Историческая наука о газах
Термин «искусственные воздухи» использовался для обозначения синтетических газов, которые появились около 1670 года, когда Роберт Бойль ввел этот термин после выделения того, что сейчас считается водородом . [1] «Искусственный» означает «искусственный, а не естественный», [2] поэтому термин означает «искусственные газы».
Фон
Роберт Бойль ввел термин «искусственный воздух» после выделения водорода в 1670 году. [1] Генри Кавендиш (1731–1810) использовал термин «искусственный воздух» для обозначения «любого вида воздуха, который содержится в других телах в неупругом состоянии и производится из них с помощью искусства». [3]
Архаичное определение 1747 года для производства искусственного воздуха было определено как вызванное: «1- степенями потока от гниения и брожения всех видов; или 2- более быстро некоторыми видами химического растворения тел; или 3- и, наконец, почти мгновенно взрывом пороха и смеси некоторых видов тел. Таким образом, если паста или тесто с закваской помещены в истощенный приемник, они, через некоторое время, путем брожения произведут значительное количество воздуха, что будет очень ясно видно по погружению ртути в датчик. Таким образом, также любое животное или растительное вещество, гниющее в вакууме , произведет тот же эффект». [4]
В архаичной номенклатуре имеются существенные несоответствия из-за ограниченных знаний химии и примитивной аналитической технологии той эпохи (т. е. исходя из химии, становится ясно, что термины ошибочно приписывались более чем одному газу разными исследователями). Кроме того, в большинстве случаев газы не были чистыми.
Фальшивые Воздухы
Названия, используемые для имитации воздуха, могли включать: [ необходима ссылка ]
аммиак
- аммиачный газ [5]
- аммиак [6]
- летучая щелочь [7]
- щелочной воздух [7]
- газообразный аммиак [7]
- азотированный водород [7]
углекислый газ
фиксированный воздух
Источник: [8]
Фиксированный воздух, или фиксируемый воздух, — это древний термин для обозначения углекислого газа [9]
Джозеф Пристли приписывал Джозефу Блэку открытие и создание термина «фиксированный воздух», который, как считалось, существовал в фиксированном состоянии в щелочных солях, меле и других известковых веществах. Блэк считал, что вещества, содержащие фиксированный воздух, являются «мягкими», а при вытеснении газа путем нагревания полученное состояние становится «едким», вызывая коррозию или сжигая растения и животных (например, CO2 , выделяемый мелом при разложении до оксида кальция). Другими словами, считалось, что фиксированный воздух (также известный как фиксированный воздух) был зафиксирован внутри едкой молекулы.
Пристли также приписывал открытие связанного воздуха вкладу нескольких ученых, включая: Дэвида Макбрайда , Джона Прингла , Уильяма Браунригга (считал, что газированная вода имеет кислый вкус), Стивена Хейлза и многих других. [10] [11] [12]
Генри Кавендиш дал следующее определение: «Под связанным воздухом я подразумеваю тот особый вид искусственного воздуха, который отделяется от щелочных веществ путем растворения в кислотах или путем прокаливания ». [3] Кавендиш по сути определил оксид калия или оксид кальция как основание, которое может содержать в своем составе связанный воздух, подготовив почву для исторического определения карбоната.
угольная кислота
Источник: [9] [13]
Согласно Клоду Луи Бертолле , «то, что долгое время называлось фиксированным или фиксируемым воздухом , будучи на самом деле кислотой в состоянии газа, в последнее время получило несколько новых наименований. Его называли воздушной кислотой , поскольку оно очень легко существует в состоянии воздуха или, точнее, газа и в изобилии содержится в атмосфере. Меловой кислотой , поскольку ее можно получить в больших количествах из мела или других мягких известковых веществ. Название, данное ей в этом эссе, получено из знания ее состава, который, как недавно установили французские химики, состоит из элементарной части древесного угля, называемой charbone , или char , соединенной с кислородом , или подкисляющим началом. Поэтому ее называют, со строгой уместностью, угольной кислотой вообще; углекислым газом , когда она находится в воздушной форме; и угольной жидкостью, когда она соединена с водой или растворена в ней». [14]
Французские химики Бертолле обычно ссылаются на открытия Лавуазье в области окисления. [15] Название кислород происходит от греческого слова oxy, означающего кислоту, и gene to, означающего формирование/выражение, поэтому угольная кислота — это просто соединение углерода с кислородом (первоначальные степени окисления Лавуазье не могли соответствовать концепции оксида углерода, поскольку она была основана на алмазе, графите, угле и угольной кислоте [15] ).
карбонат
Карбонат определялся как «соединение, образованное путем соединения угольной кислоты с землей, щелочью или оксидом металла [...], они отличаются свойством вскипания при добавлении кислоты» [7]. Определение расширяется за счет связанного воздуха, фиксированного внутри карбоната, что позволяет предположить, что угольная кислота является составной частью карбоната, поэтому в древнем языке суффиксы «-ic acid» и «-ate» не были взаимозаменяемыми.
Современное определение похоже, хотя и оснащено молекулярными знаниями о структуре карбоната и переназначением значения угольной кислоты с молекулы CO2 на молекулу H2CO3 : «Карбонаты — это соли угольной кислоты. Они образуются , когда положительно заряженный ион металла вступает в контакт с атомами кислорода карбонатного иона». [16]
БИКАРБОНАТ
Бикарбонат , первоначально известный как бикарбонат калия, был придуман Уильямом Хайдом Волластоном в 1814 году на основе способности гидрокарбоната выделять два молярных эквивалента диоксида углерода (в то время называемого угольной кислотой), выделяемого как гидрокарбонатом калия (первоначально известным как карбонат калия, предположительно превращающимся в бикарбонат), так и карбонатом калия (неопределенно известным как субкарбонат, предположительно превращающимся в карбонат) при образовании поташа (оксида калия [17] ). [13]
Бикарбонаты исторически определялись как «комбинации оснований с угольной кислотой, в которых два атома последнего соединены с одним из первых» [7]. Другими словами, поташ (оксид калия) был хорошо известен как едкое основание и, по сути, основная молекула, на которой была построена последующая химическая номенклатура. Карбонат калия (карбонат калия) должен содержать вид угольной кислоты, зафиксированный в альтернативном составе поташа (см. фиксированный воздух выше). Поскольку «бикарбонат калия» выделяет двойную дозу угольной кислоты, для различения подобных веществ префикс би- указывает на то, что бикарбонат калия (гидрокарбонат калия) содержит в два раза больше CO 2 , зафиксированного в этой форме состава поташа, относительно карбоната калия. Та же древняя логика (до понимания молекулярных формул и стехиометрии реакции) применялась к соде, карбонату натрия и бикарбонату натрия.
Слово saleratus , от латинского sal æratus (что означает «газированная соль»), широко использовалось, начиная с 1840-х годов. [18] [19]
углекислый газ
Углекислый газ — древний термин, обозначающий газообразное состояние угольной кислоты (синоним угольной кислоты). Он указан как альтернативное название для диоксида углерода в PubChem. [20] В 1796 году сообщалось, что наружное нанесение углекислого газа на эпидермис лечит рак груди; а ингаляция лечит туберкулез и другие показания. [21]
разные исторические названия
- газ сильвестр [11]
- Спирит лесной [22]
- воздушная кислота [7]
- кислота воздуха [22]
- люфт-сэр [22]
- угольный ангидрид [23]
- Углеродная кислота [22]
- Газ карбоникум [22]
- меловая кислота [14]
- кислота мела [22]
- военная служба [22]
- газ коленсея [22]
- удушающий газ [7]
- меловая кислота [24]
- Мефитическая кислота [22]
- Зловонный воздух [22]
- дейтооксид углерода
окись углерода
- гидрокарбонат [25] [26] [27]
- Водяной газ, полученный путем пропускания пара через древесный уголь/ кокс . Альтернативно полученный из неопределенного спирта и серной кислоты. [28]
- Около 1796 года было обнаружено, что гидрокарбонат осветляет венозную кровь и конкурирует с кислородом, [21] хотя широкое признание приписывается работам Клода Бернара , датированным серединой 1850-х годов. [29]
- углеводородная кислота [30]
- тяжелый воспламеняющийся воздух [21]
- газированный гидроген [21]
- оксид углерода / закись углерода
- Уильям Круикшенк открыл состав оксида углерода и назвал его газообразным оксидом углерода. [31] [32] [33] Круикшенк признал, что вода и водород не являются составными частями горючей основы, которая содержит те же ингредиенты, что и угольная кислота, хотя и содержит меньше кислорода.
- Оксид углерода был обнаружен в кишечнике крупного рогатого скота в 1800-х годах, что указывает на следовое происхождение эндогенного оксида углерода. [22]
- углеродистый оксид [34]
- Название «углеродистый оксид» по отношению к угольной кислоте когда-то считалось аналогичным названию «закись азота» по отношению к азотной кислоте, поскольку оксид не имел достаточного количества кислорода для образования кислоты. [34]
водород
Первоначально водород считался токсичным на основе экспериментов Лавуазье, однако чистота водорода была поставлена под сомнение, когда более поздние эксперименты в 1790-х годах обнаружили, что водород эффективно лечит корь. [21]
- искусственный воздух (Бойль)
- hydrone – означает «водообразователь» от hydro- и gene- [35]
- воспламеняющийся воздух [35]
- горючий газ [35]
- основа горючего воздуха [35]
- цинковый горючий воздух [21]
- боевой воспламеняющийся воздух [21]
сероводород
- сероводород
- Терапевтическое применение H2S при желудочно-кишечных расстройствах датируется еще 1806 годом [36]
- печеночный воздух [37] [24]
метан
- болотный газ/воздух
- карбюраторный водород [7]
- легкий карбюраторный водород [7]
- тяжелый воспламеняющийся воздух [7]
- дикарбюрат водорода [7]
- рудничный газ [7]
- газ ацетатов [38]
азот
- азотный воздух
- Азот – означает «безжизненный» [35] или а-зот – «не жизнь» [39] , обычно рассматривается как твердый компонент, тогда как азотный газ – это газообразная форма. [14]
- флогистированный воздух [35]
- атмосферный мемфитный газ [14]
- мефитис [35]
- азот [21]
- основание мефитиса [35]
- прилипший газ [7]
закись азота
- искусственный воздух ( Дэви )
- дефлогистированный азотистый воздух [40]
- закись азота [40]
- гипо-оксид азота [41]
- газообразный оксид азота [42]
кислород
С середины 1790-х годов стало известно, что кровь поглощает и доставляет кислород. [21]
- жизненный воздух [35]
- воздух, пригодный для дыхания [9]
- чистый воздух [9]
- фосоксиген [43]
- дефлогистированный воздух [35]
- небесный воздух [35]
- основа жизненного воздуха [35]
- окси-ген означает кислотообразователь или кислотовыражение, когда-то считалось, что все кислоты содержат кислород. [35] [39]
разнообразный
- животный воспламеняющийся воздух [21]
Терапевтика
Изучение этих воздухов тесно связано с теорией флогистона .
Терапевтический потенциал искусственных воздухов широко исследовался при значительном вкладе Томаса Беддоуза , Джеймса Уотта , Джеймса Линда , Хамфри Дэви и других в Пневматическом институте . [44] [25] [45] Джорджиана Кавендиш, герцогиня Девонширская (родственница Генри через брак) имела глубокий интерес к химии и интерес к исследованиям Генри в области пневматической химии . [46] Она сыграла ключевую роль в продвижении изучения искусственных воздухов, сотрудничая с Томасом Беддоуза в создании Пневматического института. [46]
Туберкулез был основным заболеванием, которое врачи пытались лечить с помощью искусственного воздуха, особенно после того, как дочь Джеймса Уотта умерла от этой болезни. [46] Джон Кармайкл сообщил об успешном лечении пациента, страдающего туберкулезом, с помощью гидрокарбоната . [47] [25] Это применение искусственного воздуха было пионерским исследованием, актуальным для современной эпохи, поскольку в настоящее время имеются доклинические доказательства того, что окись углерода лечит прогрессирование инфекции Mycobacterium tuberculosis , вызывая спячку, стимулируя иммунный ответ хозяина и уменьшая воспаление хозяина. [48]
Ссылки
- ^ ab Мэттсон, Брюс. «Краткая история изучения химии газов» (PDF) . mattson.creighton.edu/ .
- ^ "Factitious". dictionary.cambridge.org . Получено 23 марта 2021 г. .
- ^ ab Cavendish H (31 декабря 1766 г.). "XIX. Три статьи, содержащие эксперименты с искусственным воздухом". Philosophical Transactions of the Royal Society of London . 56 : 141–184. doi : 10.1098/rstl.1766.0019 . S2CID 186209704.
- ^ Мартин, Б. (1747). Philosophia Britannica: Или, Новая и всеобъемлющая система ньютоновской философии, астрономии и геометрии: В курсе двенадцати лекций с примечаниями, содержащими физические, механические, геометрические и экспериментальные доказательства и иллюстрации всех основных положений в каждой отрасли естественных наук. Также подробный отчет об изобретении ... всех значительных инструментов, двигателей и машин ... C. Micklewright & Company. стр. 3.
- ^ Каделл-младший, Т. (1795). Протоколы Общества философских экспериментов и бесед. Лондон. С. 31, 35.
- ^ Нисбет, Уильям (1805). Общий словарь химии. С. 377.
- ^ abcdefghijklmn Кули, А. Дж. (1845). Циклопедия практических рецептов и сопутствующих сведений в области искусств, производства и торговли, включая медицину, фармацию и домашнее хозяйство. Джон Черчилль. стр. 252.
- ^ Фореггер, Р. (март 1957 г.). «Джозеф Блэк и идентификация углекислого газа». Анестезиология . 18 (2): 257–264. doi : 10.1097/00000542-195703000-00011 . ISSN 0003-3022. PMID 13411612. S2CID 11759504.
- ^ abcd Арчер, К. (1798). Различные наблюдения о влиянии кислорода на системы животных и растений и т. д. ч. 1. Р. Краттуэлл. стр. 34, 99, 137.
- ^ Пристли, Дж. (1774). Указания по пропитке воды фиксированным воздухом: для сообщения ей особого духа и достоинств пирмонтской воды и других минеральных вод аналогичной природы. Дж. Джонсон.
- ^ ab Brande, WT; Cox, George William (1865). Словарь науки, литературы и искусства: включающий определения и производные научных терминов общего пользования, а также историю и описания научных принципов почти каждой отрасли человеческого знания. Longmans, Green. стр. 426.
- ^ Scientific American Supplement: «История газированной воды». Munn and Company. 1894. стр. 15793.
- ^ ab Wollaston, WH (декабрь 1814 г.). «I. Синоптическая шкала химических эквивалентов». Philosophical Transactions of the Royal Society of London . 104 : 1–22. doi :10.1098/rstl.1814.0001. ISSN 0261-0523. S2CID 96774986.
- ^ abcd Berthollet, CL (1790). Очерк о новом методе отбеливания с помощью кислородсодержащей соляной кислоты; с описанием природы, приготовления и свойств этой кислоты. Попечители льняной и конопляной мануфактуры. С. 12–13, 43.
- ^ ab Foell, H. "История углерода". Кильский университет . Получено 01.11.2021 .
- ^ "Оксиды углерода и карбонаты | Введение в химию". courses.lumenlearning.com . Получено 10.11.2021 .
- ^ Ван Слайк, Л. Л. (1900). Бюллетень № 55. Департамент сельского хозяйства. стр. 17.
- ^ "Определение SALERATUS". www.merriam-webster.com . Получено 10.11.2021 .
- ^ Перри, К. (ноябрь 1996 г.). «Tiny Bubbles». Los Angeles Times . Получено 10 ноября 2021 г.
- ^ PubChem. "Диоксид углерода". pubchem.ncbi.nlm.nih.gov . Получено 23.10.2021 .
- ^ abcdefghij Беддос, Т (1796). Соображения о медицинском использовании и производстве искусственных эфиров: Часть I. Томас Беддоес, доктор медицинских наук. Часть II. Джеймс Ватт, инженер. Булгин и Россер. С. 10–12, 30, 37, 82.
- ^ abcdefghijk Гмелин, Л (1849). Справочник по химии: Неорганическая химия. Кавендишское общество. стр. 87.
- ^ Кули, А. Дж. (1897). Циклопедия Кули практических рецептов и сопутствующих сведений по искусству, производству, профессиям и торговле, включая медицину, фармацию и домашнее хозяйство: разработанная как всеобъемлющее дополнение к Фармакопее и общий справочник для производителей, торговцев, любителей и глав семейств. Д. Эпплтон.
- ^ ab Английская энциклопедия: собрание трактатов и словарь терминов, иллюстрирующих искусства и науки. Г. Кирсли ..., продано. 1802. С. 384, 411.
- ^ abc Hopper, Christopher P.; Zambrana, Paige N.; Goebel, Ulrich; Wollborn, Jakob (июнь 2021 г.). «Краткая история оксида углерода и его терапевтического происхождения». Оксид азота . 111–112: 45–63. doi :10.1016/j.niox.2021.04.001. PMID 33838343. S2CID 233205099.
- ^ Беддоус, Т. (1797). Аналитический обзор, или История литературы, отечественной и зарубежной, по расширенному плану, «Беддоус и Уотт о фальшивых вещах». стр. 385.
- ^ Франке, Т (1855). Технологический словарь: англо-немецко-французский. Kreidel & Niedner. С. 38, 266.
- ^ Дэви, Хамфри (1800). Химические исследования. стр. 382.
- ^ Меллор, Дж. В. (1924). Дополнение к «Комплексному трактату Меллора по неорганической и теоретической химии»: ч. B1. Соединения бора и водорода. Longmans, Green and Company. стр. 456–472.
- ^ Рид, Дж. (1824). Обращение к медицинской профессии о пользе усовершенствованного патентованного шприца с указаниями по его различным применениям, «Принципы судебной медицины доктора Смита». стр. 229.
- ^ Меллор, Дж. В. (1924). Дополнение к «Комплексному трактату Меллора по неорганической и теоретической химии»: ч. B1. Соединения бора и водорода, «22. История оксида углерода». Longmans, Green and Company. стр. 907.
- ↑ Харрингтон (1801). Журнал джентльмена. Э. Кейв. С. 519–521.
- ^ Мюррей, Дж. (1819). Система химии: в четырех томах. Ф. Пилланс; и для Лонгмана, Херст, Рис, Орм и Браун, Лондон. стр. 333–334.
- ^ ab Aikin, A; Aikin, CR (1807). Словарь химии и минералогии: с описанием процессов, используемых во многих важнейших химических производствах. К которому добавлены описание химических приборов и различные полезные таблицы мер и весов, химических инструментов... Иллюстрировано 15 гравюрами. J. and A. Arch. стр. 244.
- ^ abcdefghijklm "Элементы химии Лавуазье". web.lemoyne.edu . Получено 2021-10-23 .
- ^ Форбс, У. (январь 1806 г.). «О применении сероводорода при желудочных жалобах». Эдинбургский медицинский и хирургический журнал . 2 (5): 9–10. ISSN 0963-4932. PMC 5761423. PMID 30330024 .
- ^ Мюррей, Дж. А. Х.; Брэдли, Х.; Крейги, сэр У. А.; Онионс, КТ (1901). Новый английский словарь по историческим принципам: основанный главным образом на материалах, собранных Филологическим обществом. Clarendon Press. стр. 487.
- ^ Кули, А. Дж. (1872). Циклопедия практических рецептов и сопутствующих сведений по искусству, производству, профессиям и торговле, включая медицину, фармацию и домашнее хозяйство Кули: разработано как всеобъемлющее дополнение к Фармакопее и общий справочник для производителей, торговцев, любителей и глав семейств. Дж. и А. Черчилль.
- ^ Аб Рингнес, Виви (сентябрь 1989 г.). «Происхождение названий химических элементов». Журнал химического образования . 66 (9): 731. Бибкод : 1989JChEd..66..731R. дои : 10.1021/ed066p731. ISSN 0021-9584.
- ^ ab Баркер, Джордж Т. (1870). Инструкции по приготовлению, применению и свойствам закиси азота, закиси азота или веселящего газа. Рубенкам и Баркер. стр. 9.
- ^ Гилфорд, SH (1887). Закись азота; ее свойства, способ применения и эффекты. Спэнглер и Дэвис. стр. 5.
- ^ Уоррен, Э. (1847). Некоторые сведения о Летеоне: или кто его первооткрыватель?. Даттон и Вентворт. стр. 28.
- ^ Беддоус, Т. (1799). Вклад в физические и медицинские знания: в основном с Запада Англии. Biggs & Cottle. стр. 60.
- ^ Levere TH (июль 1977). «Доктор Томас Беддоус и создание его пневматического института: история трех президентов». Заметки и записи Лондонского королевского общества . 32 (1): 41–9. doi :10.1098/rsnr.1977.0005. PMID 11615622. S2CID 27322059.
- ^ Уотт, Дж. (1820). Ежемесячный журнал, «Оригинальные письма г-на Уотта доктору Линду; март 1795 г.». Р. Филлипс. стр. 244.
- ^ abc Bergman NA (апрель 1998 г.). «Джорджиана, герцогиня Девонширская и принцесса Диана: параллель». Журнал Королевского медицинского общества . 91 (4): 217–9. doi :10.1177/014107689809100414. PMC 1296647. PMID 9659313 .
- ^ Dyck E, Stewart L (2016-03-24). Использование людей в эксперименте: перспективы с 17-го по 20-й век. BRILL. ISBN 978-90-04-28671-9.
- ^ Чинта К.С., Сайни В., Глазго Дж.Н., Мазородзе Дж.Х., Рахман М.А., Редди Д. и др. (сентябрь 2016 г.). «Новая роль газотрансмиттеров в патогенезе туберкулеза». Оксид азота . 59 : 28–41. doi : 10.1016/j.niox.2016.06.009. ПМК 5028278 . ПМИД 27387335.