Teori Flogiston

   A.    Beberapa Pendapat Tentang Proses Pembakaran

Sejak zaman purba orang telah mengenal api karena api mempunyai sifat panas yang dapat membakar dan bercahaya maka api telah dianggap dewa. Dewasa ini telah diketahui bahwa api memegang peranan penting dalam berbagai proses kimia.

Proses pembakaran merupakan suatu hal yang penting bagi para ahli kimia sehingga mereka melakukan eksperimen dan atas hasil eksperimen itu mereka mengemukakan pendapatnya.

Robert Boyle adalah seorang ahli filsafat dan sekaligus juga seorang ilmuwan bangsa Inggris. Ia dilahirkan pada tanggal 25 Januari 1627 di Irlandia. Pada usia 11 tahun ia pergi ke Eropa untuk bersekolah di kota Genewa dan di Italia. Di tempat kediamannya di Oxford, ia membangun sebuah laboratorium kecil pada tahun 1654 dan meminta Robert Hooke untuk menjadi asistennya. Mereka melakukan eksperimen dengan pompa udara dan eksperimen tentang pembakaran. Boyle meninggal pada 30 Desember 1691. Boyle mendirikan suatu perkumpulan yang diberi nama “The Invisible College”. Ia berpendapat bahwa ilmu kimia harus dipelajari sebagai ilmu tersendiri, dan tidak hanya digunakan sebagai pelengkap ilmu kedokteran atau untuk mencapai tujuan tertentu. Boyle tertarik pada pompa udara yang telah dibuat oleh Otto von Guericke pada tahun 1654 dan pada tahun 1659 ia berhasil membuat pompa udara.

Pendapat Boyle tentang unsur ditulis dalam bukunya yang berjudul The Septical Chymist. Menurut pandangan Boyle, unsur adalah zat yang sangat sederhana dan murni, yang tidak dibuat dari zat lain dan merupakan bagian dari senyawa. Jadi, unsur adalah suatu zat yang tidak dapat dipecah lagi menjadi zat-zat lain.

Dalam bukunya yang berjudul “New Experiments Touching the Relation Betwixt Flame and Air”, yang terbit pada tahun 1672, Boyle menulis tentang peristiwa pembakaran. Dari eksperimen yang dilakukannya, ia berkesimpulan bahwa pembakaran tidak terjadi apabila tidak ada udara. Akan tetapi dengan Asam Nitrat pembakaran dapat terjadi tanpa udara.

Pada tahun 1673, ia menertbitkan buku berjudul New Experiments to Make Fire and Flame Stable and Pounderable, yang menerangkan bahwa bila logam dibakar di udara maka logam tersebut akan dikapurkan (calcined) dan beratnya akan bertambah.

Menurut Boyle, pembakaran adalah penggabungan antara benda dengan partikel api. Teori ini diterima oleh beberapa ahli kimia antara lain Becherd dan Stahl.

Robert Hooke adalah seorang ahli fisika bangsa Inggris yang terkenal karena menciptakan hokum tentang elastisitas atau kekenyalan suatu benda, yang sekarang kita kenal sebagai Hukum Hooke. Ia dilahirkan pada 18 Juli 1635 dan pada masa kanak-kanaknya ia bersekolah di Westminster School, pada tahun 1653 ia mengikuti kuliah di Christ Chruch College kota Oxford.

Pada tahun 1665, ia diangkat sebagai guru besar di Gresham College di kota London. Dari tahun 1677 hingga 1682, ia menjabat sebagai sekretaris pada The Royal Society. Hooke meninggal dunia di London pada 3 Maret 1703.

Semasa hidupnya ia menulis tentang mikroskopi dalam sebuah bukunya yang berjudul “Micrographia” pada tahun 1665. Pada tahun 1667, ia mengemukakan teorinya tentang elastisitas suatu benda. Hooke ternyata juga melakukan eksperimen yang menyebabkan terjadinya pembakaran. Sedangkan api atau nyala itu hanyalah akibat adanya panas yang tinggi. Pendapat Hooke tentang pembakaran ini di kemudian hari dikemukakan dan dikembangkan oleh Lavoisier.

John Mayow adalah seorang ahli hokum dan juga seorang dokter bangsa Inggris yang lahir di kota London pada 24 Mei 1640. Pada tahun 1658, ia mengikuti kuliah di Oxford University, dan memperoleh gelar doktor dalam ilmu hukum pada 1670. Namun demikian, ia kemudian tertarik pada bidang Kedokteran dan ia pun mempelajari fisiologi dan kimia.

Mayow juga mengemukakan bahwa benda-benda dapat terbakar tanpa udara apabila sebelumnya telah dicampur dengan “niter” atau “saltpeter” (asam nitrat dan garamnya). Dengan demikian, ia menarik kesimpulan bahwa dalam niter terdapat bagian udara yang dapat menimbulkan kebakaran yang dinamakannya “spiritus nitro aerius”. Mayow meninggal dunia pada Oktober 1679.

Dari uraian di atas bahwa Boyle, Hooke dan Mayow telah membuat suatu kemajuan yang baik ke arah teori yang benar mengenai peristiwa atau proses pembakaran. Namun demikian, kemajuan yang telah  mereka rintis ini terhalang oleh teori lain tentang pembakaran yang dapat bertahan hampir satu abad lamanya, yaitu teori Flogiston yang dikemukakan oleh seorang ahli kimia yakni Stahl.

   B.     Teori Flogiston

Teori flogiston dikemukakan oleh alkimiawan Jerman, Johan Joachim Becher pada tahun 1667. J.J Becher adalah seorang dokter dan juga seorang ahli kimia dan ahli ekonomi yang lahir pada 6 Mei 1635 di Speyer jerman. Pada tahun 1960-1966, ia menjadi guru besar ilmu kedokteran di kota Mainz dan kemudian menjadi penasehat ekonomi dari kaisar Leopold I di Wina.

Dalam bukunya yang berjudul “Physica Subterania”, ia mencoba membuat hubungan antara kimia dengan fisika serta mengemukakan pendapatnya bahwa benda-benda itu terdiri atas udara, air, dan mineral. Adapun mineral terdiri atas 3 konstituen yaitu terra pinguis, terra mercurialis, dan terra lapida. Terra pinguis adalah bagian yang mudah terbakar.

Becher berpendapat bahwa pembakaran itu adalah pembakaran itu adalah suatu proses penguraian dan bagian yang ringan atau bagian yang mudah terbakarakan hilang. Pendapat Becher ini kemudian dikembangkan oleh George Ernst Stahl pada tahun 1731.

Gerge Ernst Stahl, seorang dokter dan ahli kimia bangsa Jerman. Ia lahir di kota Ancbach Bavaria pada Bavaria pada 21 Oktober 1660. Ia diangkat menjadi dokter pribadi raja Frederick I dari Prussia hingga ia meninggal dunia di kota Berlin pada 14 Mei 1734.

Pada dasarnya Stahl dapat menerima pendapat Becher tentang terra pinguis pada suatu benda, hanya ia memakai istilah “flogiston” untuk itu. Kata flogiston berasal dari kata Yunani “phlox” yang berarti nyala api. Apabila suatu benda terbakar atau suatu logam dikapurkan maka flogiston akan keluar dari benda tersebut dan akan diberikan kepada udara di sekitarnya. Jadi menurut Stahl, pada hakekatnya semua benda mengandung flogiston. Hanya saja ada yang banyak dan ada yang sedikit kandungan flogistonnya.

Bahan-bahan yang terbakar dengan hebat dan meninggalkan sedikit residu (misalnya kayu) dianggap memiliki kadar flogiston yang sangat tinggi, sedangkan bahan-bahan yang tidak mudah terbakar dan berkorosi (misalnya besi), mengandung sangat sedikit flogiston. Udara tidak memiliki peranan dalam teori flogiston. Tiada eksperimen kuantitatif yang pernah dilakukan untuk menguji keabsahan teori flogiston ini, melainkan teori ini hanya didasarkan pada pengamatan bahwa ketika sesuatu terbakar, kebanyakan objek tampaknya menjadi lebih ringan dan sepertinya kehilangan sesuatu selama proses pembakaran tersebut. Secara umum, teori flogiston dapat dirumuskan sebagai berikut.

Massa benda yang dibakar = Massa sisa pembakaran + massa gas flogiston

Teori flogiston menjelaskan bahwa flogiston hanya dapat keluar apabla ada medium yang menerimanya, misalnya udara. Karena udara terbatas jumlahnya, maka udara akan lekas jenuh kepada flogiston dan tidak dapat lagi menampungnya. Hal inilah yang menyebabkan padamnya api atau zat yang terbakar tadi. Flogiston adalah alat untuk menjelaskan peristiwa kimia, terutama mengenai proses pembakaran. Dengan demikian, teori ini dapat bertahan satu abad lamanya, walaupun pada tahun 1630 Jean Rey telah mengatakan bahwa pertambahan berat timah bila dipanaskan disebabkan oleh partikel-partikel kecil udara tergabung dengan timah tersebut. Pendapat Jean Rey ini dapat dikatakan mendekati teori pembakaran yang sekarang kita kenal, yaitu bahwa proses pembakaran suatu zat itu adalah reaksi kimia antara zat tersebut dengan oksigen.

    C.    Penemuan Gas-Gas

1.      Joanes Babtista Van Helmont

Istilah gas diberikan oleh Joanes Babtisa Van Helmont berdasarkan pengamatannya terhadap uap air yang naik ke udara dan bergerak tak menentu (chaotic).

Pertama kali yang menggunakan istilah gas ini adalah Van Helmont yang berasal dari bahasa Yunani “kekacauan”. Van Holment Lahir di Brussel Belgia pada 12 Januari 1580 dan wafat pada 30 Desember 1644 di Vivoorado Spanish Netherlands. Meskipun cenderung menganut paham Mistisme, ia adalah seorang pengamat yang cermat dengan eksperiman yang tepat. Ia adalah orang pertama yang mengenali gas selain udara dan manciptakan kata "gas" serta menemukan bahwa gas yang dihasilkan dari pembakaran arang dan fermentasi jus anggur adalah sama. Karena penerapan prinsip-prinsip kimia di bidang pencernaan dan nutrisi, ia disebut "Father of Biochemistry".

Ia melakukan pengamaan dan pengukuran dengan cermat yang mengarahkan dia menemukan sifat dasar air. Ia menganggap bahwa air merupakan konstituen utama dalam materi. Untuk menunjukkan teorinya ia melakukan percobaan yang terkenal, ia menumbuhkan pohon Wilow selama lima tahun dengan jumlah tanah yang terukur. Pohon mengalami pernambahan berat 164 pons walaupun hanya air yang di masukkan ke tanah sedangkan tanah hanya menyusut beberapa ons.

Ketika suatu zat dibakar ia akan mengalami pengurangan dari zat pembentuknya gas dan ia percaya bahwa ketika 62 pons kayu dibakar akan menjadi abu yang berbobot 1 pons, 61 pons telah hilang sebagai air dan gas. Zat berbeda akan menghasilkan gas yang berbeda ketika dibakar. Van Helmot mengidentifikasi 4 gas, yang bernama gas karbonum, 2 jenis gas sylvester, dan gas pingue. gas-gas tersebut saat ini kita sebut gas karbon dioksida, karbon monoksida, nitrogen oksida dan metana.

Ia kemudian mempelajari pembakaran kayu dan mengumpulkan gas yang terbentuk. Ia menamakan gas tersebut gas sylvestre (sekarang dikenal sebagai gas karbon dioksida). Istilah gas kemudian digunakan sebagai salah satu wujud materi.

2.      Stephen Hales

Stephen Hales adalah seorang ahli fisiologi, kimia, dan seorang penemu, lahir di Bekesbourne di Kent, Inggris pada tahun 1677. Hale masuk universitas Cambridge pada tahun 1696 untuk belajar teologi. Ia diangkat menjadi pendeta pada tahun 1708 di Teddington dekat Lodon. Selama ia hidup di Cambridge ia belajar ilmu pengetahuan dan dipengaruhi oleh ide-ide Isaac Newton yang masih mendominasi pemikiran-pemikiran ilmiah di universitas yang membantu Hales mengembangkan metode kuantitatif dalam penelitian biologisnya.

Ia terpilih menjadi pengikut Royal Society pada tahun 1718 tetapi buku pertamanya yang berjudul Vegetable Staticks tidak dipublikasikan sampai tahun 1727. Dalam buku ini, termasuk pengamatan yang paling penting dalam fisiologi tumbuhan, Hales menerangkan bahwa daun tumbuhan menyerap udara dan sebagian udara tersebut digunakan sebagai nutrisi. Ia juga menyadari bahwa cahaya diperlukan untuk pertumbuhan tanaman melalui penelitiannya secara berkala. Ia mengukur banyaknya air yang hilang pada tanaman (proses transpirasi) terjadi melalui daun dan bertanggung jawab atas naiknya aliran getah pada tanaman. Dari pengukurannya mengenai aliran getah, ia menyimpulkan bahwa aliran getah pada tumbuhan tidak memiliki kemiripan dengan sirkulasi darah pada hewan.

Hales merupakan ilmuwan yang merancang alat analisis gas secara kuantitatif, ia juga memiliki kontribusi penting untuk memahami sirkulasi darah dengan mengukur sifat seperti tekanan darah, output per menit dari jantung, laju aliran dan resistensi aliran dalam pembuluh dan hasilnya dipublikasikan di Haemastaticks (1733, Blood Statics).

Penemuan penting lainnya termasuk pengembangan metode untuk mengumpulkan gas dari air, menyulingkan air tawar dari air laut, dan mengawetkan makanan dengan belerang oksida. Ia juga menemukan ventilator untuk memasukan udara segar ke dalam penjara, kapal dan lumbung.

Stephen Hales meninggal pada 4 Januari 1761 di Teddington pada usia 84 tahun dan dimakamkan di bawah gereja tempat ia bekerja selama bertahun-tahun.

3.      Joseph Black

Joseph Black dilahirkan pada tanggal 16 April 1728 di Bordeaux, Perancis, putra seorang pedagang skotlandia yang menetap di kota itu. Pendidikan pertamanya di universitas Glasgow, dia melanjutkan ke Universitas Edinburgh untuk menyelesaikan studi medis dan menyelesaikan tesisnya pada tahun 1754. Awalnya tesisnya dibuat dalam bahasa latin kemudian pada tahun 1756 tesisnya yang berjudul Experiments upon Magnesia Alba, Quicklime, and Some Other Alcaline Substances disebarluaskan dalam bahasa inggris. Pekerjaan yang diuraikan dalam tesisnya terdengar seperti lonceng kematian yang mengakhiri Teori Phlogiston dan mengawali proses pengembangan sistem modern kimia melalui Teori Lavoisier dan lainnya. Dalam tesisnya ia menunjukkan percobaan kuantitatif bahwa Magnesia alba CaCO3), suatu alkali ringan, berkurang beratnya setelah dipanaskan karena adanya pelepasan udara yang berbeda dengan udara disekitarnya yang disebut "Fixed Air" (sekarang dikenal dengan CO2).

Kontribusi Black dalam ilmu kimia dan material sangat sedikit namun sangat mendasar. Dalam tesis doktornya ia memperkenalkan metode kuantitatif untuk kimia dan menunjukkan bahwa karbon dioksida yang sebelumnya diketahui hanya berasal dari proses respirasi dan fermentasi, kini dapat diperoleh dari hasil pemanasan kalsium karbonat. Selain menghasilkan gas CO2 pemanasan kalsium kabonat juga menghasilkan kalsium oksida. Eksperimennya mendeteksi karbon dioksida di udara dan menunjukkan bahwa CO2 membentuk asam di dalam air.

Selain itu ia juga bekerja di bidang termodinamika, ia berhasil menemukan panas laten dan mengamatinya tetapi tidak berhasil memahami perbedaan panas spesifik dari setiap bahan. Ia adalah pencetus Asas Black dan orang pertama yang mengenali dengan jelas perbedaan antara intensitas dan kuantitas panas.

Beberapa tahun berikutnya, dia memulai penelitian mengenai sifat kimia magnesia alba (magnesium karbonat) dan menemukan sesuatu yang disebutnya dengan fixed air (karbon dioksida). Eksperimen ini melibatkan pengukuran gravimetrik pertama yang dilakukan dengan sangat hati-hati pada suatu perubahan ketika magnesia alba (dengan melepaskan CO2) dan bereaksi menghasilkan produk berupa asam atau basa. Hal ini memberikan pertanda pada penelitian Lavoisier dan membuat pondasi pada kimia modern. Sekembalinya ke Glasgow, sebagai profesor pada tahun 1756, dia bertemu James Watt (penemu mesin uap) dan memulai bekerja mengembangkan kalor laten, dan bagian pertama dari kalorimetri. Sekali lagi, penelitiannya melibatkan aspek kuantitatif, yang menjadikannya jalan untuk penemuannya, terutama pengukuran kalor. Karena dia tinggal di Glasgow, dia melakukan eksperimen pada proses pembekuan dan pendidihan air dan campuran air-alkohol yang mengawalinya pada konsep kalor laten leburan. Dia melakukan penelitian yang sama untuk kalor laten penguapan, yang merupakan awal dari konsep kapasitas kalor atau kalor spesifik.

Dia merupakan seorang guru yang terkenal. Sebagian besar muridnya di Glasgow mengikuti dia ke Edinburg ketika pindah pada tahun 1766. Dia banyak melakukan penelitian pada magnesia alba dan efek dari kalor. Dia juga merupakan seorang fisikawan selama hidupnya.

Kesehatannya tidak selalu baik, dia menderita masalah pada paru-paru yang dideritanya dari semasa kanak-kanak dan rematik pada akhir masa hidupnya. Dia menjadi seorang vegetarian pada akhir masa hidupnya dan mengalami kekurangan vitamin D sejak dia pindah negara. Dia tidak pernah menikah dan meninggal di Edinburg pada 6 Desember 1799.

4.      Henry Cavendish

Henry Cavendish - Penemu Hidrogen  (1731-1810) - Henry Cavendish adalah ahli fisika dan kimia Inggris yang terbesar pada zamannya, penemu hidrogen (1766), massa bumi (1801) atau konstante gravitasi Newton, tahanan listrik, karbon dioksida, kalsium karbonat. Ia menemukan bahwa air terdiri dari hidrogen dan oksigen, bahwa nitrogen adalah bahan untuk  membuat asam nitrat, bahwa atmosfer terdiri dari empat perlima  nitrogen dan seperlima oksigen. Ia juga menemukan dasar-dasar teori medan listrik dan ide potensial listrik. Sebenarnya Cavendish menemukan hukum Coulomb dan hukum Ohm, tapi karena tulisan-tulisannya baru ditemukan satu abat kemudian, maka Coulomb dan Ohm-lah yang diakui sebagai penemu hukum tersebut.

Cavendish lahir di Nice, Prancis, pada tanggal 10 Oktober 1731. Ia keturunan bangsawan dan penjabat tinggi. Ibunya meninggal ketika Cavendish baru berumur dua tahun. Pada umur 11 tahun ia masuk seminari (sekolah untuk calon pastur) di Hackney dekat London. Pada umur 18 tahun ia kuliah dan ketika tamat ia tidak mau mengambil gelar doktor.

Cavendish adalah orang aneh yang nyentrik. Ia sangat pemalu, pendiam dan rendah hati. Ia tidak ingin prestasinya diketahui orang lain. Ia malu berhadapan dengan orang lain. Oleh karena itu ia hampir tidak pernah berkumpul dan bergaul dengan orang lain. Ia selalu menyendiri. Bahkan pada saat mati pun ia tidak ingin ada orang didekatnya. Ia selalu menjauhi wanita. Ia tidak mau bertemu dengan wanita. Ada yang mengatakan bahwa Cavendish takut wanita atau sangat malu terhadap wanita. Perintah-perintah kepada pembantu wanita selalu disampaikan dengan surat. Bahkan kata orang, seandainya ada wanita yang berdiri didekatnya, wanita itu pasti ia tembak di tempat. Oleh karena itu, Cavendish tidak kawin. Ia meninggal di London pada tanggal 24 F ebruari 1810 pada umur 78 tahun. Mayatnya di kubur di Katedral Derby. Namanya diabadikan jadi nama laboratorium. Laboratorium Cavendish di Universita Cambridge menghasilkan ilmuwan-ilmuwan termasyhur di dunia, antara lain Jerman Clerk Maxwell, Lord Rayleigh, J J, Thomson, Emest Rutherford, Lawrence Bagg dan Nevill Mott.

Pada saat Cavendish mulai bekerja kimia nya, ahli kimia baru saja mulai mengakui bahwa "mengudara" yang berkembang dalam reaksi kimia banyak entitas yang berbeda dan bukan hanya modifikasi dari udara biasa. Cavendish melaporkan pekerjaan sendiri di "Three Papers Containing Experiments on Factitious Air" pada 1766. Makalah ini ditambahkan besar terhadap pengetahuan tentang pembentukan "udara terbakar" (hidrogen) oleh aksi asam encer pada logam. Cavendish juga membedakan pembentukan oksida nitrogen dari asam nitrat. Karakter kimia sejati mereka belum diketahui, namun deskripsi Cavendish dalam pengamatannya hampir logis yang sama seolah-olah dia berpikir dalam istilah modern, perbedaan utama adalah bahwa ia menggunakan terminologi dari teori phlogiston (yaitu, zat terbakar membebaskan ke sekitarnya prinsip perangsangan).

Prestasi besar lainnya Cavendish adalah perawatan eksperimental dan presisi. Ia mengukur kepadatan hidrogen, dan meskipun sosoknya adalah setengah apa yang seharusnya, itu adalah mengherankan bahwa ia bahkan menemukan urutan yang benar besarnya, mengingat betapa sulitnya untuk mengelola zat yang keras yang. Bukan berarti aparatur sedang mentah; mana teknik zamannya diperbolehkan, aparatur (seperti keseimbangan indah hidup di Royal Institution) mampu menjadi hasil olahan.

Contoh lain dari keahlian teknis Cavendish adalah Percobaan pada Rathbone-Tempat Air (1767), di mana ia menetapkan standar tertinggi ketelitian dan akurasi. Ini adalah klasik dari kimia analitik. Di dalamnya Cavendish juga meneliti fenomena retensi "bumi berkapur" (kapur, kalsium karbonat) dalam larutan, dan dengan berbuat demikian ia menemukan reaksi reversibel antara karbonat kalsium dan karbon dioksida untuk membentuk kalsium bikarbonat, penyebab kekerasan sementara air. Ia juga menemukan cara untuk melunakkan air seperti dengan menambahkan kapur (kalsium hidroksida).

Cavendish mendekati sebagian besar penyelidikan melalui pengukuran kuantitatif. Dalam rangka membangun bahwa gas hidrogen zat yang sama sekali berbeda dari udara biasa, ia menghitung kepadatan mereka serta kepadatan gas-gas lainnya.

Ia menemukan bahwa udara umum, serta udara yang dibawa oleh balon dari atmosfer atas, terdiri dari nitrogen dalam rasio 04:01 dengan volume. Ia juga menunjukkan bahwa air terdiri dari oksigen dan hidrogen. Ia mengukur kalor fusi dan penguapan serta memanaskan spesifik dan orang-orang dari pencampuran solusi dalam air. Pengukuran Cavendish dari titik pembekuan berbagai solusi menunjukkan adanya komposisi yang menghasilkan poin pembekuan maksimum dan minimum.

Cavendish membandingkan konduktivitas listrik larutan elektrolit setara dan menyatakan versi dari hukum Ohm. Pekerjaan besar terakhir-nya adalah pengukuran pertama dari konstanta gravitasi Sir Isaac Newton, bersama dengan massa dan kepadatan Bumi. Keakuratan percobaan ini tidak diperbaiki selama hampir satu abad. Eksperimennya pada listrik hanya diterbitkan abad setelah mereka dilakukan, ketika Maxwell menemukan kembali mereka pada tahun 1879.

5.      Karl Wilhelm Scheele

Carl Scheele dilahirkan pada tanggal 9 Desember 1742, satu dari tujuh bersaudara. Ia menerima sedikit  pendidikan formal dan tidak ada pelatihan apapun dalam sains. Di usia 14 tahun, Scheele menjadi apoteker magang di perusahaan Martin Anders Bauch di Gothenburg. Suplai bahan kimia yang ada di farmasi disediakan oleh Scheele dengan memulai berbagai penelitian dan penemuan. Ia juga mebuat sejumlah buku ilmiah yang sangat berguna saat ini. Pada tahun 1765, Bauch menjual bisnisnya, dan Scheele mengambil jabatan dengan Kjellstrøm di Malmö di mana ia kembali diizinkan bereksperimen. Pada tahun 1768, Sheele pindah ke Stockholm dan kembali bekerja di dunia farmasi. Di sini ia dan Anders Johan Retzius mengisolasi asam tartarat dari krim tartar. Hasilnya dipublikasikan pada tahun 1770.

Udara Api (Oksigen). Pada tahun 1775 Scheele pindah ke Uppsala di mana ia menjadi asisten di Laboratorium Lokk. Di sinilah Scheele menemukan Udara Api (oksigen) pada suatu masa sebelum tahun 1773. Ia menghasilkan udara api dengan beberapa cara. Pada metode yang pertama, ia mereaksikan (menggunakan penamaan modern) asam nitrat dengan garam abu  (KOH dan/atau K2CO3) yang membentuk KNO3). Menyuling residu yang didapat dengan asam sulfat yang menghasilkan NO2 dan O2. Pembentuknya diserap dengan Ca(OH)2 jenuh, meninggalkan oksigen (udara api). Ia juga memperoleh udara api dari pembakaran kuat HgO dan MnO2 dan dengan memanaskan perak karbonat atau raksa karbonat dan menyerap CO2 dengan alkali (KOH):

AgCO3(s) ->  Ag(s) + CO2(g) + O2(g)

Dikenali di Swedia. Pada tanggal 4 Februari 1775, Carl Scheele dipilih sebagai penerima beasiswa ke Akademi Sains Kerajaan. Penghormatan yang luar biasa ini (dengan dihadiri Raja Swedia) yang belum pernah diberikan (dan tidak pernah lagi) kepada murid farmasi Köping.

Pada tahun 1775, Carl Scheele pindah ke Köping, Swedia di mana ia menerima jabatan sebagai pengawas farmasi. Sejak itu,  Scheele telah menerima berbagai tawaran untuk jabatan yang lebih baik di sekitar Swedia. Kota Köping pun tidak mau kehilangan warganya yang terkenal jadi mereka memberikannya industri farmasi sendiri, yang sebelumnya dimiliki oleh seorang apoteker bernama pohls yang telah wafat. Janda Pohls menetap di Köping untuk melengkapi kebutuhan Scheele. Sangat dipercaya bahwa Scheele tidak pernah bepergian dari Köping, tapi lebih senga mengejar karir ilmiahnya.

Permasalahan Komunikasi. Pada Abad ke 18 di Eropa, seni menyebarkan hasil kerja seseorangsangatlah primitif dibandingkan dengan sekarang. Seringkali ahli sains menggunakan surat pribadi yang menggambarkan hasil pekerjaannya dengan rekan sebaya di bidang yang sama. Scheele terisolasi dari literatur ilmiah meski ia berkomunikasi dengan Lavoisier yang mengirimkannya salinan dari bukunya. Menulis buku adalah cara yang terbaik untuk menyebarkan hasil, bagaimanapun, membutuhkan waktu bertahun-tahun untuk mengumpulkan hasil yang cukup untuk menulis sebuah buku dan membutuhkan waktu lebih lama lagi untuk mempublikasikannya. Itulah tragedi yang dialami Carl Scheele yang menemukan oksigen (udara api) dua tahun sebelum Priestley. Buku yang ditulis Scheele, Chemical Treatise on Air and Fire (Risalah Kimia pada Udara dan Api), belum dipublikasikan hingga tahun 1777, di mana pada ahli sains Eropa telah mengetahui penemuan Priestley untuk gas yang sama (udara deflogiston) pada tahun 1774. Ketika ia wafat, sangat sedikit yang diketahui tentang hidup Scheele, kemiskinan yang ia alami,udara dingin ketika ia bekerja, pergulatannya dengan penyakit dan kematiannya yang begitu cepat. Satu abad setelah kematiannya sebelum dua orang ahli, yang bekerja dengan catatan Scheele, paper dan surat-suratnya ditahan oleh Akademi Sains Kerajaan Swedia, dipublikasikan pada tahun 1892 sebagai Kontribusi Ilmiah yang Penting dari Carl Scheele.

Sebuah ‘kantong udara’ digunakan oleh Scheele

Sianida dan Janji pernikahan. Di Köping, Scheele membuat senyawa sianida, termasuk gas hidrogen sianida, bahkan menggambarkan rasanya!Ia juga mempelajari berbagai senyawa arsen. Tanpa ventilasi yang layak, Scheele sering terpapar dengan racun yang mematikan. Diduga paparan inilah yang merusak kesehatan Scheele secara serius dan memperpendek usianya. Scheele sadar dengan kesehatannya yang buruk dan ia menyebutnya sebagai “permasalahan semua apoteker”. Carl Scheele wafat di usia 43 pada tanggal 26 Mei 1786. Dua hari sebelum kematiannya, ia menikah dengan janda Pohls, sehingga janda ini mewarisi semua farmasi dan kepemilikannya.

Akhir yang Abadi

Tidak ada ahli kimia yang menemukan beberapa senyawa yang lebih sederhana daripada Scheele. Ia dipuji dengan:

·         Penemuan Oksigen, klor (yang ia sebut sebagai asam laut deflogiston), asam fluorida, silikon fluorida, asam sulfida, asam sianida.

·         Mengisolasi dan mngkarakterisasi gliserol, asam tartarat, asam sitrat, asam laktat, asam urat, asam benzoat, asam gallat, asam oksalat, laktosa, asam Prussia, asam arsenat, asam molibdat, asam tungstat, tembaga arsenit (yag dikenal sebagai hijau Scheele) untuk pertama kalinya.

·         Melaporkan pertama kali sifat cahaya pada garam perak (yang menjadi dasar fotografi modern).

6.      Joseph Priesley

Joseph Priesley, putra seorang pembuat gaun dari Leeds, lahir pada tahun 1733. Setelah kematian ibunya pada tahun 1740, ia tinggal bersama bibinya, orang dengan pandangan keagamaan nonkonformis yang kuat. Priestley pergi ke sekolah tata bahasa lokal tetapi setelah 3 tahun ia sakit dan memaksanya untuk kembali ke rumah. Joseph adalah seorang mahasiswa yang cerdas, ia mahir dalam fisika, filsafat, aljabar, matematika, dan beberapa bahasa yang berbeda.

Setelah kesehatannya membaik, ia kembali belajar di Daventry Academi di Northamptonsire diamana ia belajar ilmu sejarah, ilmu pengetahuan dan filsafat. Di Daventry, ia membaca Hartley's Observation of Mans (1749). Priestley sangat dipengaruhi oleh pandangan Hartley tentng kebebasan dan konsep pembentukan kesempurnaan manusia melalui proses pendidikan yang baik.

Priestley pindah ke sebuah negara besar, berkhotbah dan mengajar. Pada tahun 1758 ia mulai mengajarkan eksperimen-eksperimen dalam "natural philosophy" kepada para muridnya. Pada 1761 ia pindah ke Warrington untuk mengajarkan bahasa pada suatu akademi yang didirikan oleh para pemberontak. Disana ia mulai tertarik mendalami ilmu pengetahuan umum dan mendapatkan kesempatan untuk mengikuti kuliah kimia dasar.

Dalam perjalanannya ke London tahun 1766, ia bertemu Benjamin Franklin yang membuatnya tertarik pada kelistrikan. Hal ini membuahkan suatu eksperimen, ia menemukan konduktivitas karbon pada tahun 1766 dan menemukan bahwa muatan listrik pada permukaan konduktor adalah tetap dan mempelajari konduksi listrik oleh pembakaran dan menghasilkan History and Present State of Electricity (1767).

Pada tahun 1767 Priestley pindah ke Leeds dan tinggal disamping pabrik pembuatan bir. Ia menjadi tertarik pada gas-gas yang terbentuk selama proses fermentasi dan menemukan bahwa gas karbon dioksidalah yang terbentuk. Ia mulai menyiapkan gas tersebut di rumah dan melakukan percobaan dangan air, ia menemukan bahwa gas tersebut dapat diserap oleh air. Penemuan dari "soda air"memberikan banyak perhatian kepadanya termasuk Royal Society's Copley Medal.

Karena hal tersebut, Priestley mengalihkan perhatiannya dan mempelajari gas-gas lain. Ia memutuskan untuk mengumpulkan gas-gas tersebut disekitar merkuri bukan air dan karena percobaannya ia berhasil untuk pertama kalinya menyiapkan jenis-jenis gas secara acak.

Penemuan terbesarnya pada tahun 1774, ketika ia menyiapkan oksigen dengan menggunakan burning glass dan panas matahari untuk memanaskan oksida merah dari merkuri dalam ruang hampa dan mengumpulkan gas yang terbentuk, ia menyebut gas tersebut "dephlogisticated air" dan ia menemukan bahwa gas tersebut sangat baik untuk meningkatkan pembakaran. Ia menyadari bahwa gas tersebut merupakan komponen aktif dalam atmosfir dan konsep udara merupakan zat tunggal adalah tidak benar. Tiga tahun sebelumnya ia telah menemukan bahwa tanaman dapat mengembalikan udara ke keadaan semula setelah tercemar oleh pembakaran lilin. Ia dapat mengidentifikasi bahwa oksigen merupakan agen yang terlibat dalam metabolisme hewan dan tumbuhan.

Priestley membenci penindasan, secara terbuka mendukung revolusi Amerika dan Perancis, dan mengutuk perdagangan budak dan kefanatikan agama. Sebagai akibat dari pemberontakkannya kepada pemerintah, kemarahan publik datang melawa Priestley pada tahun 1791, Sekelompok massa merampok dan membakar rumah dan laboratoriumnya. Dia dan keluarganya melarikan diri ke London, pada tahun 1794 ia beremigrasi ke Amerika Serikat, ia ditawari berbagai posisi termasuk dari presidan University of Pennsylvania, tetapi ia tolak. Priestley meninggal di rumahnya di Northumberland pada 16 Februari 1804.

   D.    Sumbangan Pemikiran Lavoisier

1.      Profil Antoine Laurent Lavoisier

Hanya perlu sekejap untuk memenggal kepala Lavoisier, namun seratus tahun pun mungkin tidak bisa melahirkannya kembali. Kata-kata ini diucapkan oleh ahli matematika Perancis, Joseph Louis Lagrange, beberapa saat setelah kepala Antoine Lavoisier dipenggal pada 8 Mei 1794.

Antoine Laurent Lavoisier, demikian nama lengkap ilmuwan kimia Perancis yang lahir pada tahun 1743 di Paris. Selain menguasai ilmu kimia, Lavoisier juga menguasai berbagai ilmu lainnya, seperti hukum, ekonomi, pertanian, dan geologi. Sebelum menekuni ilmu kimia, Lavoisier mengikuti jejak ayahnya mempelajari ilmu hukum. Meskipun mempelajari ilmu hukum, Lavoisier menunjukkan ketertarikannya dalam ilmu sains. Pada tahun 1768, Lavoisier terpilih menjadi anggota Academie Royale des Sciences (Akademi Sains Kerajaan Perancis), suatu komunitas ilmuwan sains. Pada tahun yang sama, ia membeli Ferme Generate, perusahaan swasta yang bergerak di bidang jasa pengumpulan pajak untuk kerajaan. 

Lavoisier diangkat menjadi Komisaris Polisi Kerajaan ketika berusia 32 tahun. Lavoisier diberi tangggung jawab mengelola laboratorium serbuk mesiu. Ia mengembangkan laboratoriumnya dengan merekrut kimiawan-kimiawan muda dari berbagai penjuru Eropa. Lavoisier dan anak buahnya bekerja keras memperbaiki metode pembuatan serbuk mesiu. Ia dan timnya berhasil meningkatkan kualitas dan kemurnian bahan baku pembuatan mesiu, yaitu sendawa, belerang, dan batu bara. Hasilnya tidak mengecewakan, serbuk mesiu yang dihasilkan laboratoriumnya menjadi lebih banyak dan lebih baik dibandingkan sebelumnya. Itulah awal perkenalan Lavoisier dengan penelitian kimia. Sejak itu, Lavoisier semakin giat melakukan penelitian di bidang kimia. 

Usaha keras Lavoisier didukung penuh oleh istrinya, yaitu Marie-Anne Pierrette Paulze. Marie membantu suaminya menerjemahkan tulisan kimiawan Inggris, Joseph Priestley. Selain itu, Marie-Anne Pierrette mempunyai keterampilan menggambar. Keterampilannya ini digunakan untuk menggambar hasil-hasil penelitian Lavoisier.

Pada tahun 1789, kondisi ekonomi Perancis terguncang. Harga-harga tidak stabil. Masyarakat pun resah. Pada saat itu Lavoisier tengah asyik melakukan penelitian. Lavoisier terpaksa mengurangi kegiatan penelitiannya karena waktunya lebih banyak tercurah untuk memperbaiki kondisi ekonomi negaranya. Mereformasi pajak garam, mencegah penyelundupan dengan cara membangun benteng di sekeliling Paris, dan memperbaiki metode pertanian merupakan beberapa usahanya untuk memperbaiki ekonomi.

Walaupun memberikan banyak kontribusi terhadap sains maupun ekonomi, hidup Lavoisier terpaksa berakhir secara tragis. Ketika terjadi revolusi Perancis, seluruh pejabat dan bangsawan kerajaan ditangkap, termasuk Lavoisier. Ia dikenakan dakwaan turut aktif mengambil pajak rakyat untuk kerajaan melalui perusahaan pajaknya (Ferme Generate), menurunkan kualitas udara kota karena membangun benteng di sekeliling Paris, mencampurkan tembakau dengan air, dan memindahkan serbuk mesiu dari gudang senjata. Akhirnya Lavoisier dijatuhi hukuman mati. Sesaat sebelum eksekusi dilaksanakan, Lavoisier meminta penundaan waktu hukuman. “Saya ilmuwan bukan bangsawan”, ujar Lavoisier. Tapi hakim dengan tegas menjawab, “Republik tidak memerlukan ilmuwan!”. Nyawa Lavoisier melayang. Dunia berduka. Salah satu permata ilmu hilang secara sia-sia. Benar apa yang dikatakan Joseph Louis Lagrange, “Hanya perlu sekejap untuk memenggal kepala Lavoisier, namun seratus tahun pun mungkin tidak bisa melahirkannya kembali.”

2.      Sumbangan Pemikiran Antoine Laurent  Lavoisier

 Ilmuwan Perancis hebat Antoine Laurent Lavoisier merupakan tokoh terkemuka di bidang perkembangan ilmu kimia. Pada saat kelahirannya di Paris tahun 1743, ilmu pengetahuan kimia ketinggalan jauh ketimbang fisika, matematika dan astronomi. Sejumlah besar penemuan yang berdiri sendiri-sendiri sudah banyak diketemukan oleh para kimiawan, tetapi tak satu pun kerangka teori yang dapat jadi pegangan yang dapat merangkum informasi yang terpisah-pisah. Pada saat itu tersebar semacam kepercayaan yang tak meyakinkan bahwa air dan udara merupakan substansi yang elementer. Lebih buruk lagi, adanya kesalahpahaman mengenai hakekat api. Kepercayaan yang berkembang saat itu adalah bahwa semua proses pembakaran benda mengandung substansi duga-dugaan yang disebut "flogiston," dan bahwa selama proses pembakaran, substansi barang yang terbakar melepaskan flogiston-nya ke udara.

Dalam jangka waktu antara tahun 1754 - 1774, ahli-ahli kimia berbakat seperti Joseph Black, Joseph Priestley, Henry Cavendish dan lain-lainnya telah mengisolir arti penting gas seperti oksigen, hidrogen, nitrogen dan karbon dioksida. Tetapi, sejak orang-orang ini menerima teori flogiston, mereka tidak mau memahami hakikat atau arti penting substansi kimiawi yang telah mereka ketemukan. Oksigen, misalnya, dipandang sebagai udara yang semua flogistonnya telah dialihkan. (Sebagaimana diketahui bahwa serpihan kayu lebih sempurna terbakar dalam oksigen ketimbang dalam udara; mungkin ini akibat udara lebih mudah menghisap flogiston dari kayu yang terbaru). Jelas, kemajuan nyata di bidang kimia tidak bisa terjadi sebelum dasar-dasar utamanya dapat dipahami.

Adapun Lavoisier yang berhasil dan menangani bagian-bagian yang menjadi teka-teki menjadi satu kesatuan yang dapat dibenarkan dan menemukan arah yang tepat dalam teori ilmu kimia. Pada tahap pertama, kata Lavoisier, teori flogiston sepenuhnya meleset: tidak ada benda yang namanya flogiston. Proses pembakaran terdiri dari kombinasi kimiawi tentang terbakarnya barang dengan oksigen. Kedua, air bukanlah barang elementer sama sekali melainkan satu campuran antara oksigen dan hidrogen. Udara bukanlah juga substansi elementer melainkan terdiri terutama dari campuran dua jenis gas, oksigen dan nitrogen. Semua pernyataan ini kini tampak gamblang sekarang, tetapi belum bisa ditangkap baik oleh pendahulu-pendahulu Lavoisier maupun rekan sejamannya. Bahkan sesudah Lavoisier merumuskan teorinya dan mengajukan kepada kalangan ilmuwan, toh masih banyak juga pemuka-pemuka ahli kimia yang menolak gagasan teori ini. Tetapi, buku Lavoisier yang brilian Pokok-pokok Dasar Kimia (1789), begitu terang dan jernihnya mengedepankan hipotesa ini dan begitu meyakinkan serta mengungguli pendapat-pendapat lain, barulah ahli-ahli kimia angkatan lebih muda dengan cepat mempercayainya.

Seraya membuktikan bahwa air dan udara bukanlah unsur kimiawi, Lavoisier mencantumkan pula dalam bukunya daftar substansi benda-benda itu yang dianggapnya punya arti mendasar dan bersifat elementer meski daftarnya mengandung beberapa kekeliruan, daftar unsur kimiawi modern sekarang ini pada hakekatnya merupakan perluasan dari apa yang sudah disusun Lavoiser itu.

Lavoiser bekerjasama dengan Berthollet, Fourcroy dan Guyton de Morveau menyusun skema sistem kimiawi yang dikenal dengan istilah “Sistem Lavoiser” dan menjadi rujukan hingga sekarang. Ia dikenal sebagai "Pendiri ilmu kimia modern", dengan sumbangan terbesar “Daftar Periodik Unsur".

Berikut adalah beberapa sumbangan pemikiran Lavoisier yang lain :

1.      Lavoisier menjadi orang pertama yang mengintrodusir prinsip penyimpanan jumlah reaksi benda kimia tanpa bentuk tertentu. Pemikiran Lavoisier tentang kecermatan menimbang bahan kimiawi dalam suatu reaksi mengubah kimia menjadi ilmu eksakta sehingga banyak kemajuan ilmu kimia pada masa-masa berikutnya.

2.      Kesimpulan Lavoiser tentang proses fisiologi masih dipakai hingga sekarang. Proses pembakaran terdiri dari kombinasi kimiawi tentang terbakarnya barang dengan oksigen. Kedua, air bukanlah barang elementer sama sekali melainkan satu campuran antara oksigen dan hidrogen. Udara bukanlah juga substansi elementer melainkan terdiri terutama dari campuran dua jenis gas, oksigen dan nitrogen.

3.      Lavoisier menyumbangkan pemikirannya di bidang fisiologi. Ia melakukan percobaan dan mampu menunjukkan proses fisiologi. Menurutnya, manusia dan bangsa binatang menimba energi dari proses pembakaran organik secara perlahan dari tubuhnya dengan bantuan oksigen dalam udara yang dihimpunnya.

4.      Lavoisier merangkum, dan menuliskan gagasanya yang brilian dalam sebuah buku yang berjudul Pokok-pokok Dasar Kimia (1789), dan menjadi fondasi perkembangan ilmu kimia modern. Buku yang dipublikasikan pada tahun 1789 itu juga memuat pendapat Lavoisier mengenai definisi unsur kimia. Lavoisier berpendapat bahwa unsur adalah zat yang tidak dapat diuraikan lagi menjadi zat yang lebih sederhana. Berdasarkan hal tersebut, Lavoisier membuat daftar 33 zat yang termasuk unsur.

5.      Ia membuat suatu dalil, yaitu “Di dalam suatu reaksi kimia, massa zat sebelum dan sesudah reaksi adalah sama. “ Dalil ini dikenal dengan hukum kekekalan zat atau hukum kekekalan massa. Berikut akan dijelaskan eksperimen Lavoisier hingga ia menemukan dalil tersebut :

Keterlibatan gas dalam reaksi kimia diawali dari keberhasilan Stephen Hales (1677-1761) merancang alat analisis ga secara kuantitatif. Joseph Black (1728-1799) menggunakan alat tersebut dalam eksperimen pembakaran batu kapur dan kayu kemudian mengamati pembakaran gas yang mirip dengan gas sylvestre (CO₂).

Selanjutnya seorang ilmuwan bernama Joseph Priestley (1733-1840) melakukan eksperimen pemanasan calx merkuri (oksida merkuri). Ia memperoleh sejenis gas dan menemukan bahwa materi dapat terbakar lebih hebat dalam gas tersebut. ia menamakan gas tersebut udara tanpa phlogiston (dephlogisticated air).

Di tahun 1774, Priestley bertemu Antonie Lavoisier (1743-1749). seorang pelopor yang percaya pentingnya membuat pengamatan kuantitatif dalam eksperimen. Lavoisier kemudian mengulang eksperimen Priestley. Ia memanaskan 530 gram logam merkuri dalam suatu wadah yang terhubung dengan udara dalam silinder ukur yang tertutup. Di akhir eksperimen, volume udara dalam silinder ternyata berkurang sebanyak 1/5 bagian. Sedangkan logam merkuri telah berubah menjadi calx merkuri dengan massa 572,4 gram atau terjadi kenaikan massa sebesar 42,4 gram. Besarnya kenaikan massa ini ternyata sama dengan massa 1/5 bagian udara yang hilang. Ia menyadari bahwa 1/5 bagian udara tersebut adalah udara tanpa phlogiston yang bergabung dengan logam merkuri membentuk calx merkuri. ia menamakan 1/5 bagian udara tersebut sabagai oksigen.

Logam merkuri (530) + Gas Oksigen (42,4)               Calx Merkuri (572,4)

Penemuan ini menjelaskan mengapa oksida logam yang terbentuk pada pembakaran logam mempunyai massa yang lebih besar dibandingkan logam awal. Hal ini juga membuktikan bahwa teori phlogiston tidak terbukti kebenarannya.

Penganut teori Lavoisier mula-mula adalah Black pada tahun 1784, kemudian berturut-turut Berthollet (1785), Guyton de Morveau (1786), dan Fourcroy (1787). Bersama-sama ketiga ahli ini Lavoisier menyusun buku tentang tata nama kimia pada tahun 1787 dengan “method de Nomenolature chimiqe”. Selain itu, Lavoisier memberikan definisi tentang unsure. Ia menyusun unsur-unsur menjadi empat golongan. Golongan pertama terdiri atas H, N, O, kalor dan cahaya. Golongan kedua terdiri atas belerang, fosfor, karbon yang pada pembakaran terjadi asam. Golongan ketiga terdiri atas logam-logam dan golongan keempat atau golongan tanah yaitu kapur, magnesia, barita, alumina, silica. Atas penelitiannya ini, ia menulis buku yang berjudul “Traite Elementaire Chimie” pada tahun 1789.