Войти
Воздушный насос Роберта Бойля Пневмохимия - это термин, наиболее точно определяемый из области научных исследования семнадцатого, восемнадцатого и начала девятнадцатого веков. Важными целями этой работы было понимание физических свойств газов и их связи с химическими реакциями и, в конечном итоге, с составом вещества.
в восемнадцатом веке. века, когда химия развивалась из алхимии, область естественной философии была создана вокруг идеи воздуха как реагента. До этого воздух в первую очередь считался статическим веществом, которое не реагировало и просто существовало. Однако, как настаивали Лавуазье и несколько других химиков-пневматиков, воздух действительно был динамичным, и на него не только влиял бы сгоревший материал, но и на свойства различных веществ.
Изначально пневматическая химия занималась реакциями горения, начиная с Стивена Хейлза. Эти реакции будут давать разные «воздушные потоки», как их назвали бы химики, и эти разные воздушные среды содержали более простые вещества. До Лавуазье эти арии считались отдельными сущностями с разными свойствами; Лавуазье был в значительной степени ответственен за изменение представления о воздухе как о том, что он состоит из этих различных газов, которые открыли его современники и более ранние химики.
Это исследование газов было инициировано Хейлсом с изобретением пневматического желоба, прибор, способный собирать газ, выделяющийся в результате реакций, с воспроизводимыми результатами. Термин газ был придуман Дж. Б. ван Гельмонт, в начале семнадцатого века. Этот термин произошел от греческого слова «хаос» из-за его неспособности должным образом собирать вещества, выделяемые в результате реакций, поскольку он был первым натурфилософом, который предпринял попытку тщательно изучить третий тип материи. Однако только когда Лавуазье провел свое исследование в восемнадцатом веке, это слово повсеместно использовалось учеными в качестве замены воздуха.
Ван Гельмонт (1579 - 1644) иногда считается основателем пневматической химии, поскольку он был первым натурфилософом, заинтересовавшимся воздухом как реагентом. Алессандро Вольта начал исследовать химию пневматики в 1776 году и на основе экспериментов с болотными газами утверждал, что существуют различные типы горючего воздуха. Пневматические химики, которым приписывают открытие химических элементов: Джозеф Пристли, Генри Кавендиш, Джозеф Блэк, Дэниел Резерфорд и Карл Шееле.. Среди других лиц, исследовавших газы в этот период, были Роберт Бойл, Стивен Хейлз, Уильям Браунриг, Антуан Лавуазье, Джозеф Луи. Гей-Люссак и Джон Далтон.
Пневматический желоб был неотъемлемой частью его работы с газами (или, как их называли современные химики, воздухом). Работа, проделанная Джозефом Блэком, Джозефом Пристли, Германом Бурхаве и Генри Кавендишем, в основном была связана с использованием инструмента, позволяющего им собирать воздух, выделяемый при различных химических реакциях и анализах горения. Их работа привела к открытию многих типов воздуха, таких как дефлогистированный воздух (обнаруженный Джозефом Пристли).
Более того, химия воздуха не ограничивалась анализами горения. В течение восемнадцатого века многие химики использовали открытие воздуха как новый путь для исследования старых проблем, одним из примеров является область медицинской химии. Один конкретный англичанин, Джеймс Ватт, начал брать идею воздуха и использовать его в так называемой пневматической терапии, или использовании воздуха, чтобы сделать лаборатории более удобными для работы на свежем воздухе, а также помочь пациентам с различными заболеваниями, с разной степенью тяжести. успеха. Большинство экспериментов на людях проводилось на самих химиках, поскольку они считали, что эксперименты на себе были необходимой частью или развитием области.
Исследования Джеймса Ватта в области химии воздуха включали использование легковоспламеняющихся (H 2) и дефлогистированных (O2) воздух для создания воды. В 1783 году Джеймс Ватт показал, что вода состоит из легковоспламеняющихся и дефлогистированных газов и что масса газов до сгорания в точности равна массе воды после сгорания. До этого момента вода рассматривалась как фундаментальный элемент, а не как соединение. Джеймс Ватт также стремился изучить использование различных видов воздуха в лечебных целях в качестве «пневматической терапии», сотрудничая с доктором Томасом Беддо, чтобы лечить свою дочь Джесси Уотт с помощью фиксированного воздуха.
Джозеф Блэк был химиком, интересовавшимся пневматикой после обучения у Уильяма Каллена. Сначала его заинтересовала магнезия белая, или карбонат магния, и известняк, или карбонат кальция, и он написал диссертацию под названием «De Humore acido a cibis orto, et magnesia alba. "по свойствам обоих. Его эксперименты с карбонатом магния привели его к открытию, что неподвижный воздух или углекислый газ выделяется во время реакций с различными химическими веществами, включая дыхание. Несмотря на то, что он никогда не использовал пневматический желоб или другие приборы, изобретенные для сбора и анализа воздуха, его выводы привели к дополнительным исследованиям неподвижного воздуха вместо обычного воздуха, при этом желоб фактически использовался.
После переезда в Глазго Чтобы преподавать, Блэк обратил свои интересы к теме тепла. В ходе своих экспериментов со льдом и водой он сделал несколько открытий о скрытой теплоте плавления и скрытой теплоте замерзающей воды, а также активно работал с удельной теплотой ряда жидкостей.
Джозеф Пристли в книге «Наблюдения за разными видами воздуха» был одним из первых, кто описал воздух как состоящий из различных состояний материи, а не как один элемент. Пристли подробно остановился на понятиях неподвижного воздуха (CO 2), ядовитого воздуха и легковоспламеняющегося воздуха, включив в него «легковоспламеняющийся азотистый воздух», «воздух с кислотой купороса,» «щелочной воздух » и «дефлогистированный воздух ». Пристли также описал процесс дыхания с точки зрения теории флогистона. Пристли также разработал способ лечения цинги и других недугов с использованием фиксированного воздуха в своих Указаниях по пропитке воды фиксированным воздухом. Работа Пристли по пневматической химии оказала влияние на его естественное мировоззрение. Его вера в «воздушную экономию» проистекала из его веры в «дефлогистированный воздух» как в самый чистый тип воздуха, и что флогистон и горение лежат в основе природы. Джозеф Пристли в основном занимался исследованиями с помощью пневматического желоба, но он отвечал за сбор нескольких новых водорастворимых эфиров. Это было достигнуто в первую очередь за счет того, что он заменил воду ртутью и установил полку под головкой для повышения устойчивости, используя идею, предложенную Кавендишем, и популяризировал ртутный пневматический желоб.
Бурхаве (учитель, исследователь и ученый) не получил признания за прямые исследования в области пневматической химии, но все же опубликовал Elementa Chimiae в 1727 году. Этот трактат включал поддержку работы Хейлза, а также развивал идею эфиров. Несмотря на то, что он не опубликовал свое собственное исследование, этот раздел о эфирах в Elementa Chimie цитировался многими другими современниками и содержал большую часть современных знаний о свойствах эфиров. Бурхаву также приписывают внесение изменений в мир химической термометрии благодаря его работе с Дэниелом Фаренгейтом, также обсуждаемой в Elementa Chimiae.
Генри Кавендиш, несмотря на то, что он не был первым, кто заменил воду в ванне с ртутью был одним из первых, кто заметил, что неподвижный воздух не растворяется по сравнению с ртутью и, следовательно, его можно собирать более эффективно с помощью адаптированного инструмента. Он также охарактеризовал неподвижный воздух (CO 2) и легковоспламеняющийся воздух (H 2). Воспламеняющийся воздух был одним из первых газов, выделенных и обнаруженных с помощью пневматического желоба. Однако он не реализовал свою идею до предела и поэтому не использовал ртутный пневматический желоб в полной мере. Кавендишу приписывают почти правильный анализ содержания газов в атмосфере. Кавендиш также показал, что воспламеняющийся воздух и атмосферный воздух можно объединить и нагреть для получения воды в 1784 году.
В восемнадцатом веке с появлением анализа горения в химии Стивен Хейлз изобрел пневматический желоб для сбора газов из образцов вещества, которые он использовал; будучи не заинтересованным в свойствах собираемых им газов, он хотел выяснить, сколько газа выделяется из материалов, которые он сжигал или позволял бродить. Хейлзу удалось предотвратить потерю «эластичности» воздуха, то есть предотвратить потерю его объема, пропуская газ через воду и, следовательно, растворяя растворимые газы.
После изобретения пневматического желоба Стивен Хейлз продолжил свои исследования различных видов воздуха и провел множество ньютоновских анализов их различных свойств. Он опубликовал свою книгу «Овощные статики» в 1727 году, которая оказала глубокое влияние на область пневматической химии, о чем многие исследователи цитировали в своих научных статьях. В «Vegetable Staticks» Хейлз не только представил свою корыто, но и опубликовал результаты, полученные им по собранному воздуху, такие как эластичность и состав воздуха, а также их способность смешиваться с другими.
Стивен Хейлз, известный как создатель пневматической химии, создал пневматический желоб в 1727 году. Этот инструмент широко использовался многими химиками для исследования свойств различных газов. например, так называемый легковоспламеняющийся воздух (то, что сегодня называют водородом). Лавуазье использовал это в дополнение к своему газометру для сбора газов и их анализа, что помогло ему составить список простых веществ.
Пневматический желоб, изобретенный Хейлзом в 1700-х годах. Это была первоначальная модель, использовавшаяся для сбора воздуха путем сжигания. Пневматический желоб, хотя и был составным на протяжении восемнадцатого века, несколько раз модифицировался для более эффективного сбора газов или просто для сбора большего количества газа. Например, Кавендиш отметил, что количество фиксированного воздуха, выделяемого в результате реакции, не полностью присутствует над водой; это означало, что фиксированная вода поглощала часть этого воздуха и не могла быть использована количественно для сбора этого конкретного воздуха. Поэтому он заменил воду в желобе ртутью, в которой не растворилась большая часть воздуха. Таким образом, он смог не только собрать весь воздух, выделяющийся в результате реакции, но также определить растворимость воздуха в воде, положив начало новой области исследований для химиков-пневматиков. Хотя это была основная адаптация желоба в восемнадцатом веке, до и после этой замены воды ртутью было внесено несколько незначительных изменений, таких как добавление полки, чтобы опереться на нее во время сбора газа. Эта полка также позволит использовать менее обычные головы, такие как мочевой пузырь Браунригга.
Во время своей химической революции Лавуазье создал новый прибор для точного измерения газов. Он назвал этот инструмент газометром. У него было две разные версии; тот, который он использовал в демонстрациях Академии и публике, который был большой дорогой версией, предназначенной для того, чтобы заставить людей поверить в его высокую точность, и меньшей, более лабораторной практической версией с аналогичной точностью. Эта более практичная версия была дешевле в изготовлении, что позволило большему количеству химиков использовать инструмент Лавуазье.
