3　荒謬的燃素說

知識(shí)導(dǎo)航

人類究竟是什么時(shí)間開始懂得用火，目前眾說紛紜，據(jù)考古表明，人類約在3000年前就懂得用火，火的力量給人類留下了極為深刻的印象，而火的利用給人類的生活帶來了很大的變化。例如火能用來照明、烤熟食物、烤暖身體、驅(qū)走猛獸、保護(hù)安全等等?；瘜W(xué)也是隨著火的利用發(fā)展起來。人類對火的認(rèn)識(shí)經(jīng)過了漫長的歷史，由神話到傳說，發(fā)展到燃素說，再到后來的燃燒理論。

燃素學(xué)說是300年前的化學(xué)家們對燃燒的解釋，他們認(rèn)為火是由無數(shù)細(xì)小而活潑的微粒構(gòu)成的物質(zhì)實(shí)體。這種火的微粒既能同其他元素結(jié)合形成化合物，也能以游離方式存在。大量游離的火微粒聚集在一起就形成明顯的火焰，它彌散于大氣之中，給人以熱的感覺，由這種火微粒構(gòu)成的火的元素就是“燃素”。

燃素在燃燒過程中從可燃物中飛散出來，與空氣結(jié)合，從而發(fā)光、發(fā)熱，這就是火；油脂、蠟、木炭等都是極富燃素的物質(zhì)，所以它們?nèi)紵饋矸浅Ｃ土?；而石頭、木灰、黃金等都不含燃素，所以不能燃燒。物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化，也可以歸結(jié)為物質(zhì)釋放燃素或者吸收燃素的過程。例如，煅燒鋅或者鉛，燃素從中逸出，就生成了白色的鋅灰和紅色的鉛灰；而將鋅灰和鉛灰與木炭一起焙燒時(shí)，鋅灰和鉛灰從木炭中吸收了燃素，金屬便又重生了出來。酒精是水和燃素的結(jié)合物，酒精燃燒后便剩下了水；金屬溶于酸是燃素被酸奪去的過程。

在當(dāng)時(shí)，燃素說不能自圓其說并受到最大責(zé)難的就是金屬煅燒后增重的事實(shí)，隨著人們對化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行了更多的定量研究之后，就更加陷入了重重自相矛盾的境地。直到18世紀(jì)70年代，氧氣被發(fā)現(xiàn)之后，燃燒的本質(zhì)終于真相大白，燃素說才退出了歷史的舞臺(tái)。

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燃素說與氧化還原

許多年以后，人們發(fā)現(xiàn)，燃素說顛倒與真實(shí)的氧化還原反應(yīng)過程，恰恰對燃燒現(xiàn)象作出了顛倒的解釋，把化合過程解釋成了分解過程。不過，對燃素說的研究最終導(dǎo)致了正確的氧化學(xué)說，并使化學(xué)從煉金術(shù)中解放了出來。

鐵

直到17世紀(jì)，人們對氣體的認(rèn)識(shí)還是很模糊的。大多數(shù)人認(rèn)為空氣是唯一的氣體元素。到了18世紀(jì)，由于對燃素說的研究，一些化學(xué)家才意識(shí)到空氣的多樣性和復(fù)雜性。其中，英國人黑爾斯的貢獻(xiàn)很大。

1766年，卡文迪什用鐵、鋅等金屬和鹽酸反應(yīng)，得到了氫氣，并用排水集氣法收集起來，他發(fā)現(xiàn)氫氣與空氣混合起來會(huì)發(fā)生爆炸，還測量出來氫氣的比重是空氣的9%。

但是，令人遺憾的是，卡文迪什之后誤入了歧途。他認(rèn)為，氫氣的發(fā)現(xiàn)使他抓住了“燃素”。當(dāng)氧氣發(fā)現(xiàn)后，卡文迪什將氫氣和氧氣放在量氣筒中，然后引爆，確信大約兩體積的氫和一體積的氧恰好化合成水。

可是，卡文迪什還是不肯放棄燃素說，拉瓦錫重復(fù)了他的實(shí)驗(yàn)，得到結(jié)論：水是由氫和氧化合而成的，并將“可燃?xì)怏w”命名為氫。

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拉瓦錫推翻燃素說

拉瓦錫的重要貢獻(xiàn)是推翻了錯(cuò)誤的燃素說。燃素說是德國人貝歇爾于1669年提出的，從此這一學(xué)說在歐洲統(tǒng)治了近一百年。當(dāng)時(shí)一些知名化學(xué)家舍勒、普利斯特里、卡文迪什等也都擁護(hù)這一學(xué)說。1772年，拉瓦錫用稱重過的磷和硫燃燒，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)物的質(zhì)量大于燃燒前磷和硫的質(zhì)量，從而觀察到了氧化現(xiàn)象。他發(fā)表的《燃燒概論》是反對燃素的重要論文，并提出了燃燒的氧化學(xué)說，從此燃素被化學(xué)家所拋棄。