錬金術と化学 - Tokyo University of...

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http://nodaiweb.university.jp/chemistry 第1回 錬金術と化学

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第1回

錬金術と化学

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◎化学の前身は錬金術である 錬金術とは”神の力”、”人智”によって 鉛、スズ、銅 → 金、銀

alchemy(英) alkimia (アラビア)

chyma(ギリシャ) kimia 金属の溶融、鋳造

古代ギリシャ、古代エジプト(B.C.3000!) なぜ? 青銅器・冶金 鉛 → 灰 吹き飛ばすと少量の金が残る 銅 + 亜鉛 or スズ → 合金 金色!!

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☆Aristoteléseの四元素説(BC350)

第一質量 「万物の根源」

元素

特殊の性質 「形相」 性質

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ファン・ヘルモント(ベルギー)�17世紀初頭�

天秤を使用!!�

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☆フロギストン説による混迷

Georg Ernst Stahl (1660-1734) ドイツ

金属が錆びる

木が燃える

フロギストン が逃げ出す

”錆びる”と”燃える”が 同じ現象である。

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鉱石(脱フロギストン金属)

木炭(フロギストンの塊) +

金属(フロギストンを含む) ↓

○酸化還元を説明できた!

○金属を焼くと重量増加 →フロギストンは 負の質量を持つ??

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☆気体化学の発展 ○Cavendish (1766)

鉄くず + 酸 → ”燃えやすい空気”

フロギストン? 密度:空気の1/14

○Sheele (1771)

”火の空気”→ フロギストンを受け入れる空気

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空気には 1/3の ”火の空気”がある

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○Priestley (1774) 赤色水銀灰  →

加熱 ”フロギストンの抜けた空気”

○Rutherford (1772)

生物の呼吸を止める

”毒気”= ”フロギストンのつまった空気”

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☆水は元素ではない!?

○Cavendish (イギリス)

”フロギストンの抜けた空気”

”燃えやすい空気” + →  水!

火花

水は”元素”ではない!!

水: なめたら酸味があった

リトマス液が赤くなった

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○各”空気”の組成を変えてみた

2倍以上の”燃えやすい空気” → 酸性ではない!

”フロギストンの抜けた空気”

”燃えやすい空気” + → 水 火花

(水ーフロギストン) + (水+フロギストン)→水

フロギストン説から抜け出せず・・・

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◎各反応を現代の化学で検証してみる

○Fe + 2H3O+ → Fe2+ + 2H2O + H2↑

○2Hg2O → 4Hg + O2↑

”燃えやすい空気” = H2 ”フロギストンの抜けた空気” = O2 ”毒気” = N2

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○Cavendishの見つけたこと

H2

N2 + xO2 →

H2O +

NO2 酸性

2H2

N2 + O2 →

2H2O +

N2 中性

(アルゴンの予言)

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☆近代化学へ

Lavoisier (1743-1794)フランス

「定量化学の父」

”水”から”土”ができるか?

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”水から土ができる”→”ガラスが溶け出す”

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◎フロギストン説の否定

密閉した容器の中でダイヤモンドを大きなレンズで熱して燃やす

→容器全体で重さに変化なし 物質不滅の法則(1774)

”フロギストンの抜けた空気” →自然の空気の一部

空気の無いところでは、イオウもリンも燃えない

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54.5°F(10°C)、気圧28インチ、 50立方インチの空気

フラスコを熱する 2日目、 フラスコ内の水銀面に赤い点が現

れ始めた

3日目、4日目は増えたが5日目は増えなかった

12日間加熱し冷却

☆実験

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◎結果

空気は54.5°F、気圧28インチで 42-43立方インチに減った

(空気の1/6が消費)

赤い物質、45グレイン(約2.25 g)

加熱して出てくる気体を集めたら、8立方インチであった!

”フロギストンの抜けた空気”と同じ

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「燃焼理論」(1774)

燃焼に フロギストンは関係ない!!

未知の気体(”フロギストンの抜けた空気”=酸素)とくっつく事が燃焼である。

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Lavoisierのその後 ○酸素、水素の命名 ○化学反応式 ○元素表(33種)

徴税請負人

フランス革命、人民裁判(1794.5.8)