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teoría del flogisto

El alquimista y médico J.J. Becher propuso la teoría del flogisto. La teoría del flogisto , una teoría científica superada , postulaba la existencia de un elemento similar al fu...

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El alquimista y médico J.J. Becher propuso la teoría del flogisto.

La teoría del flogisto , una teoría científica superada , postulaba la existencia de un elemento similar al fuego llamado flogisto ( / f l ɒ ˈ dʒ ɪ s t ən , f l oʊ -, - ɒ n / ) [ 1 ] [ 2 ] contenido dentro de los cuerpos combustibles y liberado durante la combustión . El nombre proviene del griego antiguo φλογιστόν phlogistón ( que arde ), de φλόξ phlóx ( llama ). La idea de una sustancia flogistica fue propuesta por primera vez en 1669 por Johann Joachim Becher y posteriormente formulada más formalmente en 1697 por Georg Ernst Stahl . La teoría del flogisto intentó explicar procesos químicos como la combustión y la oxidación , ahora conocidos colectivamente como oxidación . La teoría fue cuestionada por el aumento de masa concomitante y fue abandonada antes de finales del siglo XVIII tras los experimentos realizados por Antoine Lavoisier en la década de 1770 y por otros científicos. La teoría del flogisto condujo a experimentos que, en última instancia, resultaron en la identificación ( c. 1771 ) y la denominación (1777) del oxígeno por Joseph Priestley y Antoine Lavoisier , respectivamente.

Teoría

La teoría del flogisto postula que las sustancias flogísticas contienen flogisto y que, al quemarse, se desflogistizan , liberando el flogisto almacenado, que es absorbido por el aire. Las plantas en crecimiento absorben este flogisto, razón por la cual el aire no se inflama espontáneamente y también por la cual la materia vegetal arde. Este método para explicar la combustión era inverso a la teoría del oxígeno de Antoine Lavoisier.

En general, se decía que las sustancias que ardían en el aire eran ricas en flogisto; el hecho de que la combustión cesara rápidamente en un espacio cerrado se consideraba prueba fehaciente de que el aire solo podía absorber una cantidad finita de flogisto. Cuando el aire se hubiera saturado completamente de flogisto, ya no serviría para mantener la combustión de ningún material, ni un metal calentado en él produciría una cal ; tampoco podría el aire saturado de flogisto sustentar la vida. Se creía que la respiración eliminaba el flogisto del cuerpo. [ 3 ]

El alumno escocés de Joseph Black , Daniel Rutherford, descubrió el nitrógeno en 1772, y ambos utilizaron la teoría para explicar sus resultados. El residuo de aire que quedaba tras la combustión, una mezcla de nitrógeno y dióxido de carbono , se denominaba a veces aire flogisticado, ya que había absorbido todo el flogisto. Por el contrario, cuando Joseph Priestley descubrió el oxígeno , creyó que se trataba de aire desflogistizado, capaz de combinarse con más flogisto y, por lo tanto, de mantener la combustión durante más tiempo que el aire común. [ 4 ]

Historia

Empédocles había formulado la teoría clásica de que existían cuatro elementos: agua, tierra, fuego y aire; Aristóteles reforzó esta idea caracterizándolos como húmedos, secos, calientes y fríos. Así, se pensaba que el fuego era una sustancia, y la combustión se consideraba un proceso de descomposición que solo se aplicaba a los compuestos. La experiencia había demostrado que la combustión no siempre iba acompañada de una pérdida de material, y se necesitaba una teoría mejor para explicar esto. [ 5 ] : 4

Terra pinguis

En 1667, Johann Joachim Becher publicó su libro Physica subterranea , que contenía la primera instancia de lo que se convertiría en la teoría del flogisto. En su libro, Becher eliminó el fuego y el aire del modelo clásico de elementos y los reemplazó con tres formas de la tierra: terra lapidea , terra fluida y terra pinguis . [ 6 ] [ 7 ] La terra pinguis era el elemento que impartía propiedades oleosas, sulfurosas o combustibles. [ 8 ] Becher creía que la terra pinguis era una característica clave de la combustión y se liberaba cuando se quemaban sustancias combustibles. [ 6 ] Becher no tuvo mucho que ver con la teoría del flogisto tal como se conoce ahora, pero tuvo una gran influencia en su estudiante Stahl. La principal contribución de Becher fue el inicio de la teoría en sí, sin embargo, gran parte de ella fue modificada después de él. [ 9 ] La idea de Becher era que las sustancias combustibles contienen una materia inflamable, la terra pinguis . [ 10 ]

Georg Ernst Stahl

Georg Ernst Stahl

En 1703, Georg Ernst Stahl , profesor de medicina y química en Halle , propuso una variante de la teoría en la que renombró la terra pinguis de Becher como flogisto , y fue en esta forma que la teoría probablemente tuvo su mayor influencia. [ 11 ] El término «flogisto» en sí no fue inventado por Stahl. Hay evidencia de que la palabra se usaba ya en 1606, y de una manera muy similar a como la usaba Stahl. [ 9 ] El término derivaba de una palabra griega que significa inflamar. El siguiente párrafo describe la visión de Stahl sobre el flogisto:

Para Stahl, los metales eran compuestos que contenían flogisto en combinación con óxidos metálicos (cal); al encenderse, el flogisto se liberaba del metal, dejando el óxido. Cuando el óxido se calentaba con una sustancia rica en flogisto, como el carbón vegetal, la cal absorbía nuevamente el flogisto y regeneraba el metal. El flogisto era una sustancia definida, la misma en todas sus combinaciones. [ 10 ]

La primera definición de flogisto de Stahl apareció en su obra Zymotechnia fundamentalis , publicada en 1697. Su definición más citada se encuentra en el tratado de química titulado Fundamenta chymiae, de 1723. [ 9 ] Según Stahl, el flogisto era una sustancia que no podía embotellarse, pero que sí podía transferirse. Para él, la madera era simplemente una combinación de ceniza y flogisto, y fabricar un metal era tan sencillo como obtener una cal metálica y añadirle flogisto. [ 10 ] El hollín era casi puro flogisto, razón por la cual calentarlo con una cal metálica transforma la cal en metal, y Stahl intentó demostrar que el flogisto del hollín y el azufre eran idénticos convirtiendo sulfatos en sulfuro de potasio utilizando carbón vegetal . No tuvo en cuenta el aumento de masa por combustión del estaño y el plomo, fenómeno conocido en la época. [ 5 ] : 6–7

JH Pott

Johann Heinrich Pott , alumno de Stahl [ 12 ] , amplió la teoría e intentó hacerla mucho más comprensible para el público general . Comparó el flogisto con la luz o el fuego, afirmando que las tres eran sustancias cuya naturaleza era ampliamente conocida pero difícil de definir . Pensaba que el flogisto no debía considerarse una partícula, sino una esencia que impregna las sustancias, argumentando que en una libra de cualquier sustancia no se podían simplemente separar las partículas de flogisto. [ 9 ] Pott también observó que, al quemarse ciertas sustancias, aumentaban su masa en lugar de perder la masa del flogisto al escaparse; según él, el flogisto era el principio básico del fuego y no podía obtenerse por sí mismo. Se consideraba que las llamas eran una mezcla de flogisto y agua, mientras que una mezcla de flogisto y tierra no podía arder correctamente. El flogisto impregna todo en el universo y puede liberarse como calor al combinarse con un ácido. Pott propuso las siguientes propiedades:

  1. La forma del flogisto consiste en un movimiento circular alrededor de su eje.
  2. Cuando es homogéneo, no puede ser consumido ni disipado en un incendio.
  3. Se desconoce la razón por la que provoca expansión en la mayoría de los cuerpos, pero no es accidental. Es proporcional a la compacidad de la textura de los cuerpos o a la intimidad de su constitución.
  4. El aumento de masa durante la calcinación solo se hace evidente después de mucho tiempo, y se debe bien a que las partículas del cuerpo se vuelven más compactas, disminuyen el volumen y, por lo tanto, aumentan la densidad, como en el caso del plomo, o bien a que esas pequeñas y pesadas partículas de aire se alojan en la sustancia, como en el caso del óxido de zinc en polvo .
  5. El aire atrae el flogisto de los cuerpos.
  6. Cuando se pone en movimiento, el flogisto es el principal principio activo en la naturaleza de todos los cuerpos inanimados.
  7. Es la base de los colores.
  8. Es el principal agente en la fermentación. [ 9 ]

Las formulaciones de Pott proponían poca teoría nueva; simplemente aportaba más detalles e hacía que la teoría existente fuera más accesible al hombre común.

Otros

Símbolo alquímico de Torbern Bergman para el flogisto [ 13 ]

Johann Juncker también creó una descripción muy completa del flogisto. Al leer la obra de Stahl, asumió que el flogisto era, de hecho, muy material. Por lo tanto, llegó a la conclusión de que el flogisto posee la propiedad de la ligereza, es decir, que hace que el compuesto en el que se encuentra sea mucho más ligero de lo que sería sin él. También demostró que se necesita aire para la combustión al colocar sustancias en un matraz sellado e intentar quemarlas. [ 9 ]

Guillaume-François Rouelle introdujo la teoría del flogisto en Francia, donde fue un científico y profesor influyente, popularizándola rápidamente. Muchos de sus alumnos se convirtieron en científicos influyentes por derecho propio, incluido Lavoisier. [ 10 ] Los franceses consideraban el flogisto como un principio muy sutil que se desvanece en todo análisis, pero que está presente en todos los cuerpos. En esencia, siguieron directamente la teoría de Stahl. [ 9 ]

Giovanni Antonio Giobert introdujo la obra de Lavoisier en Italia. Giobert ganó un premio de la Academia de Letras y Ciencias de Mantua en 1792 por su trabajo que refutaba la teoría del flogisto. Presentó una ponencia en la Academia Real de Ciencias de Turín el 18 de marzo de 1792, titulada Examen chimique de la doctrine du phlogistique et de la doctrine des pneumatistes par rapport à la nature de l'eau («Examen químico de la doctrina del flogisto y de la doctrina de los pneumatistas en relación con la naturaleza del agua»), que se considera la defensa más original de la teoría de Lavoisier sobre la composición del agua que apareció en Italia. [ 14 ]

Desafío y desaparición

Finalmente, los experimentos cuantitativos revelaron problemas, incluyendo el hecho de que algunos metales ganaban masa después de quemarse, a pesar de que se suponía que habían perdido flogisto. Algunos defensores del flogisto, como Robert Boyle , [ 15 ] explicaron esto concluyendo que el flogisto tiene masa negativa; otros, como Louis-Bernard Guyton de Morveau , dieron el argumento más convencional de que es más ligero que el aire. Sin embargo, un análisis más detallado basado en el principio de Arquímedes , las densidades del magnesio y su producto de combustión mostraron que el simple hecho de ser más ligero que el aire no podía explicar el aumento de masa. El propio Stahl no abordó el problema de los metales que ganan masa al quemarse, pero quienes siguieron su escuela de pensamiento trabajaron en este problema. [ 9 ]

Durante el siglo XVIII, a medida que se hizo evidente que los metales ganaban masa tras oxidarse, el flogisto se consideró cada vez más un principio en lugar de una sustancia material. [ 16 ] A finales del siglo XVIII, para los pocos químicos que aún utilizaban el término flogisto, el concepto estaba vinculado al hidrógeno . Joseph Priestley , por ejemplo, al referirse a la reacción del vapor sobre el hierro, si bien reconocía plenamente que el hierro ganaba masa tras unirse al oxígeno para formar una cal , óxido de hierro, también perdía «la base del aire inflamable ( hidrógeno ), y esta es la sustancia o principio al que damos el nombre de flogisto». [ 17 ] Siguiendo la descripción de Lavoisier del oxígeno como principio oxidante (de ahí su nombre, del griego antiguo: oksús , «afilado»; génos , «nacimiento», en referencia al supuesto papel del oxígeno en la formación de ácidos), Priestley describió el flogisto como principio alcalino. [ 18 ]

Phlogiston remained the dominant theory until the 1770s when Antoine-Laurent de Lavoisier showed that combustion requires a gas that has mass (specifically, oxygen) and could be measured by means of weighing closed vessels.[19] The use of closed vessels by Lavoisier and earlier by the Russian scientist Mikhail Lomonosov also negated the buoyancy that had disguised the mass of the gases of combustion, and culminated in the principle of mass conservation. These observations solved the mass paradox and set the stage for the new oxygen theory of combustion.[20] The British chemist Elizabeth Fulhame demonstrated through experiment that many oxidation reactions occur only in the presence of water, that they directly involve water, and that water is regenerated and is detectable at the end of the reaction. Based on her experiments, she disagreed with some of the conclusions of Lavoisier as well as with the phlogiston theorists that he critiqued. Her book on the subject appeared in print soon after Lavoisier's execution for Farm-General membership during the French Revolution.[21][22]

Experienced chemists who supported Stahl's phlogiston theory attempted to respond to the challenges suggested by Lavoisier and the newer chemists. In doing so, the theory became more complicated and assumed too much, contributing to its overall demise.[20] Many people tried to remodel their theories on phlogiston to have the theory work with what Lavoisier was doing in his experiments. Pierre Macquer reworded his theory many times, and even though he is said to have thought the theory of phlogiston was doomed, he stood by phlogiston and tried to make the theory work.[23]

See also

References

  1. ↑Wells, John C. (2008). Longman Pronunciation Dictionary (3rd ed.). Harlow: Pearson Education. ISBN 978-1-4058-8118-0.
  2. ^ Mauskop, Seymour (1 de noviembre de 2002). "Teoría del flogisto de Richard Kirwan: su éxito y destino". Ambix . 49 (3): 185– 205. doi : 10.1179/amb.2002.49.3.185 . ISSN 0002-6980 . PMID 12833914 . S2CID 170853908 .   
  3. ↑ Conant, James Bryant, ed. (1950). El derrocamiento de la teoría del flogisto: la revolución química de 1775-1789 . Cambridge: Universidad de Harvard. pág. 14. OCLC 301515203 .  
  4. ↑ "Priestley, Joseph" . spaceship-earth.de . Archivado del original el 2 de marzo de 2009. Consultado el 5 de junio de 2009 .
  5. 1 2 Ladenburg, A. (1911). Lecciones sobre la historia de la química . University of Chicago Press . Recuperado el 26 de agosto de 2016 .
  6. 1 2 Bowler, Peter J. (2005). Making modern science: A historical survey . Chicago: University of Chicago Press. p. 60. ISBN  9780226068602.
  7. ↑ Becher, Johann Joachim (1733) [1667]. Stahl, Georg Ernst (ed.). Física Subterránea . pag. 256—. 
  8. ↑ Brock, William Hodson (1993). Historia de la química de Norton (1.ª ed. estadounidense). Nueva York: WW Norton. ISBN  978-0-393-03536-0.
  9. 1 2 3 4 5 6 7 8 White, John Henry (1973). La historia de la teoría del flogisto . Nueva York: AMS Press Inc. ISBN 978-0404069308.
  10. 1 2 3 4 Leicester, Henry M.; Klickstein, Herbert S. (1965). Un libro de referencia en química . Cambridge, Massachusetts: Harvard University Press.
  11. ↑ Mason, Stephen F. (1962). "Capítulo 26". Historia de las ciencias ( Edición revisada). Nueva York: Collier Books. 
  12. ↑ Wells, John C. (2008). Diccionario de pronunciación Longman (3.ª ed.). Harlow: Pearson Education. ISBN  978-1-4058-8118-0.
  13. ↑ "Química". Enciclopedia Británica . 1911.
  14. ^ Abbri, Ferdinando (2001). «GIOBERT, Giovanni Antonio» . Dizionario Biografico degli Italiani [ Diccionario biográfico de los italianos ] . vol. 55 . Consultado el 15 de septiembre de 2017 a través de treccani.it. 
  15. ↑ Boyle, RA (1673). Descubrimiento de la permeabilidad del vidrio a las partes ponderables de la llama . Londres: Ensayos sobre el efluvio. págs. 57–85 . 
  16. ↑ Para un análisis de cómo se entendía el término flogisto durante el siglo XVIII, véase: James R. Partington y Douglas McKie; «Estudios históricos sobre la teoría del flogisto»; Annals of Science , 1937, 2 , 361-404; 1938, 3 , 1-58; y 337-371; 1939, 5 , 113-149. Reimpreso en 1981 como ISBN. 978-0-405-13895-9.
  17. ↑ Priestley, Joseph (1796). Experimentos y observaciones relacionados con el análisis del aire atmosférico: Asimismo, otros experimentos relacionados con la generación de aire a partir del agua. ... A los que se añaden consideraciones sobre la doctrina del flogisto y la descomposición del agua . Londres: J. Johnson . pág. 42. 
  18. ↑ Joseph Priestley (1794). Apuntes de conferencias sobre un curso de filosofía experimental . Londres: Joseph Johnson.
  19. ↑ Best, Nicholas W. (1 de julio de 2015). "Las "Reflexiones sobre el flogisto" de Lavoisier I: contra la teoría del flogisto" . Foundations of Chemistry . 17 (2): 137– 151. doi : 10.1007/s10698-015-9220-5 . ISSN 1572-8463 . S2CID 254510272 .  
  20. 1 2 Ihde, Aaron (1964). El desarrollo de la química moderna . Nueva York: Harper & Row. pág. 81 . 
  21. ↑ Rayner-Canham, Marelene; Rayner-Canham, Geoffrey (2001). Mujeres en la química: sus roles cambiantes desde la época alquímica hasta mediados del siglo XX . Filadelfia: Chemical Heritage Foundation. págs. 28–31 . ISBN  978-0941901277Consultado el 2 de marzo de 2016 .
  22. ↑ Datta, NC (2005). La historia de la química . Hyderabad: Universities Press. pp. 247–250 . ISBN  9788173715303Consultado el 2 de marzo de 2016 .
  23. ↑ Partington, JR; McKie, Douglas (1981). Estudios históricos sobre la teoría del flogisto . Arno Press. ISBN 978-0405138508.
  • Citas relacionadas con la teoría del flogisto en Wikiquote