Čovječanstvo je možda naučilo kako paliti vatru prije mnogo tisuća godina, ali mi nismo razumjeli kako to djeluje sve do nedavno. Mnoge su teorije predložene kako bi se pokušalo objasniti zašto su neki materijali gorjeli, a drugi nisu, zašto je vatra odavala toplinu i svjetlost i zašto izgarani materijal nije isto što i početna tvar.
Phlogiston teorija bila je rana kemijska teorija koju je trebalo objasniti proces oksidacije, što je reakcija koja se događa tijekom sagorijevanje i hrđanje. Riječ "phlogiston" drevno je grčki izraz za "izgaranje", što zauzvrat potječe od grčkog "phlox", što znači plamen. Phlogiston teoriju prvi je predložio alkemičar Johann Joachim (J. J.) Becher 1667. godine. Teoriju je formalnije iznio Georg Ernst Stahl 1773. godine.
Značaj Phlogiston teorije
Iako je teorija od tada odbačena, važna je jer pokazuje prijelaz između alkemičara koji vjeruju u tradicionalnim elementima zemlje, zraka, vatre i vode i istinskih kemičara koji su izvodili eksperimente koji su doveli do prepoznavanja istinskih kemijskih elemenata i njihovih reakcija.
Kako je Phlogiston trebao raditi
U osnovi, način na koji je teorija radila bio je da sva zapaljiva tvar sadrži supstancu koja se zove phlogiston. Kada je ta tvar izgorjela, phlogiston je pušten. Phlogiston nije imao miris, okus, boju ili masu. Nakon oslobađanja phlogistona, preostala se materija smatrala odmrznutom, što je alkemičarima imalo smisla jer ih više niste mogli spaliti. Pepeo i ostaci preostali od izgaranja zvali su se tvar tvari. Calx je pokazao grešku teorije phlogistona, jer je težio manje od izvorne materije. Ako je postojala tvar zvana phlogiston, kamo je otišla?
Jedno od objašnjenja glasilo je da phlogiston može imati negativnu masu. Louis-Bernard Guyton de Morveau predložio je da je jednostavno taj phlogiston lakši od zraka. Ipak, prema Arhimedovom principu, čak i lakši od zraka ne može objasniti masovnu promjenu.
U 18. stoljeću, kemičari nisu vjerovali da postoji element koji se zove phlogiston. Joseph Priestly vjerovao je da zapaljivost može biti povezana s vodikom. Iako teorija phlogistona nije ponudila sve odgovore, ostala je načelna teorija izgaranja sve do 1780-ih, kada je Antoine-Laurent Lavoisier pokazao da masa nije istinski izgubljena tijekom izgaranje. Lavoisier je povezao oksidaciju s kisikom, izvodeći brojne eksperimente koji su pokazali da je taj element uvijek prisutan. Uoči prekomjernih empirijskih podataka, teorija phlogistona na kraju je zamijenjena pravom kemijom. Do 1800. većina je znanstvenika prihvatila ulogu kisika u izgaranju.
Liječnik zraka, kisika i dušika
Danas znamo da kisik podržava oksidaciju, zbog čega zrak pomaže u vatri. Ako pokušate zapaliti vatru u prostoru kojem nedostaje kisika, imat ćete grubo vrijeme. Alkemičari i rani kemičari primijetili su da vatra gori u zraku, ali ne i u nekim drugim plinovima. U zatvorenom sadržaju na kraju bi izgorio plamen. Međutim, njihovo objašnjenje nije bilo sasvim ispravno. Predloženi phlogicirani zrak bio je plin u teoriji phlogistona koji je bio zasićen phlogistonom. Budući da je već bio zasićen, flogicirani zrak nije dopuštao oslobađanje flogistona tijekom izgaranja. Koji su plin koristili da ne podržava vatru? Kasnije je identificiran Phlogicirani zrak kao element dušik, koji je glavni zračni element, i ne, neće podržati oksidaciju.