登陆注册
15681700000011

第11章 气体的发现(2)

卡文迪许把铜丝和盐精一起加热,直到所有空气从容器中排出,他发现,“突然,热量并没有什么改变,水猛烈地冲入……瓶中,几乎把瓶充满”。他说,由酸生成的蒸气“一接触水,马上就失去弹性”。这点提示了普里斯特利,使他在水银面上收集“酸性空气”。

1781年,卡文迪许发现测量空气“好坏”的办法。试把空气与氧化氮在水面上混合,普里斯特利得到各式各样的结果,他却做得能得出可靠的结果(如果加以标准化)。他报告,“1781年下半年,我大约花了60天试验空气……虽然这些天里,风和天气是多种多样、千变万化的,有些天晴朗,有些天下雨,有些天有浓雾,但是我可以肯定,没有发现空气有什么差别”。又一次在伦敦和肯兴敦(当时是“乡下”)试验空气,他得到同样结果。虽然卡文迪许不容许自己把空气看成是脱燃素空气(氧)和燃素化空气(氮)的混合物,“如舍勒先生和拉瓦锡先生设想那样”,他得出的结果是20.83%体积的氧和79.17%体积的氮,却非常接近现代数值。卡文迪许也是第一个(1784年)分析上层大气的人,他用气球取样,发现上层大气和地球表面的大气实际上是一样的。

卡文迪许在1764年发现砷酸(这比舍勒要早),他是用砒霜(三氧化二砷)与硝酸共煮制取的,但没有发表自己的结果。他也发现酒石(酒石酸氢钾)的本性及它和可溶性酒石(正酒石酸钾)的关系,后者是酒石与钾碱制成的。他关于当量、关于水和硝酸的组成的研究,将在以后谈到。可见,早在拉瓦锡之前,卡文迪许就继范·海尔孟、波意耳和布莱克之后进行精密的定量实验了。

(第七节)舍勒

舍勒,1742年出生于当时瑞典波奠瑞尼亚的首府施特腊尔宋特。1757年在哥德堡做药剂师学徒,并开始研究化学。他曾在马尔默、斯德哥尔摩、乌普萨拉(在此处结识柏格曼)及彻平等地药店工作。

1786年在彻平过早地死去。舍勒为人非常谦虚,他的一生经常处于穷困之中。他利用极短的余暇,用极简陋的仪器,在寒冷的、不舒服的实验室中工作,但他做出了大量第一流的化学上的发现。

燃烧方面的发现发表在他的《论空气与火的化学》上面,其中一些实验早在1770年秋天以前就已经做了,几乎所有实验都是在1773年以前做的。但是这本书虽然在1775年就已送到印刷所去,但直到1777年才出版,此时,舍勒的许多发现已为英国的普里斯特利独立做出并且发表了。只有在1892年,根据他的原来的实验记录本才证明舍勒是占先的。

(第八节)舍勒关于空气的实验

在“论空气和火”的第一组实验中,舍勒注意到:界定体积的空气长久地接触某些物质后,体积会发生减缩。例如他用硫酐溶液(即硫的石灰水溶液)、亚麻子油、用水湿润的铁屑,图36 K.W.舍勒(1742-1786年)(取自法兰德绘制的舍勒死后肖像)他认为所有这些物质均富有燃素,或如他常说的富于可燃物质。所有这些情形,空气都损失一部分。经过几天以后,大约1/4的空气被吸收,剩下的气体可使小蜡烛熄灭。

剩下的空气与普通的空气不同,它不含有可燃物质。因为,如果这种气体是空气和燃素结合而成,并且体积减缩,那么它一定比普通空气稠密,但“把这种气体充满在极薄的烧瓶中,精密地称重,发现它不仅不能和同体积重的空气平衡,甚至还轻一些”。所以,空气由两种性质不同的流体组成,其中一种丝毫也不表现吸引燃素的性质,而另一种流体占空气总质量的1/3到1/4,特别倾向于这种吸引”。舍勒把普通空气的这两种组分,称为浊空气和火空气,后来分别被命名为氮和氧。

其次,舍勒把一小块磷放在薄烧瓶中,塞住,一直加热到磷着火为止。产生一股白烟,附着在烧瓶壁上成“干磷酸”的白花。在水下打开烧瓶,水就冲进去,占据比烧瓶的略少的体积。在同样的烧瓶的空气中,把磷静置六个星期,直到不再产生辉光,也有一些空气失掉了。

图37氢在空气中的燃烧:舍勒的实验

然后,舍勒在倒立于水面的玻璃球中燃烧氢焰(图37)。水立刻开始上升,一直到充满烧瓶的1/4为止,这时火焰熄灭。舍勒假定,可燃物质(氢)同火空气化合,因为他找不到化合产物(他忽略了沉积在烧瓶上的露珠,因为他用的是热水),于是他假定化合产物是热,穿过玻璃逸走:热=火空气+。

因此他想了许多办法试图把热分解放出火空气,他在这方面大有进展,因为他能制取纯粹的火空气,他发现它是一种无色气体,在其中点着的小蜡烛特别明亮。

(第九节)舍勒发现氧气

为了把热分解成设想的组分——火空气及燃素,舍勒认为必须给热提供一些物质,这种物质对燃素的吸引力比火空气表现出来的对燃素的吸引力要大。他选择硝酸,它能马上同金属作用,取去金属中的燃素,产生红烟(硝酸+),为了使硝酸受制于热,先让它同钾碱化合使之固定,把所得的硝石放在曲颈甑中同矾油(硫酸)一起用高温蒸馏,又可放出硝酸。

把盛石灰乳的膀胱缚在曲颈甑口处,吸收放出来的红烟(图38)。膀胱中逐渐充满一种无色的气体,其中点着的小蜡烛发出耀眼的光芒。这就是火空气,这样,氧气终于被发现了。胡克与梅猷的实验已证明它可能存在,但是氧气作为周密的计划的实验所预期的结果,还是舍勒首次得到的。

图38舍勒离析出火空气。

舍勒还用许多其他方法制备火空气。他把水银烧渣加热,认为它可以从热中吸收燃素,从而放出火空气:

水银烧渣+(+火热空气)=(水银烧渣+水银)+火空气

他制取火空气的方法还有:把“黑锰”(二氧化锰)同硫酸或砷酸一起加热;把硝石单独地强热;加热硝酸亚汞和硝酸汞;加热碳酸银或碳酸亚汞,同时产生的气酸(二氧化碳),使之与碱接触而被吸收:

碳酸银=银+火空气+气酸

舍勒发现火空气可以完全地被湿硫酐所吸收。如在充满火空气的薄烧瓶中燃烧磷,烧瓶冷却时即爆裂,用一个厚一些的烧瓶,木塞在水下不能被拔掉,而是被推进去,水就冲进来充满了烧瓶。氢焰能在这种气体中继续燃烧,一直到7/8气体被吸收掉为止。

在空气中燃烧氢气以后,把火空气加入到剩下的浊空气中,使之恢复为原来的体积,这种混合物有一般空气的全部性质,例如停置于硫酐溶液上剩下同样的残余气体。舍勒也注意到已经煮沸的水上的普通空气中,火空气部分离解。蜡烛在从水沸腾所排出的空气中点燃比在一般空气中更亮。

舍勒发现老鼠和苍蝇在界定的空气中死掉,用石灰水把空气中的气酸(CO2)吸收掉以后,空气减缩,且剩余物使火焰熄灭。用出芽的豌豆也得到类似结果。

他把一只大蜜蜂关在盛火空气的瓶中,瓶里面有一些蜜,瓶同石灰水相连,蜜蜂过一星期后死去,石灰水成为乳状,几乎充满全瓶。他呼吸膀胱中的空气,再除去气酸,发现减缩后的气体使火焰熄灭。

(第十节)含勒的其他发现

除了导致他发现氧气的燃烧方面的实验以外,舍勒做出许多其他重要的发现:

I.研究“黑镁氧矿”(天然二氧化锰),发现氯、锰和氧化钡(1774年)。

Ⅱ.从萤石中制取氟化硅及氢氟酸(1771年,1780年,1786年)。

Ⅲ.从骨灰中制取磷,由硝酸和磷作用制取磷酸(1774年,1777年;1770—1771年在骨灰中发现磷酸)。

Ⅳ.砷酸(1775年)、钼酸(1778年)、钨酸(1781年)。区分开辉钼矿(MoS2)和石墨(1779年)。砷化三氢(1775年),亚砷酸铜(“舍勒绿”)(1778年)。

V.许多有机酸:酒石酸(1770年)、黏酸(1780年)、乳酸(1780年)、尿酸(1780年)、氢氰酸(1782—1783年)、草酸(1776年,1784—1785年)、柠檬酸(1784年)、苹果酸(1785年)、桔酸和焦桔酸(1786年);还有甘油(1783—1784年)、骨螺紫(1780年),一些酯(1782年)、乙醛(1782年)和酪朊(1780年)。

Ⅵ.光对银盐的作用。

Ⅶ.硫化氢(“臭硫素空气”)和粗的多硫化氢(1777年)。

Ⅷ.识别亚硝酸和硝酸(1767年);氧化氮、亚硝酸(N2O3)、二氧化氮、硝酸所含燃素的量渐次减少(含氧量渐增)(1777年;《全集》,931,103)。

Ⅸ.用氨和木炭或石墨和碳酸钾作用生成氰化物(1782年)。

(第十一节)普里斯特利

约瑟夫·普里斯特利1733年出生于利兹附近的菲尔德海德,他是布商之子,1804年死在美国。他幼时体弱多病,曾荒废一段学业。后进入达文垂的非国教学校学习,准备当非国教牧师。他在这里学会了希伯来文、希腊文和拉丁文,加上他广博的神学知识,他常同那些信奉更正统的同宗不断地辩论,并比他们占优势。他成为沃林顿的学校教师,后来在许多地方当牧师。

1758年,普里斯特利在楠特威治开始进行科学实验。1766年,他同普莱斯博士、约翰·康东与本杰明·富兰克林(米拉波说他是“既能约束雷电,又能约束暴君”的人)相识,使他的注意力转向电学研究。1766年他成为皇家学会会员,1767年他出版他的《电学史》。他在这本书中,在卡文迪许之先,用富兰克林建议的方法,根据带电的中空导体内没有力,证明了平方反比定律。

同类推荐
  • 欧也妮·葛朗台(名师1+1导读方案)

    欧也妮·葛朗台(名师1+1导读方案)

    这部小说的突出成就是成功地塑造了一个狡诈、贪婪、吝啬的资产阶级暴发户的形象。他靠囤积居奇、投机倒把,成为苏缪城的首富。他刻薄吝啬,把金钱看得重于一切,不惜逼走因父亲破产自杀来投靠他的侄儿,折磨把自己的私蓄送给堂兄作盘缠的欧也妮,并因为反对女儿与落难公子的爱情,把袒护女儿的妻子虐待致死。他所有的乐趣都集中在积聚财物上,死时留下一份偌大的家产,却无补于女儿的命运。
  • 语文新课标必读-中外古今寓言故事

    语文新课标必读-中外古今寓言故事

    寓言是文学作品的一种,它往往用一种比喻性的故事来说明一些意味深长的道理。作为一种文学体裁,它们大都篇幅短小而形象鲜明,在浅显简单的故事中阐述某种道理,给人以启示。
  • 语文新课标课外读物——水孩子

    语文新课标课外读物——水孩子

    现代中、小学生不能只局限于校园和课本,应该广开视野,广长见识,广泛了解博大的世界和社会,不断增加丰富的现代社会知识和世界信息,才有所精神准备,才能迅速地长大,将来才能够自由地翱翔于世界蓝天。否则,我们将永远是妈妈怀抱中的乖宝宝,将永远是温室里面的豆芽菜,那么,我们将怎样走向社会、走向世界呢?
  • 晋商案例精选

    晋商案例精选

    本书从大量晋商史料中选编了部分典型案例,通过历史上晋商的档案、号规、人物、事件、故事、企业变迁等事例,以补充、佐证晋商学的内容观点,深入对晋商文化、晋商精神及晋商成败得失的理解。
  • 影响青少年一生的中华典故——亲情故事

    影响青少年一生的中华典故——亲情故事

    本套书全部精选中华典故故事,并根据具体思想内涵进行相应归类,主要包括《亲情故事》、《感恩故事》、《美德故事》、《爱心故事》、《心灵故事》、《修养故事》、《勤俭故事》、《习惯故事》、《处世故事》、《交际故事》、《读书故事》、《学习故事》、《成长故事》、《哲理故事》、《励志故事》、《爱国故事》、《军事故事》、《英雄故事》、《智慧故事》、《谋略故事》,每个典故包括诠释、出处和故事等内容,简单明了,短小精炼,具有很强的启迪性、智慧性和内涵性,非常适合青少年用于话题作文的论据,也对青少年的人生成长以及知识增长具有重要的作用,是青少年阅读和收藏的良好版本。
热门推荐
  • 空战英豪

    空战英豪

    王峰是个出色的战斗机飞行员,在一次例行的训练中战机出现故障坠毁,王峰的灵魂穿越时空来到了一万年之后的世界。一万年后的世界,人类和外星生物发生了战争。人类科技已经发展到了一个无与伦比的高度,宇宙空战已经完全成了电脑为主体的战争,人类飞行员只是坐在驾驶室里随机应变的命令战机做出各种动作,根本没有技术可言。可是拥有高超空战技巧的主角来到了这个世界,和高科技电脑控制的战机完美配合,成为了这个时代无人能敌的空中死神。主角成为了全民英雄,权利、财富、名望如潮水般涌向主角,主角会会如何利用这些资源,使自己成为时代的标志······
  • 千年之书

    千年之书

    好书,是贮存知识的宝库,是屹立在知识海洋中的灯塔,指引着人类前进的方向。超薄阅读,享受着厚重的积淀和丰硕的收获。徜徉在文字和图片之间,品味思想与文化的饕餮盛宴!几千年来,人类前进的第一个足迹,世界文明创造的每一项成果,都被保存在书籍宝库中。书籍记载着历史,传承着文化,引领着人类不断向前。读书,就可以把千年来的人类思想、经验在短时间内重温一遍,把过去无数人辛苦获得的知识、教训吸取过来,就能站在前人的肩膀上继续进步。一本好书,往往凝聚着一个人思想的精华,蕴藏着时代特有的气息,作者的灵魂也寄居其中,永远不死不灭。打开书,把这个灵魂解放出来,它就会同你交谈,和善温雅地告诉你所有的秘密。
  • 倾城偷心贼

    倾城偷心贼

    一双素手倾天下!她,是小偷?好吧,是的。还是那种特别逗比的小偷……与他初见,她了偷人东西,最后怎奈,她不经意偷的是他的心。当初被灭门的柳家二小姐,如今令人闻风丧胆的狡猾神偷。戏捕快,撩少主,遇兽王,又获得兽王一生一世的独宠。她偷走了一个人的心,一个小包子。预知包子是谁的,请仔细看文。
  • 穿越遇见你之必然

    穿越遇见你之必然

    一场始料未及的穿越,一个被背叛得精疲力尽的女孩,一个不信冷漠的王爷,他们会发现怎样有趣的故事呢?.....让我们拭目以待吧!
  • 爱即长梦河

    爱即长梦河

    爱情,会让我们不再迷恋哆啦A梦的时光机,因为已经明白,无论在给我多少次机会,我还是会不顾一切的去爱你,一如既往;因为比起如此周而复始的既定结局,更可怕的事是,一旦我更改了些许我的人生轨迹,我可能就无法遇见你了。
  • 不信人间有白头

    不信人间有白头

    遇上晏庭筠的那一年,我视他为汪洋大海中的一块浮木,我拼命的抱着这一块浮木飘到了上海。他养我,宠我。最后却把我送给了一个变态玩弄,那一次,我们失去了此生的第一个孩子。很多年后,医生告诉我,那也是最后一个。走进监狱的那一天,晏庭筠说,等你出来,我们就可以结婚了。我说一言为定。可我出来了,依旧是他的情妇。那些年,从北京到拉萨再到上海,晏庭筠问我,最喜欢哪儿?我说北京。他一个巴掌扇过来,打掉了我一颗牙齿,我硬生生的把血和牙齿都咽了下去。后来他说,下次记得说上海,我在上海。
  • 亡国公主很倾城

    亡国公主很倾城

    丁晓柔,无父无母,国家高级会计因为一场车祸而穿越到一个新的大陆成为一位公主可惜好景不长,国家被灭父皇母后被杀,哥哥失踪,从一位无忧无虑的公主,到富可敌国为了报灭国之仇,不惜女扮男装深入朝堂每走一步都需百般思量都步步惊心,舞儿嫁给我吧,轩辕澈我上官雪舞宁做寒门妻不做富门妾。哥哥,舞儿终于找到你了。
  • 魔法与枪炮的战争

    魔法与枪炮的战争

    科技让人类超越了肉体的局限,成为人类挑战自然最大的资本。然而距今两百年前,一个新种族的出现,让人类真正见识了超越人类的力量。这个种族并非神,却拥有着非人类的力量。但,人类值得自豪,凭借着高速发展的科技,人类一步步巩固着自己的统治地位,几乎将这一种族逼入灭绝的边缘。然而,力量的天平从来不会停止摆动......
  • 朽圣

    朽圣

    生于死,魔于圣,一切只在一念之间。三界六道,万仙争霸,群雄并起,巫族纵横,谁能再这茫茫的大世界当中,寻找出属于他自己的道,从此踏上巅峰?佛教、阐教、截教、上古十二巫,一个个强大的存在,引导着一切的修者。杨子成带着神秘的身世,从一个小小的宗派弟子,向着巅峰一步一步的走去,每一步都留下了一个深深的脚印,每一步都让世人为之震撼。没有人可以阻挡他前进的步伐,因为,每一个想要阻挡他前进步伐的人,他们都已经陨落在了他的脚下。
  • 冰刀

    冰刀

    这个世界上往往没有真正意义的黑客,白帽子多了,谁还管你戴什么帽子?