Flogistons

Flogistons (grieķu: φλογιστός — 'degošs, uzliesmojošs') ķīmijas vēsturē bija hipotētiska degtspējīgu vielu sastāvdaļa. 18. gadsimtā degšana tika izskaidrota kā flogistona izdalīšanās no degtspējīgiem ķermeņiem liesmas veidā. Tāpat arī tika uzskatīts, ka viss, kas spēj degt, sastāv no pelniem (izdedžiem) un flogistona.

Flogistona hipotēze

Flogistona hipotēzi izvirzīja vācu dabaszinātnieks Georgs Štāls 1703. gadā, lai mēģinātu zinātniski izskaidrot degšanas parādību un uguns dabu. Štāls pamatojās uz vēl 17. gadsimtā izvirzītajiem Johana Joahima Behera uzskatiem par degšanu kā sadalīšanās, nevis savienošanās reakciju. Bija zināms, ka, metāliem un arī citām vielām degot, rodas oksīdi (tolaik saukti par "zemēm"). Degšana tika skaidrota kā metāla sadalīšanās par "zemi" un flogistonu, kas sajaucas ar gaisu un nav no tā atdalāms. Kad eksperimentāli tika konstatēts, ka radušies pelni vai "zemes" ir smagākas par sākotnējo metālu, pieņēma, ka flogistonam ir negatīva masa. Tā kā augi ir spējīgi degt, uzskatīja, ka tie spēj uzņemt flogistonu no gaisa.
Ar flogistona hipotēzi varēja izskaidrot daudzas līdz tam mīklainas parādības, piemēram, metāla izdedžu pārvēršanos par sākotnējo metālu kokogles iedarbībā. Tā kā oglēm — degtspējīgam materiālam — vajadzēja būt bagātām ar flogistonu, tās varēja to atdot izdedžiem, kas flogistonu nesaturēja. Reakcijas rezultātā bija jārodas metālam un ogļu pelniem, kas arī tika novērots.

Flogistons un gāzu atklāšana

Jau 16. gadsimtā tika novērota kādas gāzes izdalīšanās no metāliem, tiem reaģējot ar skābēm. 1766. gadā Henrijs Kevendišs sīkāk izpētīja šo gāzi un tās īpašības. Novērojis "degošā gaisa" vieglumu un lielo degtspēju, Kevendišs sākumā domāja, ka tas ir flogistons tīrā veidā. 1783. gadā Antuāns Lavuazjē atklāja, ka šī pati gāze ietilpst ūdens sastāvā, bet 1787. gadā noskaidroja, ka "degošais gaiss" ir atsevišķs ķīmiskais elements, kuru nosauca par ūdeņradi.
Tā kā vielas spēj degt tik ilgi, kamēr vai nu sadeg pilnībā, vai arī izbeidzas degšanai pieejamais gaiss, tad arī gaiss tolaik bija flogistona hipotēzes daļa. Tika uzskatīts, ka tieši gaiss spēj uzsūkt izdalījušos flogistonu, tādējādi veicinot degšanu. Kad 1772. gadā Daniels Rezerfords atklāja slāpekli, viņš to izskaidroja ar flogistona teoriju — kā "flogistonēto gaisu" (t.i., uzskatīja to par gaisu, kas piesātināts ar flogistonu un vairs nespēj uzturēt degšanu). Par "flogistonētā gaisa" paveidu tika uzskatīts arī "saistītais gaiss" — gāze, kas izdalījās, iedarbojoties ar skābēm uz magnēziju (magnija karbonātu) un šķita saistīta ar magnija karbonātu jeb ieslēgta tajā. Tikai pēc vairākiem desmitiem gadu tika noskaidrots, ka "saistītais gaiss" īstenībā ir salikta viela — oglekļa dioksīds.
Savukārt, kad Džozefs Prīstlijs 1774. gadā atklāja skābekli, sadalot dzīvsudraba oksīdu, tas tika nosaukts par "deflogistonēto gaisu", jo tas spēja uzturēt degšanu vai dzīva organisma (peles) elpošanu daudz ilgāk, nekā parastais gaiss. Vēlāk Antuāns Lavuazjē veica interesantu eksperimentu — vispirms ilgstoši vārīja dzīvsudrabu noteiktā gaisa daudzumā un konstatēja, ka radies sarkans pulveris (dzīvsudraba oksīds jeb cinobrs), bet gaisa daudzums samazinājies par piekto daļu. Pēc tam, pulveri stipri karsējot, tika iegūts tikpat daudz metāliskā dzīvsudraba kā sākumā, kā arī tāds pats degšanu uzturošas gāzes daudzums, par kādu samazinājās gaisa tilpums. Pēc flogistona hipotēzes, pirmajā eksperimentā tam bija jāizdalās, bet otrajā — jātiek patērētam, taču novērojumi liecināja par pretējo.

Flogistona nozīme ķīmijas attīstībā

Lai arī flogistona hipotēze izrādījās pilnīgi nepareiza, tā bija pirmā zinātniskā teorija ķīmijas vēsturē un palīdzēja klasificēt daudzas ķīmiskas reakcijas, izveidojot ķīmiju kā zinātni. Tā bija vispārpieņemta gandrīz visā 18. gadsimtā.
Kad pēc Antuāna Lavuazjē darbu rezultātiem flogistona hipotēze tika pilnībā sagrauta, to nomainīja cita degšanas teorija — skābekļa teorija.