Teoria del flogist
La teoria de flogist (del grec φλογιστόν phlŏgistón "inflamable" de φλόξ phlóx "foc") és una teoria científica antiga, creada el 1667 per Johann Joachim Becher, pel qual a més a més dels quatre elements clàssics dels grecs, hi havia un element addicional semblant a un foc, anomenat el flogist, que estava contingut dins dels cossos combustibles, i alliberat, a graus més petits o més grans, durant la combustió. La teoria era una temptativa d'explicar processos com la combustió, la calcinació dels metalls, la respiració, la fermentació i la putrefacció.[1]
La teoria del flogist fou la reformulació científica de l’antic principi del foc.[1] Segons Stahl, el flogist formava part de totes les substàncies combustibles o transformables per la calor i es desprenia en cremar-les o en calcinar-les.[1] Una reincorporació de flogist podia, en certs casos, regenerar-les, i així s’explicava que els òxids es retransformessin en metalls en escalfar-los amb carbó, que era considerat com a flogist gairebé pur.[1] Malgrat que avui sembli absurda a la llum dels conceptes moderns de massa, de matèria i d'energia, la teoria del flogist permeté d’ordenar d’una manera lògica els coneixements aleshores existents, i fou adoptada amb entusiasme pels químics d’aquella època; no perdé vigència fins a l’aparició de la teoria de l’oxidació de Lavoisier, base de la química moderna, i conservà partidaris fins ben avançat el segle xix.[1]
Teoria del flogist
[modifica]Teoria de Becher
[modifica]
La base de la teoria del flogist es troba en les investigacions sobre la combustió del químic alemany Johann Joachim Becher (1635-1682). Va néixer a Spira, Alemanya, i va viure durant un temps a Viena, on va realitzar uns experiments que pretenien transformar la sorra del riu Danubi en or. El 1667, Johann Joachim Becher, va publicar la seva Physica Subterranea, que era la primera menció que es faria de la teoria de flogist. Tradicionalment, els alquimistes van considerar que hi havia quatre elements clàssics: foc, aigua, aire, i terra. En el seu llibre, Becher va eliminar el foc i l'aire del model d'element clàssic i els va substituir per tres formes de terra: terra lapídia, terra mercurialis, i terra pinguis.[2][3] A la teoria de Becher, la terra lapídia representava el grau de fusibilitat; la terra mercurialis, indicava el grau de fluïdesa, subtilesa, volatilitat, i característiques metàl·liques; i la terra pinguis es considerava portadora del principi de la inflamabilitat. El nom d'aquesta darrera podria traduir-se com "terra grassa" o "terra oleaginosa", encara que Becher va emprar també d'altres expressions per designar-la, entre elles "sofre flogist" aquest substantiu derivat del grec phlogistos, que significa inflamable. Becher va creure que la terra pinguis la tenien les substàncies combustibles i l'alliberava durant la combustió.[4]
Teoria de Stahl
[modifica]
Georg Ernst Stahl, un químic alemany, era un estudiant de Becher que va ampliar les seves teories amb diverses publicacions en el període entre 1703 i 1731. Amb un treball de 1718, Stahl fou el primer de tornar a donar nom a la terra pinguis que anomenà flogist. El treball de Stahl va analitzar el paper de flogist a la combustió i la calcinació, el terme de segle xvii per a l'oxidació. La teoria sosté que tots els materials inflamables contenen el flogist, una substància sense color, olor, o massa i que és alliberada en la combustió. Una vegada cremat, la substància "aflogística" es transforma en calç.
Stahl amb la seva teoria explicava fenòmens com que una candela encesa i tancada dins d'un recipient hermètic acabàs apagant-se perquè l'aire se satura de flogist i no permet més alliberació d'aquesta substància provinent de la candela.
El desenvolupament de la química pneumàtica en el segle xviii va suposar nous reptes per a aquesta interpretació que van ser afrontats per Joseph Priestley. Aquest autor va emprar la teoria del flogist per explicar les transformacions del que denominava "fluids elàstics" o gasos. Priestley va introduir expressions com "aire flogisticat" i "aire desflogisticat". S'havia observat des de l'antigüitat que qualsevol substància es crema durant un període limitat si la quantitat d'aire disponible és igualment limitada en cas de trobar-se, per exemple, en un recipient estanc. Priestley va denominar al residu d'aire que quedava després del procés de combustió (de fet, una mescla de nitrogen i diòxid de carboni) "aire flogisticat", perquè pensava que durant la combustió, el mencionat aire havia absorbit tot el flogist que tenia capacitat de tenir. La combustió cessava perquè no podia absorbir més flogist. Sempre seguint aquesta línia de raonament, quan Priestley va escalfar la calç vermella de mercuri i va obtenir una mena d'aire que podia mantenir més temps la combustió, ho va denominar "aire desflogisticat".
Els experiments quantitatius van revelar problemes, incloent el fet que algun tipus de metall, com el magnesi, guanyava pes en cremar-se encara que perdia el flogist.
Alguns defensors de flogist van explicar això suposant que el flogist tenia "el pes negatiu "; d'altres, com Louis Bernard Guyton de Morveau, donaren l'argument més convencional que era més lleuger que l'aire. Tanmateix, una anàlisi més detallada basada en el principi d'Arquimedes i la densitat del magnesi i el seu producte de combustió mostrava que solament ser més lleuger que l'aire no podia explicar l'augment de la massa.
Teoria de la combustió de Lavoisier
[modifica]
Mikhaïl Lomonóssov va intentar repetir l'experiment famós de Robert Boyle del 1753 i va concloure que la teoria de flogist era falsa. Ell va escriure en el seu diari:
| « | "Avui he fet un experiment amb una campana de vidre tancada de forma hermètica per determinar si la massa de metalls augmenta de l'acció de la calor pura. L'experiment ha demostrat que Robert Boyle va ser enganyat, ja que sense l'accés d'aire de fora, la massa del metall cremat deixa el mateix." | » |
Però la teoria del flogist es va mantenir fins als anys vuitanta del segle xviii, fins que Antoine Laurent Lavoisier dissenyà un experiment per contrastar-la.
- Experiment: Lavoisier col·locà una petita quantitat de substància combustible (mercuri) sobre un sòlid surant damunt d'aigua i ho tanca sota una campana de vidre. Amb una lupa concentrà la llum que permeté encendre el (mercuri).
- Predicció: Segons la teoria del flogist: a) El cos flotant està menys submergit després de la combustió, ja que la quantitat restant de substància junt a la cendra ha de pesar menys que la inicial. b) El volum d'aire dintre de la campana ha d'augmentar com a efecte de l'assimilació del flogist i amb això el nivell de líquid tancat ha de ser més baix que al començament.
- Resultats: Les observacions contradiren els resultats esperats.
- Interpretació de Lavoisier: Lavoisier interpretà correctament la combustió eliminat el flogist en la seva explicació. Les substàncies que cremen es combinen amb l'oxigen de l'aire, per la qual cosa guanyen pes. L'aire que està en contacte amb la substància que es crema perd oxigen i, per tant, també volum. Amb Lavoisier els químics abandonaren progressivament la teoria del flogist i s'apuntaren a la teoria de la combustió basada en l'oxigen.
Referències
[modifica]- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 «Teoria del flogist». Gran Enciclopèdia Catalana. Barcelona: Grup Enciclopèdia Catalana.
- ↑ Bowler, Peter J. Making modern science: A historical survey. Chicago: University of Chicago Press, 2005, p. 60. ISBN 9780226068602.
- ↑ Becher, Physica Subterranea p. 256 et seq.
- ↑ Leicester, Henry M.; Klickstein, Herbert S. A Source Book in Chemistry. Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press, 1965.