Égés közben egy kémiai anyag gyorsan reagál az oxigénnel, hő és fény előállításával. Az égési reakció jellemző termékei a CO2, H2O, N2 és az eredeti mintában található bármely más elem oxidjai.
Az égés tipikus példája a metán oxidációja a folyamatnak megfelelően
Az égési reakciók gyakran szabad gyökök, elektronikusan gerjesztett molekulák vagy ionok képződésével zajlanak le, amelyek fluoreszcenciát bocsátanak ki, színt adva a lángnak, vagy olyan kis szilárd részecskék (pl. Szén) képződésével, amelyek égése megfigyelhető.
Az égés nagyon fontos folyamat az életünkben, mivel az üzemanyagokat energiaforrásként, benzinként, gázként stb. Használják a közlekedési eszközökben, az autókban, a repülőgépekben, az otthonokban vagy az iparban. Bár manapság az égési folyamat jól ismert, ez a folyamat az egyik nagy rejtély volt az ókortól a 18. század végéig, amikor Lavoisier (1743 - 1794) kémiai természetét sikerült tisztázni.
A görög gondolkodás szerint minden, ami éghet, tartalmazza azt, amit tűz elemnek neveztek. Georg Ernest Stahl (1660-1734) német vegyész és fizikus volt az, aki J. J. Bechertől ötletet véve 1702-ben javasolta a phlogiston (a görög fllogisztoszból, ami gyúlékony jelentése) elnevezést a gyúlékonyság elvének jellemzésére.
Stahl égési elmélete kimondta, hogy minél több az anyag flogisztonja, annál éghetőbb. Így például egy papír ég, mert flogisztont tartalmaz, azonban az említett anyagtól mentes hamva nem éghet. Ebben a sémában egy anyag elégetése a levegőbe juttatott flogiszton elvesztését jelentette. Minél több volt az anyagban flogiszton, annál jobban égett.
A flogiston-elmélet egyre inkább híve volt, és a 18. század közepére a vegyészek széles körben elfogadták, mégis olyan nehézségeket okozott, amelyeket Stahl és tanítványai sem tudtak megmagyarázni. A fa elégetése, majd a flogiszton elvesztése ennél kisebb súlyú hamut eredményezett; Ugyanakkor a fémek kalcinálása - ma oxidációnak mondhatjuk - a megfelelő mész képződését eredményezi, amelyet Stahl hasonlóan a flogiszton veszteségeként értelmezett - ami súlygyarapodásnak felel meg. Kétféle flogiszton létezett-e: a fa és a kapcsolódó anyagok, amelyek súlya pozitív volt, és a fémeké, amelyek súlya negatív volt? Amint később látni fogjuk, Lavoisier, a Modern Kémia atyja bizonyította, hogy a flogiston elmélet nem igaz, és hogy a flogiston nem létezik.
A pneumatikus kémia fejlődése a 18. században lehetőséget adott arra, hogy teszteljék a flogiston elmélet érvényességét az égés során keletkező gázok vizsgálatával. Különösen nagy jelentőségűek voltak Joseph Priestley kísérletei, akik megfigyelték, hogy a levegőben melegítve a higany kalcinált téglavörös színt képez, ma HgO higany-oxidnak nevezzük. Priestley ezt úgy kalcinálta, hogy lencsén keresztül koncentrálta a napsugarakat, az eredeti anyagot fényes higanygömbök és különleges tulajdonságú gázok melegítésével állították elő. Ő maga ellenőrizte, hogy egy gyertya égett-e az említett gázban, élőbb lánggal, több pompával és hővel, mint más levegőben, sőt megpróbálta belélegezni, és megállapította, hogy ez kellemes érzést vált ki. Milyen magyarázatot adott Priestley kísérletére? Sajnos Priestley félremagyarázta kísérleteit a benne használt phlogiston-elmélet felhasználásával.
Mivel a tárgyak könnyebben égtek ebben az új gázban, sokkal könnyebben szabadítsák fel a flogisztont az orrmelléküregeikbe, ami csak azért lehet, mert ebben a levegőben nem volt semmilyen mennyiségű flogiszton, ami nagy lelkesedést mutat annak elfogadásához. Ezért Priestley ezt az új gázt? Deplogisztizált levegőnek? míg néhány évvel később Lavoisier az oxigén nevet adta neki. Priestley hibája az volt, hogy azt feltételezte, hogy a normál levegő csak vegyület, nem keverék, és a phlogiston-elmélethez fordult, hogy magyarázza kísérletét.
A flogiston elmélet következetlenségeit és a gázkísérleteken alapuló számos felfedezést Antoine Laurent Lavoisier munkájának köszönhetően helyesen elmagyarázták és összefoglalták az égési jelenség új globális jövőképében. Kétségtelen, hogy Lavoisier sikere nagy szellemi adottságainak, de különösen a kísérleti adatok pontos mérésén alapuló ügyességének és kísérleti szigorának volt köszönhető.
Lavoisier közreműködésének köszönhetően megállapították, hogy a szigorúan és szisztematikusan végzett mérések, nem pedig a szemből vagy más érzékekből származó benyomások voltak a helyes módszer a kémiai változások magyarázatára. Ezzel az eljárással Lavoisier elmagyarázta az égés jelenségét, a 18. századi kémia nagy problémáját.
A Lavoisier által végzett tipikus kísérlet a levegőben lévő fémek (pl. Ólom) melegítéséből állt, de zárt tartályban. Lavoisier megfigyelte, hogy egy kalcinálási réteg képződik a fém felületén, amíg egy adott pillanatban a kalcinálás képződése le nem áll.
A flogiston elmélet védői szerint a? Kalcinált? ez arra utalt, hogy a levegő a fémből a lehető legnagyobb mennyiségű flogisztont szívta fel. Mivel ismert volt, hogy a kalcinált anyag súlya nagyobb, mint az eredeti fém, Lavoisier megmérte a kísérleti felszerelést, ahol elvégezte a fém melegítését, és megfigyelte, hogy az egész edény súlya azonos volt melegítés előtt és után is.
Lavoisier számára egyértelmű volt, hogy ha a fém megnövekedett, és az össztömeg nem változott, akkor a levegőnek a tömegével megegyező tömegmennyiséget kellett volna elveszítenie. Így kinyitotta a tartályt, és megfigyelte, hogy a levegő belépett, mert a fém kalcinálási folyamat során bekövetkezett levegőveszteség bizonyos vákuumot eredményezett, alacsonyabb nyomást a légköri nyomáshoz képest. Lavoisier számára egyértelmű volt, hogy a fém kalcinálása nem a flogisztonjának elvesztéséből, hanem a levegő egy részének nyereségéből állt, amelyen belül melegítették.
1974-ben Priestley Párizsban járt és tájékoztatta Lavoisier-t eredményeiről és kísérleteiről. Lavoisier kísérleteivel kimutatta, hogy a Priestley által adott értelmezés téves. Priestley-vel ellentétben, aki úgy vélte, hogy a légköri levegő egyszerű és elemi anyag, Lavoisier számára a levegő két gáz keveréke volt, 1: 4 arányban, az egyik lélegző, amely fenntartja a légzést és az égést, a másik pedig? Mefitikus? képtelen fenntartani ezeket a folyamatokat, és amely nem más, mint nitrogéngáz. Lavoisier számára csak a levegő ötöde volt Priestley leeresztett levegője. Az égési folyamat során csak a levegőnek ez a része egyesül az anyagokkal.
Lavoisier kulcsfontosságú kísérlete, amelyet 1777-ben mutattak be a Francia Tudományos Akadémián, első sorban a tiszta higanyt gondosan felmelegítette a közönséges levegőben és a kalcinált higanyt képezte - lásd az 1. ábrát -, amely megmutatta, hogy ez a kalcinált higany csupán higanyvegyület kb. A levegő tömegének 1/12-ét. Ebben a folyamatban Lavoisier szerint a higany a levegő legjobb és leglélegzőbb részét szívta magába, így a mefitikus vagy a nem lélegző része maradt. Másodszor ? és ez a kísérlet kulcsfontosságú része volt - Lavoisier a kalcinált hevítéssel visszanyerte a higany által „elnyelt” levegőt, és visszavitte a mefitikus maradékhoz, így gyakorlatilag az eredeti felhasznált levegőmennyiséget kapta, és ezzel megegyezett a közös levegő tulajdonságai.
Lavoisier ezt az élő levegőt, a? Priestley-ből származó oxigén a görögből származik, jelentése savtermelő, mivel Lavoisier úgy gondolta, hogy ez az elem az összes sav szükséges vegyülete, ami később bebizonyosodott, hogy nem igaz.
Mindenesetre, függetlenül a savak természetétől, Lavoisier rendkívüli hozzájárulása egyértelműen annak megállapítása volt, hogy az anyag égésének elve az említett anyag és az oxigén kémiai reakciójából áll.
Bibliográfia
Antoine Laurent de Lavoisier. Elemi értekezés a kémiáról (szerk. És Ramón Gago Bohorguez fordító). Felülvizsgálat. Barcelona 2007. Lásd különösen a munka III. Fejezetét.