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燃素说学派和拉瓦锡氧化说的对话

2019-12-09胡紫霞

阅读(科学探秘) 2019年10期
关键词:化学家灰烬金属

胡紫霞

大约在三百多年前的一天,一些化学家聚在一起,分享他们对于燃烧的一些想法。

有位高高瘦瘦的人首先站出来说:“通过我的观察,我觉得火是由很多细小而活泼的微粒所构成的,这么多的火微粒聚集在一起,就形成了我们能看得见的火焰。我给这个火微粒起了一个好听的名字,叫做——燃素,因为它们是构成火的元素。大家觉得怎么样?”其他化学家们听了,纷纷点头表示赞同。

“我非常同意您的观点,先生!”一个头发卷曲的人马上附和说,“而且您说的这个燃素充塞于天地之间,流动于雷电风云之中。整个大气中都含有它,所以空气是能支持燃烧的。”

一个年纪稍大一些的长者咳嗽两声,也加入进来:“咳咳,我举个例子吧。比如我们把纸点燃,纸就开始燃烧了,当然了,你要点燃木头也可以!它们在燃烧的同时,还会产生光和热。烧完之后就变成了灰烬,我们用脚趾头也能想到,这个灰烬比之前的纸或者木头可轻多了,所以物体在燃烧之后都会变轻。而且大家有没有发现?一旦被烧成了灰烬,灰烬就无法继续燃烧了,因为它不具有燃素了。”

忽然,又有一个稚嫩的声音响起来:“先生们,我有个问题。”大家一起看过去,原来是个大学生。他继续说道:“刚刚说燃素存在于一切物体中,也就是说一切物体都会燃烧。但大家有没有想过,像铁丝、石头等这些物体是烧不起来的啊!对了,还有水,水不但烧不起来,还能把火给灭了呢!”

大家觉得也有道理,又一起讨论了一番。最后,那个瘦高个总结道:“你说的确实有道理,那我们可以把世界上的物质分成两类——可燃物和不可燃物。可燃物里面含有燃素,所以能燃烧,而且燃烧后都会变轻。这样,大家没有什么意见了吧?”

至此,“燃素说”理论就传播开来了。

面对铺天盖地的“燃素说”,法国有一位著名的化学家,大家一定要记住他的名字:拉瓦锡,他在一生中做了很多著名的化学实验,推动了化学的发展。这位年轻的化学家从1772年开始勇敢地提出了自己的想法。

“楼上的各位,我不得不对你们提出质疑。你们认为,物体燃烧是因为自身具有燃素,并且燃烧后统统变轻了,可我不这样认为。燃烧的确是需要空气的加入,但并不是燃烧后所有物体都变轻了,有的甚至会变重。为了让你们心服口服,我会用实验现象来告诉你们。”

拉瓦锡做的实验有哪些呢?——很多,我们暂且列举两个。

自1772年的秋天开始,拉瓦锡对硫、锡和铅等金属在空气中燃烧的现象进行了研究。为了确定空气是否参加燃烧反应,他设计了著名的“钟罩实验”,大家有兴趣可以去了解一下。通过这一实验,可以测量反应前后气体体积的变化,得到参与反应的气体体积。

1774年,他用锡和铅做了金属煅烧实验。他首先将铅和锡进行精确称量,放入瓶中,将瓶封闭后再准确称量铅、锡与瓶的总重量。然后进行加热,直到铅、锡变为灰烬。再称量总重,与试验前一样。之后,当他把瓶子打开时,发现空气冲了进去,这时再对瓶及煅灰进行称量,发现总重量增加了。另外,他发现金属在煅烧后重量也增加了,所增重量恰恰是等于空气冲进瓶后的总增量。因此,拉瓦錫断定,金属所增加的重量,只能是金属结合了瓶中空气里某种物质后的结果。

拉瓦锡解释完实验现象后,清清嗓子继续说道:“这些实验都可以有力地证明,可燃物质的燃烧或金属变为煅灰是与空气中某种成分化合的反应,我把这种成分称为氧气(oxygen),用化学式表示为:金属+氧气=煅灰,而绝非‘燃素说的所谓:物质-燃素=煅灰。你们都明白了吧?研究科学并不是只靠观察或想象,必要的时候还是要靠反复的实验,才能得出更准确的结论。”其他人听了都不再说话,有的竖起了大拇指,有的开始准备把拉瓦锡的实验来好好做一遍。

同学们,拉瓦锡做的有趣实验还有很多,大家可以多多去了解一下,相信你们会喜欢上这位伟大的化学家的!

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