100 khám phá khoa học vĩ đại nhất trong lịch sử/20
OXY
- Thời gian phát hiện: năm 1774.
- Nội dung phát hiện: phát hiện ra một loạt chất khí.
- Người phát minh: Joseph Prestley.
Tại sao khám phá ra oxy lại có tên trong 100 phát hiện khoa học vĩ đại nhất?
Phát hiện ra khí oxy của Josseph Prestley đã mở ra một cuộc cách mạng khoa học. Ông là người đã tách một loại nguyên tố khí đơn nhất ra khỏi hỗn hợp khí thể mà ta vẫn quen gọi là không khí. Trước khi phát hiện này ra đời thì các nhà khoa học trước đó phần lớn đều tập trung vào nghiên cứu các chất kim loại Prestley đã chứng minh rằng không khí không phải một loại vật chất đơn nhất, từ đó tăng thêm sức hấp dẫn cho nhiều người tập trung nghiên cứu về không khí và các chất khí.
Oxy là nhân tố quan trọng của sự đốt cháy, phát hiện của Priestley đã giải thích được hiện tượng cháy và giải thích rõ vật chất đã chuyển hóa thành năng lượng như thế nào thông qua phản ứng hóa học.
Prestley còn xây dựng nên một phương pháp đơn giản mà hiệu quả để phân tích khí thể mới và nguyên tố của chất khí với một loạt các câu hỏi: loại khí đó là loại khí như thế nào? Nó có thể cháy được không (đầu tiên dùng nến sau đó dùng cành gỗ để thử nghiệm)? Chất khí đó có thể khiến chuột sống được không? Có bị tan trong nước hay không?
Oxy đã được khám phá ra như thế nào?
Công việc chính của Prestley là một mục sư nhưng ông lại rất say mê nghiên cứu không khí. Theo quan niệm truyền thống thì khí là một trong bốn nguyên tố cơ bản cấu tạo nên thế giới (ba nguyên tố còn lại là nước, lửa và đất). Prestley lại cho rằng khí cũng do một loại chất nào đó cấu tạo nên, ông vô cùng tò mò muốn khám phá ra đó là loại vật chất như thế nào?
Rất nhiều nhà khoa học đã miêu tả những khí sinh ra trong quá trình làm thí nghiệm phản ứng hóa học, có người gọi chất khí mới này là “khí cuồng bạo” bởi vì khí này khi sản sinh sẽ gây ra sức ép cực lớn, có thể làm vỡ bình thí nghiệm hoặc có thể khiến cho gỗ bốc cháy với tốc độ nhanh gấp ba lần mức bình thường. Nhưng không một nhà khoa học nào có thể tách chất khí đó ra và nghiên cứu về nó.
Và Priestley đã phát huy trí tưởng tượng của mình khi ông quyết tâm nghiên cứu loại “khí cuồng bạo” bất kham này.
Năm 1774, Prestley nhận định: muốn tách và nghiên cứu được loại khí mới này thì chỉ có một cách duy nhất là dùng bình thủy tinh thu nó vào, trong bình phải chứa đầy nước và úp xuống đáy nước để đảm bảo trong bình không có không khí.
Ngày 1 tháng 8 năm 1774, Prestley dùng một kính lúp có độ phóng cao để tập trung ánh sáng mặt trời vào trong một chiếc bình chứa đầy bột thủy ngân đỏ (oxit thủy ngân). Miệng bình được bịt kín bằng lie, bên trong bình là một ống thủy tinh được dẫn ra một chậu đựng đầy nước. Trong chậu đã để sẵn một số bình thí nghiệm, khí sinh ra sẽ sủi bọt và được đi vào trong bình.
Khi bình thủy ngân bị nóng, có thể quan sát rõ thấy những bọt khí phun vào trong ống thủy tinh và chúng lập tức được hút vào trong bình thí nghiệm. Cứ như vậy, Prestley đóng đầy được ba bình khí, ông là người đầu tiên thành công trong công việc thu được các loại khí thần kỳ này.
Priestley cẩn thận lấy một bình chứa đầy khí từ dưới chậu lên, ông đặt một ngọn nến đang cháy ở phía dưới miệng bình. Ngọn lửa ngay lập tức cháy bùng lên. Đúng như các nhà khoa học khác đã nhận định, loại khí kỳ lạ này có thể khiến ngọn lửa bốc cháy với tốc độ cực nhanh.
Sau đó, Prestley lại đong đầy một bình khác bằng không khí bình thường, dốc ngược bình đặt lên trên giá bằng kim loại cạnh chiếc bình thứ hai có chứa chất khí thần bí vừa thu được. Prestley cho vào mỗi bình một con chuột, sau đó ông quan sát và chờ đợi điều gì sẽ xảy ra. Chú chuột trong bình có chứa không khí sau 20 phút giãy giụa rồi chết ngay, thế nhưng chú chuột trong bình chứa chất khí thần bí kia lại có vẻ rất khỏe và hô hấp được hơn 40 phút.
Chất khí kỳ diệu đo dường như chỉ có thể được gọi bằng cái tên “không khí nguyên chất”. Priestley lại cẩn thận vớt chiếc bình thứ hai chứa loại không khí nguyên chất này lên, ông đưa miệng bình vào dưới mũi, tim ông bỗng đập nhanh hơn, ông nhắm mắt lại, lấy hết can đảm hít vào hơi dài.
Sau khi hít vào như vậy, Priestley không cảm thấy có gì khác lạ, thế là ông tiếp tục hít thêm một hơi nữa sâu hơn, lần này ông cảm thấy thật khoan khoái và dễ chịu, loại khí này lại cớ thể khiến cho con người ta hô hấp dễ dàng hơn. Một nhà khoa học khác là Antoine Lavoisier đã đặt tên cho loại khí thần kì đó là dưỡng khí (oxy), và tên gọi đó đã tồn tại đến ngày hôm nay.
