Teori Phlogiston #tugasHISCHEM

Teori Phlogiston 

Pada awalnya, para ahli kimia telah mengamati adanya perubahan massa yang terjadi selama reaksi kimia berupa pembakaran. Cukup lama para ahli tidak dapat mengungkapkan perubahan massa yang terjadi selama massa pembakaran hingga muncul teori phlogiston.

Ide awal teori phlogiston berasal dari Johann Joachim Becher (1635-1682) yang kemudian menarik perhatian George Ernst Stahl (1660-1734). Stahl mengamati bahwa jenis materi yang dapat terbakar bermacam-macam. Oleh karena sama-sama dapat terbakar, maka harus terdapat suatu prinsip umum yang berlaku untuk materi-materi tersebut. Hal ini dirumuskan dalam Teori Phlogiston sebagai betikut : 

1. Semua materi yang dapat terbakar mengandung zat ringan yang disebut Phlogiston.

2. Sewaktu materi terbakar, phlogiston akan lepas ke udara dan sisa pembakaran tidak mengandung phlogiston lagi.

Phlogiston kemudian menjadi pusat teori luas yang mendominasi kimia abad ke-18. Singkatnya, phlogiston adalah zat material yang menentukan keterbakaran. Saat sebuah besi logam menjadi merah, ia kehilangan phlogistonnya, sama halnya dengan kayu saat ia terbakar. Debu kayu dan abu karat merah (kalx) besi tidak dapat lagi terbakar karena ia tidak lagi mengandung prinsip keterbakaran, atau phlogiston. Namun kalx besi dapat diubah kembali menjadi logam bila ia dipanaskan dengan kuat dalam zat yang kaya phlogiston seperti arang. Arang menyumbangkan phlogistonnya (dan menjadi abu), saat kalx berubah menjadi besi logam cair. Jadi, reduksi biji logam dapat juga dipahami dengan teori phlogiston. Ahli phlogiston kemudian menambahkan respirasi pada jumlah fenomena yang dapat dijelaskan teori ini. Hewan bernapas dengan udara, menyebarkan phlogiston dalam analogi seperti memperlambat api, yang disulut oleh makanan kaya phlogiston yang ia makan. Atmosfer bumi menghindari kelebihan penumpukan phlogiston karena tanaman menggunakannya dalam jaringan tanaman yang dapat dimakan oleh hewan. Pembakaran, kalsinasi atau respirasi dapat lenyap dalam ruang tertutup karena udara memiliki kapasitas terbatas untuk menyerap phlogiston yang dipancarkan dari entitas yang terbakar, mengkalsinasi atau bernapas.

Teori phlogiston menjadi populer karena berhasil menjelaskan fenomena dan juga memandu penyelidikan lebih jauh. Ia juga populer karena beberapa predileksi pencerahan untuk teori fisika materialistik (cairan panas menjadi kalori, dan juga ada cairan listrik, cairan cahaya dan sebagainya). Trend materialis-mekanis ini juga karena pengaruh kuat dari Newton dan Rene Descartes pada ahli kimia abad ke-18. Ahli kimia pencerahan mendirikan masyarakat-masyarakat ilmiah khusus dengan disiplin ilmu yang jelas (yang berhubungan dekat dengan kedokteran) di negara-negara besar Eropa. Bengkel atau laboratorium (istilah abad pencerahan untuk bengkel kerja kimia itu sendiri) menjadi tempat sehari-hari ilmuan dan standar operasinya di buat.

Walau begitu, masih ada banyak isu dasar terkait komposisi kimia. Bagi seorang phlogistonis, kalx logam adalah unsur, dan logamnya adalah senyawa antara kalx dan phlogiston. Hal ini membingungkan, karena logam memperoleh berat bukannya kehilangan berat pada saat ia seharusnya kehilangan phlogiston untuk menjadi kalx. Isu ini dipertajam pada tahun 1770an, saat kimiawan Inggris (dan seorang pendeta Unitarian) Joseph Priestley, menemukan sebuah gas baru dengan cara memanaskan mineral tertentu. Sebuah lilin dibakar dalam gas ini dengan suhu tinggi dan dalam ruangan tertutup. Seekor tikus dimasukkan ke dalamnya. Ternyata tikus tersebut mampu bertahan lebih lama daripada di udara biasa. Penjelasan Priestley sendiri adalah bahwa gas baru ini sangat kehilangan phlogiston dan karenanya, memiliki kapasitas lebih besar dari pada udara biasa dalam menyerap phlogiston.

Sesungguhnya, gas (yang kita sebut udara sekarang) adalah objek yang relatif baru bagi kimia. Di Skotlandia tahun 1756, Joseph Black mempelajari gas yang dihasilkan dalam pernapasan dan pembakaran, mencirikannya secara kimia dan mengamatinya dalam reaksi kimia tertentu. (Black, seorang dokter, mengajar kimia sebagai cabang kedokteran, sama halnya dengan sebagian besar ahli kimia akademis di masanya). Ia menyebut gas tersebut “udara tetap”, karena ia juga ditemukan “tetap” dalam mineral tertentu seperti limestone. Penemuannya kalau gas ini adalah komponen normal udara biasa (dalam pecahan satu persen) adalah indikasi nyata pertama kalau udara di atmosfer sesungguhnya campuran bukannya unsur yang homogen. Dalam seperempat abad kemudian, banyak gas baru ditemukan dan dipelajari, oleh para ilmuan seperti Priestley, fisikawan dan kimiawan Inggris, Henry Cavendish, dan ahli farmasi Swedia, Carl Scheele.

Pada zaman kuno, para ilmuan beranggapan hanya ada empat unsur, yaitu tanah, udara, api, dan air. Langit dianggap elemen kelima. Teori ini tidak memiliki kekuatan prediktif untuk ilmu kimia. Akhirnya, ahli kimia awal memutuskan bahwa pembakaran adalah reaksi kimia yang paling penting, bahwa pembakaran benar-benar akan merevolusi kimia. Awalnya, mereka memiliki wawasan yang mengesankan bahwa korosi logam adalah bentuk pembakaran. Selain itu, para ilmuan pada jaman itu menyatakan bahwa respirasi pada hewan juga merupakan bentuk pembakaran.

Awalnya para ilmuan menyatakan bahwa belerang adalah bahan yang menyebabkan pembakaran. Tidak masuk akal untuk menganggap bahwa zat mudah terbakar terkandung belerang. Ketika kayu dibakar, maka sulfur yang dilepaskan ke udara. Tatapi, sulfur yang dilepaskan oleh kayu itu tentu berbeda dengan sulfur yang dilepaskan oleh belerang padat (setidaknya bau yang berbeda).

Bekher menyarankan zat hipotetis, yang disebutnya "bumi terbakar" yang setiap bahan yang mudah terbakar. Stahl menyebut zat ini misterius/tidak diketahui "phlogiston" (diucapkan aliran-JISS-tunn). Selama pembakaran, phlogiston dilepaskan ke udara:

kayu ---> abu (abu) + phlogiston (untuk udara)

besi ---> abu (karat) + phlogiston (untuk udara)

Abu kayu jauh lebih ringan dari kayu asli. Besi karat tampaknya jauh lebih ringan dari besi asli. Masuk akal bahwa banyak dari berat dilepaskan ke udara sebagai phlogiston. Para kapur (jamak "calces") sekarang substansi unsur murni, sementara masing-masing logam akhirnya menjadi suatu senyawa dari abu dasar dan phlogiston.

Arang hampir sepenuhnya dikonsumsi ketika dibakar (seperti belerang):

arang ---> phlogiston (untuk udara)

Biasanya ada residu kecil, diakui menjadi kotoran. Sebagai upaya yang lebih besar dipekerjakan untuk memurnikan arang (atau belerang), residu kurang ditinggalkan setelah pembakaran. Jadi, arang adalah phlogiston hampir murni. Dalam kasus belerang, kapur yang dianggap udara suatu:

belerang ---> abu (gas) + phlogiston (untuk udara)

Ketika membakar kayu dalam wadah tertutup, tidak akan membakar sampai selesai jika tidak ada cukup udara. Dengan demikian ia menyimpulkan bahwa setiap jumlah udara tertentu yang umum (seperti yang disebut) bisa memegang phlogiston hanya begitu banyak. Udara umum yang bisa menampung tidak lebih phlogiston disebut "udara phlogisticated." Jadi:

kayu + udara umum ---> kapur udara + phlogisticated

Sekarang ditemukan bahwa sebagian dari udara phlogisticated akan larut dalam air. Beberapa dari itu tidak. Jadi sekarang ada dua jenis udara di udara phlogisticated.Tak satu pun dari kedua mengudara akan mendukung pembakaran. Udara yang akan larut dalam air disebut "fixed air". Udara yang lain itu berteori sebagai udara phlogisticated sebenarnya.

Joseph Priestley (bek utama dari phlogiston teori) menemukan bentuk lain dari udara. Ketika merkuri dipanaskan di udara, itu membentuk zat merah yang kemudian dikenal sebagai "endapan per se." Ini endapan per se, bila dipanaskan dengan udara sama sekali, diubah kembali menjadi merkuri dan ini udara baru. Udara yang baru yang didukung pembakaran jauh lebih baik daripada udara biasa. Kayu dibakar terang, dan lebih mudah. Serutan besi benar-benar dibakar daripada berkarat.

Ketika kayu terbakar di udara baru dan cukup digunakan kayu sehingga udara yang tersisa tidak lagi mendukung pembakaran. Maka udara yang tersisa hanyalah udara yang hampir seluruhnya tetap. Jadi, udara tetap disebut udara phlogisticated. Pada kenyataannya ada suatu pengotor udara umum. Udara umum yang sebagian besar terdiri dari kotoran ini, yang dikenal sebagai "udara kotor" atau "udara mephitic." Dan Priestley disebut udara barunya "dephlogisticated udara":

umum udara udara = busuk + dephlogisticated udara

udara phlogisticated = dephlogisticated udara + phlogiston

kayu + dephlogisticated udara ---> abu (abu) + udara phlogisticated

Merkurius sangat berguna dalam membentuk dephlogisticated udara. Percobaan merkuri adalah persamaan reversibel:

merkuri + dephlogisticated udara <-> endapan per se

Ini endapan per se akan menjadi kombinasi abu merkuri dan phlogiston. Dalam hal ini, Anda tidak membutuhkan udara untuk mengambil phlogiston, sebagai kapur merkuri mengambil itu, sebagai gantinya. Ada lagi, yang satu ini hitam, oksida raksa. Priestley mengklaim bahwa ini adalah abu sebenarnya dari merkuri.

Beberapa logam dapat diproduksi dari calces mereka dengan memanaskan abu dengan arang:

abu arang + ---> logam udara + tetap

Ini adalah:

kapur + phlogiston ---> logam udara + phlogisticated

Air dipisahkan, dengan elektrolisis, menjadi dua jenis udara, gas baru yang disebut "udara mudah terbakar" dan dephlogisticated udara:

air ---> udara terbakar udara + dephlogisticated

Udara terbakar membakar dengan sangat mudah, membentuk air:

Terbakar udara + dephlogisticated udara ---> kapur (air)

Sekali lagi, ada udara phlogisticated dilepaskan. Apakah air yang dihasilkan tidak benar-benar abu udara terbakar, melainkan kombinasi dari kapur benar dan udara phlogisticated? Tapi, air tampaknya begitu dasar substansi. Dan udara terbakar, bukan arang kini dianggap sebagai phlogiston murni. Jadi:

air = phlogiston udara + dephlogisticated

Tapi, di atas:

phlogisticated udara = phlogiston udara + dephlogisticated

Dan, udara phlogisticated dianggap udara tetap. Jadi sekarang kita merevisi teori tersebut. Arang, tentu saja, mengandung phlogiston (karena luka bakar), dan ketika dibakar, itu memberikan off gas abu dikombinasikan dengan air. Air sekarang mengambil tempat udara phlogisticated. Para calces berbagai, sementara zat sederhana daripada logam yang mereka berhubungan, semua mungkin kombinasi dari "dasar bumi murni" sederhana dan air. Ini adalah bagaimana merkuri dapat diubah menjadi endapan per se, tanpa memberikan mengudara apapun:

merkuri udara + dephlogisticated ---> endapan per se (dasar bumi murni air +)

Beberapa logam bisa mengeluarkan air, yang lainnya tidak:

logam + dephlogisticated udara ---> abu (murni bumi + air)

logam + dephlogisticated udara ---> abu (murni bumi) + air (gas atau cair)

Udara terbakar merupakan kandidat yang lebih baik untuk phlogiston dari kandidat sebelumnya.Hal itu membakar lebih mudah daripada baik belerang atau arang.Sebelumnya, kami memiliki beberapa zat yang terkandung beberapa phlogiston (fosfor, misalnya) yang dibakar lebih mudah daripada apa yang kami pikir phlogiston murni (arang). Sekarang, kami phlogiston murni (udara terbakar) membakar sangat mudah.

Kebetulan, salah satu produk limbah dari produksi besi adalah zat hitam keras yang disebut "sinder perhiasan." Sinder dandanan dapat diproduksi dengan melewatkan uap atas besi panas. Ini juga memproduksi udara terbakar:

air (uap) + besi ---> riasan bara + udara terbakar (phlogiston)

Tentu saja:

besi = abu (karat) + phlogiston

Jadi, sinder perhiasan adalah:

sinder riasan = abu (karat) + air

Untuk meringkas versi terbaru dari teori phlogiston, kami memiliki persamaan menarik beberapa:

air <---> udara mudah terbakar (phlogiston) udara + dephlogisticated

logam (murni dasar + phlogiston) + dephlogisticated udara ---> abu (murni dasar + air)

arang (murni dasar + phlogiston) + dephlogisticated udara ---> abu (tetap udara + air)

abu (murni dasar + air) + arang ---> logam (murni dasar + phlogiston) + udara tetap

logam (murni dasar + phlogiston) + air <---> kapur + udara terbakar (phlogiston)

logam (murni dasar + phlogiston) + asam ---> garam (murni dasar + asam) + udara terbakar

Dan kita sekarang dapat menerjemahkan beberapa kata kimia kuno:

udara = sebuah gas (udara umum, tentu saja, dikenal sebagai campuran gas sejak awal)

tetap udara = karbon dioksida (Arang adalah karbon hampir murni)

terbakar udara = hidrogen

dephlogisticated udara = oksigen

udara kotor (udara mephitic) = nitrogen

abu = oksida (besi karat dan sinder riasan dua oksida besi yang berbeda)

endapan per se = oksida merkuri

Teori phlogiston berkembang sepanjang abad ke-18, karena banyak percobaan sedang dilakukan yang perlu dijelaskan. Sebagian besar percobaan yang dilakukan oleh Antoine Lavoisier (bapak kimia modern) dan para pengikutnya (yang Antiphlogistians). Mereka akan datang dengan keberatan terhadap teori phlogiston, dan Phlogistians (biasanya Priestley) akan memodifikasi teori agar sesuai dengan percobaan baru. Seperti tahun-tahun berlalu, Phlogistians lebih dan lebih menjadi Antiphlogistians, sampai Priestley hanya yang tersisa.

Hanya ada beberapa teori phlogiston yang masuk akal. Namun, dengan percobaan yang lebih mendalam maka ahli kimia yakin bahwa phlogiston tidak benar, hal ini dibuktikan dengan adanya eksperimen kuantitatif. Para Antiphlogistians mengukur berat setiap zat yang terlibat dalam percobaan, bahkan gas. Ketika besi berkarat hilang sepenuhnya, karat sebenarnya lebih berat daripada besi asli. Ketika luka bakar arang, karbon dioksida yang dihasilkan (tetap udara) lebih berat daripada arang asli. Jadi, dalam setiap kasus phlogiston harus memiliki berat negatif. Hal ini yang menyebabkan sebagian besar Phlogistians meninggalkan teori mereka.

Para Phlogistians  adalah ilmuwan serius yang membantu menyelesaikan beberapa pertanyaan dasar kimia dengan menemukan beberapa percobaan penting. Selama hampir seluruh abad ke-18, teori phlogiston lebih memuaskan daripada alternatif teori lain. Para Antiphlogistians menyimpulkan bahwa pembakaran adalah ketika zat digabungkan dengan oksigen (udara dephlogisticated Priestley). Tapi, mereka tidak tahu mengapa zat digabungkan dengan oksigen, atau bahkan mengapa semua zat tidak hanya membakar. Phlogiston teori menjelaskan mengapa, karena beberapa zat yang kaya phlogiston dan dibakar. Barulah kemudian bahwa penjelasan yang lebih memuaskan ditemukan.

Pada tahun 1967, George Ernst Stahl mengajukan Teori Phogiston mengenai pembakaran. Berdasarkan ide dariJ.J Becher, teori phlogiston menyatakan bahwa ketika membakar substansi, substansi tersebut akan kehilangan phlogiston yang merupakan bahan tak terlihat dan akan bercampur di udara. Ketika sebuah lilin menyala dan ditutupi dengan tabung kaca terbalik, api perlahan-lahan mati dan keluar sebagai udara yang jenuh dengan phlogiston. Masalah utama dari teori ini merupakan kenaikan masa logam setelah dibakar yang menyebabkan gugurnya teori ini. Teori ini mendominasi ilmu kimia selama 80 tahun lebih yang kemudian digantikan dengan Teori Antonie Lavoisier. 

Teori Phlogiston tetap dominan sampai Antoine-Laurent Lavoisier menunjukkan bahwa pembakaran memerlukan gas yang memiliki berat badan ( oksigen ) dan dapat diukur dengan cara menimbang pembuluh tertutup. Penggunaan pembuluh tertutup juga menegasikan daya apung yang menyamar berat dari gas pembakaran. Observasi ini memecahkan paradoks berat badan dan mengatur panggung untuk baru teori kalori pembakaran.

source: 

http://www.faktailmiah.com/2010/07/22/teori-phlogiston.html

http://www.jimloy.com/physics/phlogstn.htm

etc