7. 앙투안 드 라브아지에 이야기 (4-1-2/5)

7. 앙투안 드 라브아지에 이야기 (4-1-2/5)

 

 

(2) 호흡과 연소의 실험

 

당시 연소를 설명할 수 있는 이론으로서는 게오르그 슈타르（독어 : Georg Ernst Stahl, 1659-1734, 독일의 화학자, 의사)의 플로지스톤(phlogiston）설이 가장 알려졌었고 주류(정통)인 학설이었다. 플로지스톤설은 연소를 일종의 분해 현상으로 설명하고 있고 가연물의 연소 시에는 그 속에 함유되어 있는 플로지스톤(이라는 물질)이 나와서 열과 불꽃이 된다고 했다. 단지 연소에 의하여 물질의 중량은 일반적으로 가벼워지는데 금속을 가열하여 금속회(灰)로 변화시킨 때에는 중량이 증가한다는 사실은 밝혀졌었다.(이 실험은 아일랜드의 귀족으로 화학자인 로버트 보일 등에 의하여) 플로지스톤설에 대하여는 이 모순의 해소가 과제로 되어 있었다.

 

1772년에는 라브아지에는 인(燐)을 연소시키는 실험을 했다. 그래서 그 중량이 증가하는 것을 확인하였다. 다시 유황에 대해서도 연소실험을 하여 같이 중량이 증가하는 것을 확인하였다.

이들 연소 실험할 때 공기가 연소물에 흡수되는 것이 확인되었다. 이로써 연소에 수반하는 중량 증가의 원인은 공기에 있다고 생각하여 1773년 초두에는 연소와 중량 증가의 문제를 철저히 조사하려고 결의했다고 한다.

이 단계에서는 라브아지에는 플로지스톤의 존재는 부정하지 않고 <연소할 때에는 플로지스톤과 공기가 바꾸어진다.>고 했다. 다시 흡입되는 공기의 성분도 조셉 블락크（Joseph Black、1728-1799, 스코트랜드의 물리학자, 화학자, 이산화탄소의 발견자)가 1755년경에 발견한 <고정공기>일 것이라고 추정하고 있었다.(이 공기의 성분은 현대에는 이산화탄소라고 알려지고 있다.) 또 라보아지에는 1773년 2월 20일의 실험노트에서 이 발견은 <화학에 있어서의 혁명이 된다.>고 적고 있다.

 

1774년 4월에는 레트르트(RETORT, 화학실험에 쓰는 유리제의 증유기구)에 주석을 넣어서 가열하고 연소에 의하여 된 주석 재(灰)의 중량을 비교하는 <레트르트 실험>을 했다. 이 실험의 정밀 평가에 의하여 <불의 입자(플로지스톤)>는 존재하지 않는다고 라브아지에는 판단하기에 이르렀다. 동년 11월 12일에는 이 성과를 프랑스과학아카데미에서 발표하였다.

 

동년의 10월에 조지프 프리스틀리（Joseph Priestley, 1733-1804, 18세기 영국의 자연철학자, 교육자 신학자)가 프랑스를 방문하고 라브아지에는 프리스틀리로부터 다음과 같은 말을 들었다. 곧 하나는 수은회(水銀灰)를 가열하면 어떤 기체가 나오고 또 하나는 그 기체는 연소를 돕는다는 것이다. 익년 1775년에 라브아지에는 산화수은을 강하게 가열함으로써 <기체>를 얻는 실험을 반복하여 그 <기체>는 <고정공기(이산화탄소)>와 다른 것이라고 단정하기에 이르렀다. 이 때에 <오키제느(불어 ; oxygène)>라고 명명하였다. (산의 소가 된다는 뜻), 다시 연소 현상은 이 기체와 물질이 결합하는 것이라고 생각하기에 이르렀다.

 

이리하여 1777년에는 라브아지에는 연소에 대하여 <물질과 기체가 결합하는 일>이라고 설명하기에 이르렀다. 1779년에는 그 기체를 새롭게 <오키시제느>라고 하여 발표하였다.(단 실제로는 이 때에 기체에서 결합되는 것은 수소 이온이었다.)

1781년에는 앞에서 말한 헨리 캐번디시（Henry Cavendish、1731-1810, 영국의 자연철학자, 화학자, 물리학자)가 달리 있는 기체와 산소를 혼합하여 물을 만들어 내었다.(수소폭명기/水素爆鳴氣)에서의 물의 생성) 이 실험에 관심을 나타낸 라브아지에는 1783년에 캐번디시가 행한 실험을 정량 실험에 의하여 추시하였다. 그 결과 물은 원소가 아니라 물질의 조합되어 된 것(현대의 용어로 말하면 화합물)이라는 것을 나타내었다.

이때 산소와 섞인 <기체>에 대하여 물을 만들어낸 소(素)라는 것에 유래하여 <이도로제느(불어 ; hydrogène)>라 명명했다.

당초에는 플로지스톤설에 긍정적이었던 라브아지에였지만 이 1783년을 계기로 플로지스톤을 의문시하게 되어 플로지스톤설을 논문, 저서 등에서 공연히 부정하게 되었다.

 

1782년부터 1783년에 걸쳐서는 동국 출신의 자연과학자, 수학자, 물리학자, 천문학자인 피에르시몽 드 라플라스（Pierre-Simon Laplace, 1749-1827, 프랑스의 수학자, 물리학자, 천문학자)와 함께 <빙열량계(氷熱量計)>를 만들고 열량도 라브아지에가 잘하는 정량 측정의 대상이 되었다. 1777년과 함께 동물의 호흡도 또 일종의 연소라는 것을 뒷받침하는 실험을 하고 호흡에 수반하는 연소도 산소와의 결합 반응이라는 것을 나타내었다.