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拉瓦锡:创新的故事

来源:百科故事网时间:2017-08-05 10:50:01

拉瓦锡 1743 年 8 月 26 日生于巴黎。 他是法国著名的化学家, 他否定了物质不能互变的学说和推翻了 “燃素” 学说; 创立了化学方程式。

拉瓦锡的父亲是一个很有钱的律师, 这给拉瓦锡的生活和学习提供了优越的条件,拉瓦锡父亲结交的人很广泛, 他父亲和当时有名的化学家洛爱尔是好朋友。 所以拉瓦锡从小就能接触这个人, 并且从他那里获得不少的化学知识。 拉瓦锡除了在学校学习之外, 他父亲对孩子寄有厚望, 希望他能从小就打好文化知识基础, 特地还给他请校外辅导老师, 教他学习数学、 天文和化学。 拉瓦锡也非常好学, 用以掌握老师教给的所有知识, 并且有增无减, 青年时期他就知识非常渊博。 23 岁那年, 他写了一篇文章, 谈的是大城市的灯光问题, 因此, 得了金质奖章。 到了 31 岁在化学界就已经很出名了。

拉瓦锡

拉瓦锡在化学上, 第一个重大贡献是用 “烧干了水不会变成土”的实验, 推翻了物质不能互变的学说。那时许多化学家认为水烧干了剩下的渣滓就是土, 这是金科玉律, 谁也不能怀疑。 拉瓦锡为了证明水不能变成土, 进行了精密的实验。 他到野外沙漠中取来含杂质较多的水, 先测出它的比重, 然后用蒸馏法, 分离出水和残渣, 再测出蒸馏水的比重, 这时蒸馏水的比重比原水的比重大大减小。 再与残渣比较, 比重就更小了。 由此, 他得出如下结论: “水中所含的泥土有两种: 一种土是溶解于水中; 另一种土不溶解于水中。” 为了鉴别哪种土溶解于水中; 哪种土不溶解于水中, 他将水放入密闭的玻璃瓶中, 长时间用火加热。

假如火能透过玻璃瓶和水化合成土的话, 那么它的总量一定增加;若重量不增加, 就表示火不能透过玻璃瓶, 而土必然是由水或玻璃进行的。 通过水和玻璃的重量变化, 可以知道变化的原因。 他知道残渣的重量, 一定等于别的物质所失去的重量。 拉瓦锡为了进一步验证这一理论, 他安装了一个体积很大的蒸馏瓶, 他把通过蒸馏的蒸气, 冷却成蒸馏水, 再将瓶口封闭并称一下重量, 然后放在火上加热, 共烧了 100 天。 烧到第 25 天时, 水还很清净, 又烧了两天,发现水中出现了一些固体颗粒; 再烧了五、 六天后, 出现了沉淀物。

一直等烧了 100 天, 他重新称了蒸馏瓶的重量, 发现其重量和原来相等。 这时, 他把水倒出来, 并将水和固体物分离开, 擦干瓶子,称了空瓶的重量, 发现瓶子的重量减少了 17.4 克。 于是他看出来,水中的固体颗粒是水剥蚀玻璃而得来的。 然后把固体颗粒烘干称重量得 4.9 克。 拉瓦锡又测水的比重, 发现比原来水的比重增大了。再把这份水烧干, 又得固体残渣 15.5 克, 与前者之和, 又比瓶子失去的重量大, 就把这个差数认为是瓶比水部分溶解掉的数。 即 15.5+4.9-17.4=3.0, 也就是说 3.0 克玻璃损失是被水溶解的值。通过这次实验, 用不可雄辩的事实, 彻底推翻了物质不能互变的说法, 进一步证明了物质不灭定律的正确性。 使得那些恪守陈规的化学家哑口无言。

拉瓦锡的第二大贡献是推翻了 “燃素” 学说。 “燃素” 怪论的倡导者倍扣耳这样说: “凡物质能够燃烧, 都富有这种性质, 当燃烧的时候, 这种燃素就会外溢, 它的形状很像火焰, 剩下来的叫燃灰。” 这种错误认识一直阻碍着化学的进步和发展。 拉瓦锡认为物质燃烧过后变成很复杂的化合物。 如炭燃烧后变成二氧化碳 (CO2);锡燃烧成为二氧化锡 (SnO2) 或一氧化锡 (SnO)。 但信仰 “燃素”

学说的人, 则认为, 物质燃烧是由繁入简。 炭经过燃烧变成了灰,锡燃烧后也变成了灰。 它们的灰都比原物质轻, 那么毫无疑问, 燃烧时是有一种物质溢出了。 于是, 他们创立一个学说, 说燃烧物质是有负重的。 这个学说虽然没有真实的理论依据, 但当时的化学家,谁也没有办法推翻这一学说, 这就是 “燃素” 学说的来源。拉瓦锡对这学说从怀疑到不信服, 他说: “对于这个问题总是要解决的。 如果有燃素的话, 我们就要把它分析出来, 拿出来看看。再说, 我们的天平也一定会发现它的。” 为了解开这个谜, 拉瓦锡重新研究空气的成分。 他用一片磷在封口的空气瓶中燃烧, 不长时间火就熄灭了, 这证明空气中有助燃气体, 不过只占空气中的一部分。

他又用大量的磷, 放在玻璃罩内, 玻璃罩扣在水上, 然后燃烧。 结果非常明显, 磷燃烧一会后慢慢熄灭, 玻璃罩下面的水慢慢地上升,火完全熄灭了, 水升到玻璃罩体积的五分之一处, 也就再也不上升了。 拉瓦锡终于明白: 空气是一种混合体, 在这个混合体中, 只有五分之一的气体是可以助燃的, 其余的都不助燃。 这在当时, 谁也不知道是什么东西, 只好叫它为 “纯空气”。

拉瓦锡经过多次实验, 得出空气中有一种单质, 能和别的物质化合, 成为化合物, 这种化合物可以助燃。 这种物质在酸类中含量最多, 定名为 “氧”。 从此, 所谓 “燃素” 理论完全被推翻了, 使化学这门科学得到解放, 他并为各种化合物定了名称, 有的至今还在沿用。 拉瓦锡经过反复多次实验, 测定了空气的成份, 对人类分析利用空气提供了科学依据。 几千年来, 人类和其他动物只知道呼吸,但从不明白是怎样一回事, 在肺里发生了什么变化。 现在, 拉瓦锡正确的回答是: “空气能养活人类和动物的生命, 那就是那一部分氧气。 呼吸是一种燃烧作用。 空气中的氧气不见了, 氮气仍然存在,却增加了一种碳酸气。”

拉瓦锡从 1782 年开始, 根据化学组成编定化学名词, 并开始用化学方程式来说明化学的反应过程及反应前后它们量的变化关系。

1794 年 5 月 8 日拉瓦锡被诬告而惨遭杀害, 他仅仅生活了 51年, 但他在化学上的贡献是不可估量的。
 

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