Презентация по естествознанию "Открытие кислорода и "борьба с теорией флогистона"

Открытие кислорода и  борьба  с «теорией флогистона»

Теория флогистона Основной движущей силой развития  учения об элементах в первой половине  XVIII века стала теория флогистона,  предложенная немецким химиком Г. Э.  Шталем.  Она объясняла горючесть тел наличием  в них некоего материального начала  горючести — флогистона, и  рассматривала горение как разложение

Флогист н (от греч.    —  Теория флогистона φλογιστός оо горючий, воспламеняемый) — в  истории химии — гипотетическая  «сверхтонкая материя» — «огненная  субстанция», якобы наполняющая все  горючие вещества и  высвобождающаяся из них при  горении.

Теория флогистона Термин введён в начале XVIII века  Иоганном Бехером и Георгом Шталем в  1703 году для объяснения процессов  горения.  Флогистон представляли как невесомую  жидкость, улетучивавшуюся из  вещества при сжигании.

Теория флогистона считалось, что металл — это соединение  «земли» (оксида металла) с флогистоном,  и при горении металл разлагается на  «землю» и флогистон, который смешивается  с воздухом и не может быть отделён от него.  Открытое позже увеличение массы металла  при прокаливании стали объяснять  отрицательной массой флогистона.  Способность выделять флогистон из  воздуха приписывали растениям

Теория флогистона Химики XVI и XVII веков достаточно  часто упоминали о выделении газа при  воздействии кислот на металлы.   Первым собрал и исследовал  выделяющийся газ Генри Кавендиш  только в 1766.

Теория флогистона • Кавендиш будучи сторонником теории  флогистона, сперва полагал, что этот газ,  по причине его горючести и легкости, и  есть чистый флогистон, однако, вскоре  отказался от этой идеи.  •  Позже, в 1783 году, Антуан Лавуазье,  проведя исследование воды, доказал  сложность её состава, а в 1787 определил  «горючий воздух» как новый химический  элемент, который теперь известен как  водород.

Теория флогистона Поскольку вещество прекращает гореть,  либо когда сгорит полностью, либо  когда в объеме, где оно горит,  закончится весь воздух, то воздух  также был какое­то время частью  теории.

Теория флогистона Таким образом считалось, что именно  воздух поглощает флогистон,  покидающий горящее тело.  Позже Даниель Резерфорд, ученик Джозефа  Блэка, обнаружил азот в 1772 и использовал  данную теорию, чтобы объяснить свой  результат. Остаток воздуха, оставленного  после горения, фактически являющийся  смесью азота и углекислого газа, иногда  упоминался как «phlogisticated air»  (флогистированный воздух).

Теория флогистона • когда был обнаружен кислород, его  назвали «dephlogisticated air»  (дефлогистированный воздух), как  вещество, способное к объединению с  большим количеством флогистона и  таким образом поддерживающее  горение дольше, чем обычный воздух.

Значение флогистона для химии Гипотеза флогистона была первой  теорией в химии и позволила обобщить  множество реакций. Это было  заметным шагом на пути становления  химии как науки. В 1770­х годах теория  флогистона была опровергнута  благодаря работам Антуана Лавуазье,  после которых её сменила другая —  кислородная теория горения.

Химическая революция • Процесс превращения химии в науку  завершился открытиями А. Л. Лавуазье. С  создания им кислородной теории горения  (1777) начался переломный этап в развитии  химии, названный «химической революцией».  •  Отказ от теории флогистона потребовал  пересмотра всех основных принципов и  понятий химии, изменения терминологии и  номенклатуры веществ

Кто же был первым?  Официально признанные претенденты  на приоритет в открытии кислорода:  Карл Вильгельм Шееле, Джозеф  Пристли, Антуан Лавуазье.

аптекарь Карл Вильгельм  Шееле 1742­1786  • •  Наиболее значительный труд  Карла Вильгельма Шееле ­  Химический трактат о воздухе и  огне (Chemische Abhandlung von  der Luft und dem Feuer, 1777 г.).   Книга содержит результаты его  многочисленных экспериментов  1768­1773 гг. по исследованию  газов и процессов горения.  Страница рукописи Шееле

аптекарь Карл Вильгельм Шееле  1742­1786 • Из Трактата видно, что Шееле ­  независимо от Пристли и Лавуазье и  за два года до них ­ открыл кислород и  подробно описал его свойства. При  этом кислород был получен им многими  способами: прокаливанием оксида  ртути (как это сделали Пристли и  Лавуазье), нагреванием карбоната  ртути и карбоната серебра и т.д.  Несомненно, Шееле первым (1772)  «держал в руках» чистый кислород.

Джозеф Пристли (Joseph  Priestley, 1733­1804).  • Вторым официально  признанным  претендентом на лавры  первооткрывателя  кислорода является  английский священник  и химик

Джозеф Пристли  1 августа 1774 г. Джозеф Пристли наблюдал  выделение «нового воздуха» при нагревании с  помощью двояковыпуклой линзы без доступа  воздуха ртутной окалины, находящейся под  стеклянным колпаком. Это твёрдое вещество было  известно ещё алхимикам под названием «меркуриус  кальцинатус пер се», или жжёная ртуть. На  современном химическом языке это вещество  называется оксидом ртути, а уравнение его  разложения при нагревании выглядит следующим  образом

Джозеф Пристли    =       2 Hg      +                O2 2 HgO ртуть   кислород оксид ртути  Получаемый при нагревании оксида ртути  нагревание неизвестный ему газ он выводил через  трубку в сосуд, заполненный не водой, а  ртутью, так как Пристли уже ранее  убедился в том, что вода слишком хорошо  растворяет газы. В собранный газ Пристли  из любопытства внёс тлеющую свечу, и она  вспыхнула необыкновенно ярко.

Пристли описал в 1774  «Я поместил под перевернутой банкой,  погруженной в ртуть, немного порошка  «меркуриус кальцинатус пер се». Затем я  взял небольшое зажигательное стекло и  направил лучи Солнца прямо внутрь банки  на порошок. Из порошка стал выделяться  воздух, который вытеснил ртуть из банки. Я  принялся изучать этот воздух. И меня  удивило, даже взволновало до глубины моей  души, что в этом воздухе свеча горит лучше и  светлее, чем в обычной атмосфере».

Пристли Сам Пристли, будучи, как и Шееле,  сторонником теории флогистона, тоже  так и не смог объяснить суть процесса  горения; он защищал свои  представления даже после того, как  Антуан Лавуазье (Lavoisier, Antoine  Laurent, 1743­1794) обнародовал новую  теорию горения.

Если Пристли был первооткрывателем, когда в  таком случае было сделано открытие?  В 1774 г. он считал, что получил закись азота, то  есть разновидность газа, которую он уже знал.  В 1775 г. он полагал, что полученный газ является  дефлогистированным воздухом, но еще не  кислородом.  То есть, в 1775 г. Джозеф Пристли отождествил газ,  полученный им при нагревании красной окиси ртути,  с воздухом вообще, но имеющим меньшую, чем  обычно, дозу флогистона.  Для химика, придерживающегося теории  флогистона, это, конечно же, был совершенно  неведомый ранее вид газа.

Антуан Лавуазье   (Lavoisier, Antoine Laurent, 1743­ 1794) • • Третий официальный претендент в  первооткрыватели кислорода,  французский химик,начал свою  работу, которая привела его к  открытию, после эксперимента  Джозефа Пристли в 1774 г.  Возможно, благодаря намеку со  стороны Пристли. Из своих  собственных опытов и  предшествовавших опытов Пристли и  Шееле Лавуазье уже знал, что с  горючими веществами связывается  лишь одна пятая часть воздуха, но  природа этой части была ему неясна.

Антуан Лавуазье • Пристли сообщил ему в 1774 г. об  обнаружении «дефлогистированного  воздуха», понял, что это и есть та самая  часть воздуха, которая при горении  соединяется с горючими веществами.  • Повторив опыты Пристли, Лавуазье  заключил, что атмосферный воздух  состоит из смеси «жизненного»  (кислород) и «удушливого» (азот) воздуха  и объяснил процесс горения соединением  веществ с кислородом

Антуан Лавуазье • Таким образом, более главной фигурой в истории  открытия кислорода является Лавуазье, а не  Шееле и Пристли.  • Они просто выделили новый газ ­ и только.  Позже Фридрих Энгельс напишет об этом:  «Оба они так и не узнали, что оказалось у них в руках.  элемент, которому суждено было  революционизировать химию, пропадал в их руках  бесследно... Собственно открывшим кислород,  поэтому остается Лавуазье, а не те двое, которые  только описали кислород, даже не догадываясь, что  они описывают».

Антуан Лавуазье • Исследования Антуана Лавуазье  сыграли выдающуюся роль в развитии  химии XVIII века: о создании им научной теории горения,  ознаменовавшем отказ от теории  флогистона, что кардинально отличает  его работы от экспериментов Шееле и  Пристли.

Антуан Лавуазье  В борьбе со  сторонниками теории  флогистона у Лавуазье  был замечательный  союзник..... весы.

Антуан Лавуазье • Перед тем как положить кусок фосфора в колбу и  • поджечь, Лавуазье его взвесил.  А когда фосфор сгорел, Лавуазье взвесил всю  сухую фосфорную кислоту, которая осталась в  колбе.  • По теории флогистона фосфорной кислоты должно  было получиться меньше, чем было фосфора до  горения, так как, сгорая, фосфор разрушался и  терял флогистон. Если даже допустить, что  флогистон вовсе не имеет веса, то фосфорная  кислота должна весить ровно столько, сколько  весил фосфор, из которого она получилась.

Антуан Лавуазье • Однако выяснилось, что белый иней, осевший на  стенках колбы после горения, весит больше  сгоревшего фосфора.  Следовательно, та самая часть воздуха, которая  якобы исчезла из колбы, в действительности вовсе  не уходила из неё, а просто присоединилась во  время горения к фосфору. От этого соединения и  получилась фосфорная кислота.  Теперь мы называем это вещество фосфорным  ангидридом. Лавуазье понимал, что горение  фосфора не исключение.  Его опыты показали, что всякий раз, когда  сгорает любое вещество или ржавеет металл,  происходит то же самое  • • •

Домашнее задание 1.Промышленное получение кислорода. Найти способы получения кислорода с  формулами. 2. семинар ­ Михайло Ломоносов, знать  биографию, его открытия в области  естественных наук .