拉瓦錫(3)〈近代化學之父〉 江銘輝 五夢網
十二、貝歇爾與施塔爾
1669年,德國醫生貝歇爾提出了"燃素說"的初步構想。他指出氣、水、土等都是元素。土又分為三種:固定土、油性土和流質土。油性土常存在動植物體中,物體燃燒時,所含的油土使逸出,剩下固定土或流質土。
施塔爾是貝歇爾的學生,專攻醫學,23歲畢業後即為醫學講師;34時被聘為哈勒(Halle)大學醫科教授。他先後共教書三十多年。1716年後,他到柏林做普魯土國王的御醫,同時研究化學的本源。他的最主要著作在於把貝歇爾的書重新編輯出版,加入了他自己的觀點。其內容是把他教師的說法擴充起來,故貝歇爾的學說,原來只是燃燒的學說,自有施塔爾出,真正的燃素說方才成立。
1703年,施塔爾繼承貝歇爾的思想,並在波義耳實驗的基礎上提出了"燃素說"。他認為,一切可燃物均含有一種看不見的"燃素",燃燒時燃素離開物體,殘留下灰燼,他認為:一切可以燃燒的物體裡面都有燃素。解釋木材燃燒後成了灰燼,是因為木材中的燃素釋放完了,所以重量減輕了。
至於金屬燃燒後為例比原物重,則解釋「燃素」是負的質量,燃燒時負重量逃出,所以金屬灰燼重量才增加,但為什麼燃素有的是「正的」,有的是「負的」,則無法解釋。但對於金屬氧化物煅燒後,變成金屬,質量變輕,這個解釋就更玄了,他說:煅燒後,燃素又跑回金屬氧化物,變成金屬,因為燃素是負重量,所以質量變輕。
十三、展開推翻燃素說實驗
拉瓦錫對這個燃素學說卻有很大的懷疑,他決心全面研究這個問題。拉瓦錫首先重複波義耳做過的實驗。他將一塊過了秤的錫放入可以密封的曲頸瓶裡,又再稱了瓶和錫的總重量,然後加熱至錫被燒成了灰渣。但這時用天平再秤錫和瓶的總重量卻沒有發生變化。證明,並沒有波義耳所說的"火粒子〞透過玻璃被金屬吸收。
可當拉瓦錫將灼熱的曲頸瓶封口打開以後,空氣跑了進去,這時奇跡發生了,錫和瓶的總重量增加了,單獨再稱錫的鍛灰,也確實增重了。由此可見,錫鍛灰增加的重量不是來自火,而是來自空氣。
十四、遭遇困難
拉瓦錫又用磷和硫做了同樣的燃燒實驗,天平也告訴他一樣的結果。從而再次證實被燒的物質確實吸收了空氣。為了充分說明這個論點,他想把鍛燒時物質吸收的空氣再分解出來,但究竟是什麼東西?他遇到了困難。
十五、普里斯特利實驗
恰好這時,即1774午10月,普里斯特利(Joseph Priestley,圖4)培同他的主人 英國的謝爾邦伯爵到巴黎旅遊。拉瓦錫為他們舉辦宴會,在宴會上,普里斯特利坦率地把也不久前所進行的一項新實驗和重要發現告訴了大家。
他利用凸透鏡聚集陽光加熱紅色的水銀灰(即今日的氧化汞)。收集到一種有顯著助燃作用的氣體,他發現以這種方法所製造出來的氣體能讓蠟燭和木炭很容易著火並燃燒。由於普里斯特利篤信燃素說,他並沒有將這助燃的氣體當成燃燒要素,於是稱它為“去燃素的空氣”意思是在燃燒時幫助燃素脫離物質,加速燃燒。因此普里斯特利也沒有確認它是一種新發現的氣體。但是現在化學史界多數都認為他是氧氣的發現者。但是這點啟示對於拉瓦踢己是足夠。
圖4:普里斯特利(摘自維基百科,作者: Ellen Sharples)