登陆注册
5958100000004

第4章 发现燃烧的秘密

因为有了火,在万物不断进化的竞争中,人类终于脱颖而出成了自然界的精灵。然而物质为什么会产生燃烧?火到底是什么?这些疑问始终在人们头脑中萦回缠绕。

一直到了18世纪下半叶,法国塞纳河畔的一位化学家终于揭开了火的神秘面纱,建立了科学的燃烧理论。他就是安图瓦?拉瓦锡(Antoine-LaurentLavoisier,1743~1794),法国化学家,1774年发现氧气,1783年揭示“水是氢和氧的化合物”,其一生为推翻支配化学发展长达百年之久的燃素说努力,为现代化学奠定了基础,被称为“近代化学之父”。

1743年8月26日,拉瓦锡生于巴黎。11岁进入当时巴黎的名牌学校——马札兰学校,受到了良好的启蒙教育。少年的拉瓦锡爱上了自然科学,在校时一直热心钻研自然科学问题,并逐渐加深了这方面的兴趣。1763年获法学学士学位,并取得律师开业证书。21岁时转向自然科学研究,他拜法国著名科学家为师,刻苦学习了数学、天文学、地质矿物学、植物学和化学等,打下了深厚的基础。

拉瓦锡起初从事地质学研究,后来,他又转而学习化学。从一开始,拉瓦锡就以精细缜密、一丝不苟的态度,吃苦耐劳、勤于思考的精神对待科学研究。这些性格上的优秀品质使他攻破了许多科学难关,为他成为出色的科学大师奠定了基础。

18世纪中叶,法国城镇的市政建设还是相当落后的,城市街道的照明主要采用燃油灯。每天傍晚需要一个人拿着长杆去点燃,第二天清晨再由人去熄灭,既麻烦又不经济。昏暗的街灯常常使飞奔的马车与行人相撞,频繁发生交通事故。1765年,法国科学院以巨额奖金征集一种使街灯既明亮又经济的设计方案。

拉瓦锡通过大量实验,提交了自己的设计方案。虽然没有获得奖金,但他的设计方案构思精巧,论证清晰合理,因而被特别授予优秀设计方案的金质奖章。隆重的颁奖仪式和激动人心的科学研究成绩,使拉瓦锡坚定了终生从事科学探索的信念。

这一年,他当选为巴黎科学院候补院士。

他最早的化学论文是对石膏的研究,发表在1768年《巴黎科学院院报》上。他指出,石膏是硫酸和石灰形成的化合物,加热时会放出水蒸气。

1775年,拉瓦锡出任皇家火药局局长,火药局里有一个相当好的实验室,拉瓦锡的大量研究工作都是在这个实验室里完成的。

拉瓦锡从事的科学研究是以研究街灯的形式开始的,这使拉瓦锡接触到了燃烧及其现象问题。

早在拉瓦锡之前的一百多年,人们已经提出了一种关于燃烧的理论,认为燃烧是“火素”放出的过程。当燃烧时火焰是向上飞腾离去的,其中夹杂的许多火星就是火素,也叫做“燃素”。许多物质如木材、纸张、煤炭和油类中都含有大量燃素,一旦燃烧就集中释放形式猛烈的火焰。事后剩余的灰烬远远少于可燃物燃烧之前的重量,这就是燃素放出的结果。

当时人们把这种观点叫做“燃素说”。它统治化学界长达一百多年之久。然而,社会生产技术和科学研究的日益深入,使燃素说暴露出许多破绽,例如燃烧木材和煤炭之类的东西,重量呈减少的状态;燃烧锡或铅等金属非但重量没有减少,反而出现增重现象。这就迫使人们重新审视燃烧理论。

拉瓦锡详尽搜集了前人关于燃烧的研究成果,加以认真地审视和分析,经过长时间的研究,拉瓦锡发现了以前人们忽视的一个问题:加热燃烧金属增重的原因是吸收了空气所致。

接着拉瓦锡在三四年的时间内,连续进行了大量的关于燃烧和气体方面的实验。他用金属锡、铅和水银作实验,再用非金属硫磺、磷作实验,还用有机物作实验。他逐渐把注意力集中在空气中有某种助燃气体能够与金属结合使其增重上,这究竟是什么样的物质呢?他在努力探索着。

1774年4月,拉瓦锡发表了论文,用实验论证了金属能与空气中的某种物质相结合的事实。

但他始终苦于找不到将它分离出来的方法。

拉瓦锡家境富有,比科学界的多数同事的状况优越得多。妻子玛丽乐善好施,拉瓦锡也毫不吝啬,因此,拉瓦锡家成了法国甚至欧洲著名的“科学沙龙”,法国的科学家愿意到这里聚会畅谈,外国科学友人也乐于来这里造访逗留。

1774年10月,在拉瓦锡家的“科学沙龙”上,英国化学家J.普利斯特里介绍了自己做的一个实验。原来,普利斯特里用口径很大的聚光火镜加热汞灰(即氧化汞)时,搜集到一种助燃作用极强的气体,他将这种气体取名叫“脱燃素空气”。这种气体使蜡烛燃烧得更明亮,还能帮助呼吸。这就是我们现在说的氧气。但是普利斯特里一直坚信燃素说,所以他虽然发现氧气却没有揭开燃烧的奥秘。

拉瓦锡重复了普利斯特利的实验,得到了相同的结果。拉瓦锡并不相信燃素说,所以他认为这种气体是一种元素。难能可贵的是,拉瓦锡又用制得的气体逆向重新和汞作用,结果又生成了汞灰。现在,拉瓦锡全明白了。燃烧就是可燃物通过水分解得到两种气体,再将这两种气体燃烧又得到水。

实验使他弄清了空气是由氧气和氮气组成的原理。火的产生就是可燃性物质与空气中氧元素相结合的结果。从此,确立了科学的燃烧理论,推翻了燃素说的错误。1777年,拉瓦锡正式把这种气体命名为oxygene(中译名“氧”),含义是“酸的元素”。同年,拉瓦锡向巴黎科学院提出了一篇报告《燃烧概论》,阐明了燃烧作用的氧化学说,要点为:

①燃烧时放出光和热;

②只有在氧存在时,物质才会燃烧;

③空气是由两种成分组成的,物质在空气中燃烧时,吸收了空气中的氧,因此重量增加,物质所增加的重量恰恰就是它所吸收氧的重量;

④一般的可燃物质(非金属)燃烧后通常变为酸,氧是酸的本原,一切酸中都含有氧。金属煅烧后变为煅灰,它们是金属的氧化物。

他还通过精确的定量实验,证明物质虽然在一系列化学反应中改变了状态,但参与反应的物质的总量在反应前后都是相同的。于是拉瓦锡用实验证明了化学反应中的质量守恒定律。

虽然在今天看来,拉瓦锡的一些结论是错误的,比如:他认为凡是含有氧的化合物都是酸性化合物,例如硫酸、硝酸都含有氧,由此推断盐酸也含有氧,只是结合得牢固,因此不能从盐酸中分出氧——但是,他的实践仍然是革命性的。拉瓦锡的氧化学说彻底地推翻了燃素说,揭开了燃烧的奥秘,他创立了燃烧理论,为人类作出了巨大贡献,使化学开始蓬勃地发展起来。许多科学家盛赞拉瓦锡为“近代化学之父”,将拉瓦锡伟大的化学实践视为推翻“燃素说”的一场“化学革命”。

1794年5月8日,作为近代化学奠基人之一的拉瓦锡于巴黎去世。

同类推荐
  • 医疗革命(青少年科谱知识丛书)

    医疗革命(青少年科谱知识丛书)

    科学是人类进步的第一推动力,而科学知识的普及则是实现这一推动的必由之路。在新的时代,社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高,为我们青少年的科普教育提供了新的契机。抓住这个契机,大力普及科学知识,传播科学精神,提高青少年的科学素质,是我们全社会的重要课题。为此,我们特别编辑了这套“青少年科普知识”丛书,主要精选现代前沿科技的各个项目或领域,介绍其研究过程、科学原理、发展方向和应用前景等,使青少年站在当今科技的新起点寻找未来科学技术的契入点和突破口,不断追求新兴的未来科学技术。
  • 不懈追求的大科学家(走进科学丛书)

    不懈追求的大科学家(走进科学丛书)

    本书包括观测天文学大师第谷、开创钢铁时代的发明家、一个新元素的诞生、不懈追求的科学伉俪、萨哥拉贫困潦倒、培根遭祸两次入狱以及布鲁诺至死不渝等内容。
  • 蔚蓝旖旎的海洋(新编科技大博览·B卷)

    蔚蓝旖旎的海洋(新编科技大博览·B卷)

    现代社会的飞速发展很大程度上得益于科技的进步,“科技是第一生产力”已日益成为人们的共识。但是,由于现代科学的分工越来越细,众多的学科令人目不暇接。对于处于学习阶段的广大青少年而言,难免有“乱花渐欲迷人眼”的困扰。有鉴于此,我们组织了数十名在高等院校、教育科研机构工作、有着丰富的青少年教育的专家学者,编选了这套《新编科技大博览》。
  • 青少年科技常识必读

    青少年科技常识必读

    每一朵花,都是一个春天,盛开馥郁芬芳;每一粒沙,都是一个世界,搭建小小天堂;每一颗心,都是一盏灯光,把地球村点亮!借助图书为你的生活添一丝色彩。这是一套包罗生活万象的、有趣的书,向读者介绍了不可不知的中的常识。包括文学常识、地理常识、历史常识、安全常识、文化常识、动物常识、植物常识、科技常识、天文常识、生活常识等。这些都是一些生活常识性的问题,说大不大,说小不小,因为零散,平时想了解又难以查找,我们将这些你们可能感兴趣的、富有趣味的日常生活中日积月累的宝贵经验搜集并编辑成册,以便您在遇到问题时随时查询,轻松解决生活中的问题。
  • 艺术小百科

    艺术小百科

    甲骨文是商朝(约公元前17世纪-公元前11世纪)的文化产物,距今约3600多年的历史。商代统治者迷信鬼神,其行事以前往往用龟甲兽骨占卜吉凶,以后又在甲骨上刻记所占事项及事后应验的卜辞或有关记事,其文字称甲骨文。
热门推荐
  • 安冥之子

    安冥之子

    阿冥与师傅生活在安淇大陆以北边境里,当阿冥十五岁时,师傅不辞而别,只给阿冥留下了一段话就消失不见,他让阿冥去天下看看,找寻自己的身世之谜。无奈,阿冥只有从自己自小生活的环境里出来,开始了自己的冒险人生。
  • wendy地球90年游

    wendy地球90年游

    wendy是一名仙女,仙后的女儿,奉命来到地球选聘优秀的男女,让他们下辈子转世做仙子,拥有法术,wendy来到了地球……
  • 玩世皇子刁蛮妃

    玩世皇子刁蛮妃

    他是一个玉树临风、玩世不恭的皇子,因不受其限制而逃出了皇宫,化做乞丐游戏人间。而她是一位官家千金,却一心寻找海枯石烂,至死不渝的爱情,从未踏出家门的她要如何去面对外面那人心叵测的世界。他们在机缘巧合下相遇,因种种原因他们俩成为了同甘共苦的生死之交,他跟她之间又将上演一出怎样的故事。这一切都要从那天说起……
  • 亿万追妻:Hello,秘书小姐

    亿万追妻:Hello,秘书小姐

    顾子衿从未想过,她作为一个小秘书,竟然会睡了她的顶头上司……于是乎,上司开心她就腰酸,上司生气她就腿酸,不管这位上司心情怎么样,都是她受苦。
  • 重生之一品农妇

    重生之一品农妇

    本文1V1宅斗温馨搞笑加励志~欢迎入坑一句话简介:一个村姑携柔弱美相公发家致富的励志故事(并不)【完整版】穿越前,她是爹宠娘爱的独生女,穿越后,她是爹不疼娘不爱的受气包。泼妇后娘当家做主,上门亲爹助妻为虐,败家弟弟赌场赔钱,伪善表姐机关算尽,这家中哪里还有她云小飞的一席之地?弟弟赌场欠债,后娘绑她上花轿,换了银子替儿子还债。婆婆欺软怕硬,哥嫂仗势欺人,小叔古灵精怪,相公隐忍病弱,连下人都蹬鼻子上脸,这日子还怎么过?某女怒,毅然决然把家分,婆嫂欺负人,一间破房两亩地就把人打发了。相公,没事,你娘子我手艺在身,保证饿不到你!什么?你说想要孩子?想要致富,少生孩子,多做工!包子什么靠后站!
  • 一叶扁舟——殖民南美

    一叶扁舟——殖民南美

    一群闯荡美国失败的屌丝在归国路上群穿至十七世纪的南美,看他们如何在失败中进步,在挫折后重生,建立串联欧亚美澳的殖民帝国,正面刚老牌资本主义国家,拯救即将又一次被外族侵占的古老中华大地……
  • 潜入宫墙:野蛮皇子妃

    潜入宫墙:野蛮皇子妃

    什么?偶像皇子要娶旁人?绝对不可以!草根姑娘默然攥紧拳头,哼,到了本小姐出手的时候了……潜入皇宫,势要夺夫!
  • 永恒之至

    永恒之至

    在楚家出生的楚逸,因家族地位不利而又被动的局势,被迫抱到远在南方卧龙岛的主山峰——卧龙山,拜在于卧龙山“剑庐”之主的张楚天门下……且看楚逸的xxxx故事……
  • 我最最亲爱的顾境北

    我最最亲爱的顾境北

    ‖深情系列二。‖“顾境北,我好喜欢你哦。”她带着浑身的酒气一把搂住他的脖子,酒气扑在他的俊脸上,痒痒的,她的眼睛里亮晶晶的,“可是你为什么不管我怎么努力,你都不接受我呢?”顾境北拿一双漆黑如夜的眸沉默地看着她,他的手臂不动声色地护着她的腰,她像只小猫蹭蹭他的胸口:“顾境北,你说你娶我。”他半响都没有回答,她的声音极轻,缓缓睡着:“谢谢你,顾境北……”“小染,我娶你。”[顾境北,我曾用尽全身力气去爱你,到现在我只想用尽全身力气来忘记你。]【路茗溪催泪强推】【演绎校园到都市至纯至深爱恋,愿所有暗恋都能柳暗花明。】
  • 战神之笑傲天下

    战神之笑傲天下

    闯过十八罗汉,走过武当剑阵,去峨眉?笑话,那里住的是一群尼姑,尔等好意思闯?走遍大好河山,发现竟然没有自己的用武之地。整日以木鱼陪伴古佛了度余生?他不甘。“天生我材必有用”。李大仙人,我该何去何从?就在伤感之余,暮然一个戏谑的笑声刺耳袭来:“就你,还感慨,难道你以为世上真没有人了?就你那三脚猫功夫也好意思拿出来显摆?井底之蛙,当真可笑,可笑之极啊。哈哈哈哈”“谁?是谁?有本事给我出来,看我不把你打得满地找牙,跪地求饶不可。”