Combustie și oxigen Experimente științifice care ne-au schimbat viziunea asupra lumii SciLogs
La ardere, o substanță chimică reacționează rapid cu oxigenul, producând căldură și lumină. Produsele tipice ale unei reacții de ardere sunt CO2, H2O, N2 și oxizii oricărui alt element prezent în proba originală.
Un exemplu tipic de ardere este oxidarea metanului în funcție de proces
Reacțiile de ardere au loc adesea prin formarea de radicali liberi, molecule excitate electronic sau ioni care emit fluorescență dând culoare flăcării sau, de asemenea, prin formarea unor particule solide mici (de exemplu, carbon) a căror incandescență poate fi observată.
Arderea este un proces foarte important în viața noastră, deoarece combustibilii sunt folosiți ca sursă de energie, benzină, gaz etc., în mijloacele de transport, mașini, avioane sau în case sau industrii. Deși astăzi procesul de ardere este bine înțeles, acest proces a fost una dintre marile enigme din cele mai vechi timpuri până la sfârșitul secolului al XVIII-lea, când Lavoisier (1743 ? - 1794) a reușit să elucideze natura sa chimică.
Conform gândirii grecești, tot ceea ce poate arde conține ceea ce ei numeau elementul foc. Chimistul și fizicianul german Georg Ernest Stahl (1660-1734), care, luând o idee de la J. J. Becher, a propus în 1702 denumirea de flogiston (din grecescul flogistos, care înseamnă inflamabil) pentru a caracteriza principiul inflamabilității.
Teoria arderii lui Stahl a afirmat că cu cât o substanță avea mai mult flogiston, cu atât era mai combustibilă. Astfel, de exemplu, o hârtie arde deoarece conține flogiston, cu toate acestea cenușa sa lipsită de substanța menționată nu poate arde. În această schemă, arderea unei substanțe însemna pierderea flogistonului care a fost transferat în aer. Cu cât o substanță avea mai mult flogiston, cu atât ardea mai bine.
Teoria flogistonului câștiga aderenți și la mijlocul secolului al XVIII-lea a fost larg acceptată de către chimiști, totuși a existat o dificultate pe care atât Stahl, cât și discipolii săi nu au putut să o explice. Arderea lemnului, cu pierderea ulterioară a flogistonului, a produs cenușă cu o greutate mai mică decât aceea; Cu toate acestea, calcinarea - astăzi am putea spune oxidarea - metalelor dând naștere la formarea varului corespunzător pe care Stahl l-a interpretat în mod similar ca o pierdere de flogiston - a dus la o creștere a greutății. Existau atunci două tipuri de flogiston: cel al lemnului și al substanțelor conexe, a căror greutate era pozitivă și cel al metalelor, a cărui greutate era negativă? După cum vom vedea mai târziu, Lavoisier, tatăl chimiei moderne, a demonstrat că teoria flogistului nu era adevărată și că flogistul nu exista.
Dezvoltarea chimiei pneumatice în secolul al XVIII-lea a oferit o oportunitate de a testa validitatea teoriei flogistului prin investigarea gazelor produse în combustie. De o importanță deosebită au fost experimentele lui Joseph Priestley, care a observat că mercurul, atunci când este încălzit în aer, formează o culoare roșie cărămidă calcinată, astăzi l-am numi oxid de mercur HgO. Priestley a încălzit acest calcinat concentrând asupra lui razele soarelui printr-o lentilă, substanța originală produsă prin încălzirea bilelor luminoase de mercur și a unui gaz cu proprietăți speciale. El însuși a verificat că o lumânare arde în gazul menționat cu o flacără mai vie, cu mai multă splendoare și căldură decât în alte aeruri și chiar a încercat să o inspire și a constatat că produce o senzație plăcută. Ce explicație a dat Priestley experimentului său? Din păcate, Priestley și-a interpretat greșit experimentele folosind teoria flogistului în care credea.