Теория флогистона
Следует отметить, что в то время, когда Реомюр приступил к своим экспериментам, научная картина мира существенно отличалась от современной. Углерод, играющий, как ныне общеизвестно, основную роль в процессах превращения железа в сталь, а стали в чугун, был открыт А. Лавуазье только в конце 1780-х гг. Во времена же Реомюра господствовала теория флогистона. Настоящая природа огня также была неизвестна.
Иоганн Иоахим Бехер и Георг Эрнст Шталь
Теория флогистона была создана для описания процессов обжига металлов. Основой для нее послужили традиционные (еще алхимические) представления о горении как о разложении тела. Феноменологическая картина обжига металлов была известна: металл превращается в окалину, масса которой больше массы исходного металла (В. Бирингуччо еще в 1540 г. показал, что масса свинца увеличивается после прокаливания); кроме того, при горении выделяются газообразные продукты, природа которых в те времена была неизвестна.
Создателями теории флогистона считаются немецкие химики Иоганн Иоахим Бехер и Георг Эрнст Шталь. Суть теории флогистона, опубликованной в 1703 г., можно представить в следующих основных положениях:
- существует материальная субстанция, содержащаяся во всех горючих телах, – флогистон (от греч. φλογιστοζ – горючий);
- горение представляет собой разложение тела с выделением флогистона, который необратимо рассеивается в воздухе. Вихреобразные движения флогистона, выделяющегося из горящего тела, и представляют собой видимый огонь. Извлекать флогистон из воздуха способны лишь растения;
- флогистон всегда находится в сочетании с другими веществами и не может быть выделен в чистом виде;
- флогистон обладает отрицательной массой.
Процесс обжига металла в рамках теории флогистона можно отобразить следующим подобием химического уравнения: Металл = Окалина + Флогистон.
Для получения металла из окалины (или из руды), согласно теории, можно использовать любое тело, богатое флогистоном (например, древесный или каменный уголь, жир, растительное масло): Окалина + Тело, богатое флогистоном = Металл.
Теория флогистона позволила, в частности, дать приемлемое объяснение процессам выплавки металлов из руды: руда, в которой содержание флогистона мало, нагревается с древесным углем, который очень богат флогистоном; при этом флогистон переходит из угля в руду, и образуются богатый флогистоном металл и бедная флогистоном зола. Таким образом, для производства чугуна требуется добавить флогистон к железной руде. Для получения ковкого железа надо добавить еще большее количество флогистона, а сталь является железом, насыщенным флогистоном. Эта теория со временем была распространена на любые процессы горения. Во второй половине XVIII в. она завоевала в среде химиков практически всеобщее признание.
