bir şeyle birleşerek bugün karbondioksit dediğimiz şeyi oluşturmasıyla oluşmuştur.
Yıllar geçtikçe, Lavoisier'in meslektaşları, özellikle de Priestley, yaptıkları deneylerde onun iddiaya göre önceliği kendisine yakıştırdığı gerçeğinden yakınıyordu.Priestley bir keresinde Lavoisier çiftinin evinde yemek yemiş ve onlara flojistondan yoksun havasından ve İsveç havasından bahsetmişti. eczacı Scheele, Lavoisier'e deneyimlerinizi anlatan bir mektup gönderdi. Ancak tüm bunlara rağmen oksijenin flojistondan yoksun hava olduğunu düşünmeye devam ettiler.
2001'de prömiyeri yapılan Oksijen oyununda, iki kimyager, Carl Djerassi ve Roald Hoffman, İsveç kralının üç bilim adamını, hangisinin oksijenin kaşifi olarak görülmesi gerektiğine karar vermek için Stockholm'e davet ettiği bir komplo yarattı. Gazı ilk izole eden kişi Scheele oldu ve onun varlığını öne süren bir makale yayınlayan ilk kişi de Priestley oldu, ancak keşfettiklerini yalnızca Lavoisier anladı.
Çok daha derinlere baktı ve kütlenin korunumu yasasını formüle etti. Kimyasal reaksiyonun bir sonucu olarak, madde - bu durumda yanan cıva ve hava - şekil değiştirir. Ancak kütle ne yaratılır ne de yok edilir. Reaksiyona ne kadar çok madde giriyorsa aynı miktarın çıkması gerekir. Bir vergi tahsildarının da söyleyebileceği gibi dengenin yine de dengede olması gerekiyor.
1794'teki devrimci terör sırasında Lavoisier ve Marie-Anne'in babası, diğer iltizamcılarla birlikte "halkın düşmanları" olarak tanındı. Ahşap sahnelerin zaten inşa edildiği Devrim Meydanı'na bir araba ile getirildiler; görünümü Lavoisier'in elmasları yaktığı platforma ayrıntılı olarak benziyordu. Ancak devasa mercekler yerine Fransız teknolojisinin başka bir başarısı daha vardı - giyotin.
Son zamanlarda internette Lavoisier'in infaz sırasında son deneyini gerçekleştirmeyi başardığına dair bir mesaj ortaya çıktı. Gerçek şu ki, Fransa'da giyotini kullanmaya başladılar çünkü bunun en insani infaz şekli olduğunu düşünüyorlardı; anında ve acısız ölüm getiriyordu. Ve şimdi Lavoisier'in bunun böyle olup olmadığını öğrenme fırsatı vardı. Giyotin bıçağı boynuna dokunduğu anda gözlerini kırpmaya başladı ve elinden geldiğince bunu yaptı. Kalabalığın içinde kaç kez göz kırpabildiğini saymak zorunda kalan bir asistan vardı. Bu hikayenin bir kurgu olması mümkün ama Lavoisier'in ruhuna oldukça uygun.
Bu sözler oyunda Marie-Anne Lavoisier tarafından söyleniyor.
Kömür, is ve is formundaki karbon (İngiliz Karbonu, Fransız Carbone, Alman Kohlenstoff) çok eski zamanlardan beri insanlık tarafından bilinmektedir; Yaklaşık 100 bin yıl önce atalarımız ateşte ustalaştığında her gün kömür ve isle uğraşıyorlardı. Muhtemelen, çok erken insanlar karbon - elmas ve grafitin yanı sıra fosil kömürün allotropik modifikasyonlarıyla tanıştılar. İnsanoğlunu ilgilendiren ilk kimyasal süreçlerden birinin karbon içeren maddelerin yanması olması şaşırtıcı değildir. Yanan madde ateş tarafından tüketildiğinde ortadan kaybolduğundan yanma, maddenin bir ayrışma süreci olarak kabul edildi ve bu nedenle kömür (veya karbon) bir element olarak kabul edilmedi. Element ateşti; yanmaya eşlik eden bir olgu; Elementlerle ilgili eski öğretilerde ateş genellikle elementlerden biri olarak karşımıza çıkar. XVII - XVIII yüzyılların başında. Becher ve Stahl tarafından öne sürülen flojiston teorisi ortaya çıktı. Bu teori, yanma işlemi sırasında buharlaşan özel bir temel maddenin - ağırlıksız bir sıvı - flojistonun her yanıcı gövdesindeki varlığını kabul etti. Büyük miktarda kömür yakıldığında geriye sadece çok az kül kaldığı için, flojistikçiler kömürün neredeyse saf flojiston olduğuna inanıyorlardı. Özellikle kömürün "flojistikleştirici" etkisini, yani metalleri "kireç" ve cevherlerden geri kazanma yeteneğini açıklayan şey budur. Daha sonra flojistikçiler, Reaumur, Bergman ve diğerleri kömürün temel bir madde olduğunu anlamaya başladılar. Ancak “temiz kömür” ilk kez kömürün ve diğer maddelerin hava ve oksijende yanma sürecini inceleyen Lavoisier tarafından fark edildi. Guiton de Morveau, Lavoisier, Berthollet ve Fourcroix'in "Kimyasal Adlandırma Yöntemi" (1787) kitabında, Fransız "saf kömür" (charbone pur) yerine "karbon" (karbon) adı göründü. Karbon, Lavoisier'in "Temel Kimya Ders Kitabı"ndaki "Basit Cisimler Tablosu"nda da aynı adla yer almaktadır. 1791'de İngiliz kimyager Tennant serbest karbonu elde eden ilk kişi oldu; fosfor buharını kalsine tebeşir üzerinden geçirerek kalsiyum fosfat ve karbon oluşumuna neden oldu. Elmasın güçlü bir şekilde ısıtıldığında kalıntı bırakmadan yandığı uzun zamandır bilinmektedir. 1751'de Fransız kralı Francis, yanma deneyleri için elmas ve yakut vermeyi kabul ettim, ardından bu deneyler moda oldu. Yalnızca elmasın yandığı ve yakutun (krom katkılı alüminyum oksit) ateşleme merceğinin odağındaki uzun süreli ısınmaya zarar vermeden dayanabileceği ortaya çıktı. Lavoisier, büyük bir yangın çıkarıcı makine kullanarak elmasları yakma konusunda yeni bir deney gerçekleştirdi ve elmasın kristal karbon olduğu sonucuna vardı. Simya döneminde karbon - grafitin ikinci allotropu, değiştirilmiş bir kurşun cilası olarak kabul edildi ve plumbago olarak adlandırıldı; Pott ancak 1740 yılında grafitte herhangi bir kurşun safsızlığının bulunmadığını keşfetti. Scheele grafit üzerinde çalıştı (1779) ve bir flojistikçi olarak onu özel bir tür kükürt kütlesi, bağlı "hava asidi" (CO2) ve büyük miktarda flojiston içeren özel bir mineral kömür olarak değerlendirdi.
Yirmi yıl sonra Guiton de Morveau, elması dikkatli bir şekilde ısıtarak grafite ve ardından karbonik asite dönüştürdü.
Carboneum'un uluslararası adı Latince'den gelmektedir. karbon (kömür). Bu kelime çok eski bir kökene sahiptir. Kremayla karşılaştırılır - yakmak; kök sarkması, cal, Rusça gar, gal, gol, Sanskritçe sta kaynatmak, pişirmek anlamına gelir. "Karbo" kelimesi diğer Avrupa dillerindeki karbon isimleriyle (karbon, kömür vb.) ilişkilidir. Alman Kohlenstoff, Kohle'den geliyor - kömür (Eski Alman kolo, İsveç kylla - ısıtmak için). Eski Rus ugorati veya ugarati (yanmak, kavurmak), gol'e olası bir geçişle birlikte kök gar'a veya dağlara sahiptir; Eski Rus yugalı kömür veya aynı kökenli kömür. Elmas (Diamante) kelimesi eski Yunancadan geliyor - yıkılmaz, boyun eğmez, sert ve grafit Yunancadan - yazıyorum.
19. yüzyılın başında. Rus kimya literatüründeki eski kömür kelimesinin yerini bazen “karbonat” kelimesi almıştır (Scherer, 1807; Severgin, 1815); 1824'ten beri Soloviev karbon adını tanıttı.
1772'de bir sonbahar günü, Louvre yakınında, Infanta'nın bahçesinde, Seine kıyısı boyunca yürüyen Parisliler, altı tekerlekli ahşap bir platform şeklinde düz bir arabaya benzeyen tuhaf bir yapı görebiliyorlardı. Üzerine devasa bir cam yerleştirildi. Yarıçapı sekiz feet olan en büyük iki mercek, güneş ışınlarını toplayan ve onları ikinci, daha küçük bir merceğe ve ardından masanın yüzeyine yönlendiren bir büyüteç oluşturmak üzere birbirine tutturuldu. Platformda, deneye katılan peruklu ve siyah gözlüklü bilim adamları duruyordu ve asistanları, güvertedeki denizciler gibi koşuşturuyor, tüm bu karmaşık yapıyı güneşe göre ayarlıyor ve armatürü sürekli olarak gökyüzünde "silah zoruyla" tutuyordu.
Bu tesisi kullananlar arasında 18. yüzyıldan kalma bir "parçacık hızlandırıcısı" da Antoine Laurent Lavoisier'di. Daha sonra bir elmas yakıldığında ne olacağıyla ilgilendi.
Elmasların yandığı uzun zamandır biliniyordu ve yerel kuyumcular, Fransız Bilimler Akademisi'nden bunda herhangi bir risk olup olmadığının araştırılmasını istedi. Lavoisier'in kendisi biraz farklı bir soruyla ilgileniyordu: Yanmanın kimyasal özü. “Ateş camı”nın güzelliği, güneş ışınlarını kabın içindeki bir noktaya odaklayarak o noktaya konulabilecek her şeyi ısıtmasıydı. Kabın dumanı bir tüp yoluyla su içeren bir kaba yönlendirilebilir, içindeki parçacıklar çökeltilebilir, daha sonra su buharlaştırılabilir ve kalıntı analiz edilebilir.
Ne yazık ki deney başarısız oldu: Yoğun ısınma camın sürekli patlamasına neden oldu. Ancak Lavoisier umutsuzluğa kapılmadı; başka fikirleri vardı. Bilimler Akademisi'ne "maddenin içerdiği havayı" ve bu havanın yanma süreçleriyle nasıl ilişkili olduğunu incelemek için bir program önerdi.
Newton fiziğin gelişimini doğru yola yönlendirmeyi başardı, ancak o zamanlar kimyada işler çok kötüydü - kimya hâlâ simyanın esiriydi. Newton, "İyice geri akıtılmış güherçile ruhunda eritilen kına, renksiz bir çözelti verecektir" diye yazdı. “Fakat onu iyi bir vitriol yağına koyup eriyene kadar çalkalarsanız, karışım önce sarıya, sonra koyu kırmızıya dönecektir.” Bu "yemek kitabının" sayfalarında ölçümler veya miktarlar hakkında hiçbir şey yazmıyordu. "Tuz ruhu taze idrara konursa, her iki çözelti de kolayca ve sakin bir şekilde karışacaktır" diye belirtti, "ancak aynı çözelti buharlaştırılmış idrarın üzerine damlatılırsa, bunu tıslama ve kaynama takip edecek ve uçucu ve asidik tuzlar oluşacaktır" bir süre sonra üçte bir oranında pıhtılaşır." doğadaki amonyağa benzeyen bir madde. Ve eğer bir menekşe kaynağını sulandırıp az miktarda taze idrarda çözerseniz, birkaç damla fermente idrar parlak yeşil bir renk alacaktır.
Modern bilimden çok uzak. Simyada, Newton'un kendi yazılarında bile büyüyü andıran pek çok şey vardır. Günlüklerinden birinde, kendisine Philalethes diyen simyacı George Starkey'in kitabından birkaç paragrafı özenle kopyaladı.
Pasaj şöyle başlıyor: "Ölümsüz ruh [Satürn'de] saklıdır." Her element bir gezegenle ilişkili olduğundan Satürn genellikle kurşun anlamına geliyordu. Ancak bu durumda antimon olarak bilinen gümüş rengi bir metalden bahsediyorlardı. "Ölümsüz Ruh", cevherin aşırı sıcaklıklara ısıtıldığında yaydığı bir gazdır. “Mars, Satürn'e sevgi bağlarıyla bağlanmıştır (bu, antimona demirin eklendiği anlamına geliyordu), bu kendi başına büyük bir gücü yok eden, ruhu Satürn'ün bedenini bölen ve her ikisinden birlikte Güneş'in battığı harika parlak su akan , ışığını serbest bırakıyor. Güneş, bu durumda genellikle amalgam olarak adlandırılan cıvaya batırılmış altındır. "En parlak yıldız Venüs, [Mars'ın] kucağında." Venüs bu aşamada karışıma eklenen bakıra verilen isimdir. Bu metalurjik tarif, büyük olasılıkla, tüm simyacıların çabaladığı "filozof taşı" nı elde etmenin ilk aşamalarının bir açıklamasıdır, çünkü onun yardımıyla temel elementleri altına dönüştürmenin mümkün olduğuna inanılıyordu.
Lavoisier ve çağdaşları bu mistik büyülerin ötesine geçmeyi başardılar, ancak kimyacılar o zamanlar bile maddelerin davranışının üç prensip tarafından belirlendiğine dair simya fikirlerine inanıyorlardı: cıva (sıvılaşan), tuz (yoğunlaşan) ve kükürt (koyulaşan) maddeyi yanıcı hale getirir). Terra pingua ("yağlı" veya "yağlı" toprak) olarak da adlandırılan "kükürtlü ruh" birçok kişinin zihnini işgal etti. 18. yüzyılın başında Alman kimyager Georg Ernst Stahl buna flojiston (Yunanca ateşle ilgili olan phlog'dan) adını vermeye başladı.
Nesnelerin çok fazla filojiston içerdikleri için yandığına inanılıyordu. Nesneler ateş tarafından tüketildiğinden bu yanıcı maddeyi havaya salarlar. Bir parça odunu ateşe verirseniz, ancak tüm flojistonu tükettiğinde yanmayı bırakır ve arkasında sadece bir kül yığını bırakır. Bu nedenle ağacın kül ve filojistondan oluştuğuna inanılıyordu. Benzer şekilde, kalsinasyondan sonra, yani. Aşırı ısıya maruz kaldığında metal, kireç adı verilen beyaz, kırılgan bir maddeyle kalır. Bu nedenle metal, flojiston ve puldan oluşur. Paslanma süreci nefes almak gibi yavaş bir yanma sürecidir. Filojiston havaya salındığında meydana gelen reaksiyonlar.
Ters süreç de dikkate alındı. Pulun, topraktan çıkarılan, daha sonra rafine edilen, indirgenmeye veya kömür yanında ısıtılarak "yenilenmeye" tabi tutulan cevhere benzediğine inanılıyordu. Kömür, parlak metali eski haline getirmek için kireçle birleşen flojistonu yaydı.
Ölçülemeyen ancak varsayılabilen varsayımsal bir maddenin kullanılması, başlı başına bir yanlışlık içermemektedir. Günümüzde kozmologlar da galaksilerin merkezkaç kuvvetinin etkisi altında dönerken uçup gitmemeleri için var olması gereken “karanlık madde” kavramıyla çalışıyorlar ve Evrenin genişlemesinin arkasında anti-yerçekimi “karanlık enerji” var.
Bilim insanları, filojistonun yardımıyla yanma, kalsinasyon, indirgeme ve hatta solunumu mantıksal olarak açıklayabildiler. Kimya aniden anlamlı hale geldi.
Ancak bu, tüm sorunları çözmedi: Kalsinasyondan sonra kalan tortu, orijinal metalden daha ağırdı. Filojiston maddeyi terk ettikten sonra nasıl daha ağır hale gelebilir? Çeyrek bin yıl sonraki "karanlık enerji" gibi, Fransız filozof Condorcet'in sözleriyle, flojiston da "yerçekimine ters yöndeki kuvvetler tarafından yönlendiriliyordu." Bu fikri daha şiirsel kılmak için bir kimyager, filojistonun "yeryüzünün moleküllerine kanat verdiğini" ilan etti.
Lavoisier, o zamanın bilim adamları gibi, flojistonun maddenin ana bileşenlerinden biri olduğundan emindi. Ancak elmaslarla deneyler yapmaya başladığında şunu merak etmeye başladı: Bir şeyin ağırlığı sıfırdan az olabilir mi?
Annesi, o daha çocukken öldü ve ona "Ana Çiftçilik" adı verilen kazançlı bir girişime girmeye yetecek kadar bir miras bıraktı. Fransız hükümeti, Lavoisier gibi çiftçilerin belirli bir paya sahip olduğu bu özel şahıslar konsorsiyumuyla vergi toplamak için bir anlaşma yaptı. Bu faaliyet onu sürekli olarak araştırmaktan uzaklaştırdı, ancak bir süre sonra Avrupa'nın en iyi laboratuvarlarından birinin sahibi olmasına olanak tanıyan bir gelir sağladı. 1769'daki ilk deneyler arasında Lavoisier'in o zamanlar yaygın olan suyun toprağa dönüştürülebileceği fikrini test etmeye karar verdiği bir deney vardı.
Kanıtlar oldukça ikna ediciydi: Tavada buharlaşan su, katı bir kalıntı bırakıyor. Ancak Lavoisier, pelikan olarak bilinen bir süblimasyon kabı kullanarak işin özüne inmeye karar verdi. Tabanında büyük yuvarlak bir kap ve küçük bir üst bölmesi bulunan kap, buharın aşağıya geri döndüğü iki kavisli tüple (biraz pelikan gagasına benzer) donatılmıştı. Simyacılar için pelikan, İsa'nın kurbanlık kanını simgeliyordu, dolayısıyla pelikan kabının dönüştürme gücüne sahip olduğuna inanılıyordu. Üstelik pelikanın içinde kaynayan su sürekli olarak buharlaşıp yoğunlaşacak, böylece katı, sıvı ya da gaz halindeki hiçbir madde sistemden çıkamayacaktı.
Saf suyu yüz gün boyunca damıttıktan sonra Lavoisier, tortunun gerçekten var olduğunu keşfetti. Ama nereden geldiğini tahmin etti. Boş Pelikanı tarttıktan sonra kabın hafiflediğini fark etti. Tortuyu kurutup tarttıktan sonra Lavoisier, tortunun ağırlığının kabın ağırlığındaki azalmaya oldukça doğru bir şekilde karşılık geldiğini gördü ve bu gerçek, onu tortunun kaynağının kabın camı olduğu fikrine götürdü.
İki yıl sonra, 1771'de Lavoisier yirmi sekiz yaşına girdi. Aynı yıl evlendi. Seçtiği kişi, başka bir iltizamcının on üç yaşındaki kızı Marie-Anne Pierrette Polze'ydi. (Bu oldukça güzel kız o sırada nişanlanmıştı ve ikinci potansiyel damadı elli yaşındaydı.) Maria Anna, kocasının bilimsel çalışmalarını o kadar sevdi ki, kısa sürede kimya konusunda uzmanlaştı ve elinden gelen her şekilde yardımcı oldu: notlar aldı, İngiliz bilimsel literatürünü İngilizceye çevirdi. Fransız ve o kadar zarif olduğu ortaya çıkan bir deneyin en karmaşık çizimlerini gerçekleştirdi ki, kaderinde felsefe taşı gibi simyayı kimyaya dönüştürmek vardı.
Lavoisier'in ait olduğu kuşağın kimyagerleri, İngiliz Joseph Priestley'in formüle edebildiği gibi, "havanın birkaç türü olduğunu" zaten biliyorlardı. Mefitik (“kötü kokulu” veya “bayat”) hava, alevin sönmesine neden olur ve içindeki fare boğularak ölür. Bu hava, kireç suyunu (kalsiyum hidroksit) bulanık hale getirerek beyaz bir çökelti (kalsiyum karbonat) oluşturur. Ancak bitkiler bu havada kendilerini iyi hissettiler ve bir süre sonra havayı tekrar nefes alabilir hale getirdiler.
Bir mum kapalı bir kapta bir süre yandığında başka bir boğucu gaz ortaya çıktı. Bu gaz, kireç suyunu çökeltmiyordu ve açıkça yanma süreciyle ilişkili olduğundan, ona flojiston havası veya nitrojen (Yunanca "cansız" kelimesinden gelir) adı verildi. Bunlardan en gizemli olanı, demir talaşlarının seyreltik sülfürik asit içinde çözülmesi sırasında açığa çıkan uçucu gazdı. O kadar yanıcıydı ki buna “yanıcı hava” deniyordu. Bir balonu bu havayla şişirirseniz yerden çok yükseklere çıkar.
Yeni hava türlerinin kimyasal elementler mi olduğu, yoksa Priestley'in önerdiği gibi, filojiston eklenerek veya çıkarılarak elde edilen "sıradan" havanın modifikasyonları mı olduğu sorusu ortaya çıktı.
Lavoisier şüpheciliğini sınırlamakta zorluk çekerek meslektaşlarının bazı deneylerini tekrarladı. Fosforik asit üretmek için fosforun yakılmasının veya sülfürik asit üretmek için kükürtün yakılmasının, kullanılan maddelerden daha ağır maddeler ürettiğini doğruladı; metallerin kalsinasyonunda olduğu gibi. Peki bu değişiklik neden meydana geliyor? Bu sorunun cevabını bulmuş gibi görünüyordu ona. Kapalı bir cam kabın içindeki tenekeyi ısıtmak için bir büyüteç kullanarak, tüm kurulumun deneyden önce ve sonra aynı ağırlığa sahip olduğunu keşfetti. Kabı yavaşça açınca içeriye bir gürültüyle hava hücum ettiğini duydu, ardından ağırlık yeniden arttı. Belki nesneler flojiston yaydıkları için değil, havanın bir kısmını emdikleri için yanıyorlar?
Eğer öyleyse, o zaman restorasyon, yani. cevherin saf metale eritilmesi havayı serbest bırakır. Litharge adı verilen belirli bir miktar kurşun pulunu ölçtü ve onu bir parça kömürün yanındaki su dolu bir kabın içindeki küçük, yüksek bir yüzeye yerleştirdi. Hepsini cam bir çanla kaplayarak, bir büyüteç kullanarak teraziyi ısıtmaya başladı. Suyun yerini değiştirdiğinden gazın açığa çıktığını tahmin edebiliyordu. Açığa çıkan gazı dikkatlice toplayarak bu gazın alevi söndürdüğünü ve kireç suyunu çökerttiğini keşfetti. Görünüşe göre "bayat" hava, iyileşmenin bir ürünüydü, ama hepsi bu muydu?
Cevabın, Parisli eczacılar tarafından frengiye çare olarak ons başına 18 libre veya daha fazla fiyata satılan, mercurius calcinatus veya cıva ölçeği adı verilen kırmızımsı bir maddede yattığı ortaya çıktı. Bugünün fiyatlarıyla 1.000 dolar. Bu maddeyle yapılan herhangi bir deney, yanan elmaslarla yapılan deneylerden daha az abartılı değildi. Diğer herhangi bir ölçek gibi, saf metalin yüksek ateşte kalsine edilmesiyle elde edilebilir. Ancak daha fazla ısıtıldığında ortaya çıkan madde tekrar cıvaya dönüştü. Başka bir deyişle, mercurius calcinatus odun kömürü kullanılmadan bile eski haline getirilebiliyordu. Peki o zaman filojistonun kaynağı neydi? 1774'te Lavoisier ve Fransız Bilimler Akademisi'ndeki birkaç meslektaşı, cıva tortusunun gerçekten de "ilave maddeler olmadan" ağırlığının yaklaşık on ikide biri kadar bir kayıpla azaltılabileceğini doğruladılar.
Priestley ayrıca bu maddeyi bir büyüteçle ısıtarak ve açığa çıkan gazları toplayarak deneyler yaptı. Daha sonra şöyle yazmıştı: "Beni bu kadar etkileyen, beni bunaltan duyguları ifade etmeye kelimelerin bile yetmemesi, mumun bu havada oldukça güçlü bir alevle yanmasıydı... Bunun için bir açıklama bulamadım." bu olgu." Laboratuvar faresinin sihirli gazda kendini iyi hissettiğini öğrendiğinde, onu kendisi solumaya karar verdi. “Bana öyle geldi ki bir süre sonra göğsümde olağanüstü bir hafiflik ve özgürlük hissettim. Kim bu temiz havanın sonunda modaya uygun lüks bir eşya haline geleceğini hayal edebilirdi. Bu arada sadece iki fare ve ben bunu soluma zevkini yaşadık.”
Priestley, kişinin iyi nefes alabileceği ve kolayca yanabileceği gazı "flojistondan arındırılmış" olarak adlandırmaya karar verdi, yani. havanın en saf hali. Böyle bir mantık yürütmede yalnız değildi. İsveç'te Karl Wilhelm Scheele adlı bir eczacı da "ateş havasının" özelliklerini araştırdı.
Bu zamana kadar Lavoisier, mercurius calcinatus'un indirgenmesi sırasında açığa çıkan gazı "solunum için son derece faydalı" veya "canlı" hava olarak adlandırmıştı. Priestley gibi o da bu gazın ilkel haliyle havayı temsil ettiğine inanıyordu. Ancak Lavoisier burada bir zorlukla karşılaştı. Kömür kullanarak cıva tortusunu azaltmaya çalıştığında; eski, kanıtlanmış yöntemle, litarjiyi geri yüklerken olduğu gibi aynı gaz açığa çıktı - mum alevini söndürdü ve kireç suyunu çökeltti. Neden kömür olmadan cıva tortusunun azaltılması "canlı" hava üretti ve kömür kullanıldığında boğucu "bayat" bir hava ortaya çıktı?
Her şeyi açıklığa kavuşturmanın tek bir yolu vardı. Lavoisier raftan düz şişe adı verilen bir kap aldı. Alt kısmı yuvarlaktı ve Lavoisier yüksek boynu ısıtıp önce aşağı, sonra tekrar yukarı kıvrılacak şekilde büktü.
1769'daki deneyinde gemi bir pelikana benziyorsa, şimdiki gemi de bir flamingoya benziyordu. Lavoisier kabın yuvarlak alt bölmesine (şekilde A ile işaretlenmiştir) dört ons saf cıva döktü. Kap, boynu da cıva ile doldurulmuş açık bir kapta olacak şekilde fırının üzerine yerleştirildi ve ardından bir cam çan şeklinde kaldırıldı. Kurulumun bu kısmı deney sırasında tüketilecek hava miktarını belirlemek için kullanıldı. Seviyeyi (LL) bir kağıt şeritle işaretledikten sonra fırını yaktı ve A odasındaki cıvayı neredeyse kaynama noktasına getirdi.
İlk gün özel bir şey yaşanmadığını varsayabiliriz. Az miktarda cıva buharlaştı ve düz şişenin duvarlarına yerleşti. Ortaya çıkan toplar tekrar aşağı akacak kadar ağırdı. Ancak ikinci gün cıva ölçeğinin yüzeyinde kırmızı noktalar oluşmaya başladı. Sonraki birkaç gün içinde kırmızı kabuğun boyutu maksimum boyutuna ulaşana kadar arttı. On ikinci günde Lavoisier deneyi durdurdu ve bazı ölçümler yaptı.
O sırada cam çanın içindeki cıva, kireç oluşturmak için tüketilen hava miktarı kadar başlangıç seviyesini aşıyordu. Laboratuvarın içindeki sıcaklık ve basınçtaki değişiklikleri hesaba katan Lavoisier, hava miktarının orijinal hacminin yaklaşık altıda biri kadar azaldığını hesapladı; 820 ila 700 santimetreküp arasında. Ayrıca gazın doğası da değişti. İçinde kalan havanın bulunduğu kabın içine bir fare yerleştirildiğinde, hemen boğulmaya başladı ve "bu havaya yerleştirilen mum, sanki suya konmuş gibi hemen söndü." Ancak gaz, kireçli suda çökelmeye neden olmadığından, bunun "bayat hava" yerine nitrojene atfedilmesi daha olasıdır.
Peki yanma sırasında cıva havadan ne aldı? Metal üzerinde oluşan kırmızı kaplamayı kaldıran Lavoisier, onu tekrar cıva haline gelene kadar bir imbikte ısıtmaya başladı ve 100 ila 150 santimetreküp gaz açığa çıkardı - kalsinasyon sırasında emilen cıva ile yaklaşık aynı miktarda. Bu gaza yerleştirilen mum "güzelce yandı" ve kömür yanmadı, ancak "o kadar parlak bir ışıkla parladı ki gözler buna dayanamadı."
Bu bir dönüm noktasıydı. Yanan cıva, atmosferdeki "canlı" havayı emerek nitrojeni bıraktı. Cıvanın azalması yine "canlı" havanın açığa çıkmasına neden oldu. Böylece Lavoisier atmosferik havanın iki ana bileşenini ayırmayı başardı.
Elbette sekiz ölçü "canlı" hava ile kırk iki ölçü nitrojeni karıştırdı ve ortaya çıkan gazın sıradan havanın tüm özelliklerine sahip olduğunu gösterdi. Analiz ve sentez: "Kimyada mevcut en ikna edici kanıt burada yatıyor: hava ayrıştığında yeniden birleşir."
1777'de Lavoisier araştırmasının sonuçlarını Bilimler Akademisi üyelerine bildirdi. Phlojiston'un bir kurgu olduğu ortaya çıktı. Yanma ve kalsinasyon, maddenin asit oluşumundaki rolü nedeniyle oksijen adını verdiği "canlı" havayı emdiğinde meydana geldi. (Oxy, Yunanca'da "baharatlı" anlamına gelir.) Havadaki oksijenin emilmesi, havada yalnızca solunamayan nitrojenin kalmasına neden olur.
"Bayat" hava olarak adlandırılan gaz ise, indirgeme sırasında açığa çıkan oksijenin kömürün içindeki bir şeyle birleşerek bugün karbondioksit dediğimiz şeyi oluşturmasıyla oluşmuştur.
Yıllar geçtikçe, Lavoisier'in meslektaşları, özellikle de Priestley, yaptıkları deneylerde onun iddiaya göre önceliği kendisine yakıştırdığı gerçeğinden yakınıyordu.Priestley bir keresinde Lavoisier çiftinin evinde yemek yemiş ve onlara flojistondan yoksun havasından ve İsveç havasından bahsetmişti. eczacı Scheele, Lavoisier'e deneyimlerinizi anlatan bir mektup gönderdi. Ancak tüm bunlara rağmen oksijenin flojistondan yoksun hava olduğunu düşünmeye devam ettiler.
2001'de prömiyeri yapılan Oksijen oyununda, iki kimyager, Carl Djerassi ve Roald Hoffman, İsveç kralının üç bilim adamını, hangisinin oksijenin kaşifi olarak görülmesi gerektiğine karar vermek için Stockholm'e davet ettiği bir komplo yarattı. Gazı ilk izole eden kişi Scheele oldu ve onun varlığını öne süren bir makale yayınlayan ilk kişi de Priestley oldu, ancak keşfettiklerini yalnızca Lavoisier anladı.
Çok daha derinlere baktı ve kütlenin korunumu yasasını formüle etti. Kimyasal reaksiyon sonucunda madde (bu durumda cıva ve havanın yanması) şekil değiştirir. Ancak kütle ne yaratılır ne de yok edilir. Reaksiyona ne kadar çok madde giriyorsa aynı miktarın çıkması gerekir. Bir vergi tahsildarının da söyleyebileceği gibi dengenin yine de dengede olması gerekiyor.
1794'teki devrimci terör sırasında Lavoisier ve Marie-Anne'in babası, diğer iltizamcılarla birlikte "halkın düşmanları" olarak tanındı. Ahşap sahnelerin zaten inşa edildiği Devrim Meydanı'na bir araba ile getirildiler; görünümü Lavoisier'in elmasları yaktığı platforma ayrıntılı olarak benziyordu. Ancak devasa mercekler yerine Fransız teknolojisinin başka bir başarısı daha vardı - giyotin.
Son zamanlarda internette Lavoisier'in infaz sırasında son deneyini gerçekleştirmeyi başardığına dair bir mesaj ortaya çıktı. Gerçek şu ki, Fransa'da giyotini kullanmaya başladılar çünkü bunun en insani infaz şekli olduğunu düşünüyorlardı; anında ve acısız ölüm getiriyordu. Ve şimdi Lavoisier'in bunun böyle olup olmadığını öğrenme fırsatı vardı. Giyotin bıçağı boynuna dokunduğu anda gözlerini kırpmaya başladı ve elinden geldiğince bunu yaptı. Kalabalığın içinde kaç kez göz kırpabildiğini saymak zorunda kalan bir asistan vardı. Bu hikayenin bir kurgu olması mümkün ama Lavoisier'in ruhuna oldukça uygun.
(c)George Johnson "Bilimde En Güzel On Deney."
"Elmas" kelimesi Yunancadan gelmektedir. Rusça'ya "" olarak çevrilmiştir. Nitekim bu taşa zarar vermek için insanüstü çaba sarf edilmesi gerekmektedir. Kendisi zarar görmeden, bildiğimiz tüm mineralleri keser ve çizer. Asit ona zarar vermez. Bir gün demirhanede meraktan bir deney yapıldı: Bir örsün üzerine bir elmas yerleştirildi ve çekiçle vuruldu. Demir neredeyse ikiye bölünüyordu ama taş sağlam kalmıştı.
Elmas güzel mavimsi bir renkle yanar.
Tüm katılar arasında elmas en yüksek termal iletkenliğe sahiptir. Metale karşı bile sürtünmeye karşı dayanıklıdır. Bu, en düşük sıkıştırma oranına sahip en elastik mineraldir. Elmasın ilginç bir özelliği, yapay ışınların etkisi altında bile ışıldamasıdır. Gökkuşağının tüm renkleriyle parlıyor ve renkleri ilginç bir şekilde kırıyor. Bu taş güneşin rengine doymuş gibi görünüyor ve sonra onu yayıyor. Bildiğiniz gibi doğal bir elmas güzel değildir ama ona gerçek güzelliği veren kesimidir. Kesilmiş pırlantadan yapılan değerli taşa pırlanta denir.
Deneylerin tarihi
17. yüzyılda İngiltere'de Boyle, bir mercek aracılığıyla üzerine güneş ışığı tutarak bir elması yakmayı başardı. Ancak Fransa'da elmasların eritme kabında kalsinasyonuyla ilgili deneyimler herhangi bir sonuç vermedi. Deneyi yapan Fransız kuyumcu, taşların üzerinde yalnızca ince bir koyu renkli plak tabakası buldu. 17. yüzyılın sonunda İtalyan bilim adamları Averani ve Tardgioni, iki elması birleştirmeye çalışırken, elmasın yandığı sıcaklığı 720 ila 1000 ° C arasında belirlemeyi başardılar.
Elmas güçlü kristal kafes yapısından dolayı erimez. Minerali eritmeye yönelik tüm girişimler yanmasıyla sonuçlandı.
Büyük Fransız fizikçi Antoine Lavoisier daha da ileri giderek elmasları kapalı bir cam kaba koymaya ve içini oksijenle doldurmaya karar verdi. Büyük bir mercek kullanarak taşları ısıttı ve tamamen yandı. Havanın bileşimini inceledikten sonra, oksijene ek olarak oksijen ve karbonun bir bileşiği olan karbondioksit içerdiğini buldular. Böylece cevap alındı: Elmaslar yanar, ancak yalnızca oksijene erişimle, yani. açık havada. Elmas yakıldığında karbondioksite dönüşür. Bu nedenle kömürden farklı olarak elmas yakıldıktan sonra kül bile kalmaz. Bilim adamlarının yaptığı deneyler elmasın başka bir özelliğini doğruladı: oksijenin yokluğunda elmas yanmaz, ancak moleküler yapısı değişir. 2000°C sıcaklıkta grafit sadece 15-30 dakikada elde edilebilmektedir.
