最先揭示燃烧现象实质的人是谁?
长期以来,人们试图对燃烧现象作出解释。17世纪,德国化学家史塔尔(1660~1734)的解释:是:在一切可燃物体中,都含有一种特殊的物质,叫做燃索。燃索在燃烧过程中散发出去。等到它完全跑掉后,燃烧也就停止了。而燃烧过的产物。只需任何含有多量燃索的物质如木炭等供给它燃索,它就可恢复为原来的物质。例如,锌加热焙烧后,它本身的燃素丧失了,变为白色的渣滓。而只需把木炭与渣滓一同加热,锌就会被蒸馏出来。史塔尔的这学说叫做燃素说,它在100多年内控制着化学界对燃烧实质的认识。
但是,许多有头脑的科学家自燃素提出的那一天起,就对它抱有怀疑态度。首先,史塔尔口口声声提到的燃索,从来有被分离出来过。其次,金属在焙烧过后,总是增加了若干重量。按燃素说观点,燃素在燃烧过程中丧失,但燃烧后物质反而增重。按燃素说观点,燃素在燃烧过程中丧失。但燃烧后物质反而增重,这很难令人信服。但是,尽管许多科学家长期怀疑燃素说,真正否定这个错误观点,揭示出燃烧实质的是18世纪的科学家拉瓦锡。
拉瓦锡(1743~1794),法国化学家,近代化学的奠基者,生于一个律师之家,25岁时成为法国科学院院士。就在他成为院士的时候,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,消踪匿迹。这篇论文使拉瓦锡深感兴趣。他采用不同的方法重做实验,金刚石却好端端的,没有烧掉!“燃烧,跟空气大有关系。”拉瓦锡作出了这样的猜测。
1774年10月,普利斯特里来到巴黎,把自己两个月前发现“氧”的事告诉了拉瓦锡。正在此时,拉瓦锡还收到瑞典化学家舍勒9月30日的来信,得知了舍勒也发现了氧气。不过,舍勒是一个“燃素学说”的虔诚的拥护者,他把氧气称为“火空气”。正因为如此,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20天,所以被人们称为“二十天实验”。实验结束时,钟罩里的空气的体积,大约减少了1/5。他收集了红色的渣滓,用高温加热,“三仙丹”分解了,重新释放出气体。拉瓦锡总共得到7~8立方英寸的气体,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。拉瓦锡把那占空气总体积五分之一的气体,称为“氧气”。至于剩下的占空气总体积五分之四的气体,拉瓦锡称它为“氮气”。就这样,千百年来被人们当做“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。1789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:(1)燃烧时发出光和热;(2)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);(3)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。拉瓦锡坚决摒弃了“燃素学说”。他指出:世界上根本不存在什么“燃素”。