Yonish nazariyasi

XVIII asrning ikkinchi yarmida kimyo fani yuksalish jarayonini boshlab yubordi. Kashfiyotlar kashfiyotlarga, ixtirolar ixtirolarga ulanib ketdi. Bu davrda qator ajoyib va iqtidorli tajribakorlar – Pristli, Blek, Sheele, Kavendish va boshqalar yashab, ilmiy faoliyat bilan mashg‘ul bo‘lishdi. Blek, Kavendish va ayniqsa Pristli ishlarida bu o‘sha vaqtgacha misli ko‘rinmagan yangi kimyoviy dunyo – gazlar olami namoyon bo‘la boshlaydi. Tadqiqot usullari doimiy takomillashib bordi.  Blek, Kronshted, Bergmann va boshqalar ilmiy tajribaviy tahlilning yangidan yangi qirralarini ochib, kimyoviy tahlillar sifatini yangi bosqichga ko‘tarishdi. Bu ulkan hajmdagi ishlar natijasida ko‘plab yangi kimyoviy elementlar ochildi, birikmalar kashf etildi.

XVII va XVIII asrlar chegarasida olmon kimyogari Georg Ernst Stal (1659 – 1734) «Flogiston nazariyasi» deb ataladigan, mohiyatiga ko‘ra dastlabki kimyoviy nazariyani o‘rtaga tashladi. U o‘z mazmuniga ko‘ra xato bo‘lib chiqqan bo‘lsa hamki, lekin fanga boshqa jihatdan naf keltirdi. U yonish va metalllarni toblash (kalsinatsiya) jarayonlarini yagona nuqtai nazardan bog‘lab o‘rganib, mazkur jarayonlar bo‘yicha tekshirishlarni tizimli asosga keltirishga sababchi bo‘ldi.

Stal turli moddalar va metallar o‘z tarkibida maxsus «yonuvchanlik muqaddimasi» — flogiston tutadi deb hisoblar edi. Metallarni qizdirish natijasida ular o‘zlaridagi flogistonni yo‘qotadilar, ya’ni flogiston oksidlarga aylanib ketadi deb o‘ylardi. Uning fikriga ko‘ra, oksidlanish jarayonlari, flogistonni yo‘qotish bilan, aksincha tiklanish (qaytarilish) jarayonlari esa moddalarning, metallarning flogistonga qayta ega bo‘lishi bilan bog‘liq edi. Flogiston ta’limotining tanqidiy o‘rganilishi, kimyo fanining har tomonlama rivojlanishiga juda katta ta’sir ko‘rsatdi.

Biroq, kimyodagi asosiy hodisalar – yonish va oksidlanish jarayonlari, va umuman havoning tarkibi, kislorodning ahamiyati, kimyoviy birikmalarning (oksidlar, kislotalar, tuzlar va ho kazo) asosiy guruhlarining tuzilishi – haligacha tushuntirib berilgan emasdi. Aksincha, dalillar yig‘ilib bordi, g‘oyalar va ta’limotlar esa chalkashib ketdi. Stalning durustgina flogiston nazariyasi, uning izdoshlari tomonidan qanaqadir fantastik-yonish nazariyasiga chalkashtirib tashlandi: endilikda bu yaxlit nazariya bo‘lmay, o‘nlab bir biriga zid va har muallifda yetarlicha keng miqyosda o‘zgaradigan mujmal nazariya edi.

XVIII asr o‘rtalarida katta sahnaga pnevmokimyo chiqib keldi. Unga ko‘ra barcha gazlar kimyoviy nuqtai nazardan tekshirilar edi. Uning eng katta yutuqlaridan biri kislorodning kashf etilishi bo‘ldi. Kislorodning mustaqil kimyoviy element sifatida o‘rganilishi va uning tabiatini tadqiq qilinishi farang kimyogar olimi Antuan Lavuazega flogiston nazariyasini kimyo taxtidan tushirishga va kislorodli yonish nazariyasini shakllantirishiga imkon berdi. Kimyoviy tahlilning yuksak yutug‘i bo‘lishi bilan birgalikda bu hodisa dastlabki kimyoviy inqilobni ham boshlab bergan edi.

Loran Antuan Lavuaze (1743—1794) 1743 yil 28 avgustda advokat oilasida dunyoga keldi. Boshlang‘ich ta’limni Mazarini kollejida oldi. U nihoyatda qobiliyatli bo‘lganligi va doimiy a’loga o‘qiganligini kollej arxivi hujjatlaridan aniqlashgan. Kollejni tamomlagach, u huquq fakultetiga o‘qishga kiradi va 1763 yilda bakalavr darajasini, keyingi yilda esa huquq litsenziati darajasini qo‘lga kiritadi.

Yuridik fanlar Lavuazening ko‘p tomonlama qiziquvchanligiga to‘liq mos kelmas edi. Huquq sohasidagi amaliyotlarni ham davom ettirgan holda, Lavuaze o‘sha davrning taniqli astronomi – Lakayl qo‘l ostida matematika va astronomiyani o‘rganishga kirishdi. Lakaylning Mazarini kollejida kichik rasadxonasi bo‘lib, u koinot bo‘yicha kuzatuvlarni muttasil olib borar edi. Shuningdek u buyuk farang botanigi Bernar Jyusyedan gerbariylar yig‘ishni va botanik tahlil qilishni; Fransiyaning birinchi mineralogik xaritasi muallifi – Getardan mineralogiyani; hamda Ruel ismli olimdan kimyoni o‘rganishga kirishdi.

Lavuazening birinchi ishlari o‘zining o‘qituvchisi va do‘sti Getarning ta’siri ostida yozilganligi sezilib turadi. Getar 1763 yildan boshlab qator ekskursiyalar uyushtirgan bo‘lib, Lavuaze unga uch yil davomida hamkorlik qilgan. Uning bu ekskursiyalar natijasidagi yiqqan ma’lumotlari asosida uning birinchi ilmiy ishi – «Gips turlarini tadqiq qilish» dunyo yuzini ko‘rdi.

Getar bilan qilingan 5 yillik hamkorlikdan so‘ng, 1768 yilda, Lavuaze 25 yoshga to‘lganida Fransiya Fanlar Akademiyasiga a’zolikka qabul qilindi.

Lavuaze hayotida qat’iy tartiblarga amal qilib yashagan. U o‘zi uchun kuniga 6 soat: tongi 6 tan 9 gacha va oqshomdagi soat 19 dan 22 gacha faqat fan bilan shug‘ullanish; qolgan vaqtlarni ham, tartibli ravishda, akademik faoliyat, turli komissiyalardagi tashkiliy ishlar hamda ijara masalalari kabilar bilan shug‘ullanishga taqsimlagan. Haftada bir kunni Lavuaze to‘laligicha fanga bag‘ishlar edi. U erta tongdanoq laboratoriyadan joy olib, o‘z hamkasblari bilan tajribalarni takrorlar, kimyo fanining dolzarb masalalarini muhokama qilar edi. Uning hamkasblari orasida o‘sha davrning mashhur olimlari Laplas, Monj, Lagranj, Giton Morvo va Makker kabilarni uchratish mumkin edi.             Lavuaze laboratoriyasi o‘z davri kimyo fanining markaziga aylandi. U yangi jihozlar va asbob uskunalar sotib olishga, ularni o‘rnatish ishlariga katta miqdordagi mablag‘larni sarf etdi.

Bu davrda hali kimyoning asosiy qonuniyatlari ochilmagan, tahlil uslublari shakllanmagan, asosiy kimyoviy hodisalarning tabiatini tushuntirib beruvchi mukammal ta’limot yuzaga kelmagan payt bo‘lib, kimyo – mustaqil fan sifatida endi-endi oyoqqa turib kelayotgandi. Fanda hali hamon asossiz va fantastik nazariyalar mavjud bo‘lib, hali qilinadigan ishlar bisyor bo‘lgan.

Bu mashaqqatli vazifalarni Lavuaze yaxshi anglagan. U fan taraqqiyoti  uchun bunday murakkab davrda, tajriba o‘tkaza olish va kimyoviy tahlil qobiliyatining o‘zi kamlik qilishini fahmlardi. Shunday sharoitda Lavuaze XVIII asr Fransiya kimyo fanining ham iqtisodiy ham ilmiy yetakchiligini o‘z zimmasiga oldi.

Lavuazening ilmiy faoliyatidagi tartibli mantiqiy yo‘nalish odamni hayratda qoldiradi. U dastavval tadqiqot uslubini nazariy jihatdan ishlab chiqib, mulohazalar orqali pishitib olib, keyin tajriba o‘tkazadi.

Shunday yo‘sinda u, 101 kun davomida yopiq apparat ichida suvni haydadi. Suv bug‘landi, sovidi, qabul qilgichga qaytdi va yana bug‘landi va shu tartibda tajriba davom etdi. Natijada sezilarli miqdordagi cho‘kindi hosil bo‘ldi. U qayerdan kelib qoldi?

Tajriba yakuniga ko‘ra, apparatning umumiy vazni o‘zgarmadi: demak tashqaridan boshqa bir modda suvga qo‘shilib qolmagan. Bu tajriba davomida Lavuaze o‘zining uslubi – miqdoriy tadqiqotning imkoniyatlariga to‘liq ishonch hosil qildi. Mukammal tadqiqot uslubini ishlab chiqqach, Lavuaze o‘zining asosiy qiziqtirgan muammosini o‘rganishga kirishadi. Zamonaviy kimyoga asos solgan buyuk kimyoviy tadqiqotlar 1772 yildan 1789 yilgacha bo‘lgan davrda amalga oshirilgan. Uning ishlaridagi asosiy yo‘nalish, moddaning yonganida vazni ortishi fakti bo‘lib xizmat qildi. 1772 yilda akademiyaga Lavuazening fosfor va oltingugurtning yonishi natijasida ularning vazni havo hisobiga ortib qolishi, ya’ni, bu moddalar yonish natijasida havoning bir qismi bilan birikishi haqidagi qisqa rasmiy ma’lumoti kelib tushdi.  Bu fakt – qolgan barcha faktlarni tushuntirib berish uchun kalit vazifasini o‘taydigan asosiy, kapital kashfiyot edi. O‘sha davrda buni deyarli hech kim anglab yetmagan. Hozirgi zamon o‘quvchisiga ham bu oddiy bir kimyoviy hodisa haqidagi fakt birinchi qarashda be’mani tuyulishi mumkin. Lekin bunday emas! Yonish faktining nazariy jihatdan ilmiy tushuntirib berish, butun boshli sayyorada muttasil ro‘y berib turuvchi, har yer va har joyda, osmonda va yerda, jonsiz moddalarda va tirik organizmlarda kechayotgan sanoqsiz ko‘rinish va shakllardagi yuz berayotgan oksidlanish jarayonlarining o‘ziga xos bir butun dunyosiga yo‘l ochilishni anglatardi.

Mazkur hodisani o‘rganishga 60 dan ortiq maxsus risolalar bag‘ishlandi. Ularda kimyo fani, aytish mumkinki, chigillikdan qutilgan toladay aniq va ravshanlashadi. Yonish hodisasini tizimli o‘rganish Lavuazeni tabiiy ravishda bir tomondan havo tarkibini tadqiq qilishga, boshqa tomondan esa, turli oksidlar va kislotalarning hosil bo‘lishi sabablarini tekshirishga, ularning tarkibini tahlil qilishga olin keldi. Uchinchi tomondan esa, nafas olish jarayonining nazariy tadqiqotlarini boshlab bergan bo‘lsa, bu bilan organik jismlarning kimyoviy tahliliga asos solib berdi.

Lavuazening eng asosiy mo‘ljali  yonish nazariyasi va u bilan bog‘liq bo‘lgan – havo tarkibi haqidagi masala edi. 1774 yilda u akademiyaga Qalayni toblash haqidagi risolasini taqdim etdi. Bu risolada Lavuaze o‘zining yonish nazariyasi haqidagi qarashlarini bayon qilgan va isbotlar keltirib tafsilotlarga to‘xtalib o‘tgan:

Lavuazening eng asosiy mo‘ljali  yonish nazariyasi va u bilan bog‘liq bo‘lgan – havo tarkibi haqidagi masala edi. 1774 yilda u akademiyaga Qalayni toblash haqidagi risolasini taqdim etdi. Bu risolada Lavuaze o‘zining yonish nazariyasi haqidagi qarashlarini bayon qilgan va isbotlar keltirib tafsilotlarga to‘xtalib o‘tgan:

Qalay yopiq retortada[1] qizdirildi va «tuproq»qa (oksidlandi) aylantirildi. Umumiy vazn o‘zgarishsiz saqlandi. Demak, Qalayning vazni Robert Boyl taxmin qilganidek, qandaydir «olov moddasi» hisobiga ortib qolishi mumkin emas. Lekin shunisi aniqki, metall vazni ortdi! Qayd qilingan bu ortiqcha vazn qizdirish vaqtida «yo‘qolib qolgan» havoning vazniga teng bo‘lib chiqmoqda. Demak, metall tuproqqa aylanayotib havo bilan birikar ekan! Shuning bilan oksidlanish jarayonlari oxiriga yetadi: hech qanaqa flogistonlar, «olov moddasi» kabilar bu yerda mavjud emas. Ma’lum bir hajmdagi havoda, faqat ma’lum bir miqdordagi metall yonishi mumkin va bunda ma’lum bir miqdordagi havo yo‘qolib qoladi. Shu yerda uning murakkabligi kelib chiqadi: «Ko‘rinib turibdiki, havoning bir qismi, metallar bilan birikib, ularni tuproqqa aylantirmoqda, boshqa qismi esa – bunday qilmayapti; bu holat menga havo – biz avval o‘ylaganimizdek, oddiy modda emas, balki anchagina turli xildagi moddalardan tarkib topgan degan taxminga olib kelmoqda»

Keyingi, 1775 yilda Lavuaze akademiyaga havoning tarkibi haqidagi risolasini taqdim etdi. Bu havoning tarkibini aniqlashga bo‘lgan ilmiy yondoshuvli dastlabki nashr edi. Unga ko‘ra havo ikki xil gazdan – metallarni oksidlovchi, yonishga yordam beruvchi va nafas olish uchun yaroqli  «toza havo»dan va bu sifatlarga ega bo‘lmagan «metafizik havo»dan iborat deb bayon qilingan. (Kislorod va Azot nomlari keyinroq paydo bo‘lgan).

Lavuazening mulohazalari oqimiga tushamiz:

«Metall vazni ortmoqda – demak unga qanaqadir modda birikmoqda. Bu modda qayerdan paydo bo‘lyapti? Reaksiyada qatnashgan boshqa jismlarning vaznini aniqlashtiramiz. Ma’lum bo‘lishicha, metallning vazni qanchaga ortgan bo‘lsa havoning vazni ham shunchaga kamaygan; qidirilayotgan modda demak havodan ajragan. Bu – miqdoriy tahlil uslubiyoti. Lekin uni anglash uchun, barcha kimyoviy jismlar vaznga ega ekanligi, vaznga ega jism vaznsiz jismga aylanib qolmasligi va nihoyat, moddaning biror bir zarrasi ham yo‘qolib ketishi yoki yo‘q joydan paydo bo‘lib qolish mumkin emasligini tushunish shart».

O‘sha risolaning o‘zida Lavuaze «begona havo»ning (Karbonat angidridni shunday atashardi) ham tuzilishini aniqladi: Agar simob oksidini ko‘mir bilan yonma yon qizdirilsa, ajralib chiqayotgan kislorod ko‘mir bilan birikadi va «doimiy havo»ni hosil qiladi.

«Yonish haqida umumiy» (1777) nomli risolasida Antuan Lavuaze o‘zining nazariyasini rivojlantirib boradi:  Jismning har qanday yonishi kislorod bilan birikishdir; uning natijasida murakkab modda, aynan esa, «metallangan tuproq» (oksid) yoki kislota (zamonaviy atamashunoslikdagi «angidrid») hosil bo‘ladi.

Yonish nazariyasi ko‘plab kimyoviy birikmalarning tarkibini tushunishga imkon berdi. Kislotalar, tuzlar, oksidlar anchadan buyon ma’lum bo‘lib, ammo ularning tarkibi hali hanuz sir bo‘lib kelayotgan edi. Ularning umumiy natijasini quyidagicha ifodalash mumkin: Lavuaze kimyoviy birikmalar uchun birinchi bo‘lib tizimli yondoshuvni tadbiq qildi va ularni uch guruhga: oksidlar (metallarning kislorod bilan birikmalari), kislotalar (metallmaslarning kislorod bilan birikmalari) va tuzlar (oksidlar va tuzlarning o‘zaro birikmalari).

Lavuazening dastlabki tajribasidan buyon o‘n yil o‘tgan bo‘lsa hamki, u flogiston nazariyasiga hecham aloqadorlikka borgani yo‘q. U shunchaki usiz ham amalga oshaverdi. Yonish, nafas olish, oksidlanish, havoning tarkibi, uglekislotalar, va boshqa ko‘plab birikmalar har xil sirli va fantastik tamoyillardan holi ravishda, tabiiy mulohaza va tajribaviy natijalarga asoslangan holda aniq va ravon tilda tushuntirib berildi. U oddiy, lekin, mukammal uslubga – jismlarning vaznini taqqoslashga asoslangan edi. Lekin shunday bo‘lsa ham, eski nazariyalar yan bir necha o‘n yillar ilmiy jamoatchilik muhokamalarida mavjud bo‘lib, olimlarning fikr va xulosalariga baribir ta’sir ko‘rsatar edi.

1783 yilda Lavuaze «Flogiston haqida mulohaza» asarini chop ettirdi. O‘z kashfiyotlariga tayangan holda u flogiston nazariyasining butunlay yaroqsizligini isbotlab berdi. «Usiz barcha faktlar aniq va ravshan, hamda soda tushuntiriladi, u bilan esa cheksiz chigallik paydo bo‘ladi» — deydi Lavuaze mazkur asarda. Mulohazani davom ettirib: — «Kimyogarlar flogistondan tuman tamoyilini yasab oldilar, u umuman aniq va ma’lum bo‘lmagan, biror bir tushuntirishga to‘g‘ri kelmaydigan, mukammal tamoyili yo‘q, bir vaqtning o‘zida ham vaznga ham vaznsizlikka ega bo‘ladigan tuturuqsiz ta’limotdir.»

«Flogiston haqida mulohaza» eski va yaroqsiz nazariyotning o‘ziga xos «dafn ma’ruzasi» bo‘lib maydonga chiqdi.  Vodorod haqidagi bilimni egallash va uning oksidlanish mahsulotlari haqidagi amaliy ishlar Lavuazeni organik kimyo uchun tamal toshini qo‘yish sharafiga muyassar qildi. Shu tarzda ta’kidlash mumkinki, anorganik kimyo singari organik kimyoning ham tarixi Lavuazedan boshlanadi. Bu – alohida katta mavzu…

---

[1]Retorta – laboratoriyalarda ishlatiladigan bo‘g‘zi uzun va bir tomonga qayrilgan idish.

---