Pnömatik kimya - Pneumatic chemistry
Gelen Bilim tarihinde , pnömatik kimya bir alanıdır bilimsel araştırma onyedi, onsekizinci arasında ve erken ondokuzuncu yüzyıllar. Bu çalışmanın önemli hedefleri, gazların fiziksel özelliklerinin ve bunların kimyasal reaksiyonlarla ve nihayetinde maddenin bileşimi ile nasıl ilişkili olduğunun anlaşılmasıydı . Flojiston teorisinin yükselişi ve onun atmosferin bir bileşeni ve yanmada bir faktör olarak oksijenin tanımlanmasıyla değiştirilmesi , pnömatik kimya çağında ele alındı.
Reaktif olarak hava
Alanı olarak onsekizinci yüzyılda, kimya dan gelişen edildi simya , bir tarla doğal felsefesi bir şekilde havanın fikri etrafında oluşturulan reaktif . Bundan önce, hava öncelikle reaksiyona girmeyen ve basitçe var olan statik bir madde olarak kabul edildi. Bununla birlikte, Lavoisier ve diğer bazı pnömatik kimyagerlerin ısrar edeceği gibi, hava gerçekten dinamikti ve sadece yanan malzemeden etkilenmekle kalmayacak, aynı zamanda farklı maddelerin özelliklerini de etkileyecekti.
Pnömatik kimyanın ilk endişesi, Stephen Hales ile başlayan yanma reaksiyonlarıydı . Bu tepkimeler, kimyacıların dediği gibi farklı "hava" salgılardı ve bu farklı havalar daha basit maddeler içeriyordu. Lavoisier'e kadar, bu yayınlar farklı özelliklere sahip ayrı varlıklar olarak kabul edildi; Lavoisier, çağdaşlarının ve daha önceki kimyagerlerin keşfettiği bu farklı havalardan oluşan hava fikrini değiştirmekten büyük ölçüde sorumluydu.
Gazlarla ilgili bu çalışma, Hales tarafından, tekrarlanabilir sonuçlara sahip reaksiyonlarla açığa çıkan gazı toplayabilen bir alet olan pnömatik teknenin icadıyla gerçekleştirildi. Gaz terimi 17. yüzyılın başlarında JB van Helmont tarafından icat edildi . Bu terim, üçüncü tür maddeyi dikkatlice incelemeye girişen ilk doğa filozofu olduğu için, tepkilerle açığa çıkan maddeleri düzgün bir şekilde toplayamamasının bir sonucu olarak Yunanca kelime kaosundan türetilmiştir. Bununla birlikte, Lavoisier, on sekizinci yüzyılda araştırmasını gerçekleştirene kadar, kelimenin evrensel olarak bilim adamları tarafından havaların yerini alması için kullanıldı .
Van Helmont (1579 - 1644), havayla bir reaktif olarak ilgilenen ilk doğa filozofu olduğu için bazen pnömatik kimyanın kurucusu olarak kabul edilir. Alessandro Volta, 1776'da pnömatik kimyayı araştırmaya başladı ve bataklık gazları üzerinde yapılan deneylere dayanarak farklı yanıcı hava türleri olduğunu savundu. Kimyasal elementleri keşfetmeleriyle tanınan pnömatik kimyagerler arasında Joseph Priestley , Henry Cavendish , Joseph Black , Daniel Rutherford ve Carl Scheele bulunmaktadır . Bu dönemde gazları araştıran diğer kişiler arasında Robert Boyle , Stephen Hales , William Brownrigg , Antoine Lavoisier , Joseph Louis Gay-Lussac ve John Dalton yer alıyor .
Tarih
Kimyasal devrim
"1770 ile 1785 arasındaki yıllarda, Avrupa'nın her yerindeki kimyagerler farklı gazları yakalamaya, izole etmeye ve tartmaya başladı."
Pnömatik oluk (güncel kimyacıların bunları adı ya da, melodiler) gazlar ile çalışmak parçasıydı. Joseph Black, Joseph Priestley, Herman Boerhaave ve Henry Cavendish tarafından yapılan çalışmalar, büyük ölçüde aletin kullanımı etrafında dönerek, farklı kimyasal reaksiyonlar ve yanma analizleri ile verilen havaları toplamalarına olanak sağladı. Çalışmaları, dephlogisticated air (Joseph Priestley tarafından keşfedilen) gibi birçok hava türünün keşfedilmesine yol açtı.
Dahası, havanın kimyası yanma analizleriyle sınırlı değildi. On sekizinci yüzyılda pek çok kimyager, eski problemleri keşfetmek için yeni bir yol olarak havanın keşfini kullandı, bir örneği tıbbi kimya alanıydı. Bir İngiliz, James Watt, hava fikrini alıp bunları pnömatik terapi olarak adlandırılan veya laboratuarları temiz hava ile daha çalışabilir hale getirmek için hava kullanımı ve ayrıca farklı hastalıklara sahip hastalara farklı derecelerde yardım etmek için kullanmaya başladı. başarı. İnsan deneylerinin çoğu, kendi kendine deney yapmanın gerekli bir parça veya alanı ilerlettiğine inandıkları için kimistler üzerinde gerçekleştirildi.
Katkıda bulunanlar
James Watt
James Watt'ın pnömatik kimyadaki araştırması, su oluşturmak için yanıcı (H 2 ) ve dephlojistasyondan arındırılmış (O 2 ) havaların kullanımını içeriyordu . 1783'te James Watt, suyun yanıcı ve dephlojistasyondan arındırılmış havadan oluştuğunu ve yanma öncesi gaz kütlelerinin yanmadan sonraki su kütlesine tam olarak eşit olduğunu gösterdi. Bu noktaya kadar su, bileşikten çok temel bir unsur olarak görülüyordu. James Watt ayrıca , Dr. Thomas Beddoes ve Erasmus Darwin ile işbirliği yaparak , tüberküloz hastası kızı Jessie Watt'ı sabit hava kullanarak tedavi etmek için hidrokarbonat gibi farklı " sahte havaların " tıbbi tedavilerde "pnömatik terapi" olarak kullanımını araştırmaya çalıştı .
Joseph Black
Joseph Black , William Cullen ile çalıştıktan sonra pnömatik alanına ilgi duyan bir kimyacıydı . İlk olarak magnezya alba veya magnezyum karbonat ve kireçtaşı veya kalsiyum karbonat konusuyla ilgilendi ve her ikisinin özellikleri üzerine "De Humore acido a cibis orto, et magnesia alba" adlı bir tez yazdı. Magnezyum karbonat üzerine yaptığı deneyler, nefes alma da dahil olmak üzere çeşitli kimyasallarla reaksiyonlar sırasında sabit havanın veya karbondioksitin açığa çıktığını keşfetmesine yol açtı . Havaları toplamak ve analiz etmek için icat edilen pnömatik oluğu veya diğer enstrümantasyonu hiç kullanmamasına rağmen, çıkarımları ortak hava yerine sabit hava konusunda daha fazla araştırmaya yol açtı ve oluk gerçekte kullanıldı.
Öğretmek için Glasgow'a taşındıktan sonra Black, ilgi alanlarını ısı konusuna çevirdi. Buz ve suyla yaptığı deneyler sayesinde, gizli füzyon ısısı ve donma suyunun gizli ısısı hakkında birkaç keşif yaptı ve bir dizi sıvının belirli ısılarıyla yoğun bir şekilde çalıştı.
Joseph Priestley
Farklı hava türleri üzerine gözlemlerde Joseph Priestley , havayı tek bir element olarak değil, maddenin farklı hallerinden oluşmuş olarak tanımlayan ilk insanlardan biriydi. Priestley sabit hava (CO 2 ), mefitik hava ve yanıcı hava kavramlarını "yanıcı nitröz hava", " vitriolik asit hava ", " alkali hava " ve " dephlogistasyondan arındırılmış hava " yı içerecek şekilde detaylandırdı . Priestley, solunum sürecini flojiston teorisi açısından da tanımladı . Priestley ayrıca , suyu sabit hava ile emprenye etmek için Yönergelerinde sabit hava kullanarak iskorbüt hastalığı ve diğer rahatsızlıkları tedavi etmek için bir süreç oluşturdu . Priestley'in pnömatik kimya üzerine çalışması, onun doğal dünya görüşleri üzerinde etkili oldu. Bir "hava ekonomisine" olan inancı, "deplojistasyondan arındırılmış hava" nın en saf hava türü olduğuna ve flojiston ve yanmanın doğanın merkezinde olduğuna olan inancından kaynaklanıyordu. Joseph Priestley esas olarak pnömatik tekneyle araştırma yaptı, ancak birkaç yeni suda çözünür havayı toplamaktan sorumluydu . Bu, öncelikle su yerine cıva kullanması ve daha fazla stabilite için başın altına bir raf yerleştirmesi, Cavendish'in önerdiği fikirden yararlanarak ve cıva pnömatik teknesini yaygınlaştırmasıyla başarıldı.
Herman Boerhaave
Boerhaave (öğretmen, araştırmacı ve akademisyen), pnömatik kimya alanındaki doğrudan araştırma için itibar edilmemiş olsa da , Elementa Chimiae'yi 1727'de yayınladı. Bu tez, Hales'in çalışmalarına destek içeriyordu ve ayrıca hava fikri üzerine detaylandırıldı. Kendi araştırmasını yayınlamamasına rağmen, Elementa Chimie'deki yayınlarla ilgili bu bölüm diğer birçok çağdaş tarafından alıntılanmış ve yayınların özellikleri hakkındaki mevcut bilgilerin çoğunu içeriyordu. Boerhaave, aynı zamanda Elementa Chimiae'da tartışılan Daniel Fahrenheit ile yaptığı çalışmayla kimyasal termometri dünyasına katkıda bulunmakla da tanınır.
Henry Cavendish
Henry Cavendish , oluktaki suyu cıva ile değiştiren ilk kişi olmamasına rağmen , sabit havanın cıva üzerinde çözünmez olduğunu ve bu nedenle uyarlanmış cihaz kullanılarak daha verimli bir şekilde toplanabileceğini ilk gözlemleyenler arasındaydı. Ayrıca sabit havayı (CO 2 ) ve yanıcı havayı (H 2 ) karakterize etti. Yanıcı hava, pnömatik oluk kullanılarak izole edilen ve keşfedilen ilk gazlardan biriydi. Bununla birlikte, kendi fikrini sonuna kadar kullanmadı ve bu nedenle civa pnömatik teknesini tam anlamıyla kullanmadı. Cavendish, atmosferdeki gazların içeriğini neredeyse doğru bir şekilde analiz ettiği için kredilendirildi. Cavendish ayrıca , 1784 yılında yanıcı hava ve atmosferik havanın su üretmek için birleştirilip ısıtılabileceğini gösterdi.
Stephen Hales
On sekizinci yüzyılda, kimyada yanma analizinin yükselişi ile Stephen Hales , kullandığı madde örneklerinden gazları toplamak için pnömatik tekneyi icat etti; topladığı gazların özellikleri ile ilgilenmezken, yaktığı veya fermente ettiği maddelerden ne kadar gaz çıktığını araştırmak istiyordu. Hales, havanın "elastikiyetini" kaybetmesini önlemede, yani gazı sudan geçirerek ve böylece çözünebilir gazları çözerek hacimde bir kayıp yaşamasını önlemede başarılı oldu.
Pnömatik teknenin icadından sonra Stephen Hales, farklı havalar üzerinde araştırmalarına devam etti ve bunların çeşitli özelliklerinin birçok Newtoncu analizini gerçekleştirdi. Pek çok araştırmacının akademik makalelerinde bahsettiği gibi, pnömatik kimya alanında derin bir etkisi olan Sebze İstatistikleri adlı kitabını 1727'de yayınladı . Gelen Bitkisel Staticks Hales sadece onun yalak tanıtıldı değil, aynı zamanda bu tür başkalarıyla karıştırmak yetenekleri ile birlikte elastikiyet ve fiyaka kompozisyon olarak o toplanan havadan elde edilen sonuçları yayınladı.
Enstrümantasyon
Pnömatik oluk
Pnömatik kimyanın yaratıcısı olarak adlandırılan Stephen Hales, 1727'de pnömatik oluğu yarattı. Bu alet, birçok kimyager tarafından, yanıcı hava denilen şey (modern adıyla hidrojen) gibi farklı havaların özelliklerini keşfetmek için yaygın olarak kullanıldı. Lavoisier bunu gazölçerine ek olarak gazları toplamak ve analiz etmek için kullandı ve basit maddeler listesini oluşturmasına yardımcı oldu.
Pnömatik oluk, on sekizinci yüzyıl boyunca bütünsel olmakla birlikte, gazları daha verimli bir şekilde toplamak veya sadece daha fazla gaz toplamak için birkaç kez değiştirildi. Örneğin Cavendish, bir reaksiyonla açığa çıkan sabit hava miktarının tamamen suyun üzerinde olmadığını kaydetti; bu, sabit suyun bu havanın bir kısmını emdiği ve bu belirli havayı toplamak için niceliksel olarak kullanılamayacağı anlamına geliyordu. Böylece, çukurdaki suyu, çoğu havanın çözünür olmadığı cıva ile değiştirdi. Bunu yaparak, yalnızca bir reaksiyonla verilen tüm havayı toplamakla kalmayıp, aynı zamanda havanın sudaki çözünürlüğünü de belirleyerek pnömatik kimyacılar için yeni bir araştırma alanı başlatabilirdi. Bu, onsekizinci yüzyılda oluğun ana uyarlaması olsa da, cıvanın su yerine kullanılmasından önce ve sonra, gaz toplama işlemi sırasında kafayı dinlendirmek için bir raf eklemek gibi birkaç küçük değişiklik yapıldı. Bu raf, Brownrigg'in hayvan mesanesi gibi daha az geleneksel kafaların kullanılmasına da izin verecektir.
Pnömatik oluk pratik bir uygulaması olan odiyometre tarafından kullanılan, Jan Ingenhousz güneş ışığına maruz kaldığında bitkiler, hemen adı verilen bir işlem havası dephlogisticated üretilen göstermek için fotosentez .
Gazölçer
Kimyasal devrimi sırasında Lavoisier, gazları hassas bir şekilde ölçmek için yeni bir cihaz yarattı. Bu enstrümana gazomèter adını verdi. İki farklı versiyonu vardı; Akademi'ye ve halka gösterilerde kullandığı, insanları büyük bir hassasiyete sahip olduğuna inandırmayı amaçlayan pahalı bir versiyondu ve benzer bir hassasiyete sahip daha küçük, daha pratik laboratuar versiyonu. Bu daha pratik versiyonun yapımı daha ucuzdu ve daha fazla kimyagerin Lavoisier'in aletini kullanmasına izin verdi.