Кислородная теория горения лавуазье кратко
Обновлено: 11.05.2024
Сочетание социально-экономических и технических факторов вызвало сдвиг в общественном сознании, усилило потребность в выработке новой философии, отрицавшей роль авторитета (как религиозных доктрин, так и античных учений) и утверждавшей приоритет научного доказательства. В начале XVII века появились крупные философские произведения, оказавшие существенное влияние на развитие естествознания.
Содержание
Работа содержит 1 файл
КСЕ; кислородная теория ДСЭИ; .doc
теория флогистона обладала предсказательной способностью.
Флогистонная теория – первая истинно научная теория химии – послужила мощным стимулом для развития количественного анализа сложных тел, без которого было бы абсолютно невозможным экспериментальное подтверждение идей о химических элементах. Следует отметить, что положение об отрицательной массе флогистона фактически сделано на основании закона сохранения массы, который был открыт значительно позднее. Это предположение само по себе способствовало дальнейшей активизации количественных исследований. Ещё одним результатом создания флогистонной теории явилось активное изучение химиками газов вообще и газообразных продуктов горения в частности. К середине XVIII века одним из важнейших разделов химии стала т.н. пневматическая химия, основоположники которой Джозеф Блэк, Даниил Резерфорд, Генри Кавендиш, Джозеф Пристли и Карл Вильгельм Шееле явились создателями целой системы количественных методов в химии.
3 Кислородная теория горения
Большое значение для создания кислородной теории горения имели, кроме того, открытие водорода Кавендишем в 1766 г. и азота Резерфордом в 1772 г. (следует отметить, что Кавендиш принял водород за чистый флогистон).
4 Химическая революция
В 1785-1787 гг. четыре выдающихся французских химика – Антуан Лоран Лавуазье, Клод Луи Бертолле, Луи Бернар Гитон де Морво и Антуан Франсуа де Фуркруа, – по поручению Парижской академии наук разработали новую систему химической номенклатуры. Логика новой номенклатуры предполагала построение названия вещества по названиям тех элементов, из которых вещество состоит. Основные принципы этой номенклатуры используются до настоящего времени.
1. Простые вещества, относящиеся ко всем царствам природы, которые можно рассматривать как элементы:
2. Простые неметаллические вещества, окисляющиеся и дающие кислоты:
сера – радикал муриевой кислоты (Cl);
фосфор – радикал плавиковой кислоты (F);
уголь – радикал буровой кислоты (B).
3. Простые металлические вещества, окисляющиеся и дающие кислоты:
сурьма – кобальт – марганец;
серебро – медь – ртуть;
мышьяк – олово – молибден;
висмут – железо – никель;
золото – платина – свинец;
4. Простые солеобразующие землистые вещества:
известь – магнезия – барит;
Созданная Лавуазье рациональная классификация химических соединений основывалась, во-первых, на различии в элементном составе соединений и, во-вторых, на характере их свойств (кислоты, основания, соли, солеобразующие вещества, органические вещества). При этом, как и Бойль, Лавуазье считает, что свойства вещества определяются его составом. Зависимость свойств вещества от состава, описанная Лавуазье, представляет собой закономерность, отражающую взаимосвязь между качественными и количественными характеристиками вещества.
Химическая революция завершила период становления химии; она ознаменовала собой полную рационализацию химии, окончательный отказ от устаревших натурфилософских и алхимических представлений о природе вещества и его свойств. После химической революции химия вступила в период количественных законов, в котором была создана и развита новая концепция химического элемента – атомно-теоретическая.
Семнадцатый век в философии ознаменовался также возрождением атомистических представлений. Инструментом разрешения противоречия между высоким уровнем технологии и крайне низким уровнем знаний о природе стало в XVII веке новое экспериментальное естествознание.
Огромные успехи в XVII веке были достигнуты в области физики, механики, математики и астрономии. Галилео Галилей не только основал классическую механику, но и ввёл в физику новый образ мышления, в полной мере использующий экспериментальный метод. Эванджелиста Торричелли, Блез Паскаль и Отто фон Герике провели в середине XVII в. свои знаменитые опыты по изучению вакуума и атмосферного давления. Герике начал также исследования в области электростатики. Христиан Гюйгенс создал волновую теорию света и разработал основные законы оптики. Исаак Ньютон открыл законы классической механики и закон всемирного тяготения. Все эти и многие другие блестящие открытия ознаменовали собой первую научную революцию, результатом которой стало становление нового естествознания, целиком основанного на экспериментальных данных. Основой естествознания становится принцип количественного измерения в экспериментальных исследованиях. Это находит свое выражение в изобретении разнообразных измерительных приборов – хронометров, термометров, ареометров, барометров, весов и т.д.
Новое естествознание породило и новые организационные формы – были созданы научные общества и академии наук. Ещё в 1560 г. итальянский естествоиспытатель Джованни Батиста делла Порта начал проводить в своём доме регулярные собрания, называемые Академией тайн природы. В XVII в. появились официально учреждённые академии с соответствующими органами и статутом: Академия естествоиспытателей (Леопольдина) в Германии (1652), Академия опыта во Флоренции (1657), Королевское общество (1662) в Лондоне, Парижская Академия точных наук (1663).
Список использованной литературы
1. Веснин В.Р. Теория организации. – М.: Высшая школа, 2008. – 386с.
2. Гвишиани Д.М. Организация и управление. – М.: Высшая школа, 2009. – 415с.
3. Иванова Р.Г. Химия: учебник. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2008. – 270с.
4. Иванова Т.Ю. Теория организации. – М.: Наука, 2007. – 487с.
5. Крицман В.А. Неорганическая химия. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2009. – 192с.
6. Кузьменко Н.Е., Еремин В.В., Попков В.А. Химия: учеб. пособие. – 4-е изд. – М.: Дрофа, 2010. – 544с.
7. Лафта Дж. К. Теория организации. – М.: Наука, 2009. – 269с.
8. Немчанинова Г.Л. Путешествие по шестой группе. Элементы VI группы периодической системы Д.И. Менделеева: учеб. пособие. – М.: Просвещение, 2009. – 128с.
Во второй половине XVIII века химия была на подъеме — открытия сыпались за открытиями. В это время выдвигается ряд блестящих экспериментаторов — Пристли, Блэк, Шееле, Кавендиш и другие. В работах Блэка, Кавендиша и в особенности Пристли ученым открывается новый мир — область газов, дотоле совершенно неведомая. Приемы исследования постоянно совершенствуются. Блэк, Кронш-тедт, Бергман и другие разрабатывают качественный анализ. В результате этого удалось открыть массы новых элементов и соединений.
Однако основные явления химии — процессы горения и окисления вообще, состав воздуха, роль кислорода, строение главных групп химических соединений (окислов, кислот, солей и прочего) — не были еще объяснены. Напротив, факты накапливались, а идеи запутывались. Довольно благовидное в изложении Сталя учение о флогистоне превращается у его последователей в какую-то фантасмагорию: это уже не одна теория, это — десятки теорий, запутанных, противоречивых, изменяющихся у каждого автора.
В середине XVIII века на авансцену вышла так называемая пневматическая химия, изучавшая газы с химической точки зрения. Одним из выдающихся ее достижений стало открытие кислорода. Понимание его природы как самостоятельного газообразного химического элемента позволило французу Антуану Лавуазье развенчать концепцию флогистона и сформулировать кислородную теорию горения. Вместе с крупными достижениями химического анализа это событие положило начало первой химической революции.
Антуан Лоран Лавуазье (1743—1794) родился в семье адвоката 28 августа 1743 года. Первоначальное образование он получил в коллеже Мазарини. Антуан учился отлично. По выходе из коллежа он поступил на факультет права. В 1763-м Антуан получил степень бакалавра, в следующем году — лиценциата прав.
Но юридические науки не могли удовлетворить его безграничной и ненасытной любознательности. Не оставляя своих занятий правом, он изучал математику и астрономию у Лакайля, очень известного в то время астронома, имевшего небольшую обсерваторию в коллеже Мазарини; ботанику — у великого Бернара Жюсье, с которым вместе составлял гербарии; минералогию — у Гэтара, составившего первую минералогическую карту Франции; химию — у Руэля.
После пяти лет сотрудничества с Гэтаром, в 1768 году, когда Лавуазье исполнилось 25 лет, он был избран членом Академии наук.
В жизни Лавуазье придерживался строгого порядка. Он положил себе за правило заниматься наукой шесть часов в день: от шести до девяти утра и от семи до десяти вечера. Остальная часть дня распределялась между занятиями по откупу, академическими делами, работой в различных комиссиях и так далее.
Один день в неделю посвящался исключительно науке. С утра Лавуазье запирался в лаборатории со своими сотрудниками; тут они повторяли опыты, обсуждали химические вопросы, спорили о новой системе. Здесь можно было видеть славнейших ученых того времени — Лапласа, Монжа, Лагранжа, Гитона Морво, Маккера.
Лаборатория Лавуазье сделалась центром тогдашней науки. Он тратил огромные суммы на приобретение и монтирование приборов, представляя в этом отношении совершенную противоположность некоторым из своих современников.
В то время еще только предстояло найти основной закон химии, руководящее правило химических исследований; создать метод исследования, вытекавший из этого основного закона; объяснить главные разряды химических явлений и, наконец, развенчать существовавшие фантастические теории.
Эту задачу взял на себя и исполнил Лавуазье. Для выполнения ее недостаточно было экспериментального таланта. К золотым рукам требовалось присоединить золотую же голову. Такое счастливое соединение представлял Лавуазье.
В научной деятельности Лавуазье поражает ее строго логический ход. Сначала он вырабатывает метод исследований. Потом ученый ставит опыт.
Так, в течение 101 дня перегонял воду в замкнутом аппарате. Вода испарялась, охлаждалась, возвращалась в приемник, снова испарялась и так далее. В результате получилось значительное количество осадка. Откуда он взялся?
Общий вес аппарата по окончании опыта не изменился: значит, никакого вещества извне не присоединилось. В ходе этой работы Лавуазье убеждается во всесильности своего метода — метода количественного исследования.
Овладев в совершенстве методом, Лавуазье приступает к своей главной задаче. Работы его, создавшие современную химию, охватывают период времени с 1772 по 1789 год. Исходным пунктом его исследований послужил факт увеличения веса тел при горении. В 1772 году он представил в академию коротенькую записку, в которой сообщал о результате своих опытов, показавших, что при сгорании серы и фосфора они увеличиваются в весе за счет воздуха, иными словами, соединяются с частью воздуха.
Этот факт — основное, капитальное открытие явления, послужившее ключом к объяснению всех остальных. Никто этого не понимал, да и современному читателю может с первого взгляда показаться, что речь здесь о единичном неважном явлении. Но это неверно. Объяснить факт горения значило объяснить целый мир явлений окисления, происходящих всегда и всюду в воздухе, земле, организмах — во всей мертвой и живой природе, в бесчисленных вариациях и разнообразнейших формах.
Около шестидесяти мемуаров было им посвящено уяснению различных вопросов, связанных с этим исходным пунктом. В них новая наука развивается как клубок. Явления горения естественно приводят Лавуазье, с одной стороны, к исследованию состава воздуха, с другой — к изучению остальных форм окисления; к образованию различных окисей и кислот и уяснению их состава; к процессу дыхания, а отсюда — к исследованию органических тел и открытию органического анализа, и т. д.
Вникнем в ход рассуждений Лавуазье. Металл увеличивается в весе — значит, к нему присоединилось какое-нибудь вещество. Откуда оно взялось? Определяем вес других тел, входивших в реакцию, и видим, что воздух уменьшился в весе настолько же, на сколько увеличился вес металла; стало быть, искомое вещество выделилось из воздуха. Это — метод весового определения. Однако для того чтобы понять его значение, нужно признать, что все химические тела имеют вес, что весомое тело не может превратиться в невесомое, что, наконец, ни единая частица материи не может исчезнуть или возникнуть из ничего.
Теория горения повела к объяснению состава различных химических соединений. Уже давно различались окислы, кислоты и соли, но строение их оставалось загадочным. Общий результат их можно сформулировать так: Лавуазье дал первую научную систему химических соединений, установив три главные группы — окислы (соединения металлов с кислородом), кислоты (соединения неметаллических тел с кислородом) и соли (соединения окислов и кислот).
Десять лет прошло со времени первой работы Лавуазье, а он почти вовсе не касался теории флогистона. Он просто обходился без нее. Процессы горения, дыхания, окисления, состав воздуха, углекислоты, множество других соединений объяснились без всяких таинственных принципов совершенно просто и ясно — соединением и разделением реальных весовых тел. Но старая теория еще существовала и влияла на ученых.
Презентация на тему: " Метод Лавуазье Кислородная теория горения Переосмысление понятия элемент." — Транскрипт:
1 Метод Лавуазье Кислородная теория горения Переосмысление понятия элемент
2 Глобальные изменения во взглядах на химические явления, которые стали результатом работ французского ученого А.Л. Лавуазье, традиционно называют химической революцией.
3 1. Замена теории флогистона кислородной концепцией горения; 2. Пересмотр принятой системы составов химических веществ; 3. Переосмысление концепции химического элемента; 4. Формирование представлений о зависимости свойств веществ от их качественного и количественного состава.
4 В основу своих исследований А. Лавуазье положил физико-химический подход, который отличался последовательным применением экспериментальных методов и теоретических представлений физики того времени. Центральную роль среди теоретических воззрений физики в то время играло учение И. Ньютона о силе тяготения. Мера этого тяготения – вес тела, согласно положению И. Ньютона о пропорциональности веса массе, может быть определён физическими методами (взвешиванием). Следствием этих взглядов стало восприятие веса как наиболее существенного свойства материальных частиц. Антуан Лоран Лавуазье
5 А. Лавуазье начал систематически использовать точное взвешивание для определения количеств веществ в химических реакциях. В отличие от многих свих предшественников, А. Лавуазье взвешивал все участвующие в химическом процессе вещества (в том числе и газообразные), основываясь на общем положении о сохранении суммарного веса взаимодействующих веществ. То есть, его количественный метод базировался на аксиоме сохранения материи – фундаментальном положении классического естествознания, которое высказывалось ещё в древности. А. Лавуазье определял не только вес, но и другие физические характеристики исходных веществ и продуктов реакции (плотность, температуру и т.п.). Измерение количественных параметров в перспективе давало возможность выяснить детальный механизм химических превращений, уже изученных с качественной стороны.
6 Взвешенное количество ртути он поместил в реторту, длинная прогнутая шейка которой сообщалась с колоколом, опрокинутым над жидкой ртутью. Перед опытом был измерен не только объем воздуха над ртутью в реторте и колоколе, но и определен вес всего аппарата. Реторта затем нагревалась в течение 12 дней почти до температуры кипения ртути. Постепенно поверхность ртути в реторте покрывалась чешуйками красного цвета. Когда количество этих чешуек (оксида ртути) перестало увеличиваться, опыт был прекращен. После охлаждения прибора был произведен точный учет количества образовавшихся продуктов. При этом было обнаружено, что: общий вес всего прибора не изменился, объем воздуха сократился, вес взятого воздуха уменьшился как раз настолько, насколько увеличился вес ртути (благодаря образованию оксида).
7 Для полноты картины следовало только собрать образовавшийся оксид ртути, разложить его в соответствии с методом Пристли, и измерить количество полученного кислорода. Как и следовало ожидать, воспроизведение подобного опыта дало Лавуазье то самое (в пределах возможной ошибки) количество кислорода, которое было поглощено из воздуха ртутью. Получение кислорода из оксида ртути (реторта a) методом Пристли. В шарообразном сосуде b скапливается ртуть, а кислород по газоотводной трубке c переходит в цилиндр d, где собирается над жидкой ртутью.
8 Тарелочку с фосфором А. Лавуазье положил на плавающую в воде пробковую подставку, раскаленной проволокой поджег фосфор и быстро накрыл его стеклянным колоколом. Густой белый дым заполнил пространство внутри. Вскоре фосфор погас, а вода стала подниматься и заполнять колокол. Через некоторое время подъем воды прекратился. Кажется, я взял мало фосфора. Весь воздух не смог с ним соединиться. Надо повторить опыт. Но второй опыт с удвоенным количеством фосфора дал аналогичный результат: вода поднялась до того же уровня. Даже проведенный в десятый раз опыт показал прежний результат. Фосфор соединяется лишь с одной пятой частью воздуха. Неужели воздух сложная смесь?
12 Основные положения кислородной теории горения были сформулированы в 1777 году. 1. Согласно этой теории, горение может происходить только в присутствии кислорода, при этом происходит выделение света и огня. 2. Вес сгоревшего вещества увеличивается точно на количество поглощенного воздуха. 3. При горении металлов в результате соединения с кислородом образуются металлические извести. 4. При обжиге неметаллических веществ – кислоты (так назывались в тот период ангидриды кислот).
14 Изучение способов образования и свойств углекислого газа позволило А. Лавуазье расширить кислородную теорию горения и дать объяснение многим химическим процессам с точки зрения окисления-восстановления веществ. То есть от изучения процессов горения ученый перешел к исследованию реакций окисления вообще. Например, А. Лавуазье изучал реакции: 2Fe 2 O 3 + 3C = 3CO 2 + 4Fe 2Fe + 3H 2 O = Fe 2 O 3 + 3H 2 Красный железняк (гематит) Fe2Оз уголь
18 В результате проведенных экспериментов, А. Лавуазье причел к выводу о том, что закон сохранения веса веществ является всеобщим законом. Теория окисления также имеет общий характер, и нет никаких исключений. Вода, кислоты, оксиды металлов – сложные вещества, а металлы, сера и фосфор – простые. Это полностью перевернуло взгляды на всю систему составов химических соединений. Флогистона не существует, а воздух представляет собой смесь газов. Эти мысли А. Лавуазье высказал перед академиками, которым демонстрировал свои опыты. Однако большинство из них не желало признавать работ Лавуазье, его обвиняли в том, что он заимствовал свои идеи из исследований Пристли и Кавендиша. Академики не раз заявляли, что им известны подобные опыты по разложению воды, имея в виду Гаспара Монжа. Приоритет Лавуазье не признавался. Вместо того чтобы объединить свои усилия в исследованиях, ученые спорили о том, кто открыл данное явление.
20 Лаплас убедился в правоте взглядов Лавуазье и первым принял его теорию. В 1785 году в поддержку теории Лавуазье выступил и ставший в то время очень известным Клод Луи Бертолле. Несколько позже Лавуазье поддержали и самые видные тогда химики Антуан Фуркруа и Гитон де Морво. Лаплас Пьер-Симон французский математик, механик, физик и астроном Фуркруа Антуан-Франсуа ( ) французский химик и политический деятель
22 Благодаря использованию весового метода анализа, в работах А. Лавуазье были сформированы представления об ограниченном множестве элементов и их качественной разнородности. Отсюда вытекал подход к объяснению многообразия химических веществ, как следствия разнообразного качественного и количественного элементного состава. При этом полагалось, что каждое качественно определённое вещество имеет всегда точно определённый и свойственный только ему количественный состав. Соединения с переменным составом (бертоллиды) и явление изомерии в тот период не были известны. Прибор А. Лавуазье для элементного анализа органических веществ
26 Преобразование химического языка явилось следствием глобальных изменений в химии и имело целью дать каждому веществу такое название, которое характеризовало бы его состав и химические свойства (до этого момента одно вещество могло иметь много названий, которые часто давались случайно). В новой номенклатуре каждое вещество рассматривалось с точки зрения его общих (например, кислота) и конкретных свойств (например, серная, азотная, фосфорная кислота). Конкретные свойства определялись на основе данных об элементном составе. Номенклатура существенно облегчала обмен химической информацией, её основные принципы в общем виде сохранились до сих пор. А.Л. Лавуазье
27 Лавуазье работал в то время над одним из своих самых великих творений учебником химии, необходимость составления которого давно назрела. Нужно было по-новому объяснить явления в природе, ясно изложить основы современных теорий. Новые достижения химии не были отражены в старых учебниках Кристофля Глазера и Николя Лемери. К концу 1788 года учебник был готов. Большая заслуга в подготовке рукописи принадлежала госпоже Лавуазье, художественно оформившей третью часть учебника.
30 Лавуазье писал, что в твердом состоянии силы притяжения между частицами, составляющими тела, превосходят силы отталкивания, в жидком – они выравниваются, а в газообразном – под воздействием теплорода силы отталкивания преобладают над силами притяжения. Представление о способности всех материальных макросубстанций существовать в различных агрегатных состояниях стало ещё одним важным аспектом химической революции.
33 Тела бывают простыми, когда они составлены из однородных корпускул, и смешанными, если состоят из нескольких разнородных корпускул. Свойства тел не случайны, они зависят от свойств составляющих их корпускул. Рассмотрим первое тепло. Что представляет оно собой? Невесомая жидкость, которая может переливаться из одного тела в другое? Нет. Еще Галилей считал, что корпускулы находятся в движении. По-моему, это первое и основное свойство корпускул. Но движение создает тепло. Каждый знает, что при вращении колеса его ось нагревается. Корпускулы тела движутся, вращаются вокруг собственной оси, трутся между собой и создают тепло.
35 Почему Бойль открывал сосуды после нагревания? В таком, случае могло что- то улетучиться из сосудов и мог измениться, их вес. Надо повторить опыты, но все наблюдения и измерения вести в закрытом сосуде. В нем же есть воздух. Ломоносов подготовил специальный сосуд, насыпал в него свинцовые опилки, затем мехами раздул огонь и нагревал горло сосуда до тех пор, пока стекло не размягчилось. С помощью зажима он запаял стекло и тут же поместил сосуд на огонь. Теперь он был полностью уверен в том, что в сосуд, ничего не попадет и ничего из него не улетучится. Мехи раздулись в последний раз, и вот уже синие язычки пламени исчезли в раскаленной горке угля. Ломоносов осторожно поставил сосуд, на стол и принялся готовить следующий. Опыт надо было повторить много раз, прокаливая не только свинец, но и другие металлы: железо, медь…
38 Живший в эпоху, когда химия только зарождалась как наука, Ломоносов смог наперекор неверным представлениям флогистонной теории дойти до таких обобщений, которые и сегодня лежат в основе физической и химической науки. Он первый сформулировал закон сохранения вещества и энергии, первый указал путь, по которому пошли многие ученые.
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: Как объясняли учёные в XVII в. тепловые процессы, горение и прокаливание веществ? Какова роль первой химической теории – теории флогистона в развитии химии? Чем отличалась теория горения Лавуазье от теории флогистона? В чем суть химической революции XVIII века?
Глоссарий по теме:
Агрегатные состояния вещества (от лат. aggrego – присоединяю) – состояния одного и того же вещества в различных интервалах (промежутках) температур и давления.
Твёрдое тело – агрегатное состояние вещества, характеризующееся постоянством формы и характером движения частиц, которые совершают малые колебания около положений равновесия.
Газ – агрегатное состояние вещества, в котором составляющие его частицы почти свободно и хаотически движутся в промежутках между столкновениями друг с другом.
Жидкость – агрегатное состояние вещества, в котором его частицы связаны между собой настолько, что это позволяет ему сохранять свой объем, но недостаточно сильно, чтобы сохранить и форму.
Воздух – смесь газов, из которых состоит атмосфера Земли: азот, кислород, благородные газы, углекислый газ.
Горение – процесс, при котором превращение вещества сопровождается интенсивным выделением энергии и теплообменом и массообменном с окружающей средой.
Прокаливание – сильное нагревание вещества с целью изменения его химического состава.
Теплород – по представлениям учёных XVIII – начала XIX вв. некий тонкий флюид, невесомая материя, присутствующая в каждом теле и являющаяся причиной тепловых явлений.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Естествознание. 10 класс: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2017. – С. 134-137.
3. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. ред. В.А. Володин. – М.: Аванта+, 2000. – С. 22-28.
Открытые электронные ресурсы по теме урока:
Левченков С.И. Период становления // Краткий очерк истории химии: Учебное пособие для студентов химфака РГУ. URL:
Теоретический материал для самостоятельного изучения
К XVI – XVII вв. в результате алхимических изысканий и ремесленной практики был накоплен достаточно большой массив эмпирических знаний о способах получения, очистки и свойствах различных веществ. Однако, теоретическое объяснение химических процессов долгое время не выходило за рамки мистических натурфилософских учений. Возникновение химии как науки традиционно связывают с именем английского учёного XVII в. Роберта Бойля, который первым сформулировал ее цели как изучение свойств вещества и зависимости свойств вещества от его состава. Однако создание первой научной химической теории состоялось только на границе XVII – XVIII вв.
Считалось, что флогистон – это некая тонкая материя, которая содержится в веществах, и придает им свойства горючести. Так в соответствии с этой теории при горении веществ и прокаливании металлов из них выделяется флогистон, который до этого в них содержался. Т.е. металлы рассматривались как горючие вещества, а их превращение в оксиды при прокаливании считалось горением – выделением флогистона. Если на полученные прокаленные металлы (оксиды металлов) подействовать веществом, содержащим флогистон, например, углем, то можно получить опять металл. Считалось, что окалина (оксид металла) от угля получал флогистон, который и придавал ей новые свойства – горючесть, металлический блеск и т.д. С помощью флогистона объяснялись и переходы вещества из одного агрегатного состояния в другое, при этом агрегатные состояния одного и того же вещества считались веществами разными.
Ко второй половине XVIII в. постепенно стали накапливаться факты, ставящие под сомнение флогистонную теорию: прокаливание металла сопровождается поглощением воздуха, а вес получаемой окалины становится больше, чем был у металла, т.е. флогистон, получалось, имеет отрицательную массу. Надо сказать, попытки получить флогистон, опыты по прокаливанию и горению с применением уже такого количественного метода как взвешивание, позволили ученым сделать множество открытий. Так, в 1766 г. Генри Кавендиш (1731 – 1810) открывает водород и описывает его свойства. В 1972 г. Даниэль Резерфорд (1749 – 1819) открывает азот. В 1774 г. Джозеф Пристли (1733 – 1804) открывает кислород (независимо от него кислород открывает Карл Вильгельм Шееле (1742 – 1786)). Обобщить результаты опытов и создать новую теорию горения удалось французскому химику и физику Антуану Лорану Лавуазье (1743 – 1794).
Выводы, к которым пришёл Лавуазье можно сформулировать следующим образом:
1. При прокаливании ртутной окалины в отсутствии угля получается газ, поддерживающий горение и дыхание – кислород (современная запись процесса 2HgO = 2Hg + O2).
5. Чем больше кислорода содержится в веществе, тем сильнее проявляются его кислотные свойства.
Надо отметить, что опровергнув теорию флогистона, Лавуазье использует в своей теории понятие флогистона, существенно изменив его смысл. Еще ранее, в начале 70-х годов XVIII века Лавуазье заинтересовался процессами изменения агрегатного состояния вещества и попытался их объяснить. По представления Лавуазье, переход вещества из твердого состояния при нагревании в жидкое связан с присоединением флогистона, также как и переход из жидкости в пар. Если же охлаждением у вещества отбирать флогистон, то пойдут обратные процессы: пар перейдет в жидкость, а жидкость перейдет в твердое состояние. Эта идея Лавуазье была очень важной. Если раньше лёд, вода в жидком состоянии и водяной пар считались разными веществами, то теперь их следовало считать разными агрегатными состояниями одного и того же вещества, которые отличаются только количеством поглощенного флогистона. Флогистон, участвующий в процессах перехода веществ из одного агрегатного состояния в другое, позже Лавуазье назвал теплородом, зафиксировав тем самым его физический смысл как носителя тепла.
В XVII веке английским учёным Робертом Бойлем впервые были сформулированы цели химической науки – изучение свойств вещества и зависимости свойств вещества от его состава. Теория флогистона, созданная на границе XVII – XVIII веков немецким учёным Георгом Эрнестом Шталем, несмотря на свою ошибочность, была первой научной химической теорией, которая непротиворечиво объясняла процессы агрегатных переходов, прокаливания и горения веществ. Применение в химических исследованиях количественных методов, в первую очередь, взвешивания, стало важным шагом в развитии химической науки и позволило прийти к новой теоретической модели, описывающей процессы горения и прокаливания. Создание французским учёным Антуаном Лораном Лавуазье в 70-х годах XVIII века кислородной теории горения стало поистине научным переворотом в химии и привело к пересмотру всех ключевых принципов и понятий химии, созданию новой системы химической номенклатуры. В основу созданной номенклатуры были положены рациональные принципы создания названий веществ с использованием названий элементов их составляющих.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:
1. Укажите верные утверждения:
Утверждение
Правильный ответ и пояснение
А. Теория флогистона объясняла горючесть вещества наличием в его составе флогистона.
Правильное утверждение. Флогистон понимался как некая тонкая материя, которая содержится в веществах, и придает им свойства горючести.
Б. Теория флогистона не имела положительного значения для развития химической науки
Неправильное утверждение. Несмотря на свою ошибочность теория флогистона была первой научной химической теорией и была первым шагом в теоретическом объяснении химических процессов.
В. Использование взвешивания при проведении химических исследований позволило опровергнуть теорию флогистона.
Правильное утверждение. Использование взвешивания при проведении химических исследований позволило определить роль воздуха в процессах горения и опровергнуть теорию флогистона.
2. Установление соответствие между элементами двух множеств. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.
Утверждение
1. Металлы являются сложными горючими телами
А. Теория флогистона
Б. Кислородная теория
2. При прокаливании металлов образуется простое тело
3. В ходе прокаливания металла образуется сложное тело
4. Вещества горят, так как в их составе есть горючий компонент
5. Горение веществ есть присоединение ими части воздуха
Правильный ответ: 1 – А; 2 – А; 3 – Б; 4 – А; 5. - Б.
Пояснения: В соответствии с теорией флогистона вещества горят, т.к. в их составе есть флогистон, придающий им горючесть. Металл считался сложным телом, содержащим флогистон, который при прокаливании металл теряет. Полученная в результате окалина флогистона не имеет и является простым телом. Кислородная теория объясняла прокаливание металла как его взаимодействие с частью воздуха. Металл считался простым телом, а продукт его прокаливания – окалину сложным телом. Горение рассматривалось как присоединение телом части воздуха – кислорода.
Читайте также: