登陆注册
15680800000004

第4章 燃素学说与氧化理论(3)

1766年,卡文迪许向英国皇家学会递交了一份报告《人造空气实验》,他使用铁、锌等金属与盐酸作用制得了一种非常轻的气体,并使用排水集气法收集了这种气体,当时使用的是猪的膀胱贮存气体,当这种气体充满猪的膀胱时,这个膀胱竟然徐徐地向上升起,成为当时的一大实验奇观。卡文迪许还发现氢气与空气混合会发生爆炸,便称其为“可燃空气”,他测得了这种气体的比重为空气的9%。

卡文迪许是氢气的重要发现人之一,但是他却误入歧途,误认为氢气是燃素与水的化合物,他使用一定量的金属锌、铁、锡与各种酸作用,产生的可燃空气量总是固定的,他兴高采烈地认为,氢气不是来自酸,而是来自金属,“可燃空气”就是金属中的燃素。错误的思想导致卡文迪许失去了氢气的发现权,而把氢气发现者的桂冠戴在了拉瓦锡的头上。

1776年,法国化学家马柯将氢气点燃,并在火焰上放一个小瓷盘,他得到了小水珠;1781年,普里斯特里使用氢气与空气鸣爆也确认有水生成。

氢气的发现在化学发展史上具有重要的地位。它在元素周期表上是首席元素,它的原子核外只有一个电子,所有元素中它是最轻的气体,一升氢气只有0.08988克,与最重的金属元素锇相比,两者相差达25万倍。

氢气早期用于高空飞行,用它充起的气球与汽艇,带着人类进入了一个新的世界。但是氢气易燃易爆,也造成了许多事故,后来就利用氦气来代替它,尽管比氢气重一些,但它的惰性却是令人满意的。

氢气与氧气结伴可产生2500℃的高温,这可使绝大多数金属熔化,工业上常用氢氧焰来切割与焊接金属。

氢气最重要的用途是合成氨,在高温、高压下与氮气化合,再经过一系列的化学反应,最终制成化肥,造福于农业。

英国化学家克拉克在发现二氧化碳之后,又把木炭放在水上的玻璃罩内燃烧,用苛性钾吸收生成的“固体空气”,吸收完成后,仍然有剩余的气体不能被苛性钾吸收,克拉克因为忙于其他的实验,就让他的学生罗瑟福研究这剩余的气体是什么。

罗瑟福生于1749年,此时正投在克拉克的门下研究医学,导师让他研究这未知的气体,他自然偏重这种气体对动物生理反应的研究。

通过一系列的实验,罗瑟福证明这种气体不能被石灰水吸收,也不能被其他的碱所吸收;实验用的小白鼠在这种气体中也无法生存,他把这种气体称之为“浊气”。但是他不承认“浊气”是一种空气的组成部分,更没有意识到它是一种元素。他写了一篇论文《固定空气及浊气导论》,认为“浊气”只不过是被燃素完全饱和了的空气。

《固定空气及浊气导论》问世的1772年,另一位化学家普里特里也做了相关的实验,得出木炭在封闭空气中燃烧时,只使1/5的空气变成了碳酸气,剩下的4/5空气都是“被燃素饱和了的空气”,无法与碳进行化学反应。

普里斯特里1733年3月生于英国一个农民的家庭,在他7岁的时候就失去了母亲,由姑母把他培养长大,并希望他成为一名神职人员。

1755年,普里斯特里在神学院毕业后,已经掌握了德语、希腊语、拉丁语与广博的神学知识,成为一家教会学校的教师,作为一名神职人员,他写过许多宗教与传教方面的书,有近100篇科学论文,1764年,获得了法学博士学位,1767年因为发表了一篇电学论文而进入英国皇家学会,34岁时开始学习化学知识。

普里斯特里的第一个化学成就是制成了苏打水(二氧化碳水溶液),并因此而获得了科普莱奖章,苏达水成为历史上第一个气体化学商品。

有一天,普里斯特里去一家啤酒厂参观,当他好奇地把头伸到发酵啤酒桶内时,却感到一阵窒息,他感到非常奇怪,难道啤酒桶内的空气与人们呼吸的空气不是一样的气体吗?他点燃了一根火柴,小心翼翼地伸到啤酒桶内,结果火柴马上熄灭了。

当时“燃素说”还统治着化学界,空气被认为是一种单一的气体。普里斯特里心存疑虑,他认为肯定是有两种空气存在。他开始设计实验,要证明确实有两种空气存在,终于发现了有别于空气的“被燃素饱和了的空气(氮气)”。

恰在此时,他接到了来自卡文迪许的一封信。卡文迪许把空气通入赤热的木炭,然后用苛性钾溶液洗涤,得到一种比空气轻的气体,这种气体不能维持木炭的燃烧过程,他命名这种气体为“燃素化的空气”。

卡文迪许、罗瑟福、普里斯特里几乎同时发现了氮气,但是他们都无法摆脱“燃素说”的影响,没有认识到这种气体是一种元素。

也是在1772年,瑞典药剂师舍勒也取得了对这种气体的研究成果,他用硫酐吸收空气中的氧气后,得到了一种气体,这种气体比空气轻,能灭火。舍勒称它为“劣质空气”。他还分析了这种气体的性质,第一个证明了“劣质空气”是空气的组成成分之一。

舍勒1742年11月19日生于瑞典的一座海滨城市,父亲是一位商人,他小的时候经常在海滩上玩耍,并把各种海藻收集回来充作药品,他还采集草药,在家里研究这些药物的作用,立志当一名药剂师。

父亲不干涉舍勒的这种爱好,因为当时药剂师的收入也不比经商差。1757年秋天,他离开了家乡到哥德堡的包赫药房当学徒,这是当一名药剂师的必由之路。

包赫的药房规模很大,大楼的第一层是实验室和库房,图书室在库房的旁边,这里几乎收藏了所有当时能找到的药学与化学书籍,挨着图书室就是化学实验室,还有药房门市部与制药室。

在这里,舍勒整天泡在药房、制药室、化学实验室里面,他最喜欢读的一本书是孔克尔著的《实验室指南》,在这本书中,他学会了许多东西,并按照书中提供的配方,反复进行各种实验。

有一天夜深人静时,他在《实验室指南》中读到一段论述,并对这段论述产生了怀疑,舍勒翻过来掉过去,无论如何也不能入睡。一些想法接连不断地在脑海中出现,他按捺不住起身偷偷地来到实验室,找到了盐精(盐酸)及两瓶贴着“黑苦土”的固体开始实验,结果证明这两瓶药品并非都是黑苦土,一种物质是灰色略有光泽,不能同盐精反应,而另一种物质是黑色的。

随着时间的推移,舍勒的实验经验日益丰富,整整6年的学徒生涯,使他成为一名实验高手,通过考试合格后,他终于得到了梦寐以求的药剂师证书。包赫先生挽留舍勒做他的助手,舍勒高兴地答应了。

在包赫药房又过了4年,舍勒转到另一家大药房工作,引起他关注的第一种物质就是酒石,这是一种残留在葡萄酒桶上的残渣。他把酒石与硫酸放在一起加热,酒石逐渐溶解在硫酸中,当这种溶液冷却后,他得到一种酒石酸结晶。

还有一种透明的晶体萤石,与硫酸作用时放出令人窒息的气体,这种气体对玻璃有强烈的腐蚀性,舍勒对这种气体没有印象,就与在皇家图书馆结识的化学家贝格曼进行深入探讨,贝格曼认为这是氟氰酸。

贝格曼非常推崇舍勒的才华与敬业精神,认为舍勒继续留在药房工作会影响他的前途,阻碍他在化学上的发展,就推荐舍勒转到乌普萨拉大学工作。1774年,普鲁士亲王访问瑞典,来到了这所大学,并亲自观看了舍勒的表演,舍勒一一解答了亲王提出的问题,赢得了社会各界的关注。

舍勒继续探讨那两种“黑苦土”的问题,其一是氧化镁无疑,可是那种黑颜色的物质,肯定不会是“苦土”,把盐酸加入这种“黑苦土”中,会产生一种令人窒息的气体。当把硫酸加入时,则产生了一种无色的气体,这种气体具有助燃作用。舍勒认为它是一种燃素化的金属,与硝酸、碳酸钾共熔后,制成的水溶液是紫色的。

紧接着,舍勒试着从各种植物的根中提取溶液,他得到了各种各样的晶体,这些晶体都含有酸味,一共发现了9种有机酸,并创造了有机酸的分离方法,即用无机酸酸化有机酸钙盐沉淀物,得到较为纯净的有机酸。

舍勒从蔗糖中得到草酸(1776年);从柠檬中得到柠檬酸(1784年);从苹果中得到苹果酸(1785年);从五倍子中得到没食子酸(1786年)。

既然可以从植物中得到酸,那么动物体中一定也含有酸,经过艰苦的实验与研究,他从尿中提取出尿素(1776年);从牛奶中提取出乳酸(1780年)。

舍勒在1763年开始研究普鲁士蓝,用将近8年时间发现了普鲁士酸(氢氰酸),这种酸有特殊的甜味,同时使人咳嗽。1783年,舍勒以二氧化碳、煤与氨为原料制成了氢氰酸,这是世界上第一个有机合成反应。舍勒还合成了“普鲁士蓝”颜料,查明了骨头中含有磷酸盐,并提出从骨头中制取磷酸盐的方法。

舍勒还制备过许多无机酸,其中在1771年制得了氟硅酸;1775年,他把亚砷酐氧化制得了亚砷酸,这种亚砷酸与胆矾(硫酸铜)混合,得到一种美丽的绿色沉淀,这种沉淀可以制成染料,人们称“舍勒绿”。亚砷酸并用锌作用,舍勒制得了无色气体砷化氢;1777年还发现了硫化氢;1781年他用酸处理矿石,得到了钨酸与三氧化钨,他还制得了铂酸。他在研究一种黑色的矿物时,使用硝酸浸泡,得到一种白色沉淀,舍勒称它为“钼土”。

舍勒有一次把脂肪与密陀僧(氧化铅)一起加热,冷却静置后,竟然得到一种甜味的浅黄色液体,因为它甘甜可口,甚至可以代替食糖来调节饮料与酒类的甜度,外表给人的印象是油乎乎的,就称之为甘油。

纯正的甘油在17℃以下时就会变成白色的结晶,而在17℃以上时溶化为液体。但是我们平常见到的甘油却都是液体的,纯净的甘油暴露在空气中时,它会在空气中吸收水分,自然就成为液体了。

同类推荐
  • 新课标英语学习资源库-一本不说话的书

    新课标英语学习资源库-一本不说话的书

    课标是常新的,经典却是永恒的,走进经典的选择,学习兴趣的提高离你只有一步之遥。本套丛书包括奥林匹斯山众神、白雪公主、百万英镑、包打听、财神与爱神、打火匣、带家具出租的房子、公主与美洲狮、好孩子的故事、荷马墓上的一朵玫瑰、黄缘奇遇、灰姑娘、井边的牧鹅女、警察与赞美诗、两个勇敢的伊洛特人、母亲的故事、牧羊女和扫烟囱的人、女巫的面包、青蛙王子、三万元遗产、沙丘的故事、忒修斯历险记、特洛伊战争、天国花园、小爱达的花、小红帽、幸福的家庭、雪人、一本不说话的书、勇敢的小裁缝。
  • 国际经济法(21世纪实用法学系列教材)

    国际经济法(21世纪实用法学系列教材)

    随着市场经济的发展、民主政治的推进、依法治国方略的实施,我国的高等法学教育得到了空前的发展,层次众多、形式多样的高等法学教育呈现出一派繁荣的景象。为了适应不同层次法学教育的需要,我社编辑出版了这套以培养应用型法学人才为目标的《21世纪实用法学系列教材》。
  • 语文新课标课外必读第八辑——比尔·盖茨传

    语文新课标课外必读第八辑——比尔·盖茨传

    国家教育部颁布了最新《语文课程标准》,统称新课标,对中、小学语文教学指定了阅读书目,对阅读的数量、内容、质量以及速度都提出了明确的要求,这对于提高学生的阅读能力,培养语文素养,陶冶情操,促进学生终身学习和终身可持续发展,对于提高广大人民的文学素养具有极大的意义。
  • 人生剪影

    人生剪影

    我们中小学生必须要加强阅读量,以便提高自己的语文素养和写作能力,以便广开视野和见识,促进身心素质不断地健康成长。
  • 自然辩证法概论专题研究

    自然辩证法概论专题研究

    本书是研究生公共选修课教材。本书以“专题”的形式将教学内容分为科学技术与自然观的发展,科学的本质、科学语言和科学价值,技术的本质、技术价值与技术社会观,技术方法和技术创新,科学技术的社会建制和科学技术的社会运行等内容。
热门推荐
  • 云邪战神

    云邪战神

    那个倔强的褐衣少年,十年如一日,只为不做那个蒙羞的废物,六岁,母亲失踪的那一日,他仿佛一瞬间失去了所有,所有人都觉得他的母亲早已命丧黄泉,但他不信,他永远都忘不了那个对自己浅笑忆昔的倩影,他会成为那一颗耀眼的新星,会成为母亲口中那个站上顶峰的人
  • 暗夜塔罗牌

    暗夜塔罗牌

    欢迎来到御汐的塔罗牌世界!以梵力为根基,用塔罗牌做武器,塔罗战士们手持权杖、圣杯、宝剑和五芒星,将在这里征战四方!婆罗门诸神和所罗门七十二柱魔神,将在这里演绎着他们不朽的传奇!暗夜的王者,将在这里谱写自己永恒的华章!
  • 钟馗道

    钟馗道

    铁面钢髯掩口笑,烂扇破袍步逍遥,漏伞不遮身,石榴未献春,终南乌靴难入朝,酆都鬼雄醉卧蛟!除魔,降妖,非我道,亦正,亦邪,随心摇,三尺桃剑寒摄胆,方寸壶中化恩怨!本愿魁阁济乱世,无奈月下斩虚耗。笑笑笑,世人皆道爷名号,钟馗,到!
  • 现代神迹录

    现代神迹录

    盘古开天,那已是传说;女娲造人,那已是历史。那一段故事,已在传说中成为历史。那一段历史,已在故事中成为传说。当神话史步入现代,会经历怎样的洗礼?当现代进入历史,又会成就怎样的一个世界?本书不升级,不打怪,甚至很少谈恋爱。其中乐趣,仁者见仁!!!
  • 总有刁民想害朕

    总有刁民想害朕

    我叫刁蓂,刁民的刁,刁蓂的蓂。你没看错,但我真的不是刁民,真的!我以我14年的清白来证明,我的的确确是个良民。而如今,我正屈身躺在,高高的稻草堆上,而且是大牢里的稻草堆。克奥,老子做错了啥!刁蓂=脑补+炸毛(怒摔)“前面那个姓古的,你给我站住!”古栗=腹黑+温良(伪)“嘿嘿嘿,落入本太子手中,焉有活路?”
  • 小子算你狠

    小子算你狠

    关志文出生于半小康家庭,他曾是一名三好学生,以优异的成绩考上了J省S市重点高中!因为父母不在身边常常被学校老大欺负,一次无意的碰撞让他获得了特殊能力让他变得强大也给他带来了许多的麻烦,最后开始了一段整天生活在打架与被打之中,让他从一名三好学生沦落成学校的老大。最终拥有自己的一片天。
  • 安徒生童话精选(世界最美儿童文学第二辑)

    安徒生童话精选(世界最美儿童文学第二辑)

    一代童话大师安徒生倾尽毕生心血打造了一个瑰丽的幻想王国,在这个“献给未来的一代”的神秘世界里,有为了心上人的幸福甘愿化作泡沫的小美人鱼,有历经千辛万苦最终变成了白天鹅的丑小鸭,有全心全意解救变成野天鹅的哥哥们的小公主艾丽莎……她们扣人心弦的故事让我们感受到爱情、梦想和勇气的惊人力量。与此同时,冻死在新年街头的卖火柴的小女孩、穿着根本就不存在的“新衣”的荒唐皇帝、活活变成自己的影子的附庸的可怜学者……又让我们动容于底层劳动者生活之艰辛、社会投机者手段之奸猾和普通民众认识之浅薄。安徒生的童话充满了诗意的美和戏剧性的幽默,是一部集浪漫与现实、歌颂与讽刺、希望与幻灭于一体的跨时代经典巨著。
  • 离开你,走路都带风

    离开你,走路都带风

    分手后放不下的那个人,就好像永远活在自己的梦里,突然有一天,幡然醒悟。所有的悲伤和快乐都是自己给的。分手不是失恋,只是和那个不对的人分开了。分手不是和那个人错过,只是在等下一个合适的人。我知道你会来,所以,我愿意等。愿,每一个分手后单身的人都能真的放下,然后将自己变成你等的那个人。
  • 璃落代记

    璃落代记

    姜璃,一个奇迹集中于一身的妖孽。遇见了一个仰慕她已久名叫叶景毅的年轻科学家,在这不久姜璃识破他的阴谋,假借回v城过暑假躲避叶景毅变态的人体试验。却还是被找到并且因为阿猫的失误被穿越到了异世界......
  • 羁绊——最后一世

    羁绊——最后一世

    多年来被忘却的国土,不曾记载的过去。冰雪消融中,那来自久远过去的王权,带来的不只是臣服。在寒冰中重生的少年,最后一个王者,羁绊中重生。