Читать книгу Viden om vand - Группа авторов - Страница 8

Fra omkring 1720 til 1780 oplevede kemien en blomstring både teoretisk og eksperimentelt. Det nu herskende kemiske paradigme var den såkaldte flogistonteori, der forklarede alle forbrændingsprocesser ud fra et hypotetisk stof, flogiston, der antoges at være righoldigt til stede i brændbare stoffer, og som blev afgivet under den kemiske proces. Når jern rustede, var der tale om, at jernet afgav flogiston til den omgivende atmosfære, ikke om at jernet optog et stof fra luften. Den engelske naturforsker Henry Cavendish arbejdede inden for flogistonteoriens rammer og opfattede den netop opdagede ‘brændbare luft’ (hydrogen) som vand mættet med flogiston. Ved at opfatte den rene eller ‘vitale’ luft (oxygen) som vand berøvet sit flogiston kunne han forklare dannelsen af vand som

(vand + φ) + (vand – φ) → vand

hvor φ betegner flogiston. For Cavendish var der strengt taget ikke tale om en syntese, men blot om en omfordeling af flogiston.

Den gamle teori om, at vand kan omformes til jordagtige stoffer, holdt sig forbavsende længe og blev i 1600-tallet forsvaret af så fremragende videnskabsmænd som Robert Boyle og Isaac Newton. I 1770 undersøgte den unge franske kemiker Antoine-Laurent Lavoisier sagen omhyggeligt gennem en række kontrollerede forsøg, der fik ham til ganske at afvise teorien. Ganske vist fandt han en rest jord i vand, der gentagne gange var blevet destilleret, men han kunne vise, at vægtmængden af jorden netop svarede til vægttabet af destillationskolben. Det påviste jord stammede altså ikke fra vandet, men fra kolben. På den tid, Lavoisier aflivede den gamle teori om vandets omformelighed, var han stadig tilhænger af flogistonteorien, men få år senere startede han de eksperimenter, der skulle aflive også denne teori og i stedet skabe grundlaget for den moderne kemi.

Som et resultat af den såkaldte kemiske revolution ca. 1775-90 forsvandt flogiston, mens forbrændingsprocesser blev forklaret ud fra det nye grundstof oxygen eller ilt. Blandt de vigtigste forudsætninger for revolutionen var erkendelsen af, at vand ikke er et elementært stof, men derimod en kemisk forbindelse mellem to grundstoffer. I starten af 1780’erne var oxygen og hydrogen velkendte, og man vidste, at de to gasser dannede vanddamp, når de blev udsat for gnister fra en elektrostatisk maskine. For den britiske kemiker og filosof Joseph Priestley og andre betød det, at vand var et sammensat stof – ikke af grundstofferne oxygen og hydrogen, men af oxygen og flogiston. Lavoisier havde en anden forklaring, nemlig at vand er en kemisk forbindelse af de to gasformige grundstoffer, mens flogiston slet ikke eksisterer. Som et argument for denne vigtige konklusion henviste han til forsøg, hvor han reducerede vanddampe til hydrogen ved at lade dem reagere med glødende jern (figur 1.6). Hans logik var, at når hydrogen kan dannes af vand, så må vand indeholde hydrogen.

Figur 1.6

Lavosiers forsøg med spaltning af vand til dets bestanddele. Vanddampen fra venstre bliver ledet gennem en rødglødende jerncylinder, og den resterende hydrogen opsamles i kolben til højre.

Vi får et indtryk af den stadig noget uafklarede situation gennem apotekeren Nicolai Tychsens Chemisk Haandbog fra 1794, der er en af de første danske fremstillinger af kemien. Om vandet skriver han, at det er et “Grundvæsen, hvoraf Legemerne ere sammensatte,” og at det ikke kendes i “dets reneste elementariske Tilstand”. Desuden hævdes det, at “vaade flydende Legemer indeholde og altid en større eller mindre Mængde Vand.” Mens Tychsen her befinder sig på den gamle kemis grund, er han samtidig på vej mod den nye, idet han senere skriver, at “Vandet bestaaer af Syreprincip eller Syrestof (Oxygéne) og Vandprincip eller Vandstof (Hydrogéne), eller af dephlogisticeret og brændbar Luft.” Tychsen argumenterede, at vand ikke er et element eller grundstof, men at det, som vist af Lavoisier, består af gasserne oxygen og hydrogen. At der endnu i 1790’erne var lang vej til moderne forestillinger om vands struktur og egenskaber fremgår af hans bemærkninger om vandets mindstedele, eller hvad vi ville kalde molekyler. Om disse hedder det, at de “ere i og for sig selv tørre”, men at de tiltrækkes af andre legemer, der gør dem våde. Giver det efter nutidige forestillinger mening at beskrive et vandmolekyle som enten tørt eller vådt?