Antoine Laurent Lavoisier
(17431794)

Az égésrôl, általában

Memoires de l'Academie Royale des Sciences 1777, 592-600[1]

(in: Henry Marshall Leicester and Herbert S. Klickstein: A Source Book in Chemistry 1400-1900, New York, McGraw Hill, 1952)
 


Veszélyes az óhaj, hogy rendszerezzünk a fizikai tudományokban, mégis félnünk kell, hogy rengeteg kísérlet rendszertelen összehordásával inkább összezavarnánk, mintsem tisztáznánk a tudományt, megnehezítenõnk az annak mûvelését kezdeni vágyók dolgát, de leginkább hosszú és fáradságos munka árán rendetlenséghez és konfúzióhoz jutnánk. A jelenségek, a megfigyelések és a kísérletek egy nagy épület építõkövei, de az építkezésnél osztályoznunk kell, meg kell állapítanunk, mi illeszkedik mihez, és mi mely részéhez tartozik az egésznek.

Ilyen szempontból mérlegelve a rendszerek a fizikai tudományokban nem mások, mint célszerû instrumentumok gyenge eszközeink kisegítésére. Szabatosabban szólván a megközelítés eszközei, amelyek a probléma megoldása felé vezetnek minket. A hipotézisek ôk, melyeket lépésrôl lépésre módosítunk, javítunk és változtatunk, úgy és annyira, amennyire azok hibásnak találtatnak, míg azután egy napon, a kizárás módszerével, elvezetnek a bizonyosságig, a természet igaz törvényeinek ismeretéig.

Ilyen gondolatokon felbátorodva vállalkozom arra, hogy ma az égésnek egy új elméletét bocsássam az Akadémia elé, vagy  szokásom szerint óvatosabban szólva egy feltevést, melynek segítségével igen kielégítôen magyarázhatók az égés és a kalcinálás jelenségei, sôt bizonyos fokig még azok is, amelyek az állatok lélegzésével kapcsolatosak. Ennek a feltevésnek alapjait a "Fizikai és kémiai mûvecskék" elsô kötetében a 279 és 280-ik oldalon már leírtam, de elismerem, kételkedvén képességeimben, akkor nem merészkedtem olyan véleményt elôterjeszteni, amely furcsának tûnt volna, sôt egyenesen ellentmondott volna Stahl és az ôt követô neves emberek elméletének.

Számos ok, ami akkor visszatartott, talán máig is fennáll, szaporodnak azonban a tények, melyek, úgy tûnik, kedveznek elgondolásomnak és szilárdítják meggyôzôdésemet. Ezek a tények anélkül, hogy talán túl súlyosak lennének magabiztosabbá tettek, és azt hiszem, elég már a bizonyíték, vagy legalábbis a valószínûség ahhoz, hogy még azok is, akik nem osztják véleményemet, ne vádoljanak írásom miatt.

Az anyagok égése során általában négy ismétlôdô jelenséget figyelünk meg. Ezek, úgy tûnik, a természet szilárd törvényei. Mivel ezekrôl a jelenségekrôl máshol elôterjesztett értekezésekben szóltam, jó, ha azokra néhány szóban itt visszatérek.

Elsô jelenség. Minden égésben tûzanyag vagy fény fejlôdik.

Második jelenség. Az anyagok csak nagyon kevés levegôféleségben képesek égni, sôt csak egyetlen fajtában, abban, amit Priestley úr flogisztonmentes levegônek, én tiszta levegônek nevezek. Azok az anyagok, melyeket éghetônek nevezünk, nem égnek sem vákuumban, sem másfajta levegôben, és a víz vagy más folyadék azonnal eloltja õket, mihelyt azokba belemerülnek.

Harmadik jelenség. A tiszta levegô, amelyben az égés történik, minden égés során tönkremegy. Az égô anyag súlya pontosan a tönkrement vagy elbomlott levegô mennyiségével arányosan nô meg.

Negyedik jelenség. Az égô anyag minden égés során a súlyát növelô anyag felvételével savvá alakul. Ha például kén égett egy harang alatt, az égés terméke vitriol, ha foszfor égett, akkor foszforsav; ha széntartalmú anyag, akkor az égéstermék kötött levegô, melyet régebben meszessavnak neveztek etc[2].

A fémek kalcinációja pontosan ugyanilyen törvények szerint zajlik le, igen jó okkal tartja hát azt Macquer úr lassú égési folyamatnak. Ugyanis (1) minden fémkalcinációban tûzanyag fejlôdik; (2) igazi kalcináció csak tiszta levegôben történhet; (3) a levegô egyesül a kalcinált anyaggal, a különbség azonban az, hogy nem sav képzôdik, hanem egy különleges vegyület, amelynek "fémkalk" a neve.

Nem ez a hely alkalmas arra, hogy az állatok lélegzése, az égés és kalcináció között fennálló analógiát megmutassuk. Visszatérek majd rá ennek az értekezésnek folytatásában.

A fémek kalcinációját és az égés különbözô jelenségeit a Stahl-hipotézis igen rendesen megmagyarázza, de Stahl után fel kell tételezni, hogy a fémek, a kén, sôt minden éghetônek tekinthetô anyag tûzanyagot vagy flogisztont tartalmaz. Nos, ha most a Stahl-elmélet követôitôl azt kívánjuk, bizonyítsák be, hogy az éghetô anyagokban tûzanyag van jelen, szükségképpen circulus vitiosusba keverednek és nem mondhatnak mást, mint azt, hogy az éghetô anyagok tûzanyagot tartalmaznak, mert égnek, és azért égnek, mert tûzanyagot tartalmaznak. Nos, könnyû belátni, hogy ez az elemzés az égést égéssel magyarázza.

Az, hogy fémekben, kénben stb. tûzanyag vagy flogiszton létezik, valójában nem más, mint hipotézis, feltevés, amely, ha elfogadjuk, tényleg megmagyarázza a kalcináció és az égés némely tulajdonságát. Ha azonban ezeket a jelenségeket ugyanolyan természetesen egy ellenkezô hipotézissel meg tudom magyarázni, azaz anélkül, hogy feltételezném az éghetô anyagokban flogiszton vagy tûzanyag jelenlétét, akkor Stahl elmélete alapjában rendül meg.

Nem vitás, elsôként azt a kérdést kell feltenni, mit értünk tûzanyagon. Csakúgy, mint Franklin, Boerhaave és néhány ókori filozófus, én is azt mondom, hogy a tûzanyag vagy fényanyag nagyon finom, nagyon rugalmas fluidum, amely szétterül az egész földön, melyen élünk, többé-kevésbé könnyen behatol a vele vegyülô testekbe és, ha szabad állapotban van, egyensúlyra törekszik mindenben.

Tegyük hozzá, a kémia nyelvét használva, hogy ez a fluidum sok anyag oldószere; hogy ezekkel úgy vegyül, mint a víz a sóval vagy a sav a fémekkel; és hogy a testek, amelyek vegyültek a tûzszerû fluidummal és feloldódtak abban, elvesztik a vegyülés elôtti tulajdonságaik egy részét és szert tesznek újakra, amelyek ôket a tûzanyaghoz hasonlóbbakká teszik.

Amint azt egy, az Akadémia titkárságán letétbe helyezett feljegyzésemben megmutattam, minden légnemû folyadék, azaz mindenfajta levegô valamely akár szilárd, akár folyékony anyagnak és a tûzanyagnak vagy fénynek vegyülésével keletkezik. Az ilyen vegyülésben a légnemû folyadékok megtartják elaszticitásukat, légritka mivoltukat és minden olyan sajátságukat, amelyek ôket a tûzszerû fluidumokhoz hasonlóvá teszik.

A tiszta levegô, vagy ahogyan Priestley úr nevezte, flogisztonmentes levegô, ezek szerint tûzszerû vegyület, amelyben a tûzanyag vagy fényanyag az oldószer, a másik anyag a bázis. Mármost, ha valamilyen feloldódás során olyan anyagot adunk a bázishoz, melyhez nagyobb az affinitása, akkor azonnal egyesülnek és a hátrahagyott oldószer szabaddá válik; visszanyeri minden tulajdonságát és ismert jellemzôivel, azaz lánggal, hôvel és fénnyel távozik.

Hogy világosabb legyen, ami ebben az elméletben homályos lehet, alkalmazzuk azt néhány példára. Ha egy fémet tiszta levegôben kalcinálunk, a levegô bázisa, melynek kisebb az affinitása a saját oldószeréhez, mint a fémhez, egyesül a megolvadt fémmel és azt fémkalkká alakítja. A fémnek és a levegô bázisának egyesülését a következôk mutatják: (1) a kalcináció során megnô a fém súlya, (2) a harang alatt lévô levegô csaknem teljesen tönkremegy. Ha azonban a levegô bázisa tûzanyagban lenne oldva, olyan arányban, ahogyan ez a bázis a fémmel vegyül, a tûzanyagnak fel kellene szabadulnia és eközben lángnak és fénynek kellene mutatkoznia. Azt mondhatjuk, minél gyorsabb egy fém kalcinációja, azaz adott idô alatt minél több levegôbázis kötôdik meg, annál több tûzanyag szabadul fel ugyanezen idô alatt, következésképpen annál feltünôbb lesz az égés.

Azok a folyamatok, amelyek a fémek kalcinálása során végletesen lassúak és nehezen követhetôk, csaknem pillanatszerûek a kén és a foszfor égésekor. Kísérletekben melyeket szerintem aligha érhet szó megmutattam, hogy ebben a két égésben a levegô, pontosabban szólva a levegô bázisa elnyelôdött és vegyült a kénnel és a foszforral, vitriolt és foszforsavat képezve. A levegô bázisa azonban nem alkothat új vegyületet, ha nem szabadul fel oldószere, és ennek az oldószernek, ami maga a tûzanyag, fénnyel és lánggal kell megjelennie.

A szén és a többi szenes anyag ugyanígy hat a levegô bázisára. Magukhoz ragadják és az égés során sui generis savvá alakítják, melynek a neve kötött levegô [szén-dioxid], vagy más szóval meszessav. A levegô bázisának oldószere, a tûzanyag ebben a folyamatban is felszabadul, de kisebb fokban, mint a kén vagy a foszfor esetén, minthogy a tûzanyag egy része a mephiticus savval vegyül, hogy azt azzá a légnemû és rugalmas állapotúvá tegye, amilyennek ismerjük.

Szeretném megjegyezni, mellesleg, hogy egy higanyba fordított harang alatt égô faszén nem csökkenti nagyon a levegô térfogatát, még akkor sem, ha a kísérletben tiszta levegôt használunk, mivel a keletkezô mephiticus sav légnemû állapotban marad, szemben a vitriollal és a foszforsavval, amelyek keletkezésükkor kondenzált állapotba kerülnek.

Alkalmazhatnám az elméletet rendre minden égésre, minthogy azonban gyakran lesz módom a tárgyra visszatérni, elégnek tartom e pillanatban ezeket az általános példákat.

Folytassuk. A levegô tehát szerintem tûzanyagból áll, mint oldószerbôl, és valamilyen anyagból, ami a levegô bázisa és azt bizonyos módon semlegesíti. Amikor a bázishoz olyan anyagot juttatunk, amelyhez nagyobb az affinitása, a bázis megválik oldószerétôl, a tûzanyag visszanyeri tulajdonságait és hôvel, lánggal, fénnyel újra megjelenik szemünk elôtt.

Ebbôl a szempontból nézve a tiszta levegô, Priestley úr flogisztonmentes levegôje az igazi éghetô anyag, talán az egyetlen a természetben. Látjuk, hogy az égés jelenségének megmagyarázásához nem kell már feltételeznünk, hogy az éghetônek nevezett testekben végtelen sok megkötött tûz van. Éppen ellenkezôleg, az a nagyon valószínû, hogy a fémekben, a kénben, a foszforban és a nagyon szilárd, nehéz és tömött anyagok többségében nagyon kevés a tûz, sôt talán csak a szabad tûz anyaga létezik ezekben az anyagokban, azon tulajdonsága miatt, hogy egyensúlyba kerül a vele érintkezô anyagokkal.

Egy, az elôbb említetteket alátámasztó további nyomatékos észrevétel az, ami szerint csaknem minden anyag három eltérô állapotban létezhet, nevezetesen szilárd, folyadék, más szóval olvadt állapotban avagy levegô és gôz alakjában. Ez a három állapot csak az anyagokat átható, ezekkel vegyülô tûzanyag nagyobb vagy kisebb mennyiségétôl függ. A folyékonyság, az illékonyság és az elaszticitás bôséges tûz jelenlétére vall, a keménység, a szilárdság ezzel szemben távollétét bizonyítja. Amennyire biztos, hogy a légnemû anyagok és maga a levegô sok tüzet tartalmaznak, annyira valószínû, hogy a szilárd anyagok keveset.

Túllépném a magam kitûzte és a körülmények meghatározta határokat, ha arra vállalkoznék, hogy megmutassam, hogyan világítja meg ez az elmélet a természet minden nagy történését. Nem hallgathatom el azonban, milyen egyszerû megmagyarázni azt, hogy miért rugalmas és légritka fluidum a levegô. Lévén a tûz minden fluidumok között a legszubtilisabb, legelasztikusabb és leghígabb, át kell adnia sajátságainak egy részét a vele vegyülô anyagoknak. Ahogyan a sók oldatai megôrzik a víznek némely tulajdonságát, a tûz oldatainak is tartalmaznia kell bizonyos tûzszerû tulajdonságokat.

Látni fogjuk, miért nem létezik égés vákuumban vagy légnemû vegyületekben, ha a tûzanyagnak igen nagy affinitása van a vele vegyült bázishoz.

Ezeket az elveket elfogadva, nem kényszerülünk már arra, hogy sok kötött vagy vegyült tûzanyagot tételezzünk fel a gyémántban és sok más olyan anyagban, amelyeknek nincs tûzanyag jellegük, vagy amelyek tulajdonságai összeegyeztethetetlenek vele. Végezetül, egyáltalán nem kényszerülünk arra, hogy fenntartsuk Stahl nézetét, miszerint súlyukat gyarapító testek elvesztik anyaguk egy részét.

Már megjegyeztem, hogy az értekezésemben elôterjesztett elmélettel megmagyarázható a lélegzési jelenségek egy része. Fejezzük be ezzel.

A legutóbb húsvéti ülésen felolvasott értekezésemben megmutattam, hogy a tiszta levegô egy része, megjárván a tüdôt, kötött levegôként vagy meszessavként távozik. A tiszta levegô áthaladva a tüdôn, olyan bomlást szenved el, amely analóg a szén égésékor történô bomlással. A szén égésekor tûzanyag keletkezik. A tüdôben a belégzés és a kilégzés között hasonlóképpen tûzanyag fejlôdik, és nem kétséges, hogy ez az a tûzanyag, amely a vérrel szétáradva, az állati testben fenntartja annak állandó, 32 és 1/2 Reaumur fok körüli melegét. Az elgondolás az elsô pillanatban merésznek tûnhet, de kérem, mielôtt elvetnék, vagy elítélnék, figyeljenek fel arra, hogy két biztos és kétségbevonhatatlan tényen alapszik, nevezetesen a levegô tüdôbeni bomlásán és a tiszta levegô minden bomlását (a tiszta levegô kötött levegôvé való átalakulását) kísérô tûzanyag fejlôdésén. Arra nézve, hogy az állatok hôje a tüdôben való levegô bomlásából származik, további meggyôzô érv, hogy csak azok az állatok meleg vérûek, amelyek a szokásos módon lélegzenek, és hôjük annál nagyobb, minél sûrûbben lélegeznek. Mondható, hogy egy állat hôje állandó viszonyban van a tüdejébe lépô levegô mennyiségével, vagy legalábbis az ott kötötté alakuló levegô mennyiségével.

Ismétlem, a Stahl-féle tant támadva nem az a célom, hogy egy rigorózusan bevezetett elméletet helyettesítsek, hanem csak egy hipotézist terjesztek elõ, amely nekem valószínûbbnek, a természeti törvényekhez jobban illeszkedônek, kevesebb erôltetett magyarázatot és kevesebb ellentmondást tartalmazónak tûnik.

Helyzetemben itt arra volt módom, hogy megadjam a rendszer alapvonalait és pillantást vethessek a következményekre. Az a véleményem, hogy pontról pontra kell haladni, mindegyiket értekezésekben ki kell fejteni. Bátor vagyok feltenni, hogy hipotézisem a fizika és kémia alapvetô jelenségeit igen kielégítôen és igen egyszerûen magyarázza majd.

Szepesváry Pálné fordítása


[1] Felolvasás a Francia Tudományos Akadémián, 1775. szeptember 5-én. Közölve 1780-ban az 1777. évi Értekezésekben.

[2] A szerzô jegyzete: Megjegyzem eközben, hogy a savak száma mérhetetlenül több, mint gondolnánk.


Vissza http://www.kfki.hu/chemonet/
http://www.ch.bme.hu/chemonet/

1998 novemberétõl a Hálón: PANOPTICON LAVOISIER  (Towards a digital museum of Antoine Laurent Lavoisier's collections)