首页 理论教育 拉开近代化学的序幕

拉开近代化学的序幕

时间:2022-02-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:1772年,拉瓦锡当选为科学院院士,他这时主要思考的问题是燃烧的本质。为了研究这个问题,拉瓦锡常和其他化学家开展热烈的讨论。拉瓦锡根据实验,对燃素学说产生了怀疑,并指出金属锻灰的增重与燃素无关,而是由金属与空气化合的缘故。1789年,拉瓦锡的名著《化学纲要》出版了,该书以大量的实验事实为根据,系统、全面地批判了燃素学说,客观地阐明了燃烧的氧化学说。

18世纪,由于工业革命的迅猛发展,特别是钢铁工业的迅速发展,当时的冶金业出现了许多与燃烧有关的问题,例如:炼钢为什么要鼓风?风速应多大?量为多少?温度多高?这一系列疑问亟需建立一种正确的燃烧理论来指导生产,可统治100多年的燃素说仍然左右着人们。为此,一批优秀的化学家对原来的“燃素说”产生了质疑,由法国化学家拉瓦锡所做的实验研究引起了一场近代化学的革命。

拉瓦锡出生于巴黎的律师家庭,自幼对天文、数学、植物、矿物、化学等自然科学深感兴趣。大学毕业后,他决心投入科学研究工作。

1772年,拉瓦锡当选为科学院院士,他这时主要思考的问题是燃烧的本质。为了研究这个问题,拉瓦锡常和其他化学家开展热烈的讨论。在一个寒冷的晚上,他与实验室的同事马凯尔和卡德一起研究在高温下灼烧金刚石的实验。按一般情况,物质燃烧后总有一点灰渣,可是金刚石灼烧后却没有任何灰渣,消失得无影无踪。为什么会出现这样奇异的现象呢?他们讨论认为,因为加热是在空气中进行的,空气不会产生影响。如果在隔绝空气的情况下灼烧金刚石,又会产生什么现象呢?第二天,拉瓦锡带来了几块金刚石,涂上一层厚厚的石墨稠膏用来隔绝空气。然后把小黑球加热烧到通红,而且发出了光。待小黑球冷却几小时后,剥掉涂料,金刚石仍然是完整的。拉瓦锡推测:金刚石消失的神秘现象竟然与空气有关。也许它们是跟空气结合在一起的。对拉瓦锡来说,这一发现是不寻常的。

拉瓦锡立刻着手研究磷和硫的燃烧,成功地收集了磷燃烧冒出的全部白烟,并称量出它比原来的磷重。拉瓦锡判断,磷与空气化合了,但它们是怎样化合的呢?于是,他设计了这样的实验:在密闭的器皿里燃烧磷,并称出有关各物质的重量;把装有磷的小盘子放在水面的软木座上,用烧红的金属丝点燃磷,迅速用玻璃把它罩上,白色浓烟充装了玻璃罩,然后就熄灭了,水在罩内开始上升,过一会儿,水位就停止上升了。拉瓦锡认为,可能用的磷少了,不能跟罩内的空气全部化合。于是他用更多的磷作了十几次实验,水位上升的高度都相同。他想,磷仅仅与1/5的空气化合,难道空气是复杂的混合物吗?拉瓦锡研究硫的燃烧,硫也只能同1/5的空气化合。

1774年,拉瓦锡做了著名的金属锻炼实验,他将锡和铅分别密封在曲颈瓶中,在加热前后都精确地称量,发现瓶子和锻灰的总重量并未改变。当他把瓶子打开后,发现有空气冲进瓶内,这时的瓶子和锻灰的总重量增加了。空气进入瓶内增加的重量与金属变成锻灰增加的重量正好相等。拉瓦锡根据实验,对燃素学说产生了怀疑,并指出金属锻灰的增重与燃素无关,而是由金属与空气化合的缘故。

后来,他做了大量的燃烧实验都说明燃素是不存在的。1777年,他接受其他化学家的解释,确认空气是两种气体的混合物。一种是能助燃的、有助于呼吸的氧气,另一种是不助燃的、无助于生命的氮气。这个以氧为中心的理论简明地把燃素学说所不能解决的问题解决了,把燃素学说也纠正了,使人们能够按照燃烧的本来面目掌握燃烧的规律。

1789年,拉瓦锡的名著《化学纲要》出版了,该书以大量的实验事实为根据,系统、全面地批判了燃素学说,客观地阐明了燃烧的氧化学说。著名化学家武兹和贝特罗都把它称为一场全面的化学革命。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈