Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Таблица родства Жоффруа 1718 : в начале каждого столбца находится химический вид, с которым могут сочетаться все перечисленные ниже виды. Некоторые историки определили эту таблицу как начало химической революции. [1]

Химическая революция , которая также называется первой химической революцией , была ранней современной переформулировкой химии , кульминацией в законе сохранения массы и кислорода теории горения . В течение 19 и 20 веков это преобразование было связано с работой французского химика Антуана Лавуазье (« отца современной химии »). [2] Однако недавние работы по истории ранней современной химии считают, что химическая революция состоит из постепенных изменений в химической теории и практике, которые произошли в течение двух столетий. [3] Так называемыенаучная революция произошла в шестнадцатом и семнадцатом веках, тогда как химическая революция произошла в семнадцатом и восемнадцатом веках. [4]

Основные факторы [ править ]

Несколько факторов привели к первой химической революции. Во-первых, это были формы гравиметрического анализа, возникшие в результате алхимии, и новые виды инструментов, которые были разработаны в медицинском и промышленном контекстах. В этих условиях химики все чаще оспаривали гипотезы, которые уже были выдвинуты древними греками. Например, химики начали утверждать, что все структуры состояли более чем из четырех элементов у греков или из восьми элементов средневековых алхимиков. Ирландский алхимик , Роберт Бойл , заложил основы химической революции, с его механической корпускулярной философии, которая , в свою очередь , в значительной степени опиралась на алхимической корпускулярной теориии экспериментальный метод, восходящий к псевдогеберу . [5]

Более ранние работы химиков, таких как Ян Баптист ван Гельмонт, помогли сместить теоретическое представление о существовании воздуха как единого элемента в пользу того, в котором воздух существует в виде смеси различных видов газов. [6] Анализ данных Ван Гельмонта также предполагает, что он имел общее понимание закона сохранения массы в 17 веке. [6] Кроме того, работа Жана Рея в начале 17 века с металлами, такими как олово и свинец, и их окислением в присутствии воздуха и воды помогла точно определить вклад и существование кислорода в процессе окисления. [7]

Другие факторы включали новые экспериментальные методы и открытие «неподвижного воздуха» (углекислого газа) Джозефом Блэком в середине 18 века. Это открытие было особенно важным, потому что оно эмпирически доказало, что «воздух» не состоит только из одного вещества, и потому, что оно сделало «газ» важным экспериментальным веществом. Ближе к концу 18 - го века, эксперименты по Генри Кавендиш и Джозеф Пристли далее доказал , что воздух не является элементом и вместо того, чтобы состоять из нескольких различных газов. Лавуазье также перевел названия химических веществ на новый номенклатурный язык, более привлекательный для ученых девятнадцатого века. Такие изменения произошли в атмосфере, в которой промышленная революция повысила интерес общественности к изучению и практике химии. Описывая задачу переосмысления химической номенклатуры, Лавуазье попытался использовать новую центральную роль химии, сделав довольно гиперболическое заявление, что: [8]

Мы должны тщательно очистить дом, потому что они использовали загадочный язык, свойственный им самим, который в целом представляет одно значение для адептов и другое значение для вульгарных, и в то же время не содержит ничего, что было бы рационально понятным ни для одного. или для другого.

Прецизионные инструменты [ править ]

Во многом причина того, что Антуана Лавуазье назвали «отцом современной химии» и положила начало химической революции, заключалась в его способности математизировать эту область, подтолкнув химию к использованию экспериментальных методов, используемых в других «более точных науках». [9] Лавуазье изменил область химии, ведя тщательные балансы в своих исследованиях, пытаясь показать, что в результате преобразования химических веществ общее количество вещества сохраняется. Лавуазье использовал приборы для термометрических и барометрических измерений в своих экспериментах и ​​сотрудничал с Пьером Симоном де Лапласом в изобретении калориметра , прибора для измерения изменений тепла в реакции. [9]Пытаясь разрушить теорию флогистона и реализовать свою собственную теорию горения, Лавуазье использовал несколько аппаратов. Они включали в себя ствол пистолета из раскаленного железа, который был спроектирован так, чтобы вода проходила через него и разлагалась, а также видоизмененный аппарат, в котором на одном конце был пневматический желоб, термометр и барометр. Точность его измерений была требованием для убедительного опровержения его теорий о воде как о соединении с приборами, разработанными им самим, использованными в его исследованиях.

Несмотря на точные измерения для своей работы, Лавуазье столкнулся с большим сопротивлением в своих исследованиях. Сторонники теории флогистона, такие как Кейр и Пристли , утверждали, что демонстрация фактов применима только к необработанным явлениям, и что интерпретация этих фактов не подразумевает точности теорий. Они заявили, что Лавуазье пытался навести порядок в наблюдаемых явлениях, тогда как для окончательного доказательства состава воды и отсутствия флогистона потребуется вторичный источник достоверности. [9]

Антуан Лавуазье [ править ]

Последним этапам революции способствовала публикация в 1789 году «Лавуазье Élémentaire de Chimie» («Элементы химии»). Начиная с этой и других публикаций, Лавуазье синтезировал работы других и ввел термин «кислород». Антуан Лавуазье представлял химическую революцию не только в своих публикациях, но и в том, как он практиковал химию. Работа Лавуазье характеризовалась его систематическим определением веса и его упором на точность и аккуратность. [10] Хотя предполагалось, что закон сохранения массы был открыт Лавуазье, это утверждение было опровергнуто ученым Марселленом Бертло. [11] Ранее использование закона сохранения массы было предложеноГенри Герлак , отмечая, что ученый Ян Баптист ван Гельмонт неявно применил эту методологию к своей работе в 16-17 веках. Более ранние ссылки на закон сохранения массы и его использование были сделаны Жаном Рей в 1630 году. [11] Хотя закон сохранения массы не был явно открыт Лавуазье, его работа с более широким набором материалов, чем у большинства ученых. Доступность в то время позволила его творчеству значительно расширить границы основного и его основ. [11]

Лавуазье также внес в химию метод понимания горения и дыхания и доказательства состава воды путем разложения на ее составные части. Он объяснил теорию горения и оспорил теорию флогистона своими взглядами на калорийность . Traité включает понятия «новой химии» и описывает эксперименты и рассуждения , которые привели к его выводам. Подобно « Началам » Ньютона , которые были кульминацией научной революции, « Traité» Лавуазье можно рассматривать как кульминацию химической революции.

Работа Лавуазье была принята не сразу, и потребовалось несколько десятилетий, чтобы она набрала обороты. [12] Этому переходу способствовала работа Йона Якоба Берцелиуса , который придумал упрощенное сокращение для описания химических соединений, основанное на теории атомных весов Джона Дальтона . Многие люди приписывают Лавуазье и его ниспровержение теории флогистона традиционную химическую революцию, причем Лавуазье отмечает начало революции, а Джон Дальтон отмечает ее кульминацию.

Méthode de nomenclature chimique [ править ]

Антуан Лавуазье, в сотрудничестве с Луи Бернаром Гайтоном де Морво , Клодом Луи Бертолле и Антуаном Франсуа де Фуркруа , опубликовал в 1787 году «Метод химической номенклатуры» [13]. Эта работа установила терминологию для «новой химии», которую создавал Лавуазье. , в котором основное внимание уделялось стандартизированному набору терминов, созданию новых элементов и экспериментальной работе. Метод установил 55 элементов, которые представляли собой вещества, которые нельзя было разбить на более простые составные части во время публикации. [14] Вводя новую терминологию в эту область, Лавуазье призвал других химиков перенять его теории и методы, чтобы использовать его термины и оставаться в курсе химии.

Traité élémentaire de chimie [ править ]

Одно из главных влияний на Лавуазье был Этьен Бонне, аббат де Кондильяк . Подход Кондильяка к научным исследованиям, который был основой подхода Лавуазье в « Трайте» , заключался в том, чтобы продемонстрировать, что люди могут создать ментальное представление мира, используя собранные доказательства. В предисловии Лавуазье к « Трайте» он заявляет:

В геометрии и, по сути, во всех отраслях знания максимально общепризнано, что в процессе исследования мы должны переходить от известных фактов к неизвестному. ... Таким образом, из серии ощущений, наблюдений и анализов возникает последовательная цепочка идей, связанных между собой, так что внимательный наблюдатель может проследить до определенной точки порядок и связь всей суммы человеческого знание. [15]

Лавуазье явно связывает свои идеи с идеями Кондильяка, стремясь реформировать область химии. Его цель в Traité заключалась в том, чтобы связать область с непосредственным опытом и наблюдениями, а не с предположениями. Его работа определила новую основу в основе химических идей и задала направление для будущего курса химии. [16]

Хамфри Дэви [ править ]

Хамфри Дэви был английским химиком и профессором химии Лондонского Королевского института в начале 1800-х годов. [17] Там он провел эксперименты, которые поставили под сомнение некоторые ключевые идеи Лавуазье, такие как кислотность кислорода и идея калорийного элемента. [17] Дэви смог показать, что кислотность не связана с присутствием кислорода, используя соляную кислоту (соляную кислоту) в качестве доказательства. [17] Он также доказал, что соединение оксимуриатовой кислоты не содержит кислорода, а представляет собой элемент, который он назвал хлором . [17] Используя электрические батареи в Королевском институте, Дэви впервые выделил хлор, а затем выделил элементарный йод в 1813 году. [17] Используя батареи, Дэви также смог изолировать элементы натрий и калий . [17] Из этих экспериментов Дэви пришел к выводу, что силы, соединяющие химические элементы вместе, должны иметь электрическую природу. [17] Дэви также был сторонником идеи о том, что калорийность является нематериальной жидкостью, вместо этого утверждая, что тепло - это тип движения. [17]

Джон Далтон [ править ]

Джон Дальтон был английским химиком, который развил идею атомной теории химических элементов. Атомная теория химических элементов Дальтона предполагала, что каждый элемент имеет уникальные атомы, связанные с этим атомом. [17] Это противоречило определению элементов Лавуазье, согласно которому элементы - это вещества, которые химики не могли разбить на более простые части. [17] Идея Дальтона также отличалась от идеи корпускулярной теории материи , которая считала, что все атомы одинаковы, и поддерживалась теорией с 17 века. [17] Чтобы поддержать свою идею, Далтон в своей работе работал над определением относительного веса атомов в химических веществах.Новая система химической философии, опубликованная в 1808 году [17]. В его тексте приведены расчеты для определения относительных атомных масс различных элементов Лавуазье, основанные на экспериментальных данных, касающихся относительных количеств различных элементов в химических комбинациях. [17] Далтон утверждал, что элементы будут сочетаться в простейшей возможной форме. [17] Вода была известна как комбинация водорода и кислорода, поэтому Дальтон считал воду бинарным соединением, содержащим один водород и один кислород. [17]

Дальтон смог точно вычислить относительное количество газов в атмосферном воздухе. Он использовал удельный вес азотных (азотных), кислородсодержащих, углекислых (диоксид углерода) и водородсодержащих газов, а также водяных паров, определенных Лавуазье и Дэви, чтобы определить пропорциональные веса каждого из них в процентах от всего объема атмосферного воздуха. . [18] Дальтон определил, что атмосферный воздух содержит 75,55% азотного газа, 23,32% кислородсодержащего газа, 1,03% водяного пара и 0,10% углекислого газа. [18]

Йенс Якоб Берцелиус [ править ]

Йенс Якоб Берцелиус был шведским химиком, изучавшим медицину в Уппсальском университете и профессором химии в Стокгольме. [17] Он опирался на идеи Дэви и Далтона, чтобы создать электрохимическое представление о том, как элементы соединяются вместе. Берцелиус разделил элементы на две группы: электроотрицательные и электроположительные, в зависимости от того, от какого полюса гальванической батареи они высвободились при разложении. [17] Он создал шкалу заряда, в которой кислород был наиболее электроотрицательным элементом, а калий - наиболее электроположительным. [17] Эта шкала означала, что с некоторыми элементами были связаны положительные и отрицательные заряды, а положение элемента на этой шкале и заряд элемента определяли, как этот элемент сочетается с другими. [17] Работа Берцелиуса по электрохимической теории атома была опубликована в 1818 году под названием « Essai sur la théorie des proportions chimiques et sur l'influence chimique de l'électricité» . [17] Он также ввел новую химическую номенклатуру в химию, представив элементы буквами и аббревиатурами, такими как O для кислорода и Fe для железа. Комбинации элементов были представлены в виде последовательностей этих символов, а количество атомов было представлено сначала верхними индексами, а затем нижними индексами. [17]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Ким, Ми Gyung (2003). Близость, та неуловимая мечта: генеалогия химической революции . MIT Press. ISBN 978-0-262-11273-4.
  2. ↑ Первая химическая революция, заархивированная 26 апреля 2009 года, в Wayback Machine - The Instrument Project, Колледж Вустера.
  3. ↑ Мэтью Дэниэл Эдди; Сеймур Маускопф; Уильям Р. Ньюман (2014). «Введение в химические знания в раннем современном мире» . Осирис . 29 : 1–15. DOI : 10.1086 / 678110 . PMID 26103744 . 
  4. ^ Мэтью Дэниэл Эдди, Сеймур Маускопф и Уильям Р. Ньюман (ред.) (2014). Химические знания в раннем современном мире . Чикаго: Издательство Чикагского университета.CS1 maint: дополнительный текст: список авторов ( ссылка )
  5. ↑ Урсула Кляйн (июль 2007 г.). «Стили экспериментирования и теория алхимической материи в научной революции». Метанаука . Springer . 16 (2): 247–256 [247]. DOI : 10.1007 / s11016-007-9095-8 . ISSN 1467-9981 . S2CID 170194372 .  
  6. ^ a b Дюшейн, Штеффен (2008). «Предварительное исследование присвоения произведений Ван Гельмонта в Великобритании в области химии, медицины и естествознания». Ambix . 55 (2): 122–135. DOI : 10.1179 / 174582308X255479 . ISSN 0002-6980 . PMID 19048972 . S2CID 38195230 .   
  7. Перейти ↑ De Milt, Clara (1953). «Очерки Жана Рея» . Журнал химического образования . 30 (7): 377. DOI : 10.1021 / ed030p377.3 . ISSN 0021-9584 . 
  8. Перейти ↑ Jaffe, B. (1976). Тигли: История химии от алхимии до ядерного деления (4-е изд.). Нью-Йорк: Dover Publications. ISBN 978-0-486-23342-0.
  9. ^ a b c Голинский, Ян (1994). «Прецизионные инструменты и демонстрационный порядок доказательства в химии Лавуазье». Осирис . 9 : 30–47. DOI : 10.1086 / 368728 .
  10. ^ Levere, Тревор (2001). Преобразование материи . Балтимор, Мэриленд: Издательство Университета Джона Хопкинса. ISBN 0-8018-6610-3.
  11. ^ a b c Блюменталь, Джеффри (2013). «О достижениях Лавуазье в химии: О достижениях Лавуазье в химии» (PDF) . Центавр . 55 (1): 20–47. DOI : 10.1111 / 1600-0498.12001 . HDL : 1983 / 205ebdf7-ee96-42db-8687-a1b9eb6575c5 .
  12. ^ Эдди, Мэтью Дэниел (2008). Язык минералогии: Джон Уокер, химия и Эдинбургская медицинская школа 1750-1800 гг . Ashgate.
  13. ^ Duveen, Денис; Кликштейн, Герберт (сентябрь 1954 г.). «Введение химической номенклатуры Лавуазье в Америку». Исида . 45 (3): 278–292. DOI : 10.1086 / 348339 . PMID 13232806 . 
  14. ^ Гайтон де Морво, Луи-Бернар; Лавуазье, Антуан Лоран; Бертолле, Клод-Луи; Фуркрой, Антуан-Франсуа де, граф; Хассенфрац, Жан-Анри; Адет, Пьер Огюст (1787). Méthode de nomenclature chimique . Париж, Франция: Chez Cuchet . Проверено 19 апреля 2019 .
  15. ^ Антуан-Лоран Лавуазье, Элементы химии , пер. Роберт Керр (Эдинбург, 1790; факс. Репринт. Нью-Йорк: Довер, 1965), стр. Xv-xvi.
  16. ^ Дорогой, Питер (2006). Разборчивость природы . Издательство Чикагского университета. С. 74–75.
  17. ^ a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u J., Bowler, Peter (2005). Создание современной науки: исторический очерк . Морус, Иван Рис, 1964-. Чикаго: Издательство Чикагского университета. ISBN 0226068609. OCLC  56333962 .
  18. ^ a b Общество, Манчестерское литературное и философское общество (1805 г.). Мемуары и материалы Манчестерского литературного и философского общества: (Манчестерские мемуары) .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Уильям Б. Дженсен, « Учебник по логике, истории и химии: III. Одна химическая революция или три? », Journal of Chemical Education , Vol. 75, No. 8, август 1998 г.
  • Джон Г. Макэвой (2010). Историография химической революции: модели интерпретации в истории науки . Пикеринг и Чатто. ISBN 978-1-84893-030-8.См. Также рецензию на книгу Сеймура Маускопфа в HYLE - International Journal for Philosophy of Chemistry , Vol. 17, № 1 (2011), стр. 41–46.

Внешние ссылки [ править ]

  • Химия :: Химическая революция - Британская энциклопедия
  • Библиография химической революции - университет Валенсии