A flogiszton-elmélet
Empedoklész fogalmazta meg azt a klasszikus elméletet, hogy négy elem létezik: víz, föld, tűz és levegő, Arisztotelész pedig megerősítette ezt az elképzelést azzal, hogy nedves, száraz, meleg és hideg elemként jellemezte őket. A tüzet tehát anyagnak gondolták, az égést pedig bomlási folyamatnak tekintették, amely csak a vegyületekre vonatkozott. A tapasztalat azt mutatta, hogy az égés nem mindig jár együtt anyagvesztéssel, és ennek magyarázatára egy jobb elméletre volt szükség.
Johann Joachim BecherSzerkesztés
1667-ben Johann Joachim Becher kiadta Physica subterranea című könyvét, amely a későbbi flogisztonelmélet első példáját tartalmazta. Könyvében Becher kiiktatta a tüzet és a levegőt a klasszikus elemmodellből, és a föld három formájával helyettesítette őket: terra lapidea, terra fluida és terra pinguis. A Terra pinguis volt az az elem, amely olajos, kénes vagy gyúlékony tulajdonságokat kölcsönzött. Becher úgy vélte, hogy a terra pinguis az égés kulcsfontosságú jellemzője, és az éghető anyagok elégetésekor szabadul fel. Bechernek nem sok köze volt a ma ismert flogisztonelmélethez, de nagy hatással volt tanítványára, Stahlra. Becher fő hozzájárulása maga az elmélet elindítása volt, bármennyire is sokat változtattak rajta utána. Becher elképzelése az volt, hogy az éghető anyagok tartalmaznak egy gyúlékony anyagot, a terra pinguist.
Georg Ernst StahlSzerkesztés
1703-ban Georg Ernst Stahl, a hallei orvosi és kémiai professzor az elmélet egy olyan változatát javasolta, amelyben Becher terra pinguisét átnevezte flogisztonra, és az elméletnek valószínűleg ebben a formájában volt a legnagyobb hatása. Magát a “flogiszton” kifejezést nem Stahl találta ki. Bizonyítékok vannak arra, hogy a szót már 1606-ban használták, mégpedig nagyon hasonló módon, mint amire Stahl használta. A kifejezés egy görög szóból származik, amelynek jelentése “felgyújtani”. A következő bekezdés Stahlnak a flogisztonról alkotott nézetét írja le:
Stahl számára a fémek olyan vegyületek voltak, amelyek a flogisztont fémoxidokkal (kalciumokkal) kombinálva tartalmazzák; gyújtáskor a flogiszton kiszabadul a fémből, az oxidot hátrahagyva. Amikor az oxidot flogisztonban gazdag anyaggal, például faszénnel hevítették, a kalcse ismét felvett flogisztont és regenerálta a fémet. A flogiszton egy meghatározott anyag volt, minden kombinációjában ugyanaz.
Stahl első meghatározása a flogisztonról először az 1697-ben megjelent Zymotechnia fundamentalis című művében jelent meg. A legtöbbet idézett definícióját a Fundamenta chymiae című kémiai értekezésében találjuk 1723-ban. Stahl szerint a flogiszton olyan anyag volt, amelyet nem lehetett palackba zárni, de mégis át lehetett adni. Számára a fa nem volt más, mint a hamu és a flogiszton kombinációja, és a fém előállítása olyan egyszerű volt, mint egy fémkalács megszerzése és a flogiszton hozzáadása. A korom majdnem tiszta flogiszton volt, ezért a kormot egy fémkalcssal melegítve a kalcssal fémmé alakítja át, és Stahl úgy próbálta bizonyítani, hogy a koromban és a kénben lévő flogisztonok azonosak, hogy a szulfátokat faszén segítségével kénmájá alakította át. Nem számolt az akkoriban ismert ón és ólom égésekor bekövetkező súlynövekedéssel.
J. H. PottSzerkesztés
Johann Heinrich Pott, Stahl egyik tanítványának tanítványa, kibővítette az elméletet, és megpróbálta azt sokkal érthetőbbé tenni az általános közönség számára. A flogisztont a fényhez vagy a tűzhöz hasonlította, mondván, hogy mindhárom olyan anyag, amelynek természetét széles körben értik, de nem könnyű meghatározni. Úgy vélte, hogy a flogisztont nem részecskének, hanem az anyagokat átható lényegnek kell tekinteni, azzal érvelve, hogy egy fontnyi anyagból nem lehet egyszerűen kivenni a flogiszton részecskéit. Pott azt is megfigyelte, hogy bizonyos anyagok elégetésekor azok tömege növekszik, ahelyett, hogy a kiszabaduló flogiszton tömegét elveszítené; szerinte a flogiszton volt a tűz alapelve, és önmagában nem nyerhető. A lángokat a flogiszton és a víz keverékének tekintette, míg a flogiszton és a földi anyag keveréke nem tudott megfelelően égni. A világegyetemben mindent átható flogiszton savval kombinálva hő formájában szabadulhatott fel. Pott a következő tulajdonságokat javasolta:
- A flogiszton formája a tengelye körüli körkörös mozgásból áll.
- Homogén állapotában nem fogyasztható vagy oszlatható el tűzben.
- Az ok, amiért a legtöbb testben tágulást okoz, ismeretlen, de nem véletlen. Ez arányos a testek textúrájának tömörségével vagy az összetételük bensőségességével.
- A tömeg növekedése a kalcinálás során csak hosszú idő után válik nyilvánvalóvá, és vagy annak köszönhető, hogy a test részecskéi tömörebbé válnak, csökkentik a térfogatot és ezáltal növelik a sűrűséget, mint az ólom esetében; vagy annak, hogy a levegő kis nehéz részecskéi megrekednek az anyagban, mint a porított cink-oxid esetében.
- A levegő vonzza a testek flogisztonját.
- Mikor mozgásba jön, a flogiszton a természetben minden élettelen test fő hatóanyaga.
- Ez a színek alapja.
- Ez az erjedés fő hatóanyaga.
Pott megfogalmazásai kevés új elméletet javasoltak; ő csupán további részletekkel szolgált, és a meglévő elméletet az átlagember számára megközelíthetőbbé tette.
MásokSzerkesztés
Johann Juncker is igen teljes képet alkotott a flogisztonról. Stahl munkáját olvasva feltételezte, hogy a flogiszton valójában nagyon is anyagi. Ezért arra a következtetésre jutott, hogy a flogisztonnak megvan a könnyűség tulajdonsága, vagyis hogy a vegyületet, amelyben benne van, sokkal könnyebbé teszi, mint amilyen a flogiszton nélkül lenne. Azt is kimutatta, hogy az égéshez levegőre van szükség, mégpedig úgy, hogy anyagokat tett egy lezárt lombikba, és megpróbálta elégetni őket.
Guillaume-François Rouelle elhozta a flogiszton elméletét Franciaországba, és ő egy nagyon befolyásos tudós és tanár volt, így az nagyon gyorsan elég erős lábra kapott. Sok tanítványa, köztük Lavoisier, maga is nagyon befolyásos tudós lett. A franciák a flogisztont egy nagyon finom elvnek tekintették, amely minden analízis során eltűnik, mégis minden testben ott van. Lényegében egyenesen Stahl elméletét követték.
Giovanni Antonio Giobert mutatta be Lavoisier munkásságát Olaszországban. Giobert 1792-ben elnyerte a mantovai Irodalmi és Tudományos Akadémia díjnyertes pályázatát a flogisztonelméletet cáfoló munkájáért. A torinói Académie royale des Sciences-ben 1792. március 18-án Examen chimique de la doctrine du phlogistique et de la doctrine des pneumatistes par rapport à la nature de l’eau (“A flogiszton-tan és a pneumatisták tanának kémiai vizsgálata a víz természetével kapcsolatban”) címmel tartott előadást, amelyet Lavoisier vízösszetétel-elméletének Olaszországban megjelent legeredetibb védelmeként tartanak számon.