胡紫霞
大約在三百多年前的一天,一些化學家聚在一起,分享他們對于燃燒的一些想法。
有位高高瘦瘦的人首先站出來說:“通過我的觀察,我覺得火是由很多細小而活潑的微粒所構(gòu)成的,這么多的火微粒聚集在一起,就形成了我們能看得見的火焰。我給這個火微粒起了一個好聽的名字,叫做——燃素,因為它們是構(gòu)成火的元素。大家覺得怎么樣?”其他化學家們聽了,紛紛點頭表示贊同。
“我非常同意您的觀點,先生!”一個頭發(fā)卷曲的人馬上附和說,“而且您說的這個燃素充塞于天地之間,流動于雷電風云之中。整個大氣中都含有它,所以空氣是能支持燃燒的?!?/p>
一個年紀稍大一些的長者咳嗽兩聲,也加入進來:“咳咳,我舉個例子吧。比如我們把紙點燃,紙就開始燃燒了,當然了,你要點燃木頭也可以!它們在燃燒的同時,還會產(chǎn)生光和熱。燒完之后就變成了灰燼,我們用腳趾頭也能想到,這個灰燼比之前的紙或者木頭可輕多了,所以物體在燃燒之后都會變輕。而且大家有沒有發(fā)現(xiàn)?一旦被燒成了灰燼,灰燼就無法繼續(xù)燃燒了,因為它不具有燃素了?!?/p>
忽然,又有一個稚嫩的聲音響起來:“先生們,我有個問題?!贝蠹乙黄鹂催^去,原來是個大學生。他繼續(xù)說道:“剛剛說燃素存在于一切物體中,也就是說一切物體都會燃燒。但大家有沒有想過,像鐵絲、石頭等這些物體是燒不起來的啊!對了,還有水,水不但燒不起來,還能把火給滅了呢!”
大家覺得也有道理,又一起討論了一番。最后,那個瘦高個總結(jié)道:“你說的確實有道理,那我們可以把世界上的物質(zhì)分成兩類——可燃物和不可燃物??扇嘉锢锩婧腥妓?,所以能燃燒,而且燃燒后都會變輕。這樣,大家沒有什么意見了吧?”
至此,“燃素說”理論就傳播開來了。
面對鋪天蓋地的“燃素說”,法國有一位著名的化學家,大家一定要記住他的名字:拉瓦錫,他在一生中做了很多著名的化學實驗,推動了化學的發(fā)展。這位年輕的化學家從1772年開始勇敢地提出了自己的想法。
“樓上的各位,我不得不對你們提出質(zhì)疑。你們認為,物體燃燒是因為自身具有燃素,并且燃燒后統(tǒng)統(tǒng)變輕了,可我不這樣認為。燃燒的確是需要空氣的加入,但并不是燃燒后所有物體都變輕了,有的甚至會變重。為了讓你們心服口服,我會用實驗現(xiàn)象來告訴你們。”
拉瓦錫做的實驗有哪些呢?——很多,我們暫且列舉兩個。
自1772年的秋天開始,拉瓦錫對硫、錫和鉛等金屬在空氣中燃燒的現(xiàn)象進行了研究。為了確定空氣是否參加燃燒反應,他設計了著名的“鐘罩實驗”,大家有興趣可以去了解一下。通過這一實驗,可以測量反應前后氣體體積的變化,得到參與反應的氣體體積。
1774年,他用錫和鉛做了金屬煅燒實驗。他首先將鉛和錫進行精確稱量,放入瓶中,將瓶封閉后再準確稱量鉛、錫與瓶的總重量。然后進行加熱,直到鉛、錫變?yōu)榛覡a。再稱量總重,與試驗前一樣。之后,當他把瓶子打開時,發(fā)現(xiàn)空氣沖了進去,這時再對瓶及煅灰進行稱量,發(fā)現(xiàn)總重量增加了。另外,他發(fā)現(xiàn)金屬在煅燒后重量也增加了,所增重量恰恰是等于空氣沖進瓶后的總增量。因此,拉瓦錫斷定,金屬所增加的重量,只能是金屬結(jié)合了瓶中空氣里某種物質(zhì)后的結(jié)果。
拉瓦錫解釋完實驗現(xiàn)象后,清清嗓子繼續(xù)說道:“這些實驗都可以有力地證明,可燃物質(zhì)的燃燒或金屬變?yōu)殪鸦沂桥c空氣中某種成分化合的反應,我把這種成分稱為氧氣(oxygen),用化學式表示為:金屬+氧氣=煅灰,而絕非‘燃素說的所謂:物質(zhì)-燃素=煅灰。你們都明白了吧?研究科學并不是只靠觀察或想象,必要的時候還是要靠反復的實驗,才能得出更準確的結(jié)論。”其他人聽了都不再說話,有的豎起了大拇指,有的開始準備把拉瓦錫的實驗來好好做一遍。
同學們,拉瓦錫做的有趣實驗還有很多,大家可以多多去了解一下,相信你們會喜歡上這位偉大的化學家的!