拉瓦錫(1)〈近代化學之父〉 江銘輝 五夢網
圖1:拉瓦錫
一、 前言:
拉瓦錫是近代化學之父,引進了公制體系,開創化學計量,在熱力學實驗中,命名氧氣和氫氣,發現氧氣是生鏽的主因,也是燃燒和呼吸的作用的要素,否定了燃素理論。但法國大革命後被指責是斂財的酷吏,被送到斷頭台。
二、 出生
1743年8月26日,安托尼‧羅洛倫特‧拉瓦錫(Antoine-Laurent Lavoisier)在巴黎出生。他的父親叫吉恩師‧安托尼‧拉瓦錫(Jean-Antoine Lavoisier)是一個巴黎議會的律師,母親叫愛密莉‧普克提絲(Émilie Punctis) 是一個有錢律師的女兒。在他五歲時,他的母親去世,繼承了一大筆財富,這時他的妹妹瑪莉才三歲。
他和他的妹妹隨後由父親和姨媽康斯坦斯‧普克提絲(Constance Punctis)扶養長大。
三、 學法律及自然科學
他的姨媽知道教育的重要,1754年,拉瓦錫12歲時,就把他送到
馬薩林學院(Collège Mazarin),它是以科學和數學的教師而聞名。他的父親希望他長大以後也成為律師。他開始學習法律,在這所學院裡,當他17歲到18歲時,對天文學、地質學和化學,越來越感興趣,他同拉卡爾(Abbé Nicolas Louis de Lacaille)學天文學,蓋塔爾(Jean-Étienne Guettard)學地質學,儒西(Bernard de Jussieu)學植物學,和魯埃萊(Guillaume François Rouelle)學化學。
四、 大學畢業
1761年他進入巴黎大學法學院學習,1763年春天他順利從巴黎大學的法律系畢業,1764年拿到律師執照。
於是他到父親的法律事務所工作,但是科學仍然是他最愛。主要工作是在國會法庭工作。
五、法蘭西科學院院士
1765年,他一篇論述石膏的化學性, 1767年他和蓋塔(Guettard)共同組織了對阿爾薩斯-洛林地區的礦產考察,1768年,年僅25歲的拉瓦錫成為法蘭西科學院院士。
五、 科學院的金質獎章
那時法國巴黎的照明問題是大家注意的焦點,全巴黎都在議論此問題,夜間走路非常危險,法國科學院以解決城市照明問題為題目,提出懸賞競賽。拉瓦錫也提出報告,但未獲獎。但卻引起一批科學家的注意,因為他的理論有深度,同時又將理論運用於實際的構想。因此科學院一致決議:在科學院的雜誌上發表此報告,並授予金質獎章,這件事成為他一生的轉淚點,鼓舞他斷然放棄律師生涯,獻身於科學研究工作。1768年,拉瓦錫在科學院擔任秘書工作。
六、 推翻水變土理論
古時候,歐洲許多人都相信水能變成土。亞里斯多德的“四元素說”中就有水土互變的講法, 17世紀比利時化學家海爾蒙特(Jan Baptista van Helmont)曾以柳樹的實驗,他將一柳樹重在一盆經烘乾200磅上中,平時只澆水,不施肥。5年後,柳樹長成大樹了。泥土經烘乾,重量並沒有減少。於是他認為柳樹長大所增加的重重,是來源於水,水能轉變為土,並為樹所吸收。
接著海爾蒙特又作了一個實驗,他將水放在玻璃容器裡不停地煮沸,結果發現水底有士沉澱物,因而就證明水可以變為土。這"柳樹實驗"和"水變土實驗",當時得到不少化學家認可。但拉瓦錫卻不認同,決定重複"水變土"的實驗。
他為此設計了一個驗證實驗。採用一種歐洲煉金術中使用過的很特別的蒸餾器。這種蒸餾器能使蒸餾物被反複蒸餾。他將蒸餾器稱重,然後加入一定重量經3次蒸餾後的蒸餾水。密封後點火加熱,保持微熱,同時進行觀察。二周過去了,水還是清的。第三 周未開始出現很小一點固體,隨後慢慢變大,第八周固體因增長而沉澱下來。就這樣連續加熱了101天,蒸餾器中的確產生了固體沉澱物,冷卻後,他首先稱了總重量,發現總重量與加熱前相比沒有變化。他又分別對水、沉澱物、蒸餾器進行稱量,結果是水的重量沒變,沉澱物的重量恰好等於蒸餾器所減少的重量。據此拉瓦錫著寫論文駁斥了水轉比為土的謬說,瑞典化學家舍勒也對這沉澱物進行分析,證明它的確來自玻璃蒸餾器本身。