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Frühe Entdeckung in der Chemie – Phlogiston vs. Sauerstoff

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Team Realfilm
Frühe Entdeckung in der Chemie – Phlogiston vs. Sauerstoff
lernst du in der Unterstufe 3. Klasse - 4. Klasse

Grundlagen zum Thema Frühe Entdeckung in der Chemie – Phlogiston vs. Sauerstoff

Inhalt

Phlogiston – Chemie

Phlogiston? Was soll das denn bitte schön sein? Frühe Chemiker gingen davon aus, dass Stoffe bei ihrer Verbrennung einen anderen Stoff abgeben. Sie nannten diesen Stoff Phlogiston. Wer die Phlogistontheorie erfand und durch welche Theorie die Phlogistontheorie abgelöst wurde, sehen wir uns nun genauer an.

Was ist Phlogiston? – Definition

Phlogiston ist ein hypothetischer Stoff. Ende des 17. Jahrhunderts vermutete man, dass alle brennbaren Körper dieses Phlogiston enthalten. Die Phlogistontheorie war geboren. Doch schon im 18. Jahrhundert konnte diese Theorie widerlegt werden. Heute gelten die damaligen Annahmen bezüglich der Existenz von Phlogiston als wissenschaftlicher Irrtum.

Was ist die Phlogistontheorie?

Die Phlogistontheorie sollte den Verbrennungsprozess erklären. Man ging dabei von der Existenz eines grundlegenden Elements namens Phlogiston aus, das bei der Verbrennung aus allen brennbaren Stoffen entweicht und bei Erwärmung in die Stoffe eindringt.

Was ist Phlogiston? Symbol

Aber wer hat das Phlogiston eigentlich entdeckt? Die Phlogistontheorie wurde durch Georg Ernst Stahl eingeführt. Die Grundlagen dazu stammen jedoch aus einem Werk, das von Johann Joachim Becher veröffentlicht wurde.

Der Inhalt der Phlogistontheorie lautet zusammengefasst wie folgt: Phlogiston ist in ungleichen Teilen in allen Stoffen enthalten. Es fördert die Verbrennung, die Oxidation von reinen Metallen, die Gärung von organischen Stoffen und die Verwesung von Pflanzen und Tieren. Sehr viel Phlogiston enthalten Stoffe, die rückstandslos verbrennen (z. B. Kohle oder Schwefel). Metalle, wie zum Beispiel Kupfer oder Zinn, enthalten weniger Phlogiston, da sie sich bei Verbrennung in erdige, salzartige Stoffe umwandeln.

Stärken und Grenzen der Phlogistontheorie

Die Auswirkungen der Phlogistontheorie waren damals groß. Damit konnten endlich viele chemische Prozesse, wie Redoxreaktionen, Säuren, Basen oder Salze, systematisch untersucht und verstanden werden. Zum Beispiel blieb lange ungeklärt, weshalb eine Kerze in einem abgeschlossenen Gefäß nach einer gewissen Zeit erlischt. Die Phlogistontheorie brachte die Lösung: Luft kann nur eine bestimmte Menge an Phlogiston aufnehmen. Nach einer gewissen Zeit ist sie sozusagen gesättigt mit Phlogiston und der Verbrennungsvorgang der Kerze bricht ab.

Auch bei der Verbrennung von organischen Stoffen schien die Phlogistontheorie Sinn zu ergeben, da diese meist mit einer Reduzierung des Gewichts einhergehen. Als Beispiel dazu: Eine Pflanze nimmt Phlogiston auf und hat dann ein bestimmtes Gewicht. Verbrennt man die Pflanze nun, entweicht das Phlogiston wieder und die verbrannten Reste sind leichter als die Pflanze vor der Verbrennung. Diese Erklärung funktionierte auch bei einigen Nichtmetallen.

Aber warum ist die Phlogistontheorie falsch? Es gab einige Bereiche, in denen die Phlogistontheorie jedoch an ihre Grenzen stieß. Vor allem bei der Verbrennung von Metallen gelang es lange nicht, eine Erklärung dafür zu finden, wieso Metalle nach der Verbrennung ein höheres Gewicht aufweisen.

Widerlegung der Phlogistontheorie und Ablösung durch die Oxidationstheorie

Im Jahr 1771 führte ein deutsch-schwedischer Apotheker namens Carl Wilhelm Scheele diverse Verbrennungsexperimente durch. Dabei entdeckte er, dass Luft aus Feuerluft (Sauerstoff) und verdorbener Luft (Stickstoff) besteht.

Fast zeitgleich, im Jahr 1774, führte ein Wissenschaftler namens Joseph Priestly ein weiteres bedeutsames Experiment durch. Er erhitzte dabei Quecksilberoxid. Es entstand ein Gas, das den Verbrennungsprozess weitaus stärker förderte, als dies die normale Luft konnte. Er bezeichnete es als dephlogisierte Luft. Außerdem stellte er fest, dass dieses unbekannte Gas das gleiche Gas sein muss, dass von Pflanzen abgegeben wird. Joseph Priestley gilt übrigens auch als Entdecker der Fotosynthese.

Antoine Lavoisier, ein französischer Wissenschaftler, hat von Priestleys Experiment mit Quecksilberoxid gehört. Er entschied sich dazu, dieses Experiment in einer etwas abgewandelten Form zu wiederholen. In seinem Versuch erhitzte er dabei Quecksilber, bis Quecksilberoxid entstanden war. Lavoisier stellte fest, dass sich die Menge an Gas in dem verschlossenen Gefäß verringert hatte. Offensichtlich hat das Quecksilber das Gas in sich aufgenommen. Anschließend erhitze Lavoisier das Quecksilberoxid und musste feststellen, dass genau dieselbe Menge an Gas, die vorher aufgenommen worden war, wieder abgegeben wurde.

Durch dieses Experiment gelang Antoine Lavoisier die Widerlegung der Phlogistontheorie. Für ihn war nun klar: Verbrennungen haben nichts mit Phlogiston zu tun. Das entdeckte Gas muss ein völlig neues chemisches Element sein, das er oxygène nannte. Dieses Gas ist heute als Sauerstoff $(\ce{O2})$ bekannt.

Lavoisier: Phlogistontheorie einfach erklärt

Der damalige Oxidationsbegriff nach Lavoisier lautete in etwa so: Eine Oxidation stellt die Reaktion eines Stoffs mit Sauerstoff dar. Es entstehen Oxide. Bei der Verbrennung in der Chemie findet eine Reaktion mit Sauerstoff statt und Sauerstoff fördert Verbrennungen. Aufgrund dieser und vieler weiterer Entdeckungen ist Antoine Lavoisier heute als Vater der modernen Chemie bekannt.

Entdeckung des Sauerstoffs – Überblick

In diesem Abschnitt wollen wir uns die Entwicklung und die Vorstellungen rund um das Thema Sauerstoff nochmals in einem zeitlichen Ablauf ansehen.

Wann? Wer? Theorie
Bis ins 17. Jahrhundert Alchemisten Alchemie: Die Vier-Elemente-Lehre besagt, dass alles aus den Grundelementen Feuer, Wasser, Luft und Erde besteht.
Ende des 17. Jahrhunderts Georg Ernst Stahl und diverse Phlogistoniker Phlogistontheorie: Phlogiston ist in allen Stoffen enthalten und entweicht bei Verbrennung.
Im Jahr 1771 Carl Wilhelm Scheele Entdeckung der Feuerluft und der verdorbenen Luft
Im Jahr 1774 Joseph Priestly Entdeckung der dephlogisierten Luft.
Im Jahr 1785 Antoine Lavoisier Oxidationstheorie: Widerlegung der Phlogistontheorie und Benennung des Sauerstoffs als oxygène.

Als Entdecker des Sauerstoffs werden sowohl Carl Wilhelm Scheele und Joseph Priestley, aber auch Antoine Lavoisier gerne genannt.

Dieses Video

Frühe Chemiker gingen davon aus, dass Stoffe bei ihrer Verbrennung einen anderen Stoff abgeben. Sie nannten diesen Stoff Phlogiston. Durch präzise und gut geplante Experimente konnte am Ende des 18. Jahrhunderts nachgewiesen werden, dass eine Verbrennung anders funktioniert. Stoffe, die verbrannten, wurden schwerer. Sie haben also etwas aufgenommen. Das, was sie aufnahmen, wurde als Oxygen, auch als Sauerstoff bekannt, bezeichnet.

Zur Festigung deines Wissens stehen Übungsaufgaben zum Phlogiston zur Verfügung. Viel Spaß!

Transkript Frühe Entdeckung in der Chemie – Phlogiston vs. Sauerstoff

Als Joseph Priestly 1774 den Sauerstoff entdeckte, war ihm noch nicht bewusst, was er getan hatte. Seine Forschung wurde damals durch die Ansicht erschwert, dass alle brennbaren Stoffe eine Substanz enthielten, das Phlogiston. Aber Priestley sollte bald auf einen französischen Chemiker treffen, der seine Entdeckung unterstützte und so einen Meilenstein in der Chemie setzen. Antoine Lavoisier hatte für seine Experimente einen völlig anderen Ansatz. Er besaß das beste Labor Europas und arbeitete fanatisch präzise. Er führte sehr sorgfältige Messungen durch, insbesondere von der Masse von Stoffen vor und nach einer chemischen Reaktion. Er richtete sein Augenmerk auf das Wiegen von Stoffen, wie zum Beispiel Zinn, bevor und nachdem er sie erhitzte. Falls Stoffe beim Verbrennen Phlogiston abgäben, wie man allgemein annahm, müsste das Zinn an Masse verlieren. Aber Lavoisier stellte fest, dass Zinn beim Erhitzen sogar an Masse gewann. Er behauptete also, dass Zinn beim Erhitzen kein Phlogiston abgibt, sondern ein Gas aufnimmt. Nachdem er von Priestleys Experiment mit Quecksilberoxid gehört hatte, wiederholte Lavoisier dieses Experiment. Allerdings rückwärts. Er erhitze Quecksilber, bis Quecksilberoxid entstanden war. Hierbei stellte er fest, dass sich die Menge an Gas in dem verschlossenen Gefäß verringert hatte. Es war vom Quecksilber aufgenommen worden. Anschließend erhitze er das Quecksilberoxid und stellte fest, dass genau dieselbe Menge an Gas, die vorher aufgenommen worden war, wieder abgegeben wurde. Er kam zu dem Schluss, dass Verbrennen nichts mit Phlogiston zu tun hatte. Das entdeckte Gas war ein völlig neues chemisches Element. Er nannte es "oxygène". Heute bekannt als Sauerstoff. So konnte, Ende des 18. Jahrhunderts, die Existenz des mythischen Phlogiston endlich widerlegt werden. Das bis heute gültige Konzept der chemischen Elemente war geboren und Lavoisier wurde als Vater der modernen Chemie bekannt.

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