拉瓦锡(3)〈近代化学之父〉 江铭辉 五梦网
十二、贝歇尔与施塔尔
1669年,德国医生贝歇尔提出了"燃素说"的初步构想。他指出气、水、土等都是元素。土又分为三种:固定土、油性土和流质土。油性土常存在动植物体中,物体燃烧时,所含的油土使逸出,剩下固定土或流质土。
施塔尔是贝歇尔的学生,专攻医学,23岁毕业后即为医学讲师;34时被聘为哈勒(Halle)大学医科教授。他先后共教书三十多年。1716年后,他到柏林做普鲁土国王的御医,同时研究化学的本源。他的最主要著作在于把贝歇尔的书重新编辑出版,加入了他自己的观点。其内容是把他教师的说法扩充起来,故贝歇尔的学说,原来只是燃烧的学说,自有施塔尔出,真正的燃素说方才成立。
1703年,施塔尔继承贝歇尔的思想,提出了"燃素说"。他认为,一切可燃物均含有一种看不见的"燃素",燃烧时燃素离开物体,残留下灰烬,他认为:一切可以燃烧的物体里面都有燃素。解释木材燃烧后成了灰烬,是因为木材中的燃素释放完了,所以重量减轻了。
至于金属燃烧后为例比原物重,则解释「燃素」是负的质量,燃烧时负重量逃出,所以金属灰烬重量才增加,但为什么燃素有的是「正的」,有的是「负的」,则无法解释。但对于金属氧化物煅烧后,变成金属,质量变轻,这个解释就更玄了,他说:煅烧后,燃素又跑回金属氧化物,变成金属,因为燃素是负重量,所以质量变轻。
十三、展开推翻燃素说实验
拉瓦锡对这个燃素学说却有很大的怀疑,他决心全面研究这个问题。拉瓦锡首先重复博伊尔做过的实验。他将一块过了秤的锡放入可以密封的曲颈瓶里,又再称了瓶和锡的总重量,然后加热至锡被烧成了灰渣。但这时用天平再秤锡和瓶的总重量却没有发生变化。证明,并没有博伊尔所说的"火粒子〞透过玻璃被金属吸收。
可当拉瓦锡将灼热的曲颈瓶封口打开以后,空气跑了进去,这时奇迹发生了,锡和瓶的总重量增加了,单独再称锡的锻灰,也确实增重了。由此可见,锡锻灰增加的重量不是来自火,而是来自空气。
十四、遭遇困难
拉瓦锡又用磷和硫做了同样的燃烧实验,天平也告诉他一样的结果。从而再次证实被烧的物质确实吸收了空气。为了充分说明这个论点,他想把锻烧时物质吸收的空气再分解出来,但究竟是什么东西?他遇到了困难。
十五、普里斯特利实验
恰好这时,即1774午10月,普里斯特利(Joseph Priestley,图4)培同他的主人 英国的谢尔邦伯爵到巴黎旅游。拉瓦锡为他们举办宴会,在宴会上,普里斯特利坦率地把也不久前所进行的一项新实验和重要发现告诉了大家。
他利用凸透镜聚集阳光加热红色的水银灰(即今日的氧化汞)。收集到一种有显著助燃作用的气体,他发现以这种方法所制造出来的气体能让蜡烛和木炭很容易着火并燃烧。由于普里斯特利笃信燃素说,他并没有将这助燃的气体当成燃烧要素,于是称它为“去燃素的空气”意思是在燃烧时帮助燃素脱离物质,加速燃烧。因此普里斯特利也没有确认它是一种新发现的气体。但是现在化学史界多数都认为他是氧气的发现者。但是这点启示对于拉瓦踢己是足够。
图4:普里斯特利(摘自维基百科,作者: Ellen Sharples)