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Joseph Priestley scopre l'ossigeno

Joseph Priestley scopre l'ossigeno

In questo giorno del 1774, il ministro britannico dissidente Joseph Priestly, autore di Osservazioni sulla libertà civile e la natura e la giustizia della guerra con l'America, scopre l'ossigeno mentre presta servizio come tutore ai figli del simpatizzante americano William Petty, II conte di Shelburne, a Bowood House nel Wiltshire, in Inghilterra.

Joseph Priestley condivideva la filosofia religiosa e politica liberale di molti dei leader rivoluzionari americani, tra cui Benjamin Franklin, John Adams e Thomas Jefferson, che divennero tutti suoi amici e corrispondenti. Priestley incontrò per la prima volta Franklin mentre entrambi vivevano a Londra durante il 1760. Entrambi erano uomini del Rinascimento con una reputazione consolidata come scienziati e filosofi politici e hanno intrapreso un'amicizia duratura. Nel 1774, Franklin e Priestley parteciparono al primo sermone unitariano tenuto nella prima chiesa unitaria fondata a Londra. L'unitarismo si è evoluto da una tradizione cristiana dissenziente che negava il concetto della Trinità e della divinità di Cristo. Gli unitari invece credevano che Dio fosse un essere e che Cristo fosse un portavoce umano della verità di Dio. Priestley era nato in una famiglia dissidente (non anglicana protestante) e gradualmente trovò la sua strada verso l'Unitarismo all'inizio degli anni 1760. Le opinioni di Franklin erano molto simili e in sintonia con gli Unitari, ma non si unì mai a una congregazione Unitaria.

Sebbene vivesse ancora in Inghilterra, Priestley approvò sia la rivoluzione americana che quella francese, scrivendo opuscoli a sostegno di ciascuna. Nel secondo anniversario del giorno della Bastiglia, una folla a Birmingham, in Inghilterra, ha bruciato la casa di Priestley, incluso il suo laboratorio scientifico di prima classe e la chiesa unitaria dove predicava. Come risultato dell'attacco, decise che non poteva più vivere in Inghilterra ed emigrò negli Stati Uniti nel 1794.

Priestley si stabilì a Northumberland, in Pennsylvania, dove visse fino alla sua morte nel 1804. Mentre era lì, Priestley fondò la prima chiesa unitaria a Filadelfia, dove l'allora vicepresidente John Adams assisteva ai suoi sermoni.


La scoperta dell'ossigeno e la rivoluzione chimica di Joseph Priestley

La duratura reputazione di Priestley nella scienza è fondata sulla scoperta che fece il 1 agosto 1774, quando ottenne un gas incolore riscaldando l'ossido di mercurio rosso. Scoprendo che una candela brucerebbe e che un topo prospererebbe in questo gas, lo chiamò "aria deflogistica", basandosi sulla convinzione che l'aria ordinaria si saturasse di flogisto una volta che non poteva più sostenere la combustione e la vita. Priestley non era ancora sicuro, tuttavia, di aver scoperto una "nuova specie di aria". Nell'ottobre successivo accompagnò il suo mecenate Shelburne in un viaggio attraverso Belgio, Olanda, Germania e Francia, dove a Parigi informò il chimico francese Antoine Lavoisier come aveva ottenuto la nuova "aria". Questo incontro tra i due scienziati è stato molto significativo per il futuro della chimica. Lavoisier ripeté subito gli esperimenti di Priestley e, tra il 1775 e il 1780, condusse intense indagini dalle quali derivò la natura elementare dell'ossigeno, lo riconobbe come il principio “attivo” nell'atmosfera, ne interpretò il ruolo nella combustione e nella respirazione, e gli diede il nome . Le dichiarazioni di Lavoisier sull'attività dell'ossigeno rivoluzionarono la chimica.

Priestley non accettò tutte le conclusioni di Lavoisier e continuò, in particolare, a sostenere la teoria del flogisto. Convinto che i chimici francesi stessero imponendo le loro convinzioni alla comunità scientifica in modi simili all'"istituzione" anglicana del dogma religioso e politico, le tendenze dissidenti di Priestley rafforzarono la sua opposizione al "nuovo sistema di chimica" di Lavoisier. Per chiarire la sua posizione, nel 1800 pubblicò un sottile opuscolo, Stabilita la dottrina del flogisto e confutata quella della composizione dell'acqua, che ampliò fino alla lunghezza del libro nel 1803. Il Dottrina di Flogisto fornì un resoconto dettagliato di quelle che riteneva essere le carenze empiriche, teoriche e metodologiche della teoria dell'ossigeno. Priestley ha chiesto un approccio paziente, umile e sperimentale all'infinita creazione di Dio. La chimica poteva sostenere la pietà e la libertà solo se evitava teorizzazioni speculative e incoraggiava l'osservazione della creazione benevola di Dio. La teoria del flogisto è stata sostituita dalla teoria dell'ossidazione della combustione e della respirazione di Lavoisier.


Joseph Priestley: l'uomo che scoprì l'ossigeno

Uno dei padri fondatori della chimica, Joseph Priestley (1733-1804) si è imbattuto nella fotosintesi, è accreditato della scoperta dell'ossigeno e ci ha portato accidentalmente l'acqua gassata. È stato anche membro del predecessore del BRLSI, la Bath Philosophical Society.

Joseph Priestley (foto: Wikipedia)

Il 2004 ha segnato il duecentesimo anniversario della morte di Joseph Priestley, uno degli scienziati più influenti e colorati del diciottesimo secolo. Aveva un legame con Bath da quando era membro della Bath Philosophical Society, un precursore del BRLSI, quando viveva e lavorava alla Bowood House a Calne, nel Wiltshire. Lì era il bibliotecario e il guru scientifico di Lord Shelburne, il primo marchese di Lansdowne, e fu qui che identificò per la prima volta l'ossigeno. È per questa scoperta che oggi è ricordato meglio.

Priestley nacque a Birstal Fieldhead vicino a Leeds il 13 marzo 1733, figlio maggiore di un sarto. Sua madre morì quando lui aveva sette anni e sua zia lo allevò principalmente. Fu educato per il ministero dissenziente e trascorse gran parte della sua vita sia come insegnante che come predicatore. Priestley era un vero eclettico, scriveva libri e articoli su teologia, storia, educazione, estetica e politica, oltre che sulla scienza. Durante la sua vita era noto sia per le sue opinioni sulla teologia e sulla politica che per il suo lavoro nel campo della scienza.

Priestley sposò Mary Wilkinson nel 1762. Era la figlia di Isaac e sorella di John e William Wilkinson. Tutti e tre gli uomini erano eminenti maestri del ferro nel diciottesimo secolo.

I suoi interessi scientifici iniziarono intorno alla metà degli anni 1760. Fu durante questo periodo che iniziò a scrivere il suo libro Storia e stato attuale dell'elettricità. Per questo lavoro ha ricevuto l'aiuto di diverse persone. Questi includevano Benjamin Franklin (l'accademico, politico e scienziato americano che era presente alla firma della Dichiarazione di indipendenza americana), William Watson (un farmacista che viveva a Bath ed era anche membro della Bath Philosophical Society, era anche un amico di William Herschel) e John Canton (un altro scienziato nato nel paese occidentale a Stroud a Gloucester in onore del quale l'Istituto di Fisica ha recentemente eretto una targa blu sulla sua scuola a Stroud).

Durante la scrittura del libro ha effettuato diversi esperimenti. Tra questi c'era un'ingegnosa dimostrazione della legge dell'inverso del quadrato dell'elettrostatica. Questa è generalmente nota come legge di Coulomb, ma l'opera di Priestley in realtà precede quella di Coulomb di quasi vent'anni. Principalmente a causa del suo lavoro sull'elettricità, fu eletto Fellowship of the Royal Society nel 1766.

In parte a causa di problemi finanziari derivanti dalle sue crescenti responsabilità familiari, Priestley si dimise dall'incarico di insegnante per diventare ministro della Mill-Hill Chapel, che era una delle principali congregazioni presbiteriane di Leeds. Fu qui che completò Storia e stato attuale dell'elettricità (1767) e scrisse anche la Storia dell'ottica (1772). Mentre viveva e lavorava a Leeds, divenne un membro fondatore della Leeds Library, divenendone sia il segretario che in seguito il presidente. Nel 1989 la Biblioteca di Leeds ha avuto un ruolo di primo piano nella creazione dell'Associazione delle biblioteche indipendenti, alla quale appartiene anche il BRLSI.

La Biblioteca di Leeds contiene importante materiale d'archivio sul tempo di Priestley lì. Fu mentre si trovava a Leeds che iniziò le sue più importanti ricerche scientifiche, cioè quelle legate alla natura e alle proprietà dei gas. Una bizzarra conseguenza di ciò è che Priestley può affermare di essere il padre dell'industria delle bevande analcoliche. Ha trovato una tecnica per sciogliere l'anidride carbonica nell'acqua per produrre un piacevole gusto "frizzante". Più di cento anni dopo, il signor Bowler di Bath ne trasse vantaggio quando formò la sua industria delle bevande analcoliche.

Scoperta dell'ossigeno

Priestley entrò al servizio del conte di Shelburne nel 1773 e fu mentre era in questo servizio che scoprì l'ossigeno. In una classica serie di esperimenti usò la sua "lente bruciante" da 12 pollici per riscaldare l'ossido di mercurio e osservò che veniva emesso un gas straordinario. Nel suo articolo pubblicato nelle Philosophical Transactions of the Royal Society nel 1775 si riferisce al gas come segue: "questa aria è di natura esaltata... Una candela bruciava in quest'aria con una straordinaria forza di fiamma e un po' di legno rovente scoppiettava e bruciava con prodigiosa rapidità, esibendo un aspetto simile a quello del ferro che risplendeva di un calore bianco e lanciava scintille in tutte le direzioni. Ma per completare la prova della qualità superiore di quest'aria, vi introdussi un topo e in una quantità in cui, se fosse stata aria comune, sarebbe morta in circa un quarto d'ora, viveva in due tempi diversi, un'ora intera, e veniva portata fuori abbastanza vigorosa."

Sebbene l'ossigeno fosse la sua scoperta più importante, Priestley descrisse anche l'isolamento e l'identificazione di altri gas come ammoniaca, anidride solforosa, protossido di azoto e biossido di azoto.

Nel 1780 il rapporto di lavoro tra Priestley e il conte di Shelburne si era alquanto raffreddato e decise di trasferirsi con la sua famiglia a Birmingham, dove divenne predicatore alla New Meeting House. Questa era una delle congregazioni più liberali in Inghilterra. Per Priestley il suo periodo a Birmingham è stato tra i più felici della sua vita.

Ben presto fu coinvolto nella Lunar Society, un piccolo gruppo di accademici, scienziati e industriali con interessi di vasta portata che furono importanti nel guidare la rivoluzione industriale in Inghilterra. La Lunar Society è stata così chiamata perché i suoi membri si sono incontrati alla luna piena, facilitando così il viaggio a casa al buio dopo le riunioni. I membri della Lunar Society includevano Matthew Boulton, Erasmus Darwin (nonno di Charles e anche un pioniere nella teoria dell'evoluzione), James Watt e Josiah Wedgwood.

Sebbene Priestley abbia svolto un ruolo attivo nella Società Lunare, i suoi interessi si sono rivolti sempre più alla teologia. Divenne un dissidente attivo con critiche esplicite alla chiesa stabilita. Erano tempi pericolosi per essere vivi con la Rivoluzione francese (1789-91), che Priestley sostenne, inviando onde d'urto in tutta Europa. Nel 1791, nel secondo anniversario della presa della Bastiglia, una folla di "Chiesa e Re" a Birmingham distrusse la New Meeting House, nonché la casa e il laboratorio di Priestley. È riuscito a malapena a salvarsi la vita e la maggior parte della sua attrezzatura e dei suoi dischi sono andati persi. Priestley si unì brevemente a un gruppo dissidente a Londra ad Hackney, ma dopo aver rinnovato il vetriolo contro di lui e la sua famiglia emigrò negli Stati Uniti d'America nel 1794.

Fu accolto calorosamente in America e gli offrì la cattedra di chimica all'Università della Pennsylvania, fondata da Benjamin Franklin. Priestley rifiutò e si stabilì nel Northumberland, in Pennsylvania, in un'area destinata agli emigrati britannici in fuga dalle persecuzioni politiche. Fece amicizia con Thomas Jefferson, che divenne presidente degli Stati Uniti nel 1800. Tuttavia, gli ultimi anni di Priestley furono tristi e soli, il suo figlio prediletto morì nel 1795 e sua moglie un anno dopo. Morì lui stesso il 5 febbraio 1804 all'età di settantuno anni ed è sepolto nel Northumberland dove la sua casa è stata ora trasformata in museo.

Priestley dovrebbe essere incluso in qualsiasi pantheon di scienziati. Il bicentenario della sua morte è un momento opportuno per rivalutare la sua vita e la sua opera e durante l'anno sono previsti diversi eventi. Possedeva enormi capacità scientifiche e originalità di pensiero oltre ad avere il coraggio di promuovere visioni impopolari. Era un uomo di rara intuizione e talento.

Il dottor Peter J. Ford
Dipartimento di Fisica, Università di Bath


Lavorare in elettricità

L'interesse di Priestley per la scienza si intensificò nel 1765, quando incontrò lo scienziato e statista americano Benjamin Franklin, che lo incoraggiò a pubblicare La storia e lo stato attuale dell'elettricità, con esperimenti originali (1767). In questo lavoro, Priestley ha usato la storia per dimostrare che il progresso scientifico dipendeva più dall'accumulo di "fatti nuovi" che chiunque poteva scoprire che dalle intuizioni teoriche di pochi uomini di genio. La preferenza di Priestley per i "fatti" rispetto alle "ipotesi" nella scienza era coerente con la sua convinzione dissenziente che pregiudizi e dogmi di qualsiasi tipo presentassero ostacoli all'indagine individuale e al giudizio privato.

Questa visione della metodologia scientifica ha plasmato gli esperimenti elettrici di Priestley, in cui ha anticipato la legge del quadrato inverso dell'attrazione elettrica, ha scoperto che il carbone di legna conduce elettricità e ha notato la relazione tra elettricità e cambiamento chimico. Sulla base di questi esperimenti, nel 1766 fu eletto membro della Royal Society di Londra. Questa linea di ricerca lo ha ispirato a sviluppare "un campo più ampio di esperimenti originali" in aree diverse dall'elettricità.


Alla scoperta dell'ossigeno: una breve storia

Poiché ci sono tre diversi ragazzi morti che si contendono regolarmente il merito per aver scoperto l'ossigeno, abbiamo organizzato una piccola competizione amichevole per stabilire quale di questi grandi uomini meriti il ​​titolo di O-master. Nel valutare i contendenti, vedremo quando hanno isolato l'ossigeno e come i loro esperimenti hanno favorito la nostra comprensione dell'elemento. Oltre a vantarsi, il vincitore porta a casa un miliardo di litri di ossigeno.

Concorrente 1: Carl Wilhelm Scheele

Nazionalità: svedese
Occupazione: farmacista

Il più grande successo: Nel 1772, fu la prima persona a trovare un modo - in realtà un paio di modi - per isolare l'ossigeno. Scoprì che l'ossido di mercurio, il carbonato d'argento, il nitrato di magnesio e il nitrato di potassio emettevano tutti lo stesso gas quando riscaldati. Scheele ha soprannominato l'elemento misterioso "aria di fuoco" perché ha notato che produceva scintille quando veniva a contatto con la polvere di carbone.

Altro più grande successo: Cloro scoperto

Il più grande difetto:

Cattivo tempismo. Scheele non pubblicò la sua scoperta fino al 1777, in un trattato chiamato Osservazioni chimiche ed esperimenti su aria e fuoco. A quel tempo, Joseph Priestley aveva già scritto un documento che descriveva le sue scoperte e aveva pubblicato l'esauriente Esperimenti e osservazioni in onda. Lavoisier aveva anche isolato con successo il gas. Poiché Scheele ha aspettato così tanto tempo per spargere la voce, il suo esperimento rivoluzionario è stato spesso trascurato da altri scienziati, guadagnandosi il soprannome di "Hard Luck Scheele".

Contender 2: Joseph Priestley

Nazionalità: Britannico

Occupazione: Ministro radicale unitario

Il più grande traguardo: Nel 1771, Priestley notò che un topo in un barattolo sigillato alla fine sarebbe crollato. Ha quindi provato a far scivolare un rametto di menta all'interno e si è reso conto che la pianta ha magicamente rianimato il suo soggetto. Rendendosi conto che le piante facevano qualcosa per rinfrescare l'aria, scrisse al suo amico Benjamin Franklin, dicendo che sperava che la sua scoperta avrebbe impedito alle persone di abbattere così tanti alberi.

Priestley in realtà non isolò questo gas misterioso fino al 1 agosto 1774, quando riscaldò della polvere di ossido di mercurio e scoprì che emetteva un gas che poteva riaccendere un tizzone ardente. Ha raccolto grandi quantità di gas e ha provato a respirarlo da solo. Dopo alcuni tiri, Priestley fu agganciato. Dichiarò: "Il mio seno si è sentito particolarmente leggero e facile per qualche tempo dopo".

Altro più grande successo: Ha inventato l'acqua di seltz

Il più grande difetto: Priestley non avrebbe lasciato andare la teoria del flogisto - un'ipotesi pazzesca che sosteneva che la combustione fosse alimentata da una sostanza invisibile chiamata flogisto. Priestley credeva che il suo gas misterioso supportasse la combustione perché era puro e poteva assorbire il flogisto rilasciato dalle sostanze che bruciano. Ecco perché stava spingendo per chiamare l'ossigeno "aria deflogisticata".

Contender 3: Antoine Laurent Lavoisier

Nazionalità: francese

Occupazione: Contadino/Commissario della Royal Gunpowder and Saltpeter Administration

Il più grande successo: Lavoisier ha sfatato la teoria del flogisto. Fino ad allora, gli scienziati non riuscivano a spiegare perché lo stagno aumentasse di peso quando veniva bruciato se rilasciava flogisto, avrebbe dovuto perdere peso. Lavoisier si rese conto che non c'era modo che il flogisto potesse avere una massa negativa e decise di dimostrare che la combustione era causata da qualcos'altro. Riscaldò Mercurio finché non si formò il calcare, quindi riscaldò il calcare finché non emise un gas limpido. Lavoisier realizzò che la combustione era il risultato di una reazione chimica con questo gas, non un elemento misterioso infiammabile chiamato flogisto. Ha soprannominato il gas "ossigeno" - un nome che si riferiva alla sua capacità di creare acidi.

Altro più grande successo: Ha aiutato a stabilire questa cosa chiamata sistema metrico, che alcune persone presumibilmente usano.

Il più grande difetto: Lavoisier potrebbe essere stato colui che ha nominato l'ossigeno, e per questo, siamo grati (nessuno sarebbe stato catturato morto in un bar deflogistico). Tuttavia, non fu il primo a isolare il gas oa riconoscere le sue proprietà uniche. I suoi metodi non erano nemmeno originali. In effetti, Lavoisier era stato in contatto sia con Priestley che con Scheele e aveva preso in prestito dai loro esperimenti.

E l'O-Master è.

Questo lo diamo a Joseph Priestley. Sebbene ottenga punti per la pubblicazione per primo, la sua vera svolta è stata la realizzazione che le piante emettono ossigeno. Questa scoperta ha permesso ai futuri scienziati di comprendere la respirazione cellulare e la fotosintesi, entrambe assolutamente essenziali per la vita sulla Terra. Stiamo anche dando punti a Priestley per aver riconosciuto il potenziale commerciale dell'ossigeno quando ha anticipato che l'aria pura potrebbe essere un successo alle feste. Abbastanza sicuro, oltre 200 anni dopo, le barre di ossigeno sono diventate una cosa!

Quindi la prossima volta che fai un respiro (si spera presto), pensa a Joseph Priestley e al suo iconico esperimento, che ha avuto luogo esattamente 238 anni fa oggi.


Londra (1767–73)

Il primo ritratto conosciuto di Priestley, noto come il ritratto “Leeds” (c. 1763) Ad eccezione della sua appartenenza al Comitato della Biblioteca di Leeds, Priestley non era attivo nella vita sociale della città. [40]

Forse spinto dalla cattiva salute di Mary Priestley, o dai problemi finanziari, o dal desiderio di mettersi alla prova con la comunità che lo aveva rifiutato nella sua infanzia, Priestley si trasferì con la sua famiglia da Warrington a Leeds nel 1767, e divenne Mill Hill Chapel 8217 ministro. Due figli nacquero dai Priestley a Leeds: Joseph junior il 24 luglio 1768 e William tre anni dopo. Theophilus Lindsey, rettore a Catterick, nello Yorkshire, divenne uno dei pochi amici di Priestley a Leeds, di cui scrisse: "Non ho mai scelto di pubblicare nulla di importante relativo alla teologia, senza consultarlo". ] Sebbene Priestley avesse una famiglia allargata che viveva intorno a Leeds, non sembra che comunicassero. Schofield ipotizza che lo considerassero un eretico. [42] Ogni anno Priestley si recava a Londra per consultarsi con il suo caro amico ed editore, Joseph Johnson, e per partecipare alle riunioni della Royal Society. [43]

Ministro di Mill Hill Chapel

Priestley ci stava lavorando Istituti di Religione Naturale e Rivelata dai tempi di Daventry.

Quando Priestley divenne il suo ministro, Mill Hill Chapel era una delle congregazioni dissenzienti più antiche e rispettate in Inghilterra, tuttavia, all'inizio del XVIII secolo la congregazione si era fratturata lungo linee dottrinali e stava perdendo membri a favore del carismatico movimento metodista. [44] Priestley credeva che educando i giovani, avrebbe potuto rafforzare i legami della congregazione. [45]

Nel suo magistrale tre volumi Istituti di Religione Naturale e Rivelata (1772-74), [46] Priestley ha delineato le sue teorie sull'istruzione religiosa. Ancora più importante, ha esposto la sua fede nel socianismo. Le dottrine che ha spiegato sarebbero diventate gli standard per gli Unitari in Gran Bretagna. Questo lavoro ha segnato un cambiamento nel pensiero teologico di Priestley che è fondamentale per comprendere i suoi scritti successivi: ha aperto la strada al suo materialismo e necessitarianesimo (la convinzione che un essere divino agisca in conformità con le necessarie leggi metafisiche). [47]

Il principale argomento di Priestley nel Istituti era che le uniche verità religiose rivelate che potevano essere accettate erano quelle che corrispondevano alla propria esperienza del mondo naturale. Poiché le sue opinioni sulla religione erano profondamente legate alla sua comprensione della natura, il teismo del testo si basava sull'argomento del progetto. [48] ​​Il Istituti ha scioccato e spaventato molti lettori, principalmente perché ha sfidato le ortodossie cristiane di base, come la divinità di Cristo e il miracolo della nascita della Vergine. I metodisti di Leeds scrissero un inno chiedendo a Dio di "espellere il demonio unitario / e di ricacciare la sua dottrina all'inferno". [49] Priestley voleva riportare il cristianesimo alla sua forma "primitiva" o "pura" eliminando le “corruzioni” che si erano accumulate nel corso dei secoli. La quarta parte del Istituti, Una storia delle corruzioni del cristianesimo, divenne così lungo che fu costretto a emetterlo separatamente nel 1782. Priestley credeva che il Corruzioni è stata "l'opera più preziosa" che abbia mai pubblicato. Nel chiedere ai suoi lettori di applicare la logica delle scienze emergenti e della storia comparata alla Bibbia e al cristianesimo, ha alienato sia i lettori religiosi che quelli scientifici: i lettori scientifici non hanno apprezzato vedere la scienza usata nella difesa della religione e i lettori religiosi hanno respinto l'applicazione della scienza alla religione. [50]

Controversista religioso

Priestley si impegnò in numerose guerre di opuscoli politici e religiosi. Secondo Schofield, «entrava in ogni controversia con l'allegra convinzione di avere ragione, mentre la maggior parte dei suoi avversari era convinta, fin dall'inizio, che avesse torto intenzionalmente e maliziosamente. Fu in grado, quindi, di contrastare la sua dolce ragionevolezza con il loro rancore personale.” [51] Tuttavia, come sottolinea Schofield, Priestley raramente cambiò la sua opinione a seguito di questi dibattiti. [51] Mentre era a Leeds, scrisse opuscoli controversi sulla Cena del Signore e sulla dottrina calvinista furono pubblicate migliaia di copie, rendendole alcune delle opere più lette di Priestley. [52]

Priestley ha fondato il Deposito teologico nel 1768, rivista impegnata nell'indagine aperta e razionale delle questioni teologiche. Sebbene avesse promesso di stampare qualsiasi contributo, solo autori che la pensano allo stesso modo hanno inviato articoli. Fu quindi obbligato a fornire lui stesso gran parte del contenuto della rivista (questo materiale divenne la base per molti dei suoi successivi lavori teologici e metafisici). Dopo pochi anni, per mancanza di fondi, fu costretto a cessare la pubblicazione della rivista. [53] Lo fece rivivere nel 1784 con risultati simili. [54]

Difensore dei dissidenti e filosofo politico

Molti degli scritti politici di Priestley sostenevano l'abrogazione dei Test and Corporation Acts, che limitavano i diritti dei dissidenti. Non potevano ricoprire cariche politiche, servire nelle forze armate o frequentare Oxford e Cambridge a meno che non aderissero ai Trentanove Articoli della Chiesa d'Inghilterra. I dissidenti hanno ripetutamente chiesto al Parlamento di abrogare gli Atti, sostenendo di essere trattati come cittadini di seconda classe. [56]

Gli amici di Priestley, in particolare altri dissidenti razionali, lo esortarono a pubblicare un lavoro sulle ingiustizie subite dai dissidenti il ​​risultato fu il suo Saggio sui Primi Principi di Governo (1768). [57] Uno dei primi lavori della moderna teoria politica liberale e il trattamento più completo di Priestley sull'argomento, esso, cosa insolita per l'epoca, distingueva con precisione i diritti politici dai diritti civili e sosteneva ampi diritti civili. Priestley ha identificato sfere private e pubbliche separate, sostenendo che il governo dovrebbe avere il controllo solo sulla sfera pubblica. L'istruzione e la religione, in particolare, sosteneva, erano questioni di coscienza privata e non dovevano essere amministrate dallo Stato. Il successivo radicalismo di Priestley emerse dalla sua convinzione che il governo britannico stesse violando queste libertà individuali. [58]

Priestley ha anche difeso i diritti dei dissidenti contro gli attacchi di William Blackstone, un eminente teorico del diritto, il cui Commentari sulle leggi dell'Inghilterra (1765-69) era diventata la guida legale standard. Il libro di Blackstone affermava che il dissenso dalla Chiesa d'Inghilterra era un crimine e che i dissidenti non potevano essere sudditi leali. Furioso, Priestley si è scagliato contro il suo Osservazioni sui commenti del dottor Blackstone (1769), correggendo l'interpretazione di Blackstone della legge, la sua grammatica (un argomento altamente politicizzato all'epoca) e la storia. [59] Blackstone, castigato, alterò le successive edizioni del suo commenti: ha riformulato i passaggi offensivi e rimosso le sezioni sostenendo che i dissidenti non potevano essere sudditi leali, ma ha mantenuto la sua descrizione del dissenso come un crimine. [60]

Filosofo naturale: elettricità, Otticae acqua gassata

Sebbene Priestley sostenesse che la filosofia naturale fosse solo un hobby, la prese sul serio. Nel suo Storia dell'elettricità, ha descritto lo scienziato come promotore della “sicurezza e della felicità dell'umanità”. [61] La scienza di Priestley era eminentemente pratica e raramente si occupava di questioni teoriche il suo modello era Benjamin Franklin. Quando si trasferì a Leeds, Priestley continuò i suoi esperimenti elettrici e chimici (quest'ultimo aiutato da una fornitura costante di anidride carbonica da un birrificio vicino). Tra il 1767 e il 1770, ha presentato alla Royal Society cinque articoli da questi primi esperimenti, i primi quattro articoli hanno esplorato scariche coronali e altri fenomeni legati alle scariche elettriche, mentre il quinto ha riferito sulla conduttività dei carboncini di diverse fonti. Il suo successivo lavoro sperimentale si è concentrato sulla chimica e la pneumatica. [62]

Priestley pubblicò il primo volume della sua progettata storia della filosofia sperimentale, La storia e lo stato attuale delle scoperte relative alla visione, alla luce e ai colori (indicato come suo Ottica), nel 1772. [63] Prestò molta attenzione alla storia dell'ottica e presentò eccellenti spiegazioni dei primi esperimenti di ottica, ma le sue carenze matematiche lo portarono a respingere diverse importanti teorie contemporanee. Inoltre, non includeva nessuna delle sezioni pratiche che avevano fatto il suo Storia dell'elettricità così utile per praticare i filosofi naturali. A differenza del suo Storia dell'elettricità, non era popolare e aveva una sola edizione, sebbene fosse l'unico libro inglese sull'argomento per 150 anni. Il testo scritto frettolosamente ha venduto male il costo della ricerca, della scrittura e della pubblicazione del Ottica convinse Priestley ad abbandonare la sua storia della filosofia sperimentale. [64]

Priestley fu preso in considerazione per la posizione di astronomo nel secondo viaggio di James Cook nei mari del sud, ma non fu scelto. Tuttavia, contribuì in piccola parte al viaggio: fornì all'equipaggio un metodo per produrre acqua gassata, che erroneamente ipotizzò potesse essere una cura per lo scorbuto. Ha poi pubblicato un opuscolo con Istruzioni per l'impregnazione dell'acqua con aria fissa (1772). [65] Priestley non sfruttò il potenziale commerciale dell'acqua gassata, ma altri come J. J. Schweppe ne fecero fortuna. [66] Nel 1773, la Royal Society riconobbe i risultati di Priestley nella filosofia naturale assegnandogli la Medaglia Copley. [67]

Gli amici di Priestley volevano trovargli una posizione finanziariamente più sicura. Nel 1772, spinto da Richard Price e Benjamin Franklin, Lord Shelburne scrisse a Priestley chiedendogli di dirigere l'educazione dei suoi figli e di agire come suo assistente generale. Sebbene Priestley fosse riluttante a sacrificare il suo ministero, accettò la posizione, dimettendosi dalla Mill Hill Chapel il 20 dicembre 1772 e predicando il suo ultimo sermone il 16 maggio 1773. [68]


Altri gas scoperti da Priestley

Priestley isolò e caratterizzò otto gas in tutto compreso l'ossigeno. Questo record non è stato eguagliato né prima né dopo. Nel 1772 Priestley scoprì non meno di quattro nuovi gas. Uno di questi era l'ossido nitrico (NO), sebbene nella sua terminologia fosse chiamato "aria nitrosa", il che può portare a confusione. Ha prodotto il gas dall'azione dell'acido nitrico (chiamato da lui spirito di nitro) su ottone o altri metalli. Questo gas ha svolto un ruolo importante nei suoi primi lavori sulla “bontà” dell'aria. Quando ha aggiunto aria nitrosa all'aria ordinaria in un tubo sopra un bagno d'acqua, si è verificata una riduzione del volume dell'aria di un quinto. Il motivo era che l'ossigeno nell'aria si combinava con l'aria nitrosa per formare biossido di azoto (NO2), che si scioglieva nell'acqua. Priestley eseguì questo test con altri campioni di aria, ad esempio l'aria espirata dal polmone, e scoprì che la riduzione di volume era minore. Ha quindi usato il test per dimostrare che la "bontà" dell'aria era stata ridotta dal polmone. In effetti è stato l'uso di questo test che ha tratto in inganno Lavoisier nelle sue memorie di Pasqua 1775 di cui sopra.

Il gas successivo che Priestley scoprì fu il protossido di azoto (N2O). Chiamò questa "aria nitrosa deflogistica" e la produsse riscaldando la limatura di ferro con acido nitrico. Un'altra scoperta fu il cloruro di idrogeno (HCl), che chiamò "aria acida marina". Questo è stato fatto riscaldando il rame con lo spirito del sale, ma alla fine si è reso conto che l'aria acida marina era semplicemente i fumi dello spirito del sale. Infine nel 1772 produsse monossido di carbonio (CO), che chiamò "aria fissa combinata". Questo è stato fatto riscaldando il carbone. Per qualche tempo questo è stato confuso con “aria infiammabile”, cioè idrogeno, e anche con metano poiché tutti e tre i gas erano infiammabili.

Nel 1773 Priestley scoprì l'ammoniaca (NH3), che chiamò "aria alcalina". Questo è stato preparato dall'azione di acido cloridrico (spirito di sale) su sal ammoniaca [un minerale composto da cloruro di ammonio (NH4Cl)]. Nel 1774 Priestley produsse ossigeno come abbiamo già visto. Nello stesso anno scoprì l'anidride solforosa (SO2), che chiamò "aria al vetriolo". Ciò è stato fatto bruciando zolfo in un recipiente e raccogliendo il gas effluente.

Priestley lavorò anche con altri due gas, ma questi erano stati scoperti da altri. Il primo era l'anidride carbonica (CO2), che era noto come "aria fissa". Questo era stato scoperto da Joseph Black (1728-1799), che lavorava in Scozia. Quando era alla Mill Hill Chapel, Priestley raccolse l'anidride carbonica da un birrificio adiacente dove si sviluppava durante la fermentazione. Lo preparò anche aggiungendo olio di vetriolo (acido solforico H2COSÌ4) a gesso. Infine, Priestley ha lavorato con l'idrogeno (H2) che era chiamato "aria infiammabile". This had previously been discovered by Henry Cavendish (1731–1810), who made it by adding diluted oil of vitriol to steel filings. Priestley observed that when a mixture of inflammable and common air was exploded with an electric spark, the glass vessel “became dewy.” He told Cavendish about this, who later burned large quantities of the two gases and obtained pure water.


The 18th Century Chemist Who Discovered Oxygen and Changed Champagne and Beer Forever

It’s true: We love our bubbles. In 2017, the world guzzled 544 million bottles ($913 million) of Prosecco, 307 million bottles ($5.6 billion) of Champagne, and approximately 550 billion bottles ($661 billion) of beer.

Although fermentation naturally imparts some carbonation to beer and wine (thanks, yeast!), a majority of bubbly beverages are force-carbonated to achieve a precise gas-to-liquid ratio. Their appeal is a scientific mystery. Like spicy foods, carbonation triggers pain receptors in the brain indicating we should turn away from such aggressive attacks on our palates. “But,” Zenit and Javier Rodríguez-Rodríguez write in a recent study, “humans appear to enjoy the mildly irritating effects.”

Though we may not know perché we love spritzy drinks so much, we at least know this: Our current obsession with Spindrift, and much of the world’s thirst for bubbles, is thanks to Joseph Priestley, an 18th-century genius-of-all-trades.

Joseph Priestley’s publication included a how-to diagram for “impregnating water with fixed air.” Source: todayinsci.com

Bubbles: A Brief History

Priestly was a British chemist, theologian, educator, and author who, along with authoring guides to electricity and grammar, and founding Unitarianism, pioneered the scientific study of “airs,” or gases. He is best known for discovering oxygen and inventing carbonated water.

In the early 1770s, Priestley lived near a brewery in Leeds where he conducted various experiments. He noticed that water left above a beer vat acquired a flavor and texture similar to that of mineral spring water, and he called this phenomenon “fixed air.” Though he did not know at the time, fermenting wort was releasing carbon dioxide into the water.

In 1772, Priestley published “Directions for Impregnating Water With Fixed Air,” illustrating how one might force “fixed air” (carbon dioxide) into water, creating effervescence (carbonation) that mimics mineral springs.

Priestley had no plans for commercializing his discovery of carbonation, but another scientist saw the spritzy liquid’s consumer appeal. His name was Johann Jacob Schweppe, and he founded the Schweppes Company in 1793.

Joseph Priestley, 18th-century chemist and theologist, is known for discovering oxygen and inventing soda water.

Bursts of Joy

Of course, Priestly did not invent bubbles themselves. As early as the 18th century B.C., the “Hymn to Ninkasi” detailed the beer-making process. The earliest chemical evidence of beer was discovered inside 2,500-year-old clay drinking vessels in northern Iraq last year.

And as legend has it, a 17th-century French Benedictine monk tasked with removing excess air from his abbey’s Champagne bottles famously tasted the re-fermented wine and declared, “Come quickly brothers, I am drinking stars!” His name? Dom Perignon, the very monk known for improving the méthode champenoise, as well as becoming the namesake of the eponymous Moët and Chandon tête de cuvée.

Indeed, the world had to wait until 1838 for Cagniard de Latour to discover that yeast adds carbonation to beer, and until the 1850s for yeasts to be understood as microbes responsible for alcoholic fermentation. Until then, brewers and vintners considered fermentation an act of the gods.

But, man-made or magic, the pleasures of bubbles are as mysterious today as their origins were centuries ago. Sometimes the best things come out of thin air.


Joseph Priestley

Priestley was born on March 13, 1733, near Leeds, England. Orphaned while young, he lived with his aunt who enrolled him in a rigorous school. He excelled in languages and went on to divinity school at the Dissenting Academy in Daventry. In 1761 Priestley taught at the Warrington Academy in Warrington, England. He instituted a curriculum incorporating science and modern literature that replaced a traditional syllabus based on classical readings.

Priestley was deeply religious and his religious beliefs played a prominent role throughout his life; his ideas evolved from his family’s Calvinist beliefs to unorthodox interpretations of traditional Christian doctrine. In 1762 he was ordained as a minister in the Dissenting church, a group of denominations (including Presbyterian) that opposed the Church of England.

Priestley met American scientist, inventor, and statesman BENJAMIN FRANKLIN in 1766. It was this meeting that catalyzed Priestley’s interest in electricity, one of Franklin’s main areas of study. The discussion with Franklin resulted in Priestley’s first published science book, History of Electricity, in 1767. During this time he became a member of the Royal Society because of his findings on electricity.

Priestley then focused his research on gases and their properties. At a nearby brewery, he noticed that certain gases were given off during fermentation, which led to his work with carbon dioxide. He identified its fire ­extinguishing capabilities and found that it could be dissolved under pressure in water. Thus soda water was invented. He also studied the air quality around factories. Drawing on his previous work in electricity, Priestley found he could initiate chemical reactions that released gases. By sending electric charges through various compounds or by heating them, he isolated many new gases. Previously only three gases, hydrogen, carbon dioxide, and air (thought to be an element at that time), had been described, but during his lifetime Priestley identified nitrous oxide, sulfur dioxide, hydrogen chloride, and ammonia.

His use of a pneumatic trough in the early 1770s enabled him to collect gases released during reactions. He substituted mercury in the trough to capture gases that were soluble in water.

In 1774 Priestley began experiments that led to his discovery of oxygen. He used a magnifying lens to heat a mercury compound. It gave off a gas that bubbled through the liquid mercury into a glass tube. This new gas had several fascinating properties: it made a glowing splint burst into flame and it was given off by plants, a fact he recognized by doing experiments in closed containers of normal air. Other research demonstrated that this gas was beneficial to animals since they lived twice as long in closed vessels of this new gas than in ordinary air. He calculated that his new gas made up one fifth of the atmosphere. He called this new gas dephlogisticated air since it seemed to lack phlogiston, a particle scientists at the time believed was an essential component for combustion. His new gas was later renamed oxygen.

Priestley’s political and religious views were as inflammatory as his newly discovered gas. He was forced to leave England and moved to America in 1794. He continued his research and found two other gases, nitrous oxide and carbon monoxide (1797). Priestley died on February 6, 1804, in Pennsylvania.

Joseph Priestley’s Legacy

Priestley’s isolation and identification of oxygen and other gases provided scientists with clues about our atmosphere and combustion.

During his lifetime Priestley’s influence was widespread. His discovery of soda water initiated a craze throughout Europe for the carbonated beverage. The refinements of the pneumatic trough enabled other researchers to capture water ­soluble gases for nominal equipment costs, helping to demonstrate that sound experimental techniques did not require enormous amounts of expensive equipment. His addition of 10 more gases to the catalog of known substances dramatically furthered the study of chemistry by demonstrating that substances like ammonia can exist in both liquid and gas form. Priestley also connected chemistry and electricity, spawning a new branch of science, electrochemistry.

But it was the discovery of oxygen that made the biggest impact. It provided other scientists, namely French chemist ANTOINE LAVOISIER, with the key to understanding combustion, which requires oxygen. Lavoisier’s careful experiments found that combustion occurred only when oxygen was present. The foundation Priestley laid for understanding the cycle of oxygen and carbon dioxide in living things eventually led to the contemporary knowledge about vital processes in the environment.

Priestley’s legacy can be seen in many areas today. The discovery of hydrogen chloride gas paved the way for the development of products and applications based on chlorine, including bleach and chlorination. Chlorination currently provides safe drinking water for millions of people around the world. His air­quality testing is critical to our management of air pollution. Also, huge business conglomerates are based on his technology of carbonating water.


Did Anyone Discover Oxygen?

The bright sun rays penetrated the double lenses of the burning glass, focusing with great force on Joseph Priestley’s transparent tube. In just a few seconds, the bright orange mercury oxide inside the tube was melted, releasing a special air in which candles burned with exceptional vigor and living bodies breathed with pleasure. This moment in 1774 is usually called the discovery of Oxygen. However, historians of science know that the truth is more complex, more interesting, and more important.

The 17th and 18th century was the era of Phlogiston theory in chemistry. To Phlogiston chemists, combustion (burning) was the result of the release of a substance called “Phlogiston” from the burning object, a process that produced heat and light. The more rapidly “Phlogiston” escaped, the more vigorously the material burned. Seeing how brightly a candle burned in this new air, Priestley named the new air “dephlogisticated air”, because it must be so lacking in phlogiston that it vehemently seized the phlogiston from the burning material. When Lavoisier later displace the Phlogiston theory with the Oxygen theory, Priestley vehemently refused to accept the new term and the theory that went with it. Not believing in “Oxygen” himself, could Priestley be called “Discoverer of Oxygen”? Historians of science would say no.

Antoine Lavoisier, a French chemist later known as the “father of modern chemistry”, provided a different explanation of Priestley's air. Wheras Priestley saw the air as ordinary air from which a substance called phlogiston has been extracted, Lavoisier saw it as a component of air - an element he called "Oxygen". Repeating Priestley’s experiments, Lavoisier argued that burning is not the separation of Phlogiston from the burning object but is instead a combination of the object with Oxygen from the atmosphere. This helps explain why roasted metals gain weight. Using this new theory of Oxygen, he overthrew the foundation of the Phlogiston theory and invented a new system of Chemistry, the quantitative system. This system revolutionized the idea of elements, supplanting the Aristotelian elements of earth, air, fire and water with the first list of elements that could not be decomposed into simpler substances: the “elements” known today. The series of changes Lavoisier brought to the discipline of Chemistry is popularly known as "the Chemical Revolution." However, Lavoisier did not explain burning the way we do it either. In order to explain the heat produced in combustion, he invented an element called caloric - a weightless object that was supposed to diffuse out of hot object. Though Lavoisier's Oxygen shared a name with today's Oxygen, his Oxygen did not look exactly like ours.

Looking at the history of science, few discoveries were made by a single “Discoverer” at a defined moment – the discovery of Oxygen is the greatest example. Knowledge production is a constantly evolving process as more scientists contribute to it new substance. Popular accounts of the history of science love moments of discovery - single flashes that reveal a truth. However, the story of the "discovery" of Oxygen reveals a more complicated reality, giving insight into two fundamentally different ways of looking at the natural world. Lavoisier’s ideas about Oxygen completely changed the way scientists view elements and chemical reactions – it is not simply the discovery of an ever-existing atmospheric gas, but a fundamental revolution to people’s mind.

Today, the burning glass of Joseph Priestley is proudly preserved in the Dickinson Archives, just inside the door on the right as you walk in. It is Priestley's most important instruments, possibly used to extract the first “dephlogisticated air”. In 1811 Priestley's friend, fellow radical, and Dickinson Professor Thomas Cooper purchased for Dickinson a number of Priestley’s scientific instruments for Dickinson, including this burning glass. These instruments attracted many students to study experimental science at Dickinson and brought the College unprecedented prestige.

Source: Archive booklet about the Jospeh Priestley scientific collection.

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Guarda il video: #026: Discovery of Oxygen (Novembre 2021).