Lịch sử thuyết oxi

13/11/07
Đặng Minh Thu
1
Môn Lịch Sử Hóa học
Chuyên đề về Thuyết oxy và sự cháy và cuộc cách mạng trong hóa học
Học viên:Đặng Minh Thu
Lớp PPDH khóa 2
13/11/07
Đặng Minh Thu
2
13/11/07
Đặng Minh Thu
3
13/11/07
Đặng Minh Thu
4
I. Hoàn cảnh lịch sử
Cuối thế kỷ thứ 19, nước Pháp bước vào thời kỳ sục sôi cách mạng, mâu thuẫn xã hội đẩy lên đỉnh điểm, thời điểm để tiến hành một cuộc cách mạng đã chín muồi.Ngày 14-7-1789 quần chúng nhân dân cách mạng đánh chiếm ngục basti mở đầu cuộc đấu tranh quyết liệt dẫn đến sự sụp đổ hoàn toàn của chế độ quân chủ chuyên chế ở nước Pháp.
Năm 1789 là năm đầy ý nghĩa trong lịch sử cách mạng Pháp cũng như trong lịch sử phát triển hóa học với sự ra đời của cuốn sách nổi tiếng về hóa học của Lavoisier mang tên “Khái luận về hóa học”.Một cuốn sách trình bầy những cơ sở lý thuyết của môn hóa học mới
13/11/07
Đặng Minh Thu
5
Thời kỳ này nhiều phát minh quan trọng trong mọi lĩnh vực khoa học,đặc biệt các phát minh về toán học,cơ học, thiên văn học,sinh vật học
Mùa thu 1794 tại Pari thành lập “trường sư phạm” để dạy “nghệ thuật giảng dạy” đào tạo các nhà sư phạm
Cuối năm 1794 “trường bách khoa” được thành lập để đào tạo kỹ sư dân dụng và quân sự
Một loạt nhà trường đại học ra đời
Đây là giai đoạn lịch sử quan trọng, giai đoạn nhiều biến chuyển trong xã hội và trong các ngành khoa học khác, tiền đề để sinh ra nhưng con người kiệt suất
13/11/07
Đặng Minh Thu
6
II.Antoniê Loran Lavoasiê
13/11/07
Đặng Minh Thu
7
II.1 Tiểu sử

Nhà Hóa học Antonine Loran Lavoisier(26-8-1743 tại Pari- 1794).
- Là con một luật sư, Lên 5 tuổi ông mồ côi mẹ và sống với chị gái.
- 1763 đỗ tú tài và năm sau đỗ sử nhân luật.
- Ông quan tâm đến nhiều ngành khoa học như triết học, toán học, vật lý học, thiên văn học, thực vật học, giải phẫu, địa chất…. Nhưng lĩnh vực thực sự có sức hút với ông đó là nghành hóa học..
13/11/07
Đặng Minh Thu
8
Sau khi tốt nghiệp ông không đi theo con đường của một luật gia mà gia nhập vào hàng ngũ các nhà khoa học tự do một cách không do dự
Năm 1763 ông cùng với thầy học của mình là nhà khoáng vật Giăng Echiên Getta tiến hành những cuộc khảo sát nhằm lập bản đồ địa chất của nước Pháp
Năm 1764, Viện hàn lâm khoa học Pari tổ chức cuộc thi “tìm phương pháp tô nhất để thắp sáng đường phố những thành phố lớn.Ông đã tham gia với nhiệt tình lớn và bản lĩnh cao.Ông đã tự giam mình trong buồng tối trong 6 tuần lễ liền để phân biệt được chính xác độ sáng của các nguồn sáng khác nhau.Kết qủa là phương án của ông được thưởng huy chương vàng năm 1766.
13/11/07
Đặng Minh Thu
9
5/1768 lavoaziê được bầu làm trợ lí Viện hàn lâm khoa học Pari về hóa học, cũng trong năm đó ông nhận làm việc với sở thầu thuế với mục đích có tiền mua sắp các phương tiện nghiên cứu khoa học nhưng chính quyết định này sẽ dẫn đến thảm họa vào cuối đời ông.
Năm 1771 nhà tư bản tài chính, nhà qúy tộc kiêm nhà bác học Lavoaziê cưới cô Maria Anna Piereto Ponzo(1758-1836) mới 14 tuổi con gái giám đốc sở thầu thuế
13/11/07
Đặng Minh Thu
10
Antonine Loran Lavoisier là một người đa tài ông có được địa vị cao trong xã hội đồng thời cũng là một nhà khoa học có uy tín. Mỗi ngày ông dành 6 tiếng để làm việc nghiên cứu trong phòng thí nghiệm
Trong khoảng năm 1772-1787 ông thường tập hợp đông đủ các nhà bác học ví dụ: nhà hóa học Bectole, Fuôccroa… nhà toán Franklin,Oăt, Blăcđen..,sau khi tiến hành thí nghiệm xong các nhà khoa học thường họp mặt và tranh luận về kết quả thí nghiệm.Hoạt động khoa học đạt được nhiều kết quả.
13/11/07
Đặng Minh Thu
11
Trong khoảng năm 1772-1787 ông thường tập hợp đông đủ các nhà bác học ví dụ: nhà hóa học Bectole, Fuôccroa… nhà toán Franklin,Oăt, Blăcđen..,sau khi tiến hành thí nghiệm xong các nhà khoa học thường họp mặt và tranh luận về kết quả thí nghiệm.Hoạt động khoa học đạt được nhiều kết quả.

13/11/07
Đặng Minh Thu
12
Năm 1789 cuộc cách mạng tư sản Pháp diễn ra đã làm thay đổi hoàn cảnh sống của ông vì vậy ông không thể tập trung nghiên cứu khoa học.
Buổi chiều 8/5/1794.Lavoaziê phải lên máy chém, tài sản của ông bị tịch biên.Nhà toán học nổi tiếng Lagrăng đã nói: “ chỉ trong nháy mắt là người ta chặt xong một cái đầu, nhưng có lẽ hàng trăm năm sau cũng chưa tạo ra được một cái đầu như thế”
Năm 1796 bản án được xem xét lại, người ta phục hồi danh dự cho Lavoaziê và trả lại tài sản đã tịch biên cho người vợ góa của ông.
13/11/07
Đặng Minh Thu
13
Tiểu kết: Qua những sự kiện đã trình bày tóm tắt ở trên chúng ta có thể hiểu được phần nào những mặt mâu thuẫn trong con người của một nhà bác học thiên tài.Một bên là hoạt động nghiên cứu say mê vì lợi ích khoa học một bên là hoạt động tài chính của nhà tưu sản.Tấn bi kịch của cuộc đồi ông là bài học về thái độ chính trị của các nhà khoa học trong hoàn cảnh cách mạng dang diễn ra quyết liệt, nó đòi hỏi các nhà khoa học phải có lập trường nhất định, phải trung thực, phải nhậy bén đối với các hiện tượng tự nhiên và xã hội để lựa chọn con đường tiến bộ nhất

13/11/07
Đặng Minh Thu
14
Trong suốt gần 2 thế kỷ qua có nhiều quan điểm khác nhau đánh giá công lao và hoạt động của nhà bác học vĩ đại này.Một số coi ông là kẻ hiếu danh ham làm giầu, một số tranh cãi về quyền phát minh khoa học khám phá ra oxy của ông… Để làm sáng tỏ vai trò của ông trong bước ngoặt lịch sử hóa học cuối thế kỷ 18 chúng ta hãy xem xét cụ thể toàn bộ hoạt động khoa học của ông.
13/11/07
Đặng Minh Thu
15
II. 2 Thuyết oxy
10/5/1769 Lavoaziê trình bầy bản luận văn “về bản chất của nước”tại viện hàn lâm khoa học Pari mà nội dung là nghiên cứu vấn đề có thể biến đổi nước thành đất được hay không?
13/11/07
Đặng Minh Thu
16
Thí nghiệm: ông đổ một lượng nước cân trước vào bình “bồ nông” là loại bình có bộ phận sinh hàn để ngưng tụ hơi nước bay ra và cho nước quay trở lại bình.Bình cũng được cân trước cẩn thận.Ông nấu nước trong suốt 101 ngày ở nhiệt, độ gần nhiệt độ sôi, hàng ngày quan sát những thay đổi xảy ra trong bình, đến ngày 57 ông quan sát thấy trong nước xuất hiện những “mảnh đất” màu xám nhạt.Đến ngày 101 những mảnh đất này xuất hiện nhiều hơn và ông ngừng đun.Sau khi cân bình có đựng nước, ông nhận thấy không có sự thay đổi trọng lượng nào.Nhưng khi cân bình đã sấy khô thấy trọng lượng của bình giảm đi một ít, rồi lại cân kêt tủa xuất hiện trong nước và kết tủa thu được khi cho nước bay hơi hoàn toàn thì thu được trọng lượng hơi lớn hơn trọng lượng giảm đi của bình

13/11/07
Đặng Minh Thu
17
Câu hỏi đặt ra: “mảnh đất màu xám từ đâu ra”
Kết luận: “đất tách ra khỏi nước trong suốt quá trình chưng cất được tạo thành thành từ chất thủy tình dùng làm bình” rõ ràng không có hiện tượng biến nước thành đất.
13/11/07
Đặng Minh Thu
18
Ý định nẩy sinh khi nghiên cứu sự hòa tan các kết tủa thu được khi đun nóng nước lâu dài vào axit, ông thấy có “không khí” bay ra, do đó ông tìm hiểu bản chất của thứ “không khí”này
Thí nghiệm:
1. Đầu tiên ông chú ý nghiên cứu các quá trình kèm theo sự hấp thụ thứ “không khí” mà lúc bấy giờ chưa ai rõ bản chất. Đó là quá trình phát triển của cây cối, thở của động vật, cháy,nung nóng và một số phản ứng hóa học

Bản luận đề “về bản chất của không khí”
(1772)
13/11/07
Đặng Minh Thu
19
2. Năm 1772 ông tiến hành thí nghiệm đốt cháy các chất khác nhau, trước hết là photpho, sau đó lầ đốt cháy lưu huỳnh, ông đã đi đến kết luận như sau
Khi đốt cháy lưu huỳnh hoàn toàn không mất trọng lượng mà ngược lại trọng lượng lưu huỳnh lại tăng lên, nghĩa là 1livro S sẽ có thể thu được 1 lượng axit cuporôzơ có khối lượng lớn hơn 1 livro nhiều,đối với phốt pho cũng thu được kết luận tương tự.
Kết luận
- Sự tăng trọng lượng này xảy ra là do một lượng lớn không khí liên kết với hơi lưu huỳnh, phôtpho khi đốt cháy
Đối với mọi vật thể khi nung nóng đều xẩy ra hiện tượng tăng trọng lượng cũng là do nguyên nhân trên
13/11/07
Đặng Minh Thu
20
3. Năm 1773 ông tiến hành thí nghiệm với kim loại như vôi hóa chì, thiếc, kẽm(oxy hóa các kim lọai)…trong các bình cổ cong và dùng thấu kính lấy lửa và những thí nghiệm nghiên cứu tác dụng với nước của các chất “vôi kim loại”
4. Năm 1974 ông viết bài luận về “những công trình nhỏ về vật lý và hóa học”. ông đưa ra giả thuyết là “ không khí của khí quyển hay một chất lỏng nào đó chứa trong không khí đã kết hợp với hơi phốt pho khi đốt cháy? Vấn đề chính là phải xem xét là thực sự có sự kết hợp một chất nào đó với phôtpho hay không?
- Ông làm thí nghiệm “phục hồi “chì kim loại từ “maxicôt” điều này chứng tỏ rằng khi vôi hóa kim loại xảy ra sự hấp thụ một lượng không khí nào đó và khi “phục hồi” vôi kim loại thì không khí lại được giải phóng ra
13/11/07
Đặng Minh Thu
21
Lavoaziê còn làm thí nghiệm nghiên cứu tác dụng của nhiệt độ “siêu cao” bằng thấu kính lấy lửa. Năm 1772 ông đã chế tạo một máy lửa lớn gồm 2 thấu kính có đường kính tới 120cm.Nhờ máy này ông đã nghiên cứu tác dụng của nhiệt độ lên các chất khác nhau.Đặc biệt là nghiên cứu thí nghiệm đốt cháy kim cương.Ông thấy kim cương cháy giống như than, đồng thời có hấp thụ không khí.Tuy nhiên ông vẫn chưa xác định được sản phẩm cháy là chất khí gì.
13/11/07
Đặng Minh Thu
22
VẤN ĐỀ ĐẶT RA: CÓ THỂ TÁCH “PHẦN CHẤT KHÍ” ĐÃ KẾT HỢP VỚI CÁC CHẤT KHÁC ĐƯỢC KHÔNG? Ông quyết định đi điều chế phần chất khí đó.
13/11/07
Đặng Minh Thu
23
Điều chế Oxy từ thủy ngân oxit
Cuối năm 1774 ông tiến hành thí nghiệm khử thủy ngân oxit theo 2 cách
Cách 1: nung nóng thủy ngân oxít với than, ông thu được “ không khí có thể cố định” của Blec tức là khí cacbonic(viết ptpu)
HgO+C → CO2 +Hg
“Không khí có thể cố định “ của Blec
13/11/07
Đặng Minh Thu
24
Cách 2: là nung nóng thủy ngân oxít nguyên chất không cho thêm chất lạ nào, khi đó ông thu được một chất khí mới mà ông gọi là “phần không khí tinh khiết nhất”trong khí quyển (ptpu)
HgO →Hg +1/2 O2
(phần không khí tinh khiết)


13/11/07
Đặng Minh Thu
25
Tính chất của “không khí tinh khiết”
13/11/07
Đặng Minh Thu
26
Kết luận cuối cùng năm 1785
“Không khí tinh khiết” được đặt tên “oxygène”
( tiếng hy lạp nghĩa là “sinh ra axit)
13/11/07
Đặng Minh Thu
27
III. Một số nghiên cứu khác
(3 nghiên cứu quan trọng)
1. Tìm ra thành phần của nước:
24/6/1768 Lavoaziê tiến hành đốt “không khí cháy” trong oxy và đi đến kết luận:Nước hoàn toàn không phải là đơn chất đơn giản mà cấu tạo từ “không khí cháy”(hydro) và “không khí tươi lành” (oxy)
Sự tạo thành nước rõ ràng là một mâu thuẫn mà ông không giải thích được giữa tính trung tính của nước với thuyết axit của ông là những chất không phải kim loại khi đốt cháy với oxy đều tạo axit
Ông xác định được tỷ lệ 2 thành phần tạo nước theo tỉ lệ thể tích 2 chất khí tạo thành là 12:22,9 =1:2 và xác định theo tỷ lệ khối lượng
13/11/07
Đặng Minh Thu
28
2. Học thuyết về nguyên tố của Lavoaziê

Mùa hè năm 1786 các nhà bác học Bectôle, Fuôccroa, gittông đờ Moocvoo và Lavoaziê bắt tay vào xây dựng bản danh pháp hóa học
Nguyên tắc xây dựng là phân chia các vật thể(các chất) ra làm 2 loại:vật thể đơn giản và vật thể phức tạp và cơ sở của danh pháp là các bảng vật thể đơn giản(đơn chất)
Các chất đơn giản được chia làm 4 nhóm:
13/11/07
Đặng Minh Thu
29
13/11/07
Đặng Minh Thu
30
Nhóm 1: Các đơn chất có cả 3 giới của thiên nhiên(khoáng vật và thực vật, động vật)
1. Ánh sáng
2. Nhiệt
3. Oxy
4. Azot(nito)
5. Hydro
13/11/07
Đặng Minh Thu
31
Nhóm 2: Các đơn chất đơn giản không phải là kim loại có thể bị oxi hóa cho ra axit
13/11/07
Đặng Minh Thu
32
Antimon
bạc
Asen
Bismut
Cô ban
Đồng
Thiếc
Sắt


Nhóm 3: Các đơn chất đơn giản là kim loại có thể bị oxi hóa cho ra axit
mangan
Thủy ngân
Molyden
Nicken
Platin
Vàng
Chì
Wonfram
Kẽm
13/11/07
Đặng Minh Thu
33
1. Vôi ( đất vôi)
2. manhezit
3. barit
4. nhôm oxit
5. silic oxyt

Nhóm 4: Các đơn chất đơn giản tạo thành muối hay chất đất
13/11/07
Đặng Minh Thu
34
3.Xây dựng hệ thống kí hiệu cho các chất hóa học
Nhà vật lý học Pháp hatxenfrat(1755- 1824) và nhà hóa học Pháp pie Ađê đã xây dựng hệ thống các kí hiệu hóa học
Nguyên tắc: 2 nguyên tắc
+ Mỗi loại chất được kí hiệu bằng 1 loại hình học đơn giản
+ Dùng mỗi chữ cái viết trong mỗi hình để kí hiệu và dùng các đường thẳng vạch theo hướng khác nhau để chỉ các”nguyên tố thực sự” như ánh sáng, các nguyên tố như oxy, nito, hydro
13/11/07
Đặng Minh Thu
35
Bảng kí hiệu hóa học
A
As
Sb
M
A
Bz
P
P
A
13/11/07
Đặng Minh Thu
36
13/11/07
Đặng Minh Thu
37
IV- Quan điểm của các nhà hóa học đương thời
Lui becna gittông đờ Moocvô
(1737- 1816)
Ông quan tâm đế việc ứng dụng hóa học
1778 xây dựng 1 nhà máy sản xuất diêm.
Mấy năm sau xây dựng nhà máy sản xuất xoda(Na2CO3)
Ban đầu ông theo trường phái Phologiston, nhưng sau đó ông phải thừa nhận thuyết oxy và có nhiều đóng góp trong việc xây dựng bảng danh pháp hóa học
13/11/07
Đặng Minh Thu
38
2.Antoniê Francois de Fourcroy
(1755- 1809)
Viết nhiều sách giáo khoa và sách chuyên khảo về hóa học,nổi tiếng nhất là tắc phẩm “ Những yếu tố của lịch sử khoa học tự nhiên và hóa học”
Ban đầu cũng chưa công nhận thuyết oxy nhưng vê sau ông ủng hộ và có viết biên soạn cuốn “bách khoa toàn thư phương pháp hóa học, dược và luyện kim”
13/11/07
Đặng Minh Thu
39
3. Calothe louis Bertholet
(1748-1822)
Là người cộng tác nổi tiếng của Lavoaziê
Ông là một tiến sĩ y khoa, nghề chính là một thầy thuốc
Nghiên cứu về ái lực hóa học và cân bằng hóa học
Xác định thành phần,tỷ lệ của amoniac,axit xyanhydric, khí hydro sunfua
Đại diện của trao lưu hóa phân tích
13/11/07
Đặng Minh Thu
40
4.LN Vauquelin(1763-1829)
Là nhà hóa học xuất xắc nhất của thời kỳ hóa học phân tích
Là một trong những người sáng lập ta môn phân tích định lượng
Phát hiện ra nguyên tố crom(theo tiếng Hylap Croma có nghĩa là màu đỏ)
Tìm ra kali oxit
13/11/07
Đặng Minh Thu
41
IV.Ý nghĩa của thuyết oxy
13/11/07
Đặng Minh Thu
42
IV.1. Thuyết phlogiston
Thuyết phlogiston (có nguồn gốc từ tiếng Hi Lạp cổ phlogios, có nghĩa là "sự cháy") là một lý thuyết khoa học đã lỗi thời, được Johann Joachim Becher đưa ra lần đầu tiên vào năm 1667, cho rằng ngoài những nguyên tố cổ điển của người Hi Lạp, có một nguyên tố bổ sung tương tự như lửa có tên là "yếu tố cháy" (phlogiston). Yếu tố này tồn tại trong các vật thể có khả năng bốc cháy, và được giải phóng ra ngoài, với một mức độ thay đổi được, trong sự cháy.
13/11/07
Đặng Minh Thu
43
Quan điểm
Học thuyết cho rằng tất cả những vật chất có thể cháy được đều chứa phlogiston, một dạng vật chất không có màu, mùi, vị, hay khối lượng, và được giải phóng trong sự cháy. Một khi được đốt, những vật chất đã mất hết chất phlogiston sẽ thể hiện dạng nguyên thuỷ của nó, gọi là calx.
13/11/07
Đặng Minh Thu
44
Vai trò
Thuyết phlogiston đã cho phép các nhà hoá học đem lại những sự lý giải cho các hiện tượng tưởng chừng như khác nhau trở thành một cấu trúc có quan hệ chặt chẽ: sự cháy, sự trao đổi chất, và sự tạo thành rỉ sét. Sự nhận biết về quan hệ giữa sự cháy và sự trao đổi chất đã tạo thành tiền đề cho sự nhận biết sau này về sự trao đổi chất ở sinh vật và sự cháy như là những quá trình có liên quan về bản chất hoá học với nhau.
13/11/07
Đặng Minh Thu
45
Tầm quan trọng của thuyết oxy
Lavoaziê là người đầu tiên lật đổ thuyết Phlôgiston, xây dựng lý thuyết oxi về các quá trình oxy hóa, đây là nội dung chính của hóa học cuối thế kỷ 18 đầu thế kỷ 19
Ông là người cha đỡ đầu tìm ra oxy, giải thích đúng vai trò của nó trong quá trình cháy, quá trình vôi hóa kim loại, sự khử,quá trình thở
13/11/07
Đặng Minh Thu
46
Ưu điểm
Sự khám phá ra oxy đã bắt đầu trang sử chính thức của “của người công dân số một” – oxy
Nhờ sự tìm ra oxy đã đánh giá đúng vai trò của nó trong các hiện tượng tự nhiên và các phản ứng hóa học
Tìm ra các thành phần,tỷ lệ nguyên tử của phân tử nước,các oxit, các axit


13/11/07
Đặng Minh Thu
47
Nhược điểm
Gán thêm cho oxy một số tính chất khác không đúng, đó là coi tính axit luôn luôn gắn liền với sự có mặt của oxy
Quan điểm sai lầm này tồn tại 25 năm.Ví dụ để giải thích thành phần của axit muối(axit clohydric) Lavoazie đã giải thiết rằng có một nguyên tố đặc biệt mà ông gọi là Murium đã kết hợp với oxy tạo thành axit