Phlogistonteorin
Empedokles hade formulerat den klassiska teorin att det fanns fyra element: vatten, jord, eld och luft, och Aristoteles förstärkte denna idé genom att karakterisera dem som fuktiga, torra, varma och kalla. Elden tänktes således som en substans och förbränning sågs som en nedbrytningsprocess som endast gällde för föreningar. Erfarenheten hade visat att förbränning inte alltid åtföljdes av en förlust av material och det behövdes en bättre teori för att förklara detta.
Johann Joachim BecherRedigera
År 1667 publicerade Johann Joachim Becher sin bok Physica subterranea, som innehöll det första exemplet av det som skulle komma att bli phlogistonteorin. I sin bok eliminerade Becher eld och luft från den klassiska elementmodellen och ersatte dem med tre former av jord: terra lapidea, terra fluida och terra pinguis. Terra pinguis var det element som gav oljiga, svavelhaltiga eller brännbara egenskaper. Becher trodde att terra pinguis var en viktig egenskap vid förbränning och frigjordes när brännbara ämnen brändes. Becher hade inte mycket att göra med phlogistonteorin som vi känner den nu, men han hade ett stort inflytande på sin elev Stahl. Bechers viktigaste bidrag var starten på själva teorin, hur mycket den än ändrades efter honom. Bechers idé var att brännbara ämnen innehåller en antändbar materia, terra pinguis.
Georg Ernst StahlEdit
I 1703 föreslog Georg Ernst Stahl, professor i medicin och kemi i Halle, en variant av teorin där han döpte om Bechers terra pinguis till phlogiston, och det var i denna form som teorin troligen fick sitt största inflytande. Själva termen ”phlogiston” var inte något som Stahl uppfann. Det finns bevis för att ordet användes så tidigt som 1606, och på ett sätt som var mycket likt det som Stahl använde det för. Termen härstammade från ett grekiskt ord som betyder att inflammera. Följande stycke beskriver Stahls syn på phlogiston:
För Stahl var metaller föreningar som innehöll phlogiston i kombination med metalloxider (calces); vid antändning frigjordes phlogiston från metallen och lämnade oxiden kvar. När oxiden upphettades med ett ämne som var rikt på phlogiston, t.ex. träkol, tog calxen återigen upp phlogiston och regenererade metallen. Phlogiston var en bestämd substans, densamma i alla dess kombinationer.
Stahls första definition av phlogiston dök först upp i hans Zymotechnia fundamentalis, som publicerades 1697. Hans mest citerade definition återfinns i den kemiska avhandlingen Fundamenta chymiae från 1723. Enligt Stahl var phlogiston ett ämne som inte kan sättas i en flaska, men som ändå kan överföras. För honom var trä bara en kombination av aska och phlogiston, och att göra en metall var lika enkelt som att få en metallkalx och tillsätta phlogiston. Sot var nästan ren phlogiston, vilket är anledningen till att upphettning av det med en metallkalx förvandlar kalxen till metall och Stahl försökte bevisa att phlogiston i sot och svavel var identiska genom att omvandla sulfater till svavellever med hjälp av träkol. Han redogjorde inte för den viktökning vid förbränning av tenn och bly som var känd vid den tiden.
J. H. PottRedigera
Johann Heinrich Pott, som var elev till en av Stahls elever, utvidgade teorin och försökte göra den mycket mer begriplig för en allmän publik. Han jämförde phlogiston med ljus eller eld och sade att alla tre var ämnen vars natur var allmänt känd men inte lätt definierad. Han ansåg att phlogiston inte borde betraktas som en partikel utan som en essens som genomsyrar substanser, och hävdade att man i ett pund av vilken substans som helst inte bara kunde plocka ut partiklar av phlogiston. Pott observerade också det faktum att när vissa ämnen bränns ökar de i massa i stället för att förlora phlogistonets massa när det flyr; enligt honom var phlogiston den grundläggande eldprincipen och kunde inte erhållas av sig själv. Lågor ansågs vara en blandning av phlogiston och vatten, medan en blandning av phlogiston och jord inte kunde brinna ordentligt. Phlogiston genomsyrade allt i universum och kunde frigöras som värme när den kombinerades med syra. Pott föreslog följande egenskaper:
- Phlogistons form består av en cirkelrörelse runt sin axel.
- När den är homogen kan den inte förbrukas eller upplösas i eld.
- Förklaringen till att den orsakar expansion i de flesta kroppar är okänd, men inte tillfällig. Det står i proportion till hur kompakt kropparnas textur är eller till hur intimt de är uppbyggda.
- Viktökningen under kalcineringen är uppenbar först efter lång tid och beror antingen på att kroppens partiklar blir mer kompakta, minskar volymen och därmed ökar densiteten, som i fallet med bly, eller att små tunga luftpartiklar fastnar i ämnet, som i fallet med pulvriserad zinkoxid.
- Luft drar till sig kroppars phlogiston.
- När det sätts i rörelse är phlogiston den huvudsakliga aktiva principen i naturen hos alla livlösa kroppar.
- Det är grunden för färger.
- Det är det huvudsakliga agenset vid jäsning.
Potts formuleringar föreslog föga ny teori; han gav bara ytterligare detaljer och gjorde befintlig teori mer lättillgänglig för gemene man.
AndraRedigera
Johann Juncker skapade också en mycket fullständig bild av phlogiston. När han läste Stahls arbete antog han att phlogiston i själva verket var mycket materiellt. Han kom därför till slutsatsen att phlogiston har egenskapen lätthet, eller att den gör den förening som den ingår i mycket lättare än vad den skulle vara utan phlogiston. Han visade också att luft behövs för förbränning genom att lägga ämnen i en förseglad kolv och försöka bränna dem.
Guillaume-François Rouelle tog med sig teorin om phlogiston till Frankrike, och han var en mycket inflytelserik vetenskapsman och lärare så den fick ett ganska starkt fotfäste mycket snabbt. Många av hans elever blev mycket inflytelserika vetenskapsmän i sin egen rätt, bland annat Lavoisier. Fransmännen betraktade phlogiston som en mycket subtil princip som försvinner i all analys, men som ändå finns i alla kroppar. I huvudsak följde de direkt från Stahls teori.
Giovanni Antonio Giobert introducerade Lavoisiers arbete i Italien. Giobert vann en pristävling från Mantuas bokstavs- och vetenskapsakademi 1792 för sitt arbete som vederlägger phlogistonteorin. Han lade fram en uppsats vid Académie royale des Sciences i Turin den 18 mars 1792 med titeln Examen chimique de la doctrine du phlogistique et de la doctrine des pneumatistes par rapport à la nature de l’eau (”Kemisk undersökning av läran om phlogiston och läran om pneumatister i förhållande till vattnets natur”), som anses vara det mest originella försvaret av Lavoisiers teori om vattnets sammansättning som publicerades i Italien.