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最も重要な科学的発見
酸素の発見。 科学的発見の歴史と本質
この古い情報はすべて、徐々に忘れられていました。 偉大なレオナルド・ダ・ヴィンチが酸素について言及したのは XNUMX 世紀になってからです。 1620世紀にオランダ人のドレッベルによって再発見されました。 彼についてはほとんど知られていません。 彼はおそらく偉大な発明家であり、偉大な科学者でした。 彼はなんとか潜水艦を作成しました。 しかし、ボートの容積は限られているため、窒素を主成分とする空気の採取は採算が取れませんでした。 酸素を使用する方が理にかなっています。 そして、ドレッベルは硝石からそれを手に入れました！ これは、プリーストリーとシェーレによる酸素の「公式」発見より XNUMX 年以上も前の XNUMX 年に起こりました。 ジョセフ・プリーストリー (1733–1804) はヨークシャーのフィールドヘッドで、貧しい生地職人の息子として生まれました。 プリーストリーは神学を学び、英国国教会から独立したプロテスタント コミュニティに説教しました。 これにより、彼はデベントリーのアカデミーで高等神学教育を受けることができました。 そこでは、神学に加えて、プリーストリーは哲学、自然科学に従事し、XNUMXつの言語を学びました。 そのため、1761 年にプリーストリーが自由思想で告発され、説教を禁止されたとき、彼はウォリントン大学で語学の教師になりました。 プリーストリーが最初の化学コースを受講したのはそこでした。 この科学はプリーストリーに大きな印象を与え、1767 歳のときに特定の地位に就いた彼は、自然科学の勉強と化学実験を始めることにしました。 ベンジャミン・フランクリンの提案で、プリーストリーは 1767 年にモノグラフ「電気学説の歴史」を書きました。 この功績により、彼はエジンバラ大学の名誉博士に選出され、後にロンドン王立協会の会員 (1780 年) およびサンクトペテルブルク科学アカデミーの外国人名誉会員 (XNUMX 年) に選出されました。 1774 年から 1799 年にかけて、プリーストリーは、亜酸化窒素、塩化水素、アンモニア、フッ化ケイ素、二酸化硫黄、一酸化炭素、酸素の XNUMX つの気体化合物を発見したか、純粋な形で最初に取得しました。 プリーストリーは、ガスを収集するための以前の実験装置を大幅に改善したため、これらのガスを純粋な状態で分離して研究することができました。 英国の科学者スティーブン・ゲイルズ (1727 年) によって以前に提案された空気浴の水の代わりに、プリーストリーは水銀を使用し始めました。 プリーストリーは、シェーレとは独立して、強い両凸レンズを使用して、ガラス瓶の下の固体物質が空気に触れることなく加熱されたときのガスの発生を観察することによって、酸素を発見しました。 1774 年、プリーストリーは酸化水銀とミニウムの実験を行いました。 彼は少量の赤い粉が入った小さな試験管を水銀に浸し、両凸レンズで物質を上から加熱しました。 その後、プリーストリーは、酸化水銀を加熱して酸素を得るための彼の実験について、全 2 巻の著作「さまざまな種類の空気に関する実験と観察」で概説しました。 この作品で、プリーストリーは次のように書いています。準備。 この装置を使って一連の実験を行った後、1 年 1774 月 XNUMX 日に焼成水銀から空気を分離しようとしたところ、すぐにそこから空気がすぐに放出されることがわかりました。 この空気中のろうそくが異常に明るく燃えていることに言葉では言い表せないほど驚き、この現象を説明する方法がまったくわかりませんでした。 この空気に持ち込まれたくすぶっている破片は、明るい火花を放ちました。 鉛石灰と赤鉛を加熱すると、同じように空気が放出されることがわかりました。 この現象の説明を見つけようとしましたが、無駄でした...しかし、これまでに行ったことで、これほど驚いたことはなく、満足のいく結果も得られませんでした。 「この発見はなぜ J. プリーストリーにこれほどの驚きをもたらしたのでしょうか?」と Yu.I. ソロヴィヨフは尋ねます。酸化水銀を加熱して「解毒された空気」を作ることは、彼にはまったく不可能に思えました。それが、彼が「自分が実際に受け取ったものを理解することからは程遠いものでした」という理由です。 「 ... 1775年に、彼は「新しい空気」を「他のガスである窒素酸化物」から区別するそれらの特性について説明しました。 しかし、1774 年 XNUMX 月に新しいガスを発見した J. プリーストリーは、その本質について明確な考えを持っていませんでした。私が行った発見につながる何らかの仮説を形成することにはほど遠いものであり、それらが私に話された場合、私には信じられないように思われるでしょう。」 ガスの化学に関するプリーストリーの研究、特に酸素の発見は、フロギストンの理論を打破する道を準備し、化学の発展のための新しい道筋を示しました。 酸素を受け取ってから XNUMX か月後、パリに到着したプリーストリーは、彼の発見を報告しました。 ラヴォイジエ。 後者はすぐにプリーストリーの発見の重要性を認識し、それを使って燃焼の最も一般的な酸素理論を作成し、フロギストンの理論を反駁した。 ScheeleはPriestleyと同時に働きました。 彼は自分の優先事項について次のように書いています。「空気の研究は現在、化学の最も重要な主題です。この弾性流体には多くの特別な特性があり、その研究は新しい発見に貢献します。空気は生成できません...」 カール・ヴィルヘルム・シェール（1742–1786）は、スウェーデンの都市シュトラールズントの醸造業者および穀物商人の家族に生まれました。 カールは私立学校でシュトラールズントに留学しましたが、すでに1757年にヨーテボリに引っ越しました。 シェーレの両親には、この大家族のXNUMX番目の息子であるカールに高等教育を与える手段がありませんでした。 したがって、彼はまず薬剤師の見習いになることを余儀なくされ、その後、長年の独学によって科学への道を歩むことを余儀なくされました. 薬局で働いていた彼は、化学実験で優れたスキルを達成しました。 ヨーテボリの薬局の XNUMX つで、シェーレは薬学の基礎と実験室での実践を学びました。 さらに、彼は化学者I. Kunkel、N. Lemery、G. Stahl、K. Neumannの研究を熱心に研究しました。 ヨーテボリで XNUMX 年間働いた後、シェーレはマルメに移り、すぐに驚くべき実験能力を発揮しました。 そこで彼は、夕方には薬剤師の研究室で独自の研究を行うことができ、日中はそこで薬を調合しました。 1768 年 XNUMX 月末、シェーレはストックホルムに移り、首都の科学者と密接な関係を築き、研究を行うための新たな動機を得ることを望んでいました。 しかし、シェーレはストックホルムのコルペン薬局で化学実験を行う必要はありませんでした。 彼は薬の調合だけに従事していました。 そして、窮屈な窓辺のどこかに座って、彼は自分の実験を行うことができた. しかし、そのような状況でも、シェーレは多くの発見をしました。 たとえば、太陽光が塩化銀に及ぼす影響を研究したシェーレは、塩化銀の黒ずみがスペクトルの紫の部分で始まり、そこで最も顕著であることを発見しました。 XNUMX年後、Scheeleは植物学者などの有名な科学者がいるウプサラに引っ越しました カール・リンネ そして化学者のソーバーン・バーグマン。 Scheele と Bergman はすぐに友人になり、両方の化学者の科学活動の成功に大きく貢献しました。 シェーレは、研究において幸運に恵まれた科学者の一人でした。 彼の実験研究は、化学を科学に変えることに大きく貢献しました。 彼は、酸素、塩素、マンガン、バリウム、モリブデン、タングステン、有機酸（酒石酸、クエン酸、シュウ酸、乳酸）、無水硫酸、硫化水素、フッ化水素酸、ケイフッ化水素酸、その他多くの化合物を発見しました。 彼はガス状のアンモニアと塩化水素を初めて入手した人でした。 シェーレはまた、鉄、銅、水銀の酸化状態が異なることも示しました。 彼は脂肪から、後にグリセロール (プロパントリオール) と呼ばれる物質を単離しました。 シェーレはプルシアンブルーから青酸（シアン化水素）を取得したと信じられています。 シェーレの最も重要な作品である「空気と火に関する化学論文」には、1768 年から 1773 年にかけて行われた彼の実験的研究が含まれています。 この論文から、シェーレがプリーストリーよりも少し早く「火の空気」（酸素）の性質を受け取り、記述したことがわかります。 科学者はさまざまな方法で酸素を受け取りました：硝石、硝酸マグネシウムを加熱すること、硝石と硫酸の混合物を蒸留すること。 「燃えるような空気」とシェーレは書いている。フロギストンと結合し、おそらくすべての酸は「燃えるような空気」に由来する. Scheeleは、熱は「燃えるような空気」（酸素）とフロギストンの組み合わせであるという仮定によって彼の結果を説明しました。 したがって、それはと同じです Mv ロモノソフ、およびG.キャベンディッシュは、フロギストンを水素と同定し、水素が空気中で燃焼すると（水素と「火の空気」が結合すると）、熱が発生すると考えました。 1775年、バーグマンはシェーレの「火の空気」の発見と彼の理論に関する記事を発表した。 「我々はすでに述べた。「きれいな（燃えるような）空気」が鉄と銅からフロギストンを除去する大きな力であることを、バーグマンは書いている。硝酸もこの元素と大きな親和性を持っている...これらの現象は、移行に起因すると考えられるフロギストンの酸から空気への変化は、熱が純粋な空気と緊密に結合したフロギストンに他ならないということがシェーレの実験によって非常によく証明されているという事実によって簡単に説明され、その組み合わせの中で結果として物体が生成されます（そして以前に占有されていた容積が減少します)。 シェーレがプリーストリーに関する論文を発表するのに約 XNUMX 年遅れたと一般に言われているが、バーグマンはシェーレの酸素の発見をプリーストリーの少なくとも XNUMX か月前に報告した。 以下は、シェーレの本に対するバーグマンの序文からの抜粋です。 「化学は、地球を取り囲む弾性媒体は、いつでもどこでも、XNUMX つの異なる物質を含む単一の組成を持っていると教えています。すなわち、良い空気 (酸素 - およそ本物)、損なわれた「メフィティックな空気」(窒素 -最初のプリーストリーは、間違っているだけでなく、無理をして「解毒された空気」と呼び、シェーレは彼だけが火を支えているため、「燃えるような空気」と呼びました。他の XNUMX 人がそれを出しました...私は、彼 (シェーレ) の結論の基礎となった基本的な実験を、さまざまな修正を加えて繰り返しましたが、それらが完全に正しいことがわかりました。熱、火、光は基本的に同じ構成要素を持っています。良い空気とフロギストン...現在知られている種類の物質の中で、良い空気は、フロギストンを除去するのに最も効果的です。フロギストンは、多くの物質に含まれる実際の元素物質であるようです。そこで、新しい空気では、フロギストンの上に良い空気を置きました。親和性表... 結論として、この素晴らしい作品は、ここで言及するのは不必要であるが、さまざまな理由により、出版されたばかりであるという事実にもかかわらず、XNUMX年前に完成したと言わなければなりません。 したがって、プリーストリーはシェーレの研究を知らずに、空気に関するさまざまな新しい性質を以前に記述していたということが起こりました。 しかし、それらは異なる種類のものであり、異なる関係で表現されていることがわかります。 著者: サミン D.K.
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