18世紀下半葉,隨著化學知識的積累和化學實驗的不斷豐富,人們在發(fā)現(xiàn)多種氣體的基礎上認識到了空氣的復雜成分。也就在此時,人們對于燃燒現(xiàn)象才有了正確的認識,這也使燃燒的理論開始了科學的發(fā)展。
遠古時代,火的使用使人類從野蠻狀態(tài)走向文明。18世紀以前,人們認為物質燃燒取決于一種特殊的燃素。近代以來,關于燃燒現(xiàn)象的本質眾說紛紜。自17世紀下半葉至18世紀70年代,歐洲比較流行的是有嚴重錯誤的“燃素說”。“燃素說”錯誤地認為物質在燃燒時,可燃的要素是一種氣態(tài)的物質,存在于一切可燃物質中。
拉瓦錫和妻子
1774年,普里斯特利發(fā)現(xiàn)氧氣時,正在英國舍爾伯恩伯爵的圖書館里工作。這年10月,普里斯特利應邀拜訪了法國著名化學家拉瓦錫。他把自己的實驗和新發(fā)現(xiàn)的氣體——“脫燃素空氣”告訴了拉瓦錫。拉瓦錫深受啟發(fā),他回到自己的實驗室,多次重復做普里斯特利的實驗,結果發(fā)現(xiàn)普里斯特利制出的氣體并不是“二脫燃素空氣”,而是能夠助燃的氧氣。
后來,拉瓦錫做了許多關于燃燒的實驗,像磷、硫、木炭的燃燒,有機物質的燃燒,錫、鉛、鐵的燃燒,氧化鉛、硝酸鉀的分解等。經過這些實驗,他終于得出了這樣的結論:空氣是由兩種氣體組成的,一種是能夠幫助燃燒的,稱為“氧氣”;另一種是不能幫助燃燒的,他稱之為“窒息空氣”,也就是我們所說的氮氣。由此他揭開了燃燒之謎。
拉瓦錫正在做實驗。
燃燒并不是像“燃素說”所說的那樣,是燃素從燃燒物中分離的過程,而是燃燒物質與空氣中的氧氣化合的過程,在這一過程中同時產生光和熱。例如水銀的加熱實驗:受熱時,水銀和氧氣化合,變成了紅色的“渣滓”——氧化汞。由于反應裝置里的氧氣漸漸地都和水銀化合了,所以加熱到第十二天以后,氧化汞的量就很難再增加。然而,當猛烈地加熱氧化汞時,它又會分解,放出氧氣,析出水銀。
學海拾貝
凡是能與空氣中的氧氣或其他氧化劑起燃燒化學反應的物質均稱為可燃物??扇嘉锓N類繁多,根據(jù)化學結構不同,可燃物可分為無機可燃物和有機可燃物兩大類。天然氣、液化石油氣、汽油都屬于有機可燃物。
1777年9月5日,拉瓦錫向法國科學院提交了劃時代的《燃燒概論》,系統(tǒng)地闡述了燃燒的氧化學說,清楚地、令人信服地說明了燃燒的本質,批判了“燃素說”。他把自己的燃燒理論,歸納成這樣四點:
①燃燒時放出光和熱;
②物質只在氧氣中燃燒;
③氧氣在燃燒時被消耗,燃燒物在燃燒后所增加的重量,等于所消耗的氧氣的重量;
④燃燒后,燃燒物往往變成酸性氧化物,而金屬則變?yōu)闅堅?/p>
新生事物常常會遭到舊勢力的排斥。盡管在當時,拉瓦錫已經十分明白地揭示了燃燒的秘密,但是,仍然有一些化學家依然死抱住“燃素說”不放,連著名的羅維茲在1786年還試圖用實驗證明燃素的存在。
到了18世紀末,拉瓦錫的學說終于被化學界普遍承認,“燃素說”終于被推翻了??茖W的氧化燃燒理論的提出和建立,引發(fā)了一場深刻的化學革命,確立了科學的近代化學學科。
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