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WICHTIGSTEN WISSENSCHAFTLICHEN ENTDECKUNGEN
Entdeckung von Sauerstoff. Geschichte und Wesen der wissenschaftlichen Entdeckung
Verzeichnis / Die wichtigsten wissenschaftlichen Entdeckungen All diese alten Informationen gerieten allmählich in Vergessenheit. Erst im XNUMX. Jahrhundert erwähnte der große Leonardo da Vinci den Sauerstoff am Rande. Sie wurde im 1620. Jahrhundert von dem Holländer Drebbel wiederentdeckt. Über ihn ist sehr wenig bekannt. Er war wahrscheinlich ein großer Erfinder und ein großer Wissenschaftler. Es gelang ihm, ein U-Boot zu bauen. Das Volumen des Bootes ist jedoch begrenzt, so dass die Aufnahme von Luft, die hauptsächlich aus Stickstoff besteht, unrentabel war. Sinnvoller ist die Verwendung von Sauerstoff. Und Drebbel bekommt es von Salpeter! Dies geschah XNUMX, mehr als XNUMX Jahre vor der „offiziellen“ Entdeckung des Sauerstoffs durch Priestley und Scheele. Joseph Priestley (1733–1804) wurde in Fieldhead, Yorkshire, als Sohn eines armen Tuchmachers geboren. Priestley studierte Theologie und predigte sogar in einer von der anglikanischen Kirche unabhängigen protestantischen Gemeinde. Dies ermöglichte ihm eine weiterführende theologische Ausbildung an der Akademie in Deventry. Dort beschäftigte sich Priestley neben Theologie mit Philosophie, Naturwissenschaften, studierte neun Sprachen. Als Priestley 1761 des freien Denkens beschuldigt und ihm das Predigen verboten wurde, wurde er Sprachlehrer an der Warrington University. Dort belegte Priestley seinen ersten Chemiekurs. Diese Wissenschaft beeindruckte Priestley so sehr, dass er sich im Alter von dreißig Jahren als Mann in einer bestimmten Position entschloss, Naturwissenschaften zu studieren und chemische Experimente durchzuführen. Auf Anregung von Benjamin Franklin verfasste Priestley 1767 eine Monographie „The History of the Doctrine of Electricity“. Für diese Arbeit wurde er zum Ehrendoktor der University of Edinburgh, später zum Mitglied der Royal Society of London (1767) und zum ausländischen Ehrenmitglied der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften (1780) gewählt. Von 1774 bis 1799 entdeckte oder erhielt Priestley erstmals in reiner Form sieben gasförmige Verbindungen: Distickstoffmonoxid, Chlorwasserstoff, Ammoniak, Siliziumfluorid, Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid und Sauerstoff. Priestley war in der Lage, diese Gase in reinem Zustand zu isolieren und zu untersuchen, weil er die bisherige Laborausrüstung zum Sammeln von Gasen erheblich verbesserte. Anstelle von Wasser in einem pneumatischen Bad, das früher vom englischen Wissenschaftler Stephen Gales (1727) vorgeschlagen wurde, begann Priestley, Quecksilber zu verwenden. Priestley, unabhängig von Scheele, entdeckte Sauerstoff, indem er die Gasentwicklung beobachtete, wenn eine feste Substanz unter einem Glasgefäß ohne Zugang zur Luft erhitzt wurde, indem er eine starke bikonvexe Linse verwendete. 1774 führte Priestley Experimente mit Quecksilberoxid und -minium durch. Er tauchte ein kleines Reagenzglas mit einer kleinen Menge rotem Pulver in Quecksilber und erhitzte die Substanz von oben mit einer bikonvexen Linse. Anschließend skizzierte Priestley seine Experimente zur Gewinnung von Sauerstoff durch Erhitzen von Quecksilberoxid in dem sechsbändigen Werk „Experiments and Observations on Different Types of Air“. In dieser Arbeit schrieb Priestley: „Ich nahm eine Linse mit einem Durchmesser von 2 Zoll und einer Brennweite von 20 Zoll heraus und begann mit ihrer Hilfe zu untersuchen, welche Art von Luft von einer Vielzahl natürlicher und künstlicher Substanzen abgegeben wird bereit. Nachdem ich mit diesem Apparat eine Reihe von Experimenten gemacht hatte, versuchte ich am 1. August 1774, Luft aus kalziniertem Quecksilber zu isolieren und sah sofort, dass Luft daraus sehr schnell freigesetzt werden konnte. Ich war unsäglich überrascht, dass eine Kerze in dieser Luft ungewöhnlich hell brennt, und ich wusste überhaupt nicht, wie ich dieses Phänomen erklären sollte. Ein glimmender Splitter, der in diese Luft gebracht wurde, sprühte helle Funken. Die gleiche Luftfreisetzung habe ich beim Erhitzen von Bleikalk und Mennige festgestellt. Ich habe vergeblich versucht, eine Erklärung für dieses Phänomen zu finden ... Aber nichts, was ich bisher getan habe, hat mich so sehr überrascht und mir nicht solche Befriedigung gegeben. „Warum löste diese Entdeckung bei J. Priestley eine solche Überraschung aus?“ fragt Yu. I. Solovyov. „Luft aus Quecksilberoxid beim Erhitzen zu entphlogistisieren“ schien ihm einfach unmöglich. Deshalb war er „so weit davon entfernt zu verstehen, was er wirklich hatte“ ... 1775 beschrieb er jene Eigenschaften, die „neue Luft“ vom „anderen Gas „Stickoxid“ unterscheiden. Nachdem J. Priestley im August 1774 ein neues Gas entdeckt hatte, hatte er jedoch keine klare Vorstellung von seiner wahren Natur: „Ich gebe offen zu, dass ich am Anfang der Experimente, auf die in diesem Teil Bezug genommen wird, so war weit davon entfernt, irgendeine Hypothese aufzustellen, die zu den Entdeckungen führen würde, die ich gemacht habe, die mir unglaublich erscheinen würden, wenn sie mir erzählt würden." Priestleys Forschungen zur Chemie der Gase und insbesondere seine Entdeckung des Sauerstoffs bereiteten den Weg für die Niederlage der Phlogiston-Theorie und skizzierten neue Wege für die Entwicklung der Chemie. Zwei Monate nachdem er Sauerstoff erhalten hatte, berichtete Priestley, nachdem er in Paris angekommen war, von seiner Entdeckung Lavoisier. Letzterer verstand sofort die enorme Bedeutung von Priestleys Entdeckung und benutzte sie, um die allgemeinste Theorie der Sauerstoffverbrennung zu erstellen und die Phlogiston-Theorie zu widerlegen. Scheele arbeitete zur gleichen Zeit wie Priestley. Er schrieb über seine Prioritäten: "Die Erforschung der Luft ist derzeit das wichtigste Thema der Chemie. Diese elastische Flüssigkeit hat viele besondere Eigenschaften, deren Erforschung zu neuen Entdeckungen beiträgt. Das erstaunliche Feuer, dieses Produkt der Chemie, zeigt uns das ohne Luft lässt sich nicht erzeugen .. .“ Carl Wilhelm Scheele (1742-1786) wurde im schwedischen Stralsund in eine Familie eines Brauers und Getreidehändlers geboren. Karl studierte in Stralsund an einer Privatschule, zog aber bereits 1757 nach Göteborg. Scheeles Eltern hatten nicht die Mittel, um Karl, der bereits der siebte Sohn in dieser großen Familie war, eine höhere Ausbildung zu ermöglichen. Daher war er gezwungen, zunächst eine Apothekerlehre zu machen, sich dann aber durch langjähriges Selbststudium in die Wissenschaft einzuarbeiten. Als er in einer Apotheke arbeitete, erlangte er große Fähigkeiten in chemischen Experimenten. In einer der Apotheken in Göteborg erlernte Scheele die Grundlagen der Apotheken- und Laborpraxis. Darüber hinaus studierte er fleißig die Arbeiten der Chemiker I. Kunkel, N. Lemery, G. Stahl, K. Neumann. Nach achtjähriger Tätigkeit in Göteborg zog Scheele nach Malmö, wo er sehr bald bemerkenswerte experimentelle Fähigkeiten zeigte. Dort konnte er abends im Apothekerlabor selbst forschen, tagsüber bereitete er Medikamente zu. Ende April 1768 zog Scheele nach Stockholm, in der Hoffnung, enge Kontakte zu Wissenschaftlern in der Hauptstadt zu knüpfen und einen neuen Anreiz für die Arbeit zu erhalten. Chemische Experimente musste Scheele jedoch nicht in der Korpen-Apotheke in Stockholm durchführen; er beschäftigte sich nur mit der Herstellung von Arzneimitteln. Und nur manchmal, irgendwo auf einem engen Fensterbrett sitzend, gelang es ihm, eigene Experimente durchzuführen. Aber auch unter solchen Bedingungen machte Scheele eine Reihe von Entdeckungen. So fand Scheele beispielsweise bei der Untersuchung der Wirkung von Sonnenlicht auf Silberchlorid heraus, dass dessen Verdunklung im violetten Teil des Spektrums beginnt und dort am stärksten ausgeprägt ist. Zwei Jahre später zog Scheele nach Uppsala, wo so berühmte Wissenschaftler wie der Botaniker lebten Carl Linnaeus und Chemiker Thorburn Bergman. Scheele und Bergman freundeten sich bald an, was wesentlich zum Erfolg der wissenschaftlichen Tätigkeit beider Chemiker beitrug. Scheele gehörte zu den Wissenschaftlern, die bei ihrer Arbeit Glück hatten. Seine experimentellen Forschungen trugen wesentlich zur Umwandlung der Chemie in eine Wissenschaft bei. Er entdeckte Sauerstoff, Chlor, Mangan, Barium, Molybdän, Wolfram, organische Säuren (Weinsäure, Zitronensäure, Oxalsäure, Milchsäure), Schwefelsäureanhydrid, Schwefelwasserstoff, Flusssäure und Fluorkieselsäure sowie viele andere Verbindungen. Er war der erste, der gasförmiges Ammoniak und Chlorwasserstoff gewann. Scheele zeigte auch, dass Eisen, Kupfer und Quecksilber unterschiedliche Oxidationsstufen hatten. Er isolierte aus Fetten eine Substanz, die später Glycerin (Propantriol) genannt wurde. Scheele wird die Gewinnung von Blausäure aus Berliner Blau zugeschrieben. Scheeles bedeutendstes Werk, The Chemical Treatise on Air and Fire, enthält seine experimentellen Arbeiten aus den Jahren 1768-1773. Aus dieser Abhandlung geht hervor, dass Scheele etwas früher als Priestley die Eigenschaften der „feurigen Luft“ (Sauerstoff) erhalten und beschrieben hat. Der Wissenschaftler erhielt Sauerstoff auf verschiedene Weise: durch Erhitzen von Salpeter, Magnesiumnitrat, durch Destillieren einer Mischung aus Salpeter mit Schwefelsäure. „Feurige Luft“, schrieb Scheele, „ist gerade diejenige, durch die die Zirkulation von Blut und Säften in Tieren und Pflanzen aufrechterhalten wird ... Ich bin geneigt zu glauben, dass die „feurige Luft“ aus einer sauren dünnen Materie besteht, kombiniert mit Phlogiston, und wahrscheinlich, dass alle Säuren ihren Ursprung aus "feuriger Luft" hatten. Scheele erklärte seine Ergebnisse mit der Annahme, dass Wärme eine Kombination aus "feuriger Luft" (Sauerstoff) und Phlogiston sei. Daher ist es dasselbe wie Mv Lomonosovund G. Cavendish identifizierten Phlogiston mit Wasserstoff und dachten, dass beim Verbrennen von Wasserstoff in Luft (wenn Wasserstoff und "Feuerluft" kombiniert werden) Wärme erzeugt wird. 1775 veröffentlichte Bergman einen Artikel über Scheeles Entdeckung der „Feuerluft“ und seine Theorie. „Wir haben bereits festgestellt“, schrieb Bergman, „die große Kraft, mit der „saubere (feurige) Luft“ Phlogiston aus Eisen und Kupfer entfernt. Salpetersäure hat auch eine große Affinität zu diesem Element ... Diese Phänomene werden der Migration zugeschrieben von Phlogiston aus Säure in Luft und lassen sich leicht dadurch erklären, dass durch die Experimente von Herrn Scheele so gut bewiesen wurde, dass Wärme nichts anderes ist als Phlogiston, eng verbunden mit reiner Luft, in deren Verbindung der resultierende Körper entsteht (und es kommt zu einer Verringerung des zuvor belegten Volumens). Obwohl allgemein gesagt wird, dass Scheele mit der Veröffentlichung seiner Arbeit über Priestley etwa zwei Jahre zu spät war, berichtete Bergman über Scheeles Entdeckung des Sauerstoffs mindestens drei Monate vor Priestleys Entdeckung. Hier ist ein Auszug aus Bergmans Vorwort zu Scheeles Buch: „Die Chemie lehrt, dass das elastische Medium, das die Erde zu jeder Zeit und an jedem Ort umgibt, eine einzige Zusammensetzung hat, die drei verschiedene Substanzen umfasst, nämlich gute Luft (Sauerstoff – ca. auth.), verdorbene „mephitische Luft“ (Stickstoff – Ca. auth.) und essentielle Säure (Kohlendioxid - Hrsg.) Der erste Priestley nannte nicht nur fälschlicherweise, sondern mit einem gewissen Grad „dephlogistisierte Luft“, Scheele – „feurige Luft“, da er allein das Feuer währenddessen unterstützt Die anderen beiden brachten es heraus ... Ich wiederholte, mit verschiedenen Modifikationen, die grundlegenden Experimente, auf denen er (Scheele) seine Schlussfolgerungen basierte, und fand sie vollkommen richtig. Wärme, Feuer und Licht haben im Grunde die gleichen Bestandteile: gute Luft und Phlogiston... Von den heute bekannten Substanzen ist gute Luft die wirksamste bei der Entfernung von Phlogiston, das eine echte elementare Substanz zu sein scheint, die in vielen Dingen vorkommt. Deshalb habe ich in meinem neuen Tisch gute Luft über dem Phlogiston platziert der Affinität... Abschließend muss ich sagen, dass dieses wunderbare Werk vor zwei Jahren fertiggestellt wurde, obwohl es aus verschiedenen Gründen, die hier nicht erwähnt werden müssen, erst jetzt veröffentlicht wurde. Es kam daher vor, dass Priestley, ohne Scheeles Arbeit zu kennen, zuvor verschiedene neue Eigenschaften der Luft beschrieben hatte. Allerdings sehen wir, dass sie unterschiedlicher Art sind und in einem anderen Zusammenhang dargestellt werden. Autor: Samin D. K.
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