燃素说是否是正确的?

问题描述:

燃素说是否是正确的?

不正确,该猜想已经被拉瓦锡推翻,燃素说认为燃烧是分解过程,燃烧产物应该比可燃物质量轻.而拉瓦锡实验的结果却是截然相反.他把实验结果写成论文交给法国科学院.从此他做了很多实验来证明燃素说的错误.在1773年2月,他在实验记录本上写到:“我所做的实验使物理和化学发生了根本的变化.”他将“新化学”命名为“反燃素化学”.
1774年,拉瓦锡做了焙烧锡和铅的实验.他将称量后的金属分别放入大小不等的曲颈瓶中,密封后再称量金属和瓶的质量,然后充分加热.冷却后再次称量金属和瓶的质量,发现没有变化.打开瓶口,有空气进入,这一次质量增加了,显然增加量是进入的空气的质量(设为A).他再次打开瓶口取出金属锻灰(在容积小的瓶中还有剩余的金属)称量,发现增加的质量正和进入瓶中的空气的质量相同(即也为A).这表明锻灰是金属与空气的化合物.
拉瓦锡进一步想,如果设法从金属锻灰中直接分离出空气来,就更能说明问题.他曾经试图分解铁锻灰(即铁锈),但实验没有成功.
到了这年的10月,普里斯特里访问巴黎.在欢迎宴会上他谈到“从红色沉淀(HgO)和铅丹(Pb3O4)可得到‘脱燃素气’”.对于正在无奈中的拉瓦锡来说,这条信息是很直接的启发.11月,拉瓦锡加热红色的汞灰制得了氧气.在舍勒的启发下,拉瓦锡甚至制造了火车头大小的加热装置,其中心是聚光镜.平台下面是六个大*,以便跟着太阳随时转动.
1775年,拉瓦锡的实验中心已从分解金属锻灰转移到了对氧气的研究.他发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量.以前认为可燃物燃烧时吸收了一部分空气,其实是吸收了氧气,与氧气化合,即氧化.这就是推翻了燃素说的燃烧的氧化理论.
与此同时,拉瓦锡还用动物实验,研究了呼吸作用,认为“是氧气在动物体内与碳化合,生成二氧化碳的同时放出热来.这和在实验室中燃烧有机物的情况完全一样.”这就解答了体温的来源问题.
空气中既然含有1/4的氧气(数据来自原文),就应该含有其余的气体,拉瓦锡将它称为“碳气”.研究了空气的组成后,拉瓦锡总结道:“大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属焙烧时,与金属化合的那部分空气是合乎卫生的,最适宜呼吸的;剩下的部分是一种‘碳气’,不能维持动物的呼吸,也不能助燃.”他把燃烧与呼吸统一了起来,也结束了空气是一种纯净物质的错误见解.
1777年,拉瓦锡明确地讥讽和批判了燃素说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意地解释各种事物.有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是*之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能通过容器壁的微孔,有时又说它不能透过;它能同时用来解释碱性和非碱性、透明性和非透明性、有颜色和无色.它真是只变色虫,每时每刻都在改变它的面貌.”
这年的9月5日,拉瓦锡向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》,系统地阐述了燃烧的氧化学说,将燃素说倒立的化学正立过来.这本书后来被翻译成多国语言,逐渐扫清了燃素说的影响.化学自此切断了与古代炼丹术的联系,揭掉了神秘和臆测的面纱,代之以科学的实验和定量的研究.化学进入了定量化学(即近代化学)时期.所以我们说拉瓦锡是近代化学的奠基者.
舍勒和普里斯特里先于拉瓦锡发现氧气,但由于他们思维不够广阔,更多地只是关心具体物质的性质,没有能冲破燃素说的束缚.与真理擦肩而过是很遗憾的.
拉瓦锡对化学的另一大贡献是否定了古希腊哲学家的四元素说和三要素说,辨证地阐述了建立在科学实验基础上的化学元素的概念:“如果元素表示构成物质的最简单组分,那么目前我们可能难以判断什么是元素;如果相反,我们把元素与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来,那么,我们现在用任何方法都不能再加以分解的一切物质,对我们来说,就算是元素了.”
在1789年出版的历时四年写就的《化学概要》里,拉瓦锡列出了第一张元素一览表,元素被分为四大类:
1.简单物质,普遍存在于动物、植物、矿物界,可以看作是物质元素:光、热、氧、氮、氢.
2.简单的非金属物质,其氧化物为酸:硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素.
3.简单的金属物质,被氧化后生成可以中和酸的盐基:锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌.
4.简单物质,能成盐的土质:石灰、镁土、钡土、铝土、硅土.
拉瓦锡对燃素说和其它陈腐观点的讥讽和批判是无情和激烈的.这使他在创建科学勋绩的同时得罪了一大批同时代和老一辈的科学家.在《影响世界历史的一百位人物》中,在许多有关历史、科学史、化学史的书籍中,作者都对拉瓦锡总是突出自己的人格特点进行低调的描述和评价,指责他在《化学概要》里没有提起舍勒和普里斯特里对他的启示和帮助.但我们得看到,拉瓦锡确实具有非凡的科学洞察力和勇往直前的无畏精神.虽然不是他最先发现氧气的制法,但他通过制取氧气分析了空气的组成,建立了燃烧的氧化学说.氧气因此不同于其它气体,被赋予非凡的科学意义.