LỊCH Sử HÓA HỌC

 

LỊCH SỬ TÌM RA CÁC NGUYÊN TỐ NHÓM VIA

LƯU HUỲNH (S)

Là nguyên tố phi kim thứ 2 được tìm ra vào thời cổ đại ( sau Cacbon). Trong thiên nhiên, nhiều nơi đã có những mỏ lưu huỳnh. Đó cũng là lí do để con người sớm biết lưu huỳnh.

Lưu huỳnh tự sinh được tìm thấy ở những nơi gần núi lửa hoạt động. Các khí thoát ra từ miệng núi lửa thường là những hợp chất của lưu huỳnh, nên có giả thuyết cho rằng lưu huỳnh tự sinh là kết quả của phản ứng giữa các chất khí đó.

Ngoài ra, sự hoạt động lâu bền của các vi sinh vật trong đất cũng là nguyên nhân tạo nên lưu huỳnh tự sinh. Những mỏ lưu huỳnh này thường ở xa núi lửa và không có chứa tạp chất selen. Lí do đáng tin cậy ở chỗ, trong quá trình hoạt động để chuyển các hợp chất sunfua thành lưu huỳnh, các vi sinh vật tránh không đụng đến selen – một chất độc đối với chúng.

Khoảng thế kỉ 12-9 trước công nguyên, những người cổ Hi Lạp đã biết đốt Lưu huỳnh để tẩy uế nhà cửa, dùng khí thoát ra SO2 để tẩy trắng vải sợi. Người xưa tin rằng, các mùi và màu xanh của ngọn lửa lưu huỳnh có thể xua đuổi được ma quỷ.

Thời trung cổ đã biết dùng lưu huỳnh và hợp chất của lưu huỳnh để điều chế mỹ phẩm và chữa bệnh ngoài da. Thuốc súng có tên “lửa Hi Lạp” mà người Hi Lạp năm 670 đã dùng để đốt cháy chiến thuyền của Ai Cập, có thành phần  (lưu huỳnh, than, diêm tiêu) và tỉ lệ gần như thuốc ngày nay.

Tính chất cháy được và khả năng hoá hợp dễ dàng với nhiều kim loại làm cho lưu huỳnh có vị trí ưu đãi đối với các nhà giả kim thuật thời trung cổ.

OXI (O) (1774)

Một ngày đáng ghi nhớ: 1/8/1774

Đó là ngày mà nhà hoá học Anh Pritxli phát hiện ra oxi. Nhưng ai là người xứng đáng được ghi nhận tìm ra oxi?

Câu hỏi này mỗi quốc gia trả lời một cách khác nhau với đầy đủ  chứng cớ, tự hào.

Người Trung Quốc cho rằng ngay từ thế kỉ 8, nhà triết học Trung Quốc Mao Hoa đã biết rằng không khí có 2 thứ khí, khí thứ nhất có tính chất cháy được và thở được. Người Ý thì tự hào rằng chính nhà hoạ sĩ và nhà bác học nổi tiếng của họ Lêona dơ Vinxi (1452 – 1519) đương thời đã nói đến không khí là một hỗn hợp hai khí trong đó chỉ có một khí dùng để thở và đốt cháy. Đến người Pháp thì ủng hộ Lavoadiê, người Anh thì ủng hộ cho Pritxli và người  Thuỵ Điển chỉ biết có Sile (C. Scheele) mới là người phát hiện ra oxi đầu tiên.

Tóm lại, không nước nào chịu thua nước nào! Cuộc tranh luận về quyền  tác giả khám phá ra oxi đã kéo dài 200 năm mới tạm yên.

Nhưng có một điều mà mọ người phải nhất trí rằng sự ra đời của oxi là cái mốc lịch sử lớn lao của hoá học, là một cuộc cách mạng trong hoá học. Hoá học có được một ngôn ngữ riêng, có giả thuyết và định luật riêng , chỉ từ sau khi oxi chính thức ra đời.

Lịch sử ghi nhận năm tìm ra oxi là năm 1774 và tác giả  gồm có hai người của hai nước khác nhau: Pritli, người Anh và Sile, người Thuỵ Điển – tên La Tinh chính thức của nguyên tố này là “oxygenium”, do nhà hoá học Pháp Lavoadiê đặt ra năm 1779, vay từ hai chữ Hi Lạp “oxus” có nghĩa là axit và “gennao” có nghĩa là sinh ra.

Trước tiên, chúng ta chú ý đến công trình của Pritxli. Ngày 1/8/1774, ông lấy một ít hợp chất thủy ngân màu đỏ (chúng ta hiểu đó là HgO) cho vào ống nghiệm, rồi dùng thấu kính (do ông sáng chế ra) để đốt nóng. Ông nhận thấy có chất khí bốc ra và thuỷ ngân óg ánh xuất hiện. Tình cờ lúc ấy có một cây nến đang cháy. Pritxli đưa ra chất khí này gần cây nến thì thấy cây nến sáng rực lên chưa từng thấy, làm ông vô cùng ngạc nhiên nhưng không thể nào giải thích nổi.

Vào thời gian trên tại Thuỷ Điển, nhà hoá học Slie cũng đã tìm ra oxi bằng nhiều cách: nhiệt phân muối nitrat, nung nóng muối magienitrat, và cả bằng chưng cất hỗn hợp sanpêt với axit sufuric. Ông gọi khí mới là “không khí lửa”.

Bản luận văn này mãi đến năm 1777 mới xuất bản. Nếu căn cứ vào năm xuất bản thì tác giả phải là Sile không thể đồng chấp nhận được là Pritxli. Tuy nhiên có những chứng cứ khác bảo đảm nhà hóa học Thụy Điện đã tìm ra ít nhất ba tháng trước nhà hóa học Anh.

Chứng cứ đó là: năm 1775 một nhà hóa học Thụy Điện khác tên là Becman (T. Becman) đã công bố một bài báo nói về sự thật khám phá ra “không khí lửa” bởi nhà hóa học Sile.

Như vậy, vấn đề công bố trên tạp chí, nhất là tạp chí chuyên ngành, là cơ sở để giữ bản quyền tác giả.

Năm 1774, trên một tờ báo nhà hóa học Baiyawng (P. Bayen) cho rằng có một dòng khí nặng hơn không khí thường, đã dính vào kim loại trong quá trình nung. Ông đã thu được dòng khí đó khi mhiệt phân hợp chất của thủy ngân. Ông còn nói thêm rằng khí này có thể biến kim loại thủy ngân thành hợp chất màu đỏ.

Đáng tiếc ông không tiếp tục đề tài của mình. Ở Pháp còn một nhà hóa học nữa, tên tuổi quen thuộc với chúng ta, đó là Lavoadie, vào thời gian này cũng đang nghiên cứu nguyên nhân tăng khối lượng của kim loại khi nung. Nhà khoa học này đã nghi ngờ về tính khoa học của thuyết mhiên tố.

Ông đã nghiên cứu một chất khí cháy trong không khí và nhận định rằng không khí không phải là một vật thể đơn giản. Trong không khí có phần duy trì sự cháy. Phần duy trì sự cháy là chất khí thuận lợi nhất cho sự hô hấp.

Đến tháng tư năm 1775, Lavoadiê đã đọc một bản báo cáo trước viện hàn lâm khoa học Pari, trong đó ông tuyên bố đã khám phá ra Oxi, ông viết rằng oxi được tìm ra đồng thời bởi Sile, Pitxli và ông.

Tuy nhiên, về phương diện pháp lí người ta chỉ thừa nhận Pritxli và Sile mà thôi. Lí do là tháng 10 năm 1774, hai tháng sau khi làm thí nghiệm đốt thủy ngân oxit Pritxli có sang Pari và có kể lại cho Lavoadie nghe những thí nghiệm mà ông đã làm.

Cho dù Lavoadie không được công nhận công đầu trong việc tìm ra oxi, nhưng toàn thế giới đều công nhận công lao vô cùng to lớn của Lavoadie trong việc làm cho nguyên tố oxi có tầm quan trọng hàng đầu.

Lavoadie ý thức được hơn ai hết vai trò của nguyên tố này. Có được oxi trong tay, Lavoadie đã giải thích đúng đắn sự tăng khối lượng của kim loại khi nung. Ông đã thức tỉnh các nhà hóa học thế giới cuối thế kỉ 18, làm cho họ tự nguyện bỏ thuyết nhiên tố và công nhận thuyết mới về sự cháy tức là “thuyết oxi”.

Cây cối là nguồn cung cấp oxi lớn nhất cho khí quyển. Con số tính được là vào khoảng 400 000 triệu tấn / năm.

SELEN (Se) (1817)

Bộ ba lưu huỳnh, selen, telugoij là họ chancogen, thuộc phân nhóm chính nhóm VI.

Lưu huỳnh vì có ở trạng thái tự sinh nên đã được loài người biết đến thời thượng cổ.

Lẽ ra nguyên tố selen được tìm ra sớm hơn nhiều, bởi vì nó thường lẫn trong khoáng vật của lưu huỳnh và mỏ lưu huỳnh.

Năm 1817 nhá hóa học Thụy Điện Bacdeliut mới tìm ra được selen trong bã thải của các nhà máy điều chế axit sunfudric.

Tháng 9 năm 1817, Becdeliutcungf nhười trợ lí của mình là Gan (G. Gahn) đi kiểm tra nhà máy sản xuất axit sunfudric. Hai ông quan sát thấy trong axit mới điều chế có một kết tủa hơi có màu. Đưa kết tủa đốt trên ngọn đèn hàn thì nó biến thành những hạt có ánh chì và có mùi củ cải tía.

Quan niệm của một số nhà hóa học thời kì ấy cho rằng đó là dấu hiệu của nguyên tố telu, bởi vì telu là nguyên tố tương tự như lưu huỳnh đã được tìm ra cuối thế kỉ 18.

Phân tích kĩ nhiều lần kết tủa, Becdeliut kết luận rằng trong kết tủa có chứa một kim loại chưa biết, tính chất của nó giống với tính chất của telu.

Kết quả của việc nghiên cứu kết tủa và một số tính chất của nguyên tố đã được công bố trên tạp chí “Niên giám hóa học và vật lí”. Ông đề nghị đặt tên nguyên tố mới là selen, theo tiếng Hi Lạp có nghĩa là mặt trăng (vệ tinh của trái đất).

Cùng nhóm với telu, nguyên tố này có những tính chất tương tự và được dùng làm tế bào quang điện và để nắn dòng điện xoay chiều.

Những máy ảng hiện đại có bộ phận đo ánh sáng làm bằng selen.

Telu (Te) (1782)

Nhóm VI của bảng hệ thống tuần hoàn có 2 phân nhóm. Phân nhóm phụ: Cr, Mo, W được tìm ra cuối thế kỉ 18.

Phân nhóm chính gồm có O, S, Se, Te, Po.

Trong nhiều sách giáo khoa, người ta quen gọi bộ ba nguyên tố: lưu huỳnh, selen, telu là họ chancogen, để chỉ 3 nguyên tố này trong nhóm VIA. Chữ “chalcos” theo tiếng Hi Lạp có nghĩa là vỏ quả đất. Nói là họ hàng cũng đúng, bởi vì chúng giống nhau về tính chất hóa học. Hơn nữa, Se và Te là vệ tinh của S.

Đáng tiếc, Se trốn quá kĩ sau S và Te nên mãi đến đầu thế kỉ 19 mới xuất hiện, thành thử họ chancogen rất gần về huyết thống nhưng tuổi tác lại rất xa nhau!

Telu coi như 3 lần được cấp giấy khai sinh, lần thứ nhất là vào năm 1782, một kỉ sư mỏ nước Áo tên là Mulơ đẫ phân tích hóa học một thứ quặng trắng được tìm thấy ở nước Áo và đã tách được ở dạng hạt kim loại, trông có vẻ giống antimo. Sau một năm nghiên cứu ông cho biết đó là một kim loại chưa biết.

Để vững lòng tin, ông đã gởi một mẫu quặng đến các nhà khoáng vật nổi tiếng Thụy Điện Becman.

Mẫu quặng quá bé không đủ để kết luận. Thời gian trôi…

Ngày sinh thứ 2 là 25 – 1 – 1798. Tại viện hàn lâm khoa học Beclin, nhà hóa học Đức Claprot đã thông báo về việc tìm ra từ quặng màu trắng một nguyên tố mới mà ông gọi là Telu. Tiếng La Tinh “telus” có nghĩa là “quả đất”.

Thật tình mà nói Claprot đã nhận mẫu quặng mà Mulơ đưa cho nhưng ông cho rằng ông mới xứng đáng là người tìm ra nguyên tố telu.

Cũng xin nói thêm về một người nữa có liên quan đến việc tìm ra nguyên tố telu đó là nhà hóa học, thực vật học P. Kiteibel người Hunggari. Năm 1789, ông nhận được một khoáng vật molipden có chứa bạc nhưng ông đã tách ra được một nguyên tố mới. Đáng tiếc, ông không công bố những phát hiện của mình mà chỉ mô tả những gì tìm được qua thư từ trao đổi với một số bạn đồng nghiệp.

Trong một thời gian dài telu được coi như một kim loại. Năm 1832, sau khi tìm được selen, Becdeliut cho thấy có sự rất giống nhau giữa lưu huỳnh, selen và telu.

Từ đó trở đi, telu được đưa vào danh sách những phi kim.

Là một phi kim, telu cho những hợp chất mà nó thể hiện mức oxi hóa -2, +4, +6.

Nó có giá trị trong những ngàng kĩ thuật hiện đại. Những hợp chất của nó với kim loại, những telua, có tính chất bán dẫn và có độ nhạy cao đối với các bức xạ. Vì thế chúng dùng làm ống kín truyền hình.

Kim loại chì có pha thêm telu sẽ có thêm những tính chất mới như bền cơ học, bền hóa học. Trộn với thủy tinh, nó làm tăng chiết suất của thủy tinh.

POLONI (Po) (1898)

Nguyên tố này chiếm ô 84. Tính chất của nguyên tố này được Mendeleev tuyên đoán năm 1870, căn cứ vào vị trí của nó trong cùng nhóm với lưu huỳnh, selen và telu. Theo ông, khối lượng nguyên tử của nó khoảng 212 (con số thực tế 209). Những tính chất khác của nguyên tố và hợp chất của nó cũng gần giống với những điều tiên đoán của Mendeleev.

Tuy nhiên phương pháp hóa học thông thường đã nói trước đây không áp dụng được để phát hiện ra nguyên tố này, bởi vì nó thuộc dòng dõi của những nguyên tố phóng xạ tự nhiên.

Liền sau khi Beccoren khám phá ra hiện tượng phóng xạ, nhà nữ vật lí học Balan Mari Sklađôpska (1867 – 1934), vợ của giáo sư Pie Curi (1859 – 1906), bắt tay nghiên cứu có hệ thống hiện tượng này. Bởi vì tia phóng xạ có khả năng ion hóa không khí, nên bà đã dùng máy điện nghiệm (electroscope) để đo. Bà muốn biết, ngoài uranium ra còn có những tính chất nào khác tương tự về tính chất như uranium không?

Đề tài luận án tiến sĩ của bà đã được thực hiện theo hướng này. Bà phát hiện quặng uranium thiên nhiên có tính phóng xạ gấp nhiều lần so với oxit nguyên chất của nó. bà bắt đầu tách quặng ra nhiều phân đoạn và xác định tính phóng xạ của chúng. lúc này Pie cùng cộng tác với bà. Phân đoại tách với bimut sunfat có tính phóng xạ gấp 400 lần so với uranium. Vì bitmut sunfua tinh khiết không có tính phóng xạ, nên bà đưa ra giả thuyết rằng trong phân đoạn này chắc rằng phải có một chất phóng xạ mạnh tồn tại dưới dạng tạp chất.

Tại cuộc họp của viện hàn lâm khoa học Pari ngày 18 – 7 – 1989, ông bà Curi đã đọc bản báo cáo nhan đề “về một chất phóng xạ mới có chứa trong quặng uranium”. thuật ngữ “tính phóng xạ” lần đầu tiên được đưa ra trong bảng báo cáo này, để nhấn mạnh nguyên tố được tìm ra bằng một phương pháp mới. Họ đề nghị đặt tên nguyên tố này là polonium, có nghĩa là nước Balan (pologne, tiếng Pháp chỉ nước balan).

Trước đây phương pháp quang phổ được dùng để nhận biết nguyên tố mới với lượng vô cùng bé, thì từ giờ trở đi có thêm một phương pháp mới, phương pháp đo độ phóng xạ, để nhận biết nguyên tố mới với lượng ít ỏi như vậy.

Tuy nhiên, lúc đầu hai nhà khoa học này đã lầm khi cho rằng bitmut và poloni có tính chất hóa học rất giống nhau. poloni là một nguyên tố phóng xạ nên càng khó nghiên cứu tính chất hóa học của nó. Nhiều người bi quan cho rằng đó chẳng qua là bitmut có lẫn một số dấu vết của những chất phóng xạ.

Đến năm 1902, nhà hóa học người Đức Macvan dùng 2 tấn quặng urani để thu phân đoạn bitmut và bằng phương pháp hóa học đã tách ra được một chất có tính phóng xạ mạnh mà ông gọi là “telu phóng xạ”. Theo ông, nguyên tố này đặt trong nhóm VI, nó có khối lượng lớn hơn bitmut vào khoảng 210.

Cuộc tranh luận khoa học nổi lên, về bản chất về bản chất của poloni và telu phóng xạ. Nhiều nhà khoa học đứng về phe của ông bà Curi.

Cuối cùng sự so sánh cho thấy telu phóng xạ chính là pololni. Quyền tác giả của ông bà Curi được thế giới xác nhận. Đến năm 1912 thì nguyên tố này chính thức chiếm ô 84 trong bảng các nguyên tố hóa học. Cho mãi đến năm 1946 mới điều chế ra được kim loại poloni. poloni có chu kì phân rã 138 ngày, nó phát ra tia anpha.

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s




%d bloggers like this: