Phlogistontheorie
Empedokles hatte die klassische Theorie formuliert, dass es vier Elemente gibt: Wasser, Erde, Feuer und Luft, und Aristoteles verstärkte diese Idee, indem er sie als feucht, trocken, heiß und kalt charakterisierte. Das Feuer wurde somit als eine Substanz betrachtet und die Verbrennung als ein Zersetzungsprozess, der nur für Verbindungen gilt. Die Erfahrung hatte gezeigt, dass die Verbrennung nicht immer mit einem Materialverlust einherging, und es wurde eine bessere Theorie benötigt, um dies zu erklären.
Johann Joachim BecherEdit
Im Jahr 1667 veröffentlichte Johann Joachim Becher sein Buch Physica subterranea, das den ersten Hinweis auf die spätere Phlogistontheorie enthielt. In seinem Buch eliminierte Becher Feuer und Luft aus dem klassischen Elementemodell und ersetzte sie durch drei Formen von Erde: terra lapidea, terra fluida und terra pinguis. Terra pinguis war das Element, das ölige, schwefelhaltige oder brennbare Eigenschaften aufwies. Becher glaubte, dass terra pinguis ein wesentliches Merkmal der Verbrennung sei und bei der Verbrennung von brennbaren Substanzen freigesetzt werde. Becher hatte mit der Phlogistontheorie, wie wir sie heute kennen, nicht viel zu tun, aber er hatte einen großen Einfluss auf seinen Schüler Stahl. Bechers Hauptbeitrag war der Beginn der Theorie selbst, wie sehr sie auch nach ihm verändert wurde. Bechers Idee war, dass brennbare Stoffe einen zündfähigen Stoff, die terra pinguis, enthalten.
Georg Ernst StahlEdit
Im Jahr 1703 schlug Georg Ernst Stahl, Professor der Medizin und Chemie in Halle, eine Variante der Theorie vor, in der er Bechers terra pinguis in Phlogiston umbenannte, und in dieser Form hatte die Theorie wahrscheinlich ihren größten Einfluss. Der Begriff „Phlogiston“ selbst wurde nicht von Stahl erfunden. Es gibt Belege dafür, dass der Begriff bereits 1606 verwendet wurde, und zwar in einer Weise, die dem, wofür Stahl ihn verwendete, sehr ähnlich war. Der Begriff wurde von einem griechischen Wort abgeleitet, das „entflammen“ bedeutet. Der folgende Absatz beschreibt Stahls Auffassung von Phlogiston:
Für Stahl waren Metalle Verbindungen, die Phlogiston in Verbindung mit Metalloxiden (Calces) enthielten; bei der Entzündung wurde das Phlogiston aus dem Metall freigesetzt und das Oxid blieb zurück. Beim Erhitzen des Oxids mit einer phlogistonreichen Substanz, z. B. Holzkohle, nahm die Calx wieder Phlogiston auf und regenerierte das Metall. Phlogiston war eine bestimmte Substanz, die in allen ihren Kombinationen gleich war.
Stahls erste Definition des Phlogistons erschien in seiner Zymotechnia fundamentalis, die 1697 veröffentlicht wurde. Seine meistzitierte Definition findet sich in der Abhandlung über Chemie mit dem Titel Fundamenta chymiae von 1723. Stahl zufolge war Phlogiston eine Substanz, die nicht in eine Flasche gefüllt werden konnte, aber dennoch übertragbar war. Für ihn war Holz nur eine Kombination aus Asche und Phlogiston, und die Herstellung von Metall war so einfach, wie eine Metallkalotte zu nehmen und Phlogiston hinzuzufügen. Ruß war fast reines Phlogiston, weshalb das Erhitzen mit einer Metallkalotte die Kalotte in Metall umwandelt, und Stahl versuchte zu beweisen, dass das Phlogiston in Ruß und Schwefel identisch war, indem er Sulfate mit Hilfe von Holzkohle in Schwefelleber umwandelte. Er berücksichtigte nicht die Gewichtszunahme bei der Verbrennung von Zinn und Blei, die damals bekannt war.
J. H. PottEdit
Johann Heinrich Pott, ein Schüler eines von Stahls Studenten, erweiterte die Theorie und versuchte, sie einem allgemeinen Publikum verständlicher zu machen. Er verglich das Phlogiston mit dem Licht oder dem Feuer und sagte, dass es sich bei allen dreien um Stoffe handele, deren Wesen zwar allgemein bekannt, aber nicht leicht zu definieren sei. Er vertrat die Ansicht, dass Phlogiston nicht als Teilchen, sondern als eine Essenz betrachtet werden sollte, die alle Stoffe durchdringt, und argumentierte, dass man in einem Pfund einer beliebigen Substanz nicht einfach die Teilchen von Phlogiston herausnehmen könne. Pott beobachtete auch, dass bestimmte Stoffe bei der Verbrennung an Masse zunehmen, anstatt die Masse des Phlogistons zu verlieren, wenn es entweicht; Phlogiston war seiner Ansicht nach das Grundprinzip des Feuers und konnte nicht allein gewonnen werden. Flammen galten als eine Mischung aus Phlogiston und Wasser, während eine Mischung aus Phlogiston und Erde nicht richtig brennen konnte. Da Phlogiston alles im Universum durchdringt, kann es in Verbindung mit Säure als Wärme freigesetzt werden. Pott schlug folgende Eigenschaften vor:
- Die Form des Phlogistons besteht in einer kreisförmigen Bewegung um seine Achse.
- Wenn es homogen ist, kann es nicht verzehrt oder im Feuer zerstreut werden.
- Der Grund, warum es in den meisten Körpern eine Ausdehnung verursacht, ist unbekannt, aber nicht zufällig. Sie steht im Verhältnis zur Kompaktheit des Gefüges der Körper oder zur Vertrautheit ihrer Beschaffenheit.
- Die Gewichtszunahme während des Glühens zeigt sich erst nach langer Zeit und ist entweder darauf zurückzuführen, dass die Teilchen des Körpers kompakter werden, das Volumen verkleinern und damit die Dichte erhöhen, wie bei Blei, oder dass sich kleine schwere Luftteilchen in der Substanz festsetzen, wie bei pulverisiertem Zinkoxid.
- Die Luft zieht das Phlogiston der Körper an.
- Wenn es in Bewegung gesetzt wird, ist das Phlogiston das wichtigste aktive Prinzip in der Natur aller unbelebten Körper.
- Es ist die Grundlage der Farben.
- Es ist das Hauptmittel bei der Fermentation.
Potts Formulierungen schlugen kaum eine neue Theorie vor; er lieferte lediglich weitere Details und machte die bestehende Theorie für den einfachen Mann zugänglicher.
AndereBearbeiten
Johann Juncker entwarf ebenfalls ein sehr vollständiges Bild von Phlogiston. Bei der Lektüre von Stahls Werk ging er davon aus, dass Phlogiston tatsächlich sehr stofflich ist. Er kam daher zu dem Schluss, dass Phlogiston die Eigenschaft der Leichtigkeit hat, oder dass es die Verbindung, in der es enthalten ist, viel leichter macht, als sie es ohne das Phlogiston wäre. Er zeigte auch, dass für die Verbrennung Luft benötigt wird, indem er Substanzen in einen versiegelten Kolben gab und versuchte, sie zu verbrennen.
Guillaume-François Rouelle brachte die Theorie des Phlogistons nach Frankreich, und er war ein sehr einflussreicher Wissenschaftler und Lehrer, so dass sie sehr schnell Fuß fasste. Viele seiner Schüler wurden selbst sehr einflussreiche Wissenschaftler, darunter auch Lavoisier. Die Franzosen betrachteten Phlogiston als ein sehr subtiles Prinzip, das bei jeder Analyse verschwindet, aber in allen Körpern vorhanden ist. Sie schlossen im Wesentlichen direkt an die Theorie von Stahl an.
Giovanni Antonio Giobert führte Lavoisiers Arbeit in Italien ein. Giobert gewann 1792 einen Preis der Akademie der Briefe und Wissenschaften von Mantua für seine Arbeit zur Widerlegung der Phlogistontheorie. Am 18. März 1792 hielt er vor der Académie royale des Sciences in Turin einen Vortrag mit dem Titel Examen chimique de la doctrine du phlogistique et de la doctrine des pneumatistes par rapport à la nature de l’eau („Chemische Untersuchung der Phlogiston-Lehre und der Doktrin der Pneumatisten in Bezug auf die Natur des Wassers“), der als die originellste Verteidigung von Lavoisiers Theorie der Wasserzusammensetzung gilt, die in Italien erschien.