Кто открыл кислород: спор Пристли, Шееле и Лавуазье
Кислорода в воздухе около 21 %, мы вдыхаем его каждую секунду, но до 1770-х годов никто не знал, что он существует. Его открытие стало одной из самых запутанных историй в науке: три человека в трёх странах, письма, которые шли месяцами, и спор, кого считать первооткрывателем. А заодно рухнула теория, в которую верили почти сто лет.
Для 8–11 классов, кислород проходят в химии 8 класса.
Теория флогистона
В XVIII веке химики объясняли горение так: в горючих веществах есть особое невидимое вещество, флогистон. Когда дерево горит, флогистон уходит в воздух, и остаётся зола. Свеча под колпаком гаснет, потому что воздух «насыщается» флогистоном и больше не принимает его.
Теория многое объясняла, но была одна неувязка: металлы при прокаливании на воздухе превращаются в окалину, и окалина весит больше, чем металл. Если флогистон ушёл, почему стало тяжелее? Некоторые даже предполагали, что у флогистона отрицательная масса.
Шееле: первый, но последний в печати
Шведский аптекарь Карл Вильгельм Шееле, по-видимому, получил кислород первым, около 1771–1772 года, нагревая селитру и оксиды металлов. Он назвал его «огненным воздухом», потому что в нём всё горело ярче. Шееле открыл и многие другие вещества: хлор, синильную и лимонную кислоты.
Но книга Шееле вышла из печати только в 1777 году: издатель тянул. К этому времени о кислороде уже знали по работам других.
Пристли и линза
Англичанин Джозеф Пристли был священником, а химией занимался как увлечением. 1 августа 1774 года он с помощью большой линзы собрал солнечные лучи на красном порошке оксида ртути. Порошок разложился, на стенках появились капли ртути, а выделился газ, в котором свеча горела ослепительно ярко.
Пристли посадил в сосуд с новым газом мышь, и она прожила вдвое дольше, чем в обычном воздухе. Потом он сам вдохнул газ и записал, что в груди стало удивительно легко. Он даже пошутил, что такой воздух может стать модной роскошью.
Пристли был сторонником теории флогистона и назвал газ «дефлогистированным воздухом», то есть воздухом без флогистона, который поэтому жадно его принимает. Он опубликовал результаты в 1775 году.
Лавуазье: что это на самом деле
Осенью 1774 года Пристли побывал в Париже и рассказал о своём опыте французскому химику Антуану Лавуазье. Лавуазье повторил опыты, очень тщательно взвешивая всё до и после. Он показал, что при горении и прокаливании металлов вещество не теряет флогистон, а соединяется с частью воздуха. Отсюда и увеличение массы окалины.
Эту часть воздуха он назвал oxygène, от греческих слов «рождающий кислоты»: он ошибочно считал, что кислород входит во все кислоты. Русское слово «кислород» перевод этого названия. Теория флогистона рухнула, и началась современная химия.
Лавуазье ввёл строгий принцип: в химической реакции масса веществ не меняется. Похожие опыты в запаянных сосудах раньше проводил Михаил Ломоносов, поэтому в российских учебниках закон сохранения массы связывают с обоими именами. Судьба Лавуазье трагична: он был и откупщиком налогов, и во время Французской революции в 1794 году его казнили на гильотине.
Задача по опыту Пристли
2HgO → 2Hg + O₂
Задача
Пристли разложил 43,4 г оксида ртути(II). Какая масса кислорода выделилась? M(HgO) = 217 г/моль, M(O₂) = 32 г/моль.
Количество вещества оксида: n(HgO) = 43,4 / 217 = 0,2 моль.
По уравнению из 2 моль HgO получается 1 моль O₂, значит, n(O₂) = 0,1 моль.
m(O₂) = 0,1 · 32 = 3,2 г.
Ответ: 3,2 г кислорода. Остальные 40,2 г превратились в ртуть: масса сохранилась.
Ещё больше задач в статье про расчётные задачи по химии.
Разберём на занятии
На живых занятиях преподаватель объясняет школьные темы через такие истории: так правило или формула запоминается с первого раза.
Первое занятие бесплатное: можно посмотреть формат вместе с ребёнком и решить, подходит ли он.
Частые вопросы
Так кто же открыл кислород?
Обычно называют Шееле и Пристли как первооткрывателей, а Лавуазье как того, кто понял, что это новый элемент и какую роль он играет в горении. Справедливее говорить о всех троих.
Почему опыт с оксидом ртути сейчас не повторяют в школе?
Пары ртути ядовиты. В школе кислород получают разложением перманганата калия или пероксида водорода.
Сколько кислорода в воздухе?
Около 21 % по объёму. Больше всего в воздухе азота, примерно 78 %.