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化学史实(21)——普利斯特里发现氧而不认识氧  

2012-06-24 23:31:28|  分类: 化学历史故事 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 化学史实(21)——普利斯特里发现氧而不认识氧
化学史实(21)——普利斯特里发现氧而不认识氧 - 点灯的心 - 刘振中初中化学工作室

 17世纪中叶以前,人们对空气的认识还很模糊,多数研究者认为只有一种气体,空气是唯一的气体元素。到了18世纪,通过对燃烧和呼吸的研究,才开始认识到气体是多种多样的,而且陆续发现了碳酸气、氢气、氯气、氮气和氧气等。但这些气体的发现是很不容易的,就以氧气来说,其发现过程非常曲折。波义耳曾经研究过空气的性质,对火焰和空气的实验作过这样的描述:在一个抽掉空气的容器中,将硫磺洒在一块烧红的铁板上,硫磺只会冒烟而不能燃烧,但在有空气的容器中硫磺能燃烧而产生蓝色火焰。他还从蜡烛和氢气的燃烧现象发现,燃烧是不能没有空气的。虽然证明了燃烧不能没有空气,但并没有发现其中起作用的是氧气。

18世纪下半叶,英国著名化学家普利斯特里(Priestly,J.1733-1804),很喜欢阅读有关燃素学说的化学书籍,也喜欢研究气体。28岁开始写书,31岁写成《电学史》。由于这本书的出版,他在1776年当选为英国皇家学会的会员。

41岁他到巴黎,和著名化学家拉瓦锡进行了学术交流。在法国大革命时期,他支持革命,宣传革命,被一批反对革命的人燃毁了他的住宅和实验室。他不得已迁居伦敦,仍然受到歧视,在61岁时移居美国。他到美国受到政府和科学界的欢迎,成为美国的公民。普利斯特里在美国的住宅,至今仍然是科学界所瞻仰的名胜古迹。

普利斯特里研究气体的贡献很大,制出了氧化氮、二氧化硫、氯化氢、氨气,第一次分离出一氧化碳,并对许多有机酸也进行了研究。由于他研究气体的贡献很突出,被化学界称为“气体化学之父”。

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    普利斯特里研究氧气的故事却是很有趣的。1774年他得到一个大凸透镜,于是用这个透镜聚光对汞锻灰(氧化汞)加热,发现很快产生了气体。他用排水集气法收集了这种气体,蜡烛在它里面能剧烈燃烧。他还作了这样一段实验记录:“我把老鼠放在‘脱燃素气’里,发现它们过得非常舒服后,又亲自加以实验,我想读者是不会觉得惊异的。我自己实验时,是用玻璃吸管从放满这种气体的大瓶里吸取的。当时我的肺部所得的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后经过很多时候,身心一直觉得十分轻快适畅。有谁能说这种气体将来不会变成通用品呢?不过现在只有两只老鼠和我,才有享受呼吸这种气体的权利罢了。”其实他所发现的就是重要的化学元素氧。遗憾的是,由于他深信燃素学说,因而认为这种气体不会燃烧,所以有特别强的吸收燃素的能力,只能够助燃。因此,他把这种气体称为“脱燃素空气”,把氮气称为“被燃素饱和了的空气”。
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    1773年左右,瑞典化学家舍勒,用两种不同的方法制得了他称之为“火气”的气体,并用实验证明空气中也存在着“火气”。他所制取的火气实际就是氧气,发现时间比普利斯特里发现氧还早一年。同样令人遗憾的,舍勒也是燃素学说的坚信者,他认为火是火气与燃素生成的化合物。可见普利斯特里和舍勒虽然都独立地制得了氧气,却不能认识氧气。正如恩格斯所指出的,由于他们被传统的燃素学说所束缚,“从歪曲的、片面的、错误的前提出发,循着错误的、弯曲的、不可靠的途径进行探索,往往当正确的东西碰到他鼻尖上的时候他还是没有得到正确的东西”。
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