В те времена при химических исследованиях результаты визуальных наблюдений считались более ценными, чем результаты взвешивания. Это хорошо иллюстрируют опыты Роберта Бойля по исследованию горения. В одном из таких опытов он нагревал унцию (28,35 г) свинца в плотно закрытой реторте и нашел, что масса свинца увеличилась.Бойль объяснил это тем, что свинец поглотил «огненную материю». Такое объяснение казалось ему единственным, так как во время опытов в реторту не поступало ничего, кроме тепла. Описывая свой опыт, Бойль отметил, что, когда он открыл реторту, туда устремился воздух, однако этот факт ученый счел только доказательством герметичности реторты. Позже Ломоносов и Лавуазье, повторяя этот опыт, пришли к совершенно другим выводам.
Но тогда химическая теория, объясняющая эти процессы, была построена не на положениях Гука, Мэйо и Уиллиса, а на воззрениях Бойля и Бехе-ра. Эту теорию создал немецкий врач и химик Георг Эрнст Шталь (1660-1734 гг.). Она получила название теории флогистона (от греческого слова «флокс» — пламя), а роль ее часто сравнивают с ролью птолемеевой системы мироздания в развитии астрономии. Шталь родился в Ансбахе и кончил университетский курс в Иене. В 1694 г. он стал профессором медицины в новом университете в Галле, а в 1716 г. переехал в Берлин, куда его пригласили для работы лейб-медиком прусского короля Фридриха-Вильгельма I.
Создавая свою теорию, Шталь преследовал прежде всего цель объединить в законченную систему наблюдаемые изменения веществ и их совокупностей, а также различия между смесями исходных веществ и получаемых из них соединений. Основой этой системы было истолкование процесса горения, сформулированное Шталем следующим образом: «Хотя много говорят о горении содержащейся в металле серы, неизвестно и непонятно, что это — сера или горючее вещество, содержащееся в сере, которое имеется 6 металлах и всех горючих материалах и является самой главной причиной горения. Самым рациональным было бы назвать это вещество в соответствии с его общим действием. И я предлагаю назвать его греческим словом флогистон, что по-немецки означает горючий».
Теория флогистона впервые позволила химикам того времени привести в систему ряд основных химических процессов. Горение, кальцинация металлов, дыхание неожиданно оказались совершенно аналогичными процессами, связанными с отдачей флогистона. Короче говоря, все процессы, которые мы сейчас рассматриваем как связанные с поглощением кислорода или отдачей электронов, т.е. окислительные процессы, считались тогда процессами отдачи флогистона. И наоборот, восстановительные процессы, т.е. отдача кислорода или получение электронов, считались реакциями отдачи флогистона. Особенно важные и частые в химии окислительно-восстановительные реакции, хотя и становились при этом «идущими по кругу» (ведь ни прибавки, ни убавления флогистона при них не происходит), но объяснялись они логически безупречно и достаточно хорошо для тогдашней практики.
Менее полезными были взгляды Шталя на кислоты, основания и соли; их он считал химически одинаковыми, более или менее загрязненными смесями элементарной воды и земли, хотя еще немецкому химику В.Гом-бергу (1652—1715 гг.) была известна реакция нейтрализации кислот и оснований с образованием солей,и даже сторонники теории флогистона использовали эти знания на практике.
В области окислительно-восстановительных процессов теория Шталя имела все же два существенных недостатка. Она не давала удовлетворительного объяснения необходимости воздуха при горении и не объясняла причины увеличения массы при кальцинации металлов. На первый из этих вопросов Шталь отвечал, что флогистон всегда ищет вещество, с которым он мог бы соединиться; поэтому в вакууме, например, горение невозможно. На второй вопрос он отвечал, что соединенный с металлом флогистон разрыхляет кальцинированный металл и делает его легче, т.е. при кальцинации флогистон уходит и металл становится тяжелее. Позже химики принимали, что флогистон является веществом с отрицательной массой. Так считал и Гюитон де Морво (1737—1816 гг.), французский юрист и химик Ф.Грен, помогавший Лавуазье в составлении номенклатуры элементов, и один из самых решительных противников алхимии И.Х.Виглеб (1732—
1800 гг.).
Несмотря на эти слабости, теория флогистона не только завоевала признание почти всех химиков своего времени, но и сделала возможным и новые многочисленные открытия и научные прогнозы. К приверженцам теории флогистона относились такие замечательные химики, как Маргграф и Потт в Германии, Жоффруа и Дюамель де Монсо во Франции, Блэк, Кавен-диш и Пристли в Англии и прежде всего шведы Бергман и Шееле, вклад которых в развитие химии огромен. Даже когда Шееле и Пристли открыли кислород (независимо друг от друга), они решили, что получили «дефло-гистированньш воздух» и до конца жизни оставались верными теории флогистона.
В то время эксперименту уже придавалось большое значение и, разумеется, не было недостатка в попытках получения чистого флогистона. Сам Шталь таких попыток никогда не предпринимал; однако он считал сосновую и масляную сажи веществами особенно богатыми флогистоном или даже, по современной терминологии, «технически чистым» флогистоном. Макер считал, что чистый флогистон — то же самое, что свет, а загрязненный флогистон, образующийся при «медленном» сгорании угля, — газ (окись углерода). Позже очень многие химики считали, что флогистон и водород — это одно и то же. Аналитически определить флогистон в метал-пах пытался Бергман, в минеральных водах его Искали Винтерль и Эстрай-хер. Но этим блестящим экспериментаторам, возможно самым искусным в истории химии, найти флогистон не удалось.
