О.Н. Зефирова - Краткий курс истории и методологии химии (1118122), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Более того. химики постепенно приходили к разграничению понятий элемент и соединение, т. е. к мысли о существовании различных, не разложнмых на какие-либо компоненты и не трансмугируемых друг в друга элементов, сочетания которых образуют химические соединения и обусловливают их свойства. И хотя многие из химиков-флогистиков основными элементами по-прежнему считали огонь, воду, землю и воздух, они уже допускали сущеспюваине других элементов, и, главное, воспринимали сами элементы «как результат лабораторно- аналитического исследования, а ие как идеальные сущности, единственное назначение которых — объяснить наличие у данного сложного яещества определенного комплекса свойств» ~21. В этом контексте флогнстон, выделить и изучить который не удавалось, был веществом в высшей степени неопределенным. Он рассматривался н как естественные частицы огня, и как огненная материя, соединенная со стихийной землей, и как соединение тенлотворного веигества со световым и т.п.
В итоге, расширение объектов химического исследования во второй половине ХУШ в. привело к открытию настолько большого количества самых разнообразных экспериментальных фактов. что они уже не могли быль систематизированы в рамках теории флогистона, которая, по словам французского ученого А. Фуркруа, «казалась потерянной среди зтнх обширных лриобрстений». Теоретическое переосмысление химической информации в конце Х «'1П в. привело к опровержению флогисгнки и созданию новой системы представлений о химических веществах и их превращениях. ГЛАВА 5.
«Химическая реввлвииязь ХУП1 в. 5.1. МЕТЕД ЛаВУаЗЬЕ Глобальные изменения во взглядах на химические явления, которые стали результатом работ французского ученого А. Л. Лавуазье, в нсторикохимнческой литературе традиционно называются химической ретьтюяией. Это многогранное явление включает в себя такие важные составляющие, как замена теории флогистона кислородной концепцией горения, пересмотр прннвтой системы составов химических веществ, переосмысление концепции химического элемента и формирование представлений о зависимости сволота веществ от их качественного н количественного состава, а также некоторые другие аспекты.
В начале 1770-х гг. А. Лавуазье взялся за выполнение обширной программы исследований с целью анализа и систематизации известных эмпирических фактов о превращениях веществ. Подход к этим работам может быль назван физико-химическим, поскольку его отличало последовательное применение экспериментальных методов и теоретических представлений физики того времени. Среди последних особое место занимало учение И.
Ньютона о силе тяготения, формировавшее представление о притяжении как основном проявлении всякого вещества. Мера этого притяжения — масса тела, согласно положению И. Ньютона о пропорциональности веса массе„могла быть измерена по весу. Следствием этих взгладов (наряду с удобством экспериментирования) стало восприятие веса как наиболее существенного свойства материальных частиц. Лавуазье начал систематически использовать точное взвешивание .лля определения количеств веществ в химических реакциях. Важно, что, в отличие от многих своих предшественников, Лавуазье взвешивал все участвующие в химическом процессе вещества (в том числе и газообразные), основываясь иа общем положении о сохранении суммарного веса взаимодействующих веществ.
То есть его количественный метод базировался на аксиоме сохранения материи — фундаментальном положении классического естествознания, которое высказывалось еще в древности'. В своих работах Лавуазье определял количественно не только вес, но и различные физико-химические характеристики исходных веществ или получаемых продуктов реакции (плотиость, температуру и т.п.). Измере- 1 О том, что зто пспозтение сознтедьно иян бессознательно принималось естествонспытатеяямн ХЧП вЂ” ХЧП! вв., свилетеяьствуют многочнсяенные высказывания ученых (Ж. Рея, Э.Мариопа.
М.й.ломоносова и других) о неуничтожимости материн. 35 (ЛАВА 5, «Химическая рееолклгнл ХУИ и ние количественных параметров в перспективе давало возможность выяснить детальный механизм химических превращений, уже изученных с качественной стороны. 5.2 Кисдородийи теории гереиия В 1770-х гг. А. Лавуазье выполнил тщательное весовое исследование многих химических процессов, проведенных ранее (илн одновременно) другими химиками — в том числе реакций горения фосфора и серы, обжига металлов в открытых и запаянных сосудах и др.
Это позволило ему выяснить причину увеличения веса веществ при обжиге н в конечном итоге прийти к пониманию сущности горения, принципиально отличному от принятого в теории флогистона. Лавуазье пришел к выводу о том, что горение представляет собой процесс не разложения (как это считалось традиционно), а соединения с частью воздуха. Причем он продемонстрировал, что эта часть воздуха играет не механическую функцию растворителя флогистона, как полагалось в теории Шталя, а участвует в химизме процесса горения, давал начало новым соединениям. В 1774 — 75 гг.,проведя классический количественный (весовой) опыт по разложению ртутной земли (2НлΠ— ь 2Нл + Оз), Лавуазье показал, что выделяющийся в данной реакции чистый или жизненный воздух (кислород) как раз и являетсл участвующей в горении частью воздуха.
Это, в свою очередь, давало основание к заключению о сложном составе атмосферного воздуха, который, по Лавуазье, представлял собой смесь кислорода и уд)чаливого воздуха (азота). Кислород Лавуазье описал как новое неразлагаемое (элементарное) вещество и обнаружил его содержание в целом ряде различных продуктов горения. Основные положения кислородной теории горения были сформулированы в 1777 г. Согласно этой теории, горение может происходить только в кислороде, и при этом происходит выделение света и огня.
Вес сгоревшего вещества увеличивается точно на количество поглощенного воздуха. Прн горении металлов в результате соединения с кислородом образуются лгеталличсские извести, а при обжиге неметвллических веществ — кислоты (в современном понимании — ангидриды кислот). Кислородная теория горения не сразу получила признание среди химиков. Сторонники теории флогистона предлагали другую интерпретацию Многие ученые, нроводнвшнс исследования лроцесса горения одновременно с Лавуазье, высказывали интересные идеи.
Например, П,Ф. Митуар лрилнсывал явление увеличения веса лри горении фосфора возлуху, солержашемуся в сосулах лля обжига, а Пьер Байсн на основании оиытов ло кальцинацин металлов пришел к выводу, что металлы в этом лроцессе логлошавт какой-то газ. Целостная и мкончениая теория лроцесса горения, олнако, была создана только в работах А. Лавуазье. 36 5.2 Киелороднал тоорил горения новых фактов, рассматривая обжиг металлов как удаление флогистона с одновременным (или последующим) соединением металлической извести с воздухом.
В такой трактовке воздух выполнял функцию химического агента, который выделяет из извести флогистон. Важную роль в укреплении новых теоретических взглядов сыграло установление хнмичесоствпв Уз'деки- ского состава углекислого газа и воды.
Лавуазье слоги газа н воды продемонстрировал, что углекислый газ образуется при горении угля, а также выделяется при сжигании многих природных (органических) тел . Эксперимент по синте- зу воды из горючего воздуха и кислорода А. Лавуазье провел после анало- гичных опытов Г. Кавендиша н Дж.
Уатгаз, но в отличие от них интерпре- тировал иот синтез с позиций кислородной теории, показав, что горючий воздух (которому он предложил дать название водород) и кислород явля- ился элементами, а вода — их соединением, Определение состава углекислого газа дало А. Лавуазье воэможность наметить правильное понимание химизма дыхания (поглощение кислоро- да и вьщеление углекислого газа), близкая аналогия которого с процесса- ми горения в то время была уже отмечена неолнократнот. Установление же сложного состава воды было осо- ', "'ш '.
,' йл шч ')ше:из"')! в й и: й ш бенно важным открытием, т. к. оно опровергало укоренившееся со вре- -й,4М-, мен греческой натурфилософии пред-: з,з: " -, ', '; ~.: ~~~М:-. ставление о воде как об эяементе. -' длин целзз' Кроме того, результаты этих экспе- т ':'чз(о й 'зт Риме в поз и ЛавУ рис Гб Химин .иеп.б ы пенно расширить представление о про- из ллборвтории Лавуазье цессах, происходяцшх с участием кислорода. Под кислородную теорию он подвел не только процессы горения (взаимодейсгвие со свободным кислородом), но и реакции окисления (взаимо- действие с соединениями, способными выдезппь кислород из других веществ, например, 2резОз + ЗС -з ЗСО + 4ге или 2ре + 3НзО -з РезОз + 3Нз).
Эксперименты Лавуазье привели к глобальным изменениям во взглядах на всю систему составов химических соединений. До этого в химии воздух, вода, кислоты, окислы металлов считались простыми телами, а металлы, сера. фосфор — сложными. Явления горения и окисления ' зто лаю Лавуазье возможность предложил улобный метод опрелеленил качественного и количественного составов органических веществ. ' Олновременно а Лавуазье похабные опыты провел Г. Монж, ио он опубликовал неизученные результаты только в !786 г. ' Например, в работах Дж.
Мзйоу, Г. Бурглве, Дж. Пристли и лр. 37 (УИВА 5. «Химическая революция ХИ!! и. рассматривались как отделение флогистона (т. е. как процесс разложения н. следовательно, упрощения вещества), восстановление же считалось процессом усложнения.
К концу ХУП! в., благодаря работам Лавуазье, было принято, что флогистона не существует, воздух представляет собой смесь двух газов (кислорода и азота); вода, кислоты и окислы металлов яаапотся сложными телами, а сера, фосфор и металлы не поддаются разложению. 5З. Перееемййеленне неннтнп «элемент» В методологическом плане важным результатом переворота в химии, произведенного работами А. Лавуазье, было изменение содержания понятна химический элемент. Элементы стали рассматриваться ие как предсуществующие в объекте продукты его разложения, а как тот последний предел, до которого вещества могут быть разложены в принципе. Другими словами, элементы стали мыслиться как материальные, определяемые аналитическим путем фрагменты состава, неразложимые на качественно новые образованна и сохраняющиеся в процессе любых химических превращений сложных тел, которые они составляют.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
