Chủ Nhật, 6 tháng 5, 2012

Hóa học chất khí

Vào khoảng thế kỷ XVII - XVIII, việc nghiên cứu các chất ở trạng thái khí đã kết nối hai môn khoa học lại – đó là vật lý và hóa học, chúng từng được xem như những nhánh riêng biệt của khoa học tự nhiên. Cha đẻ của môn hóa học chất khí chính là nhà bác học người Hà Lan Helmont Jan Baptist Van. Ông là người đầu tiên phát hiện ra “khí gỗ”, khí thu được khi đốt củi hoặc than, lên men bia hay khi cho axit tác dụng với vôi tôi, bồ tạt, nó không giống với không khí. Trước đây, khi khí này thoát ra trong thời gian các thí nghiệm hóa học, người ta coi nó là một dạng khác của không khí.
 
Helmont Jan Baptist Van (1579-1644) – nhà tự nhiên học người Hà Lan, được xem là người sáng lập ra môn hóa y học. Là người đưa ra thuật ngữ “khí”. Ông là người đầu tiên thí nghiệm nghiên cứu quá trình sinh dưỡng của thực vật.

Vào năm 1727, nhà thực vật học - hóa học người Anh Stephen Hales (1677-1761) đã phát minh ra bình thu khí. Phát minh  này tạo tiền đề cho việc thực hiện các thí nghiệm về điều chế, thu khí, cho phép bắt đầu nghiên cứu rộng rãi hơn trong lĩnh vực hóa học chất khí, Hales đã thực hiện hàng loạt những nghiên cứu về các hiện tượng hấp thụ, hay đào thải “khí” của thực vật và động vật. Ông còn thực hiện các thí nghiệm về chưng cất các chất hữu cơ, nung nóng oxit chì, kiềm và các hợp chất khác khi tiến hành thu được “khí” được tạo ra nhờ thiết bị đẩy nước của ông.

 
Hình 2.1. Bình thu khí Hales

Những khó khăn khi thu khí có khả năng tan tốt trong nước đã được khắc phục bởi nhà bác học người Anh J. Priestley, ông sử dụng thủy ngân để thay thế cho nước.

 
J. Priestley (1733-1804) – nhà hóa học - triết học người Anh, một trong những người sáng lập lên các phương pháp hóa học nghiên cứu các chất khí. Ông nghiên cứu khí CO2 “không khí, khí thải của quá trình cháy và thở” được làm sạch bởi các loại thực vật xanh. Ông là người tìm ra khí oxi.

 Black Joseph (1728-1799) – là nhà vật lý - hóa học người Scotlen. Bên cạnh những nghiên cứu nền tảng của lĩnh vực hóa học chất khí, ông còn tham gia nghiên cứu những hiện tượng nhiệt
 
Năm 1754, nhà nghiên cứu người Scotlen Black Joseph đã có thể thu “khí gỗ” và nghiên cứu tính chất của nó, cụ thể về khả năng tương tác của nó với vôi tôi và mage oxit ( hay chính là oxit của canxi và magie) tạo thành những chất ban đầu (muối cacbonat của canxi và magie). Trên cơ sở đó ông gọi khí, mà ngày nay chúng ta gọi là khí cacbonic, là “khí liên quan”.
Nhà hóa học người Anh G. Cavendish vào năm 1766 đã chứng minh rằng, khi cho kim loại tác dụng với axit loãng thì thoát ra “khí cháy”. Phản ứng tương tự cũng được mô tả bởi R. Boile vào năm 1669 và M. V. Lomonosov vào năm 1745. G. Cavendish là người đầu tiên mô tả tính chất đặc biệt của khí hidro đó là: nhẹ hơn không khí, không tan trong nước và dung dịch kiềm, tạo thành hỗn hợp nổ với không khí, khi cháy ngoài không khí tạo thành nước.
Vào năm 1772 nhà hóa học người Thụy Điển K. Scheele đã trình bày một số phương pháp điều chế “khí lửa” - hay chính là oxi, thu được  khi phân hủy các hợp chất vô cơ như (nitrat, oxit). Tuy nhiên kết quả nghiên cứu của Scheele chỉ được công bố vào năm 1777, sau đó J. Priestley, làm việc độc lập với Scheele, cũng thu được khí tương tự khi phân hủy oxit thủy ngân. Priestley ấn định ngày phát minh của mình là ngày 1/8/1774, bởi thế nên ông được coi là người đầu tiên phát hiện ra oxi.

 
K. Scheele (1742-1786) – nhà hóa học người Thụy Điển. Người nghiên cứu phương pháp điều chế cũng như nghiên cứu tính chất của rất nhiều đơn chất và hợp chất vô cơ, người mô tả hơn một nửa số chất hữu cơ được biết đến vào thời điểm đó
 
Sự hình hành lên oxi khi phân hủy oxit thủy ngân của J. Priestley gần như cùng thời điểm với nhà hóa học người Pháp P. Bayen. Sự giải phóng ra “ khí dành cho sự hô hấp” trong một vài quá trình hóa học được ghi nhận bởi các nhà tự nhiên học một cách độc lập từ  rất lâu trước cuối thế kỷ 18. Tuy nhiên họ không thể giải thích những hiện tượng trên.
Vào năm 1772 học trò của Black, nhà hóa học - thực vật học - bác sĩ người Hà Lan Daniel Rutherford (1749-1819) đã khám phá ra nitơ. Từ không khí trong bình thủy tinh, ông đã loại bỏ oxi bằng một ngọn nến cháy, khí cacbonic được hấp thụ bằng dung dịch kiềm ông đã phát hiện ra phần còn lại gọi là “khí làm cho ngột ngạt”, khí này dập tắt sự cháy, và làm chết một con chuột. Trong cùng thời gian này những kết quả tương tự về nitơ trong không khí cũng được phát hiện bởi Priestley và Cavendish, họ là những người đầu tiên xác định được tính không đổi của thành phần không khí và tỷ lệ phần trăm các thành phần. Gần như trong thời điểm đó Scheele cũng điều chế được nitơ. Kết quả nghiên cứu của ông do lỗi của nhà xuất bản nên chỉ được công bố vào năm 1777. Quá trình tham gia của Scheele và việc phát minh ra nitơ được kiểm chứng sau đó 100 năm, khi người ta tìm thấy trong sổ thí nghiệm của ông.
Những khái niệm về các chất khí giống  như những chất đơn lẻ và về thành phần của chúng vẫn chưa thực sự rõ ràng cho đến cuối thế kỷ XVIII, nhưng không một ai trong số các nhà nghiên cứu còn nghi ngờ rằng chúng khác với không khí, ông tổ của tất cả các loại khí.

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét