拉瓦锡(1)〈近代化学之父〉 江铭辉 五梦网
图1:拉瓦锡
一、 前言:
拉瓦锡是近代化学之父,引进了公制体系,开创化学计量,在热力学实验中,命名氧气和氢气,发现氧气是生锈的主因,也是燃烧和呼吸的作用的要素,否定了燃素理论。但法国大革命后被指责是敛财的酷吏,被送到断头台。
二、 出生
1743年8月26日,安托尼‧罗洛兰特‧拉瓦锡(Antoine-Laurent Lavoisier)在巴黎出生。他的父亲叫吉恩师‧安托尼‧拉瓦锡(Jean-Antoine Lavoisier)是一个巴黎议会的律师,母亲叫爱密莉‧普克提丝(Émilie Punctis) 是一个有钱律师的女儿。在他五岁时,他的母亲去世,继承了一大笔财富,这时他的妹妹玛莉才三岁。
他和他的妹妹随后由父亲和姨妈康斯坦斯‧普克提丝(Constance Punctis)扶养长大。
三、 学法律及自然科学
他的姨妈知道教育的重要,1754年,拉瓦锡12岁时,就把他送到
马萨林学院(Collège Mazarin),它是以科学和数学的教师而闻名。他的父亲希望他长大以后也成为律师。他开始学习法律,在这所学院里,当他17岁到18岁时,对天文学、地质学和化学,越来越感兴趣,他同拉卡尔(Abbé Nicolas Louis de Lacaille)学天文学,盖塔尔(Jean-Étienne Guettard)学地质学,儒西(Bernard de Jussieu)学植物学,和鲁埃莱(Guillaume François Rouelle)学化学。
四、 大学毕业
1761年他进入巴黎大学法学院学习,1763年春天他顺利从巴黎大学的法律系毕业,1764年拿到律师执照。
于是他到父亲的法律事务所工作,但是科学仍然是他最爱。主要工作是在国会法庭工作。
五、法兰西科学院院士
1765年,他一篇论述石膏的化学性, 1767年他和盖塔(Guettard)共同组织了对阿尔萨斯-洛林地区的矿产考察,1768年,年仅25岁的拉瓦锡成为法兰西科学院院士。
五、 科学院的金质奖章
那时法国巴黎的照明问题是大家注意的焦点,全巴黎都在议论此问题,夜间走路非常危险,法国科学院以解决城市照明问题为题目,提出悬赏竞赛。拉瓦锡也提出报告,但未获奖。但却引起一批科学家的注意,因为他的理论有深度,同时又将理论运用于实际的构想。因此科学院一致决议:在科学院的杂志上发表此报告,并授予金质奖章,这件事成为他一生的转泪点,鼓舞他断然放弃律师生涯,献身于科学研究工作。1768年,拉瓦锡在科学院担任秘书工作。
六、 推翻水变土理论
古时候,欧洲许多人都相信水能变成土。亚里士多德的“四元素说”中就有水土互变的讲法, 17世纪比利时化学家海尔蒙特(Jan Baptista van Helmont)曾以柳树的实验,他将一柳树重在一盆经烘干200磅上中,平时只浇水,不施肥。5年后,柳树长成大树了。泥土经烘干,重量并没有减少。于是他认为柳树长大所增加的重重,是来源于水,水能转变为土,并为树所吸收。
接着海尔蒙特又作了一个实验,他将水放在玻璃容器里不停地煮沸,结果发现水底有士沉淀物,因而就证明水可以变为土。这"柳树实验"和"水变土实验",当时得到不少化学家认可。但拉瓦锡却不认同,决定重复"水变土"的实验。
他为此设计了一个验证实验。采用一种欧洲炼金术中使用过的很特别的蒸馏器。这种蒸馏器能使蒸馏物被反复蒸馏。他将蒸馏器称重,然后加入一定重量经3次蒸馏后的蒸馏水。密封后点火加热,保持微热,同时进行观察。二周过去了,水还是清的。第三 周未开始出现很小一点固体,随后慢慢变大,第八周固体因增长而沉淀下来。就这样连续加热了101天,蒸馏器中的确产生了固体沉淀物,冷却后,他首先称了总重量,发现总重量与加热前相比没有变化。他又分别对水、沉淀物、蒸馏器进行称量,结果是水的重量没变,沉淀物的重量恰好等于蒸馏器所减少的重量。据此拉瓦锡着写论文驳斥了水转比为土的谬说,瑞典化学家舍勒也对这沉淀物进行分析,证明它的确来自玻璃蒸馏器本身。