Phlogiston-teoria
Empedokles oli muotoillut klassisen teorian, jonka mukaan oli olemassa neljä elementtiä: vesi, maa, tuli ja ilma, ja Aristoteles vahvisti tätä ajatusta luonnehtimalla niitä kosteiksi, kuiviksi, kuumiksi ja kylmiksi. Tuli käsitettiin näin ollen aineeksi ja palaminen nähtiin hajoamisprosessina, joka koski vain yhdisteitä. Kokemus oli osoittanut, että palamiseen ei aina liittynyt aineen häviämistä, ja tämän selittämiseksi tarvittiin parempi teoria.
Johann Joachim BecherEdit
Johann Joachim Becher julkaisi vuonna 1667 teoksensa Physica subterranea, joka sisälsi ensimmäisen esimerkin siitä, mistä tuli myöhemmin flogistoniteoria. Kirjassaan Becher poisti tulen ja ilman klassisesta elementtimallista ja korvasi ne kolmella maan muodolla: terra lapidea, terra fluida ja terra pinguis. Terra pinguis oli elementti, joka antoi öljyisiä, rikkipitoisia tai palavia ominaisuuksia. Becher uskoi, että terra pinguis oli keskeinen ominaisuus palamisessa ja vapautui, kun palavia aineita poltettiin. Becherillä ei ollut paljon tekemistä flogistoniteorian kanssa sellaisena kuin me sen nykyään tunnemme, mutta hänellä oli suuri vaikutus oppilaaseensa Stahliin. Becherin tärkein panos oli itse teorian alku, vaikka sitä muutettiinkin paljon hänen jälkeensä. Becherin ajatus oli, että palavat aineet sisältävät syttyvää ainetta, terra pinguis.
Georg Ernst StahlEdit
Vuonna 1703 Georg Ernst Stahl, lääketieteen ja kemian professori Hallesta, ehdotti teorian muunnelmaa, jossa hän nimesi Becherin terra pinguiksen uudelleen flogistonniksi, ja tässä muodossa teorialla oli luultavasti suurin vaikutus. Itse termi ”flogistoni” ei ollut Stahlin keksimä. On todisteita siitä, että sanaa käytettiin jo vuonna 1606, ja se oli hyvin samankaltainen kuin se, mihin Stahl sitä käytti. Termi johdettiin kreikan kielen sanasta, joka tarkoittaa sytyttää. Seuraavassa kappaleessa kuvataan Stahlin näkemystä flogistonista:
Stahlin mielestä metallit olivat yhdisteitä, jotka sisälsivät flogistonia yhdistettynä metallioksideihin (calces); sytytettäessä flogiston vapautui metallista jättäen oksidin jäljelle. Kun oksidia kuumennettiin flogistonia runsaasti sisältävällä aineella, kuten puuhiilellä, kalssi otti jälleen flogistonia ja uusii metallin. Flogistoni oli määrätty aine, joka oli sama kaikissa yhdistelmissään.
Stahlin ensimmäinen flogistonin määritelmä ilmestyi ensimmäisen kerran vuonna 1697 julkaistussa teoksessa Zymotechnia fundamentalis. Hänen siteeratuin määritelmänsä löytyy vuonna 1723 ilmestyneestä kemian tutkielmasta Fundamenta chymiae. Stahlin mukaan flogistoni oli aine, jota ei voitu laittaa pulloon, mutta jota voitiin kuitenkin siirtää. Hänelle puu oli vain tuhkan ja flogistonin yhdistelmä, ja metallin valmistaminen oli yhtä yksinkertaista kuin hankkia metallikalikka ja lisätä siihen flogistonia. Noki oli lähes puhdasta flogistonia, minkä vuoksi sen kuumentaminen metallikalksin kanssa muuttaa kalksin metalliseksi, ja Stahl yritti todistaa, että noen ja rikin sisältämä flogistoni oli identtistä muuntamalla sulfaatit rikkimaksaan puuhiilen avulla. Hän ei ottanut huomioon tuolloin tunnettujen tinan ja lyijyn painonnousua palamisen yhteydessä.
J. H. PottEdit
Johann Heinrich Pott, erään Stahlin oppilaan oppilas, laajensi teoriaa ja yritti tehdä siitä paljon ymmärrettävämmän suurelle yleisölle. Hän vertasi flogistonia valoon tai tuleen ja sanoi, että kaikki kolme olivat aineita, joiden luonne ymmärrettiin laajalti mutta joita ei ollut helppo määritellä. Hän oli sitä mieltä, että flogistonia ei pitäisi pitää hiukkasena vaan aineet läpäisevänä olemuksena, ja väitti, että punnasta mitään ainetta ei voi yksinkertaisesti poimia flogistonia sisältäviä hiukkasia. Pott havaitsi myös sen tosiasian, että kun tiettyjä aineita poltetaan, niiden massa kasvaa sen sijaan, että ne menettäisivät flogistonin massaa sen poistuessa; hänen mukaansa flogistoni oli tulen perusperiaate, eikä sitä voinut saada itsestään. Liekin katsottiin olevan flogistonin ja veden sekoitus, kun taas flogistonin ja maan sekoitus ei voinut palaa kunnolla. Kaikkea maailmankaikkeudessa läpäisevä flogistoni saattoi vapautua lämpönä, kun se yhdistettiin happoon. Pott ehdotti seuraavia ominaisuuksia:
- Flogistonin muoto koostuu pyöreästä liikkeestä akselinsa ympäri.
- Kun se on homogeeninen, sitä ei voi kuluttaa tai hajottaa tulessa.
- Syy siihen, miksi se aiheuttaa laajenemista useimmissa kappaleissa, ei ole tiedossa, mutta se ei ole sattumaa. Se on verrannollinen kappaleiden rakenteen tiiviyteen tai niiden koostumuksen läheisyyteen.
- Painon lisääntyminen kalsinoinnin aikana ilmenee vasta pitkän ajan kuluttua ja johtuu joko siitä, että kappaleen hiukkaset tiivistyvät, pienentävät tilavuutta ja siten lisäävät tiheyttä, kuten lyijyn tapauksessa, tai siitä, että pienet raskaat ilmahiukkaset juuttuvat aineeseen, kuten jauhemaisen sinkkioksidin tapauksessa.
- A ilma vetää puoleensa kappaleiden flogistonia.
- Lähdettäessä liikkeelle flogiston on kaikkien elottomien kappaleiden tärkein aktiivinen periaate luonnossa.
- Se on värien perusta.
- Se on käymisen pääasiallinen tekijä.
Pott ehdotti muotoiluissaan vain vähän uutta teoriaa; hän vain toimitti lisää yksityiskohtia ja teki olemassa olevan teorian helpommin lähestyttäväksi tavalliselle ihmiselle.
MuutToimitus
Johann Juncker loi myös hyvin täydellisen kuvan flogistonista. Stahlin työtä lukiessaan hän oletti, että flogistoni oli itse asiassa hyvin aineellinen. Siksi hän tuli siihen tulokseen, että flogistonilla on keveysominaisuus eli se tekee yhdisteestä, jossa se on, paljon kevyemmän kuin se olisi ilman flogistonia. Hän osoitti myös, että palamiseen tarvitaan ilmaa, laittamalla aineita suljettuun pulloon ja yrittämällä polttaa niitä.
Guillaume-François Rouelle toi flogistoniteorian Ranskaan, ja hän oli hyvin vaikutusvaltainen tiedemies ja opettaja, joten se sai nopeasti melko vahvan jalansijan. Monista hänen oppilaistaan tuli hyvin vaikutusvaltaisia tiedemiehiä, myös Lavoisierista. Ranskalaiset pitivät flogistonia hyvin hienovaraisena periaatteena, joka katoaa kaikissa analyyseissä, mutta joka kuitenkin on kaikissa kappaleissa. Pohjimmiltaan he seurasivat suoraan Stahlin teoriaa.
Giovanni Antonio Giobert esitteli Lavoisierin työn Italiassa. Giobert voitti Mantovan kirjallisuus- ja tiedeakatemian palkintokilpailun vuonna 1792 flogistoniteorian kumoavasta työstään. Hän esitti Torinon Académie royale des Sciences -akatemiassa 18. maaliskuuta 1792 esitelmän otsikolla Examen chimique de la doctrine du phlogistique et de la doctrine des pneumatistes par rapport à la nature de l’eau (”Kemiallinen tutkimus flogistoniopista ja pneumonistien opista suhteessa veden luonteeseen”), jota pidetään omaperäisimpänä Italiassa ilmestyneenä puolustuksena Lavoisier’n veden koostumusta käsittelevälle teorialle.