1、1拉瓦锡实验拉 瓦 锡 的 著 名 实 验 之 一 拉 瓦 锡 把 少 量 的 汞 （ 水 银 ） 放 在 密 闭 的 容 器 里 ， 连 续 加 热 达 十 二 天 之 久 ， 结 果 发现 有 一 部 分 银 白 色 的 液 态 汞 变 成 了 红 色 的 粉 末 ， 同 时 容 器 里 的 空 气 的 体 积 差 不 多 减 少 了五 分 之 一 。 拉 瓦 锡 研 究 了 剩 余 的 那 部 分 空 气 ， 发 现 这 部 分 空 气 既 不 能 供 给 人 类 及 动 物呼 吸 来 维 持 人 类 及 动 物 的 生 命 ， 也 不 能 支 持 可 燃 物 的 燃 烧 。 这 种 气
2、 体 后 来 被 人 们 称 之为 氮 气 。拉 瓦 锡 再 把 汞 表 面 上 所 生 成 的 红 色 粉 末 （ 现 已 证 明 是 氧 化 汞 ） 收 集 起 来 ， 放 在 另 一个 较 小 的 容 器 里 经 过 强 热 后 ， 得 到 了 汞 和 氧 气 ， 而 且 氧 气 的 体 积 恰 好 等 于 原 来 密 闭 容 器里 所 减 少 的 空 气 的 那 部 分 体 积 。 他 把 得 到 的 氧 气 加 到 前 一 个 容 器 里 剩 下 的 约 五 分 之 四 体积 的 气 体 里 去 ， 结 果 得 到 的 气 体 同 空 气 的 物 理 性 质 、 化 学 性 质 都
3、完 全 一 样 。 通 过 这 些实 验 拉 瓦 锡 得 出 了 空 气 是 由 氧 气 和 氮 气 所 组 成 的 这 一 结 论 。拉 瓦 锡 的 著 名 实 验 之 二一 七 四 三 年 ， 拉 瓦 锡 出 生 在 一 个 律 师 之 家 。 二 十 岁 的 时 候 ， 拉 瓦 锡 从 大 学 法 律 系毕 业 。 可 是 ， 他 酷 爱 化 学 ， 二 十 五 岁 时 成 为 法 国 科 学 院 院 士 。就 在 他 成 为 院 士 的 时 候 ， 他 读 到 的 一 篇 论 文 ， 说 金 刚 石 在 空 气 中 加 热 ， 会 燃 烧 起 来， 变 成 一 股 气 体 ， 消 踪
4、匿 迹 （ 金 刚 石 的 化 学 成 分 是 碳 。 它 会 燃 烧 ， 变 成 二 氧 化 碳 ）。 这 篇 论 文 使 拉 瓦 锡 深 感 兴 趣 。拉 瓦 锡 重 做 实 验 。 不 过 ， 他 采 用 不 同 的 方 法 ： 他 在 金 刚 石 上 面 涂 了 一 层 厚 厚 的 石 墨稠 膏 ， 加 热 到 发 红 。 几 小 时 以 后 ， 冷 却 ， 剥 掉 外 面 的 稠 膏 ， 金 刚 石 好 端 端 的 ， 没 有 烧 掉！“燃 烧 ， 跟 空 气 大 有 关 系 。 ”拉 瓦 锡 猜 测 道 。 他 认 为 ， 用 石 墨 稠 膏 涂 在 金 刚 石 上， 使 金 刚
5、石 隔 绝 了 空 气 ， 所 以 金 刚 石 没 有 烧 掉 。 也 就 是 说 ， 空 气 在 燃 烧 现 象 中 ， 扮 演 了很 重 要 的 角 色 。一 七 七 二 年 十 一 月 ， 法 国 科 学 院 收 到 拉 瓦 锡 密 封 的 论 文 。院 士 们 拆 开 信 封 ， 获 知 拉 瓦 锡 对 于 燃 烧 现 象 的 研 究 ， 又 前 进 了 一 步 ： 磷 ， 在 空 气 中会 燃 烧 ， 冒 出 白 色 的 浓 烟 ， 这 是 早 就 知 道 的 化 学 现 象 。 拉 瓦 锡 别 出 心 裁 地 想 办 法 把 这 些浓 烟 全 部 收 集 起 来 。 他 指 出 ，
6、 浓 烟 是 一 种 极 细 的 白 色 粉 末 ， 它 的 总 重 量 比 原 来 的 磷 要 重！ 也 就 是 说 ， 在 磷 燃 饶 的 时 候 ， 可 能 与 空 气 化 合 了 。两 年 之 后 一 七 七 四 年 十 月 ， 普 利 斯 特 里 来 到 巴 黎 ， 拜 访 了 拉 瓦 锡 。 拉 瓦 锡 盛宴 招 待 普 利 斯 特 里 。 在 宴 会 上 ， 普 利 斯 特 里 把 自 己 两 个 月 前 的 重 要 发 现 ， 告 诉 了 拉 瓦 锡。 拉 瓦 锡 非 常 仔 细 地 听 着 ， 脸 上 露 出 了 惊 讶 的 神 色 。也 就 在 这 个 时 候 ， 拉 瓦
7、锡 还 收 到 瑞 典 化 学 家 舍 勒 九 月 三 十 日 的 来 信 ， 舍 勒 把 自 己 发现 氧 气 的 情 况 告 诉 了 拉 瓦 锡 。 不 过 ， 舍 勒 也 是 一 个 “燃 素 学 说 ”的 虔 诚 的 拥 护 者 ， 他把 氧 气 称 为 “火 空 气 ”。 正 因 为 这 样 ， 他 同 样 没 有 揭 开 燃 烧 的 奥 秘 ， 坐 失 良 机 。拉 瓦 锡 受 到 普 利 斯 特 里 和 舍 勒 的 启 发 ， 做 了 很 精 细 的 实 验 。 由 于 这 个 实 验 一 连 进 行了 二 十 天 ， 所 以 被 人 们 称 为 “二 十 天 实 验 ”。 拉
8、瓦 锡 夫 人 是 拉 瓦 锡 在 化 学 研 究 工 作 中2的 好 助 手 。 她 不 仅 帮 助 拉 瓦 锡 做 实 验 ， 而 且 精 确 地 描 绘 了 实 验 时 的 情 景 ， 使 后 人 能 够 一目 了 然 。 拉 瓦 锡 所 有 化 学 著 作 的 插 图 ， 几 乎 都 是 拉 瓦 锡 夫 人 亲 手 绘 制 的 。从 下 面 这 张 拉 瓦 锡 夫 人 绘 制 的 插 图 ， 可 以 看 出 “二 十 天 实 验 ”是 怎 么 回 事 。那 个 瓶 颈 弯 曲 的 瓶 子 ， 叫 做 “曲 颈 甑 ”。 瓶 中 装 有 水 银 。 瓶 颈 通 过 水 银 槽 ， 与 一
9、个 钟 形 的 玻 璃 罩 相 通 。 玻 璃 罩 内 是 空 气 。拉 瓦 锡 用 炉 子 昼 夜 不 停 地 加 热 曲 颈 甑 中 的 水 银 。 在 水 银 那 发 亮 的 表 面 ， 很 快 出 现 了红 色 的 渣 滓 。 拉 瓦 锡 明 白 ， 那 是 水 银 与 空 气 中 的 “失 燃 素 空 气 ”化 合 所 生 成 的 “三仙 丹 ”。红 色 的 渣 滓 越 来 越 多 。拉 瓦 锡 和 夫 人 本 来 是 很 喜 欢 社 交 的 ， 各 种 宴 会 、 舞 会 总 少 不 了 他 们 夫 妇 。 可 是 ，在 实 验 进 行 的 那 些 日 子 里 ， 他 们 成 天
10、价 守 在 炉 子 旁 ， 观 察 着 变 化 。他 们 发 现 ， 到 了 第 十 二 天 ， 红 色 渣 滓 不 再 增 多 了 。他 们 继 续 加 热 ， 一 直 到 第 二 十 昼 夜 ， 红 色 渣 滓 仍 不 增 多 ， 才 结 束 了 实 验 。 于 是 这 个“马 拉 松 ”式 漫 长 的 实 验 ， 成 为 化 学 史 上 著 名 的 实 验 。拉 瓦 锡 发 现 ， 实 验 结 束 时 ， 钟 罩 里 的 空 气 的 体 积 ， 大 约 减 少 了 五 分 之 一 。他 收 集 了 红 色 的 渣 滓 ， 用 高 温 加 热 。 “三 仙 丹 ”分 解 了 ， 重 新 释
11、 放 出 气 体 。 拉 瓦锡 总 共 得 到 78 立 方 英 寸 （ 1 立 方 英 寸 等 于 16.377cm3） 的 气 体 ， 正 好 与 原 先 钟 罩 中失 去 的 气 体 体 积 相 等 。至 于 剩 下 来 的 气 体 ， 既 不 能 帮 助 燃 烧 ， 也 不 能 供 呼 吸 用 。拉 瓦 赐 把 那 占 空 气 总 体 积 五 分 之 一 的 气 体 ， 称 为 “氧 气 ”（ 也 就 是 普 利 斯 特 里 所谓 的 “失 燃 素 空 气 ”、 舍 勒 所 谓 的 “火 空 气 ”） 。至 于 剩 下 的 占 空 气 总 体 积 五 分 之 四 的 气 体 ， 拉 瓦
12、 锡 称 它 为 “氮 气 ”。在 空 气 中 ， 还 有 “固 定 空 气 ”， 即 二 氧 化 碳 ， 不 过 ， 含 量 很 少 。就 这 样 ， 千 百 年 来 被 人 们 当 作 “元 素 ”的 空 气 ， 终 于 被 拉 瓦 锡 揭 开 了 真 面 目 原 来 ， 空 气 是 由 氧 气 、 氮 气 、 二 氧 化 碳 等 气 体 混 合 组 成 的 。随 着 空 气 之 谜 被 揭 开 ， 燃 烧 的 本 质 也 随 着 被 拉 瓦 锡 查 清 楚 了 。一 七 八 九 年 ， 拉 瓦 锡 在 他 的 名 著 化 学 概 论 里 ， 清 楚 地 阐 明 了 燃 烧 的 本 质 ：
13、一 、 燃 烧 时 发 出 光 和 热 ；二 、 物 质 只 有 在 氧 气 中 燃 烧 （ 也 有 例 外 ， 如 氢 气 能 在 氯 气 中 燃 烧 ， 氯 气 也 能 在 氢 气中 燃 烧 ） ；三 、 氧 气 在 燃 烧 时 被 消 耗 ；四 、 燃 烧 物 在 燃 烧 后 所 增 加 的 重 量 ， 等 于 所 消 耗 的 氧 气 的 重 量 。拉 瓦 锡 坚 决 摈 弃 了 “燃 素 学 说 ”。 他 指 出 ： 世 界 上 根 本 不 存 在 什 么 “燃 素 ”！拉 瓦 锡 的 理 论 有 大 量 实 验 作 为 依 据 ， 很 有 说 服 力 。 他 的 理 论 ， 得 到
14、绝 大 多 数 化 学 家的 支 持 。 象 普 利 斯 特 里 那 样 至 死 坚 持 “燃 素 学 说 ”的 人 极 少 ， 难 怪 连 他 自 己 也 不 得 不承 认 “几 乎 是 孤 立 的 ”。当 然 ， 拉 瓦 锡 也 有 他 的 缺 点 。 在 谈 到 氧 气 的 发 现 时 ， 拉 瓦 锡 说 ： “这 种 气 体 ， 普利 斯 特 里 先 生 、 舍 勒 先 主 和 我 大 约 同 时 发 现 。 ”这 显 然 不 符 合 事 实 。 他 明 明 是 在 普 利3斯 特 里 和 舍 勒 告 诉 他 发 现 氧 气 之 后 ， 才 着 手 做 实 验 。 这 样 掠 人 之
15、美 ， 不 是 一 个 正 直 的 科学 家 所 应 具 有 的 道 德 。然 而 ， 拉 瓦 锡 勇 敢 地 冲 破 “燃 素 学 说 ”的 束 缚 ， 揭 示 了 氧 和 燃 烧 的 本 质 ， 这 却 是难 能 可 贵 的 。恩 格 斯 在 资 本 论 第 二 卷 的 序 言 中 ， 很 中 肯 地 评 价 了 这 一 段 化 学 史 ：“当 时 在 巴 黎 的 普 利 斯 特 里 把 他 的 发 现 告 诉 了 拉 瓦 锡 ， 拉 瓦 锡 就 根 据 这 个 新事 实 研 究 了 整 个 燃 素 说 化 学 ， 方 才 发 现 ： 这 种 新 气 体 是 一 种 新 的 化 学 元 素
16、 ； 在 燃 烧 的 时候 ， 并 不 是 神 秘 的 燃 素 从 燃 烧 物 体 中 分 离 出 来 ， 而 是 这 种 新 元 素 与 燃 烧 物 体 化 合 。 这 样， 他 才 使 过 去 在 燃 素 说 形 式 上 倒 立 着 的 全 部 化 学 正 立 过 来 了 。 即 使 不 是 象 拉 瓦 锡 后 来 硬说 的 那 样 ， 他 与 其 他 两 人 同 时 和 不 依 赖 他 们 而 析 出 了 氧 气 ， 然 而 真 正 发 现 氧 气 的 还 是 他， 而 不 是 那 两 个 人 （ 即 指 普 利 斯 特 里 和 舍 勒 ） ， 因 为 他 们 只 是 析 出 了 氧 气 ， 但 甚 至 不 知道 自 己 所 析 出 的 是 什 么 。 ”
