Existen diferentes opiniones sobre cuándo el ser humano empezó a saber utilizar el fuego. Según la arqueología, el hombre sabía utilizar el fuego hace unos 3.000 años. El poder del fuego ha dejado una profunda impresión en la humanidad y su uso ha traído enormes cambios a la vida humana. Por ejemplo, el fuego se puede utilizar para iluminar, hornear alimentos, calentar el cuerpo, ahuyentar animales salvajes, brindar seguridad, etc. La química también se desarrolló con el uso del fuego. La comprensión del fuego por parte de la humanidad ha pasado por una larga historia, desde mitos hasta leyendas, pasando por la teoría del flogisto y, más tarde, hasta la teoría de la combustión.
El uso humano del fuego ha pasado por los siguientes pasos:
Primero, utilizar fuego natural. Erupciones volcánicas, bombardeos relámpagos, caídas de meteoritos, soldaduras secas prolongadas, combustión espontánea de carbón y árboles, etc. , puede formar fuego natural. Este proceso se repitió muchas veces, lo que permitió a las personas ver el poder y el papel del fuego, y gradualmente aprendieron a usarlo, posiblemente introduciendo fuego en las cuevas y, a menudo, colocando leña en el interior para formar un fuego que no se extinguía fácilmente para que la gente lo usara.
En segundo lugar, perfora la madera para hacer fuego. Haga fuego perforando madera y frotándola, luego encienda materiales inflamables para obtener yesca y encender la yesca.
En tercer lugar, utiliza pedernal, hoz y yesca para hacer fuego. Cuenta la leyenda que los pueblos primitivos arrojaban piedras a sus presas cuando cazaban, y al chocar las piedras estallaban chispas. Con el tiempo, aprendieron a golpearse unos a otros con piedras y luego a encender plantas para hacer fuego. Posteriormente, este método se mejoró en muchos aspectos, formando una herramienta sistemática para hacer fuego con pedernal, hoz y yesca.
Como la gente sabía utilizar el fuego, gradualmente aprendieron a quemar cerámica, fundir metales y fabricar vidrio.
Teoría del flogisto
Se ha estado explorando la naturaleza del fuego durante mucho tiempo. La teoría europea del flogisto dominó en el siglo XVIII y ha estado circulando durante más de 100 años.
Leonardo da Vinci, un científico italiano durante el Renacimiento, señaló una vez que cuando una sustancia arde, no puede arder sin aire fresco. Esto está muy cerca de la conclusión de que "el aire favorece la combustión".
En 1630, el médico francés Rey descubrió que el estaño y el plomo aumentaban de peso tras quemarse con aire.
Fueron los alemanes Becher y el Dr. Stahl quienes propusieron el flogisto. Todos creen que la combustión se debe a la acción del flogisto, porque todas las sustancias combustibles contienen flogisto, y al quemarse, el flogisto entra y sale, por lo que la fórmula debe ser la siguiente:
Flogisto combustible = ceniza
Sin embargo, se ha descubierto que la mayoría de las sustancias se vuelven más ligeras después de quemarse, pero no los metales. Después de quemarse, su peso aumenta, por lo que la teoría del flogisto tiene la siguiente fórmula:
Partículas metálicas de fuego (flogisto) = cenizas
Estas dos fórmulas son contradictorias, lo que lleva a comprender el Paradoja de la teoría del flogisto. Posteriormente, algunos teóricos propusieron diversas teorías para resolver esta paradoja. Uno de ellos decía que el flogisto tiene un peso negativo, por lo que cuando el metal se quema, el peso negativo se escapa, por lo que el peso de la ceniza aumenta.
Aunque la teoría del flogisto es descabellada, puede explicar la mayoría de los fenómenos químicos conocidos en aquella época, y ha sido popular durante 100 años. El conocimiento químico acumulado durante este período liberó de la alquimia la teoría del suministro de combustible químico. La teoría del flogisto se basa en la imagen de la química, que invierte la relación química real y provoca muchos errores.
La teoría del flogisto también deja vacíos los conceptos de "elementos" y "fuerzas". ¿Por qué arde la materia? Debido al flogisto. En cuanto a por qué los seres vivos están vivos, por su "vitalidad". Por qué las sustancias se combinan: debido a la "afinidad química". Y así sucesivamente, parece que se responden todas las preguntas, pero en realidad no se responde nada. Esta es esencialmente la misma teología que "todo está arreglado por Dios", por lo que, de hecho, la ciencia todavía está aprisionada en la teología, pero la voluntad de Dios es reemplazada por algo imaginado.
El descubrimiento del oxígeno
Después del siglo XVII, el hombre fue descubriendo gradualmente muchos gases y comprendiendo la compleja composición del aire. Por ejemplo, el CO2 fue descubierto en 1755 y se conoce la siguiente fórmula:
Caliza - aire fijo (CO2) = cal cáustica
Soda - aire fijo (CO2) = álcali cáustico
p>
Y Cavendish y más tarde Lemery descubrieron el hidrógeno; Scheler descubrió el nitrógeno y así sucesivamente.
Pero fue el descubrimiento del oxígeno lo que revolucionó la química.
El descubrimiento del oxígeno hay que atribuirlo a Priestley y Scheler.
Priest nació en un pueblo rural cerca de Fairhard, Inglaterra, en 1733. Tenía unos ingresos exiguos y vivía en la pobreza. Fui acogido con mi tía Sarah cuando era niño. Ingresó a la escuela a los 12 años, se graduó con honores en el seminario en 1755 y se convirtió en sacerdote en Salfi. Escrito en 1767: gt; ese mismo año fue elegido miembro de la Royal Society de Londres.
En 1774, comenzamos a investigar el uso de condensadores para calentar diversos productos químicos. El 1 de agosto del mismo año, Priest utilizó un condensador para calentar cenizas de mercurio (HgO). Puso cenizas de mercurio en un recipiente de vidrio, lo calentó con un condensador y descubrió que se liberaba gas. Al principio pensó que el gas era aire normal, pero luego su curiosidad le llevó a estudiarlo seriamente.
Después de investigar, Priestley descubrió que la vela ardía en el gas que él creó y la llama era muy brillante. Más tarde, expuso ratones a este gas y descubrió que al principio eran normales, pero después de un tiempo se volvieron muy activos. Intentó inhalar el gas él mismo y lo encontró particularmente cómodo física y mentalmente.
Priestley se equivocó al explicar el gas que descubrió. Como creía en la teoría del flogisto, pensó que el aire que obtenía era el llamado "aire libre de flogisto" y descubrió el oxígeno, pero lo negó. La teoría errónea del flogisto le hizo partir de una premisa retorcida, unilateral y errónea y avanzar por un camino teórico equivocado, de modo que cuando la verdad tocó la punta de su nariz, aún no la había obtenido. Sus experimentos con velas deberían haber llevado fácilmente a la conclusión de que el oxígeno ayuda a la combustión, pero no lo logró. En cambio, intentó interpretar viejas teorías con nuevos resultados experimentales, perdiendo la oportunidad de presentar la verdad.
Otro científico que descubrió el oxígeno al mismo tiempo fue Scheele de Suecia. Scheele trabajó como aprendiz en una farmacia en sus primeros años. Antes de 1773, utilizó su tiempo libre para realizar numerosos experimentos y estudiar sistemáticamente el fenómeno de la combustión. Su obra se completó en 1775 <
Scheleer descubrió el oxígeno, pero cometió el mismo error que Priestley al explicar su descubrimiento porque también creía en el flogisto. Creía que era un proceso en el que los componentes del fuego y el gas del aire se combinaban con el flogisto del combustible. El fuego era un compuesto de fuego y gas combinado con el flogisto. Interpretó ciegamente la errónea teoría del flogisto, sin intentar nunca sacar conclusiones prácticas de sus hallazgos.
El químico francés Lavoisier realmente estudió teóricamente el proceso de combustión y su teoría supuso una revolución en la química.
Teoría de la combustión de Lavoisier
Lavoisier nació el 26 de agosto de 1743. Se graduó con honores en la escuela Matlin a la edad de 18 años. En 1761 ingresó al Ponzona College para estudiar derecho y se graduó en 1763. Aunque estudió derecho, no le interesaba. Toma una siesta en el despacho de abogados todos los días en el trabajo y hace experimentos de química solo cuando llega a casa. A la edad de 23 años, Lavoisier escribió un artículo que solucionaba el problema del alumbrado urbano y ganó un premio de la Academia de Ciencias.
En 1766, Lavoisier dejó su trabajo como abogado y se concentró en estudiar química. Al principio estudió las propiedades del yeso y escribió dos artículos. En 1768 fue elegido profesor asistente de la Academia de Ciencias.
En 1771, Lavoisier demostró mediante numerosos experimentos que el peso total de la materia antes y después de la reacción no cambia. Esta es la famosa ley de conservación de la masa. Su principal contribución fue demostrar que el aire no es una sustancia simple sino una mezcla de muchos gases.
El experimento de Lavoisier demostró que el aire se compone principalmente de dos partes, las que pueden sostener la combustión y las que no. Llamó a la parte que puede sostener la combustión "parte viva", a la que llamó "aeróbica" y luego cambió su nombre a oxígeno.
El estudio de la composición del aire por la lava es diferente al de Priest y Scheele. Se caracteriza por una rigurosa investigación cuantitativa utilizando balanzas y sellos.
A través de la investigación, después de que metales como carbón, aluminio y mercurio se queman en un recipiente de vidrio sellado, la masa total permanece sin cambios independientemente del aumento o disminución de la masa de la ceniza. A partir de esto, creía que la combustión es sólo un fenómeno de reacción química de la materia y que no existe ningún "flogisto". El llamado "flogisto" es algo que se inventó porque la gente no entendía el fenómeno de la combustión.
En el proceso de estudio de la combustión, Lavoisier también estudió otros componentes del aire, como dióxido de carbono, nitrógeno, etc., y señaló que nuestro equipo experimental no se puede separar de la interferencia del aire y debe cerrarse para cuantificarlo estrictamente.
Después de estudiar en detalle el proceso de oxidación, Lavoisier propuso la teoría de la combustión oxidativa, que anuló la teoría del flogisto que había dominado el pensamiento de la gente durante más de 100 años y supuso una revolución en la química. Sin embargo, su teoría no fue aceptada inicialmente y algunos lo acusaron de robar la investigación de Priestley. En 1785, la teoría de la combustión de Lavoisier fue apoyada por el famoso científico Laplace y finalmente fue reconocida.