Scoperta dell'ossigeno. Storia ed essenza della scoperta scientifica

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Tutte queste antiche informazioni furono gradualmente dimenticate. Solo nel XV secolo il grande Leonardo da Vinci citò di sfuggita l'ossigeno.

Fu riscoperto nel XVII secolo dall'olandese Drebbel. Di lui si sa molto poco. Probabilmente fu un grande inventore e un grande scienziato. Riuscì a creare un sottomarino. Tuttavia, il volume della barca è limitato, quindi prendere aria, costituita principalmente da azoto, non era redditizia. Ha più senso usare l'ossigeno. E Drebbel lo prende dal salnitro! Ciò accadde nel 1620, più di centocinquanta anni prima della scoperta "ufficiale" dell'ossigeno da parte di Priestley e Scheele.

Joseph Priestley (1733–1804) nacque a Fieldhead, nello Yorkshire, figlio di un povero fabbricante di stoffe. Priestley studiò teologia e predicò persino a una comunità protestante indipendente dalla Chiesa anglicana. Ciò gli ha permesso di ricevere ulteriormente un'istruzione teologica superiore presso l'Accademia di Deventry. Lì, Priestley, oltre alla teologia, si occupò di filosofia, scienze naturali, studiò nove lingue.

Così quando, nel 1761, Priestley fu accusato di libero pensiero e bandito dalla predicazione, divenne insegnante di lingue alla Warrington University. Fu lì che Priestley fece il suo primo corso di chimica. Questa scienza fece una tale impressione su Priestley che all'età di trent'anni, essendo un uomo di una certa posizione, decise di iniziare a studiare scienze naturali e condurre esperimenti chimici. Su suggerimento di Benjamin Franklin, Priestley nel 1767 scrisse una monografia "Storia della dottrina dell'elettricità". Per questo lavoro fu eletto dottore onorario dell'Università di Edimburgo, e successivamente membro della Royal Society of London (1767) e membro onorario straniero dell'Accademia delle scienze di San Pietroburgo (1780).

Dal 1774 al 1799 Priestley scoprì o ottenne per la prima volta in forma pura sette composti gassosi: protossido di azoto, acido cloridrico, ammoniaca, fluoruro di silicio, anidride solforosa, monossido di carbonio e ossigeno.

Priestley è stato in grado di isolare e studiare questi gas allo stato puro, perché ha notevolmente migliorato le precedenti apparecchiature di laboratorio per la raccolta dei gas. Invece dell'acqua in un bagno pneumatico, proposto in precedenza dallo scienziato inglese Stephen Gales (1727), Priestley iniziò a usare il mercurio. Priestley, indipendentemente da Scheele, scoprì l'ossigeno osservando l'evoluzione del gas quando una sostanza solida sotto un barattolo di vetro viene riscaldata senza accesso all'aria, utilizzando una forte lente biconvessa.

Nel 1774 Priestley condusse esperimenti con ossido di mercurio e minio. Ha immerso una piccola provetta con una piccola quantità di polvere rossa nel mercurio e ha riscaldato la sostanza dall'alto con una lente biconvessa.

Priestley ha successivamente delineato i suoi esperimenti sull'ottenimento di ossigeno riscaldando l'ossido di mercurio nel lavoro in sei volumi "Experiments and Observations on Different Types of Air". In questo lavoro, Priestley ha scritto: "Ho tirato fuori una lente con un diametro di 2 pollici, con una lunghezza focale di 20 pollici, e ho iniziato a indagare con il suo aiuto che tipo di aria viene emessa da una varietà di sostanze, naturali e artificiali preparato.

Dopo aver fatto una serie di esperimenti con questo apparato, il 1° agosto 1774 tentai di isolare l'aria dal mercurio calcinato e vidi immediatamente che l'aria poteva essere rilasciata molto rapidamente da esso. Sono rimasto indicibilmente sorpreso dal fatto che una candela in quest'aria bruci in modo insolitamente luminoso e non sapevo affatto come spiegare questo fenomeno. Una scheggia fumante, portata in quest'aria, emise scintille luminose. Ho riscontrato lo stesso rilascio di aria quando si riscaldano piombo calce e piombo rosso.

Ho cercato invano di trovare una spiegazione a questo fenomeno... Ma nulla di quello che ho fatto finora mi ha sorpreso così tanto e non mi ha dato tanta soddisfazione.

"Perché questa scoperta suscitò tanta sorpresa in J. Priestley?", chiede Yu. I. Solovyov. "Un convinto sostenitore della dottrina del flogisto, considerava l'ossido di mercurio come una semplice sostanza formata dal riscaldamento del mercurio nell'aria e, quindi, priva del flogisto. Pertanto, la separazione dell'"aria deflogistica" dall'ossido di mercurio riscaldato gli sembrava semplicemente impossibile. Per questo era "così lontano dal comprendere ciò che aveva effettivamente ottenuto"... Nel 1775 descrisse le proprietà che contraddistinguono " aria nuova" da "altro gas "ossido nitrico".

Avendo scoperto un nuovo gas nell'agosto del 1774, J. Priestley, però, non aveva un'idea chiara della sua vera natura: "Ammetto francamente che all'inizio degli esperimenti a cui si fa riferimento in questa parte, ero così lungi dall'essere un'ipotesi che porterebbe alle scoperte che ho fatto, che mi sembrerebbero incredibili se me le dicessero".

La ricerca di Priestley sulla chimica dei gas, e in particolare la sua scoperta dell'ossigeno, ha preparato la strada alla sconfitta della teoria del flogisto e ha delineato nuove strade per lo sviluppo della chimica.

Due mesi dopo aver ricevuto l'ossigeno, Priestley, arrivato a Parigi, riferì della sua scoperta Lavoisier. Quest'ultimo capì immediatamente l'enorme significato della scoperta di Priestley e la utilizzò per creare la teoria più generale della combustione dell'ossigeno e per confutare la teoria del flogisto.

Scheele ha lavorato contemporaneamente a Priestley. Ha scritto delle sue priorità: "Lo studio dell'aria è attualmente l'argomento più importante della chimica. Questo fluido elastico ha molte proprietà speciali, il cui studio contribuisce a nuove scoperte. Il fuoco straordinario, questo prodotto della chimica, ci mostra che senza aria non può essere prodotta .. ."

Carl Wilhelm Scheele (1742–1786) nacque in una famiglia di un birraio e commerciante di grano nella città svedese di Stralsund. Karl studiò a Stralsund in una scuola privata, ma già nel 1757 si trasferì a Göteborg.

I genitori di Scheele non avevano i mezzi per dare un'istruzione superiore a Karl, che era già il settimo figlio di questa numerosa famiglia. Pertanto, fu costretto a diventare prima un apprendista farmacista, poi a farsi strada nella scienza con molti anni di autodidattica. Lavorando in una farmacia, ha raggiunto una grande abilità in un esperimento chimico.

In una delle farmacie di Göteborg, Scheele ha appreso le basi della farmacia e della pratica di laboratorio. Inoltre, ha studiato diligentemente le opere dei chimici I. Kunkel, N. Lemery, G. Stahl, K. Neumann.

Dopo aver lavorato per otto anni a Göteborg, Scheele si trasferì a Malmö, dove mostrò ben presto notevoli capacità sperimentali. Lì poteva fare le sue ricerche la sera nel laboratorio del farmacista, dove preparava medicinali durante il giorno.

Alla fine di aprile 1768 Scheele si trasferì a Stoccolma, sperando di stabilire stretti contatti con gli scienziati della capitale e ottenere un nuovo incentivo per svolgere il lavoro. Tuttavia, Scheele non ha dovuto condurre esperimenti chimici nella farmacia Korpen a Stoccolma; era impegnato solo nella preparazione di medicinali. E solo a volte, seduto da qualche parte su un angusto davanzale, riusciva a condurre i propri esperimenti. Ma anche in tali condizioni, Scheele ha fatto una serie di scoperte. Quindi, ad esempio, studiando l'effetto della luce solare sul cloruro d'argento, Scheele ha scoperto che l'oscuramento di quest'ultimo inizia nella parte viola dello spettro ed è più pronunciato lì.

Due anni dopo, Scheele si trasferì a Uppsala, dove scienziati famosi come il botanico Carl Linnaeus e il chimico Thorburn Bergman. Scheele e Bergman divennero presto amici, il che contribuì notevolmente al successo nelle attività scientifiche di entrambi i chimici.

Scheele era uno di quegli scienziati che ebbero fortuna nel loro lavoro. La sua ricerca sperimentale ha contribuito in modo significativo alla trasformazione della chimica in una scienza. Scoprì l'ossigeno, il cloro, il manganese, il bario, il molibdeno, il tungsteno, gli acidi organici (tartarico, citrico, ossalico, lattico), l'anidride solforica, l'idrogeno solforato, l'acido fluoridrico e idrofluorosilicico e molti altri composti. Fu il primo a ottenere l'ammoniaca gassosa e l'acido cloridrico. Scheele dimostrò anche che ferro, rame e mercurio hanno stati di ossidazione diversi. Isolò una sostanza dai grassi, in seguito chiamata glicerolo (propantriolo). A Scheele viene attribuito il merito di aver ottenuto l'acido cianidrico dal blu di Prussia.

L'opera più significativa di Scheele, The Chemical Treatise on Air and Fire, contiene il suo lavoro sperimentale svolto nel 1768-1773.

Da questo trattato si può vedere che Scheele aveva ricevuto e descritto le proprietà dell '"aria ardente" (ossigeno) un po' prima di Priestley. Lo scienziato ha ricevuto ossigeno in vari modi: riscaldando salnitro, nitrato di magnesio, distillando una miscela di salnitro con acido solforico.

"L'aria infuocata", scrisse Scheele, "è proprio quella con cui viene mantenuta la circolazione del sangue e dei succhi negli animali e nelle piante ... Sono propenso a pensare che "l'aria infuocata" sia costituita da una materia sottile acida combinata con flogisto, e probabilmente che tutti gli acidi hanno avuto origine da "aria di fuoco".

Scheele ha spiegato i suoi risultati partendo dal presupposto che il calore è una combinazione di "aria ardente" (ossigeno) e flogisto. Pertanto, è lo stesso di MV Lomonosov, e G. Cavendish, hanno identificato il flogisto con l'idrogeno e hanno pensato che quando l'idrogeno viene bruciato nell'aria (quando idrogeno e "aria di fuoco" sono combinati), si genera calore.

Nel 1775, Bergman pubblicò un articolo sulla scoperta dell'"aria di fuoco" da parte di Scheele e sulla sua teoria. "Abbiamo già notato", scrive Bergman, "la grande forza con cui "l'aria pulita (infuocata)" rimuove il flogisto dal ferro e dal rame. Anche l'acido nitrico ha una grande affinità con questo elemento... Questi fenomeni sono attribuiti alla migrazione del flogisto dall'acido all'aria e si spiegano facilmente con il fatto, così ben dimostrato dagli esperimenti del signor Scheele, che il calore non è altro che flogisto, strettamente combinato con l'aria pura, nella cui combinazione il corpo risultante viene generato (e si verifica una diminuzione del volume precedentemente occupato."

Sebbene si dica comunemente che Scheele fosse in ritardo di circa due anni nella pubblicazione del suo articolo su Priestley, Bergman riferì della scoperta dell'ossigeno da parte di Scheele almeno tre mesi prima di quella di Priestley.

Ecco un estratto dalla prefazione di Bergman al libro di Scheele:

“La chimica insegna che il mezzo elastico che circonda la Terra in ogni momento e in ogni luogo ha un'unica composizione, comprendente tre diverse sostanze, vale a dire aria buona (ossigeno - nota dell'autore), "aria mefica" viziata (azoto - autore ca.) e acido essenziale (anidride carbonica - ndr). Il primo Priestley chiamò, non solo erroneamente, ma con un tratto, "aria deflogisticata", Scheele - "aria infuocata", poiché essa sola sostiene il fuoco, mentre mentre le altre due si spengono it... Ho ripetuto, con varie modifiche, gli esperimenti fondamentali su cui lui (Schele) basò le sue conclusioni, e li ho trovati assolutamente corretti: Calore, fuoco e luce hanno sostanzialmente gli stessi elementi costitutivi: aria buona e flogisto... Di tipi di sostanze oggi conosciute, l'aria buona è la più efficace per eliminare il flogisto, il quale, come si vede, è una vera sostanza elementare che fa parte di molte materie, perciò ho messo l'aria buona sopra, sopra il flogisto, nel mio nuovo tabella delle affinità... In conclusione, devo dire che questo meraviglioso lavoro è stato completato due anni fa, nonostante per vari motivi, che non è necessario menzionare qui, sia stato pubblicato solo adesso. Di conseguenza accadde che Priestley, senza conoscere il lavoro di Scheele, avesse precedentemente descritto diverse nuove proprietà relative all'aria. Tuttavia, vediamo che sono di tipo diverso e sono presentati in una connessione diversa."

Autore: Samin D.K.

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L'aria sporca rende le persone stupide 01.09.2018

Secondo un nuovo studio condotto da scienziati negli Stati Uniti e in Cina, l'esposizione prolungata all'aria inquinata influisce sulle prestazioni cognitive umane.

Per indagare sul legame tra inquinamento atmosferico e cognizione, i ricercatori si sono rivolti ai risultati del China Family Panel Studies, un test annuale su cittadini cinesi che include test verbali e matematici delle prestazioni cognitive. Gli scienziati si sono concentrati in particolare sui risultati ottenuti dal 2010 al 2014 in 162 regioni cinesi selezionate casualmente. In totale, circa 20 persone hanno partecipato allo studio in questo modo.

Hanno quindi utilizzato i dati ufficiali sull'inquinamento atmosferico per calcolare quanto una persona è stata esposta ad esso tra le ispezioni. Quindi gli scienziati sono stati in grado di determinare in che modo l'aria sporca colpisce l'intelletto umano.

I risultati sono stati piuttosto spiacevoli, soprattutto nel caso delle persone anziane. "Sappiamo già che l'inquinamento atmosferico può ridurre il livello di istruzione per un anno intero, il che è una cifra enorme", afferma Qi Chen, uno dei ricercatori. "Ma abbiamo anche scoperto che questo effetto è ancora più pronunciato negli uomini più anziani 64 e con un basso livello di istruzione. Se si calcolano le perdite cognitive per loro, allora il numero va avanti per diversi anni".

I ricercatori non sanno ancora perché l'inquinamento abbia un tale effetto. Ma sono sicuri che causi un declino mentale, cioè non è solo una correlazione tra i due indicatori. Forse il punto è che tale aria influisce negativamente sulla sostanza bianca nel cervello.

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