二 化学实验的优点

它的优点主要表现在以下几个方面。 1．化学实验能最大限度地发挥人的主观能动性

通常的自然观察是在自然发生的条件下进行的，观察者对观察对象及其所产生的现象不给以任何干预。例如，自然界中金属的锈蚀、某些物质的自燃等现象，便是人们不给以干预就能产生的化学变化，并能被观察者所观察到的化学现象。在科学技术较为发达的今天，人们在日常生活中已经能接触到越来越多的新物质、新材料，对它们的一些属性通过观察已有了一些认识。在自然条件下，有些化学现象是瞬间完成的，有些化学变化又是经过较长时间才能完成的，还有些化学变化在自然条件下是不会发生的。所以，从一定意义上讲，这种观察是处于一种被动状态的，限制了人的主观能动性，是很难达到揭示研究对象本质属性的一种研究方法。为了深入地研究和认识物质的本质或规律性，就必须充分发挥人的主观能动性，采取人为干预研究对象的办法，自觉地、主动地变革它们，使那些直接观察不到的化学现象，通过化学实验使其展现出来，使那些自然界不存在的新物质、新元素通过化学实验人为地创造出来，使那些自然界存在的，但又满足不了人们需要的物质， 被人工合成出来。所以说，化学实验中人的主观能动性不仅表现在能够主动地揭示研究对象的本质属性及其变化的规律性，使人的认识不断深化，而且还表现在能改造、变革研究对象，创造出新物质、新材料，以满足人类在各方面的需要。

1. 化学实验能实现对研究对象的认识目的

化学实验总是先在实验者头脑中有了明确的实验目的之后才进行的。不同的化学实验可能有不同的实验目的。有的化学实验是为了寻找某一化学现象产生的原因，例如，人类对火及燃烧现象的实践经验，虽说已有 50 万年以上的历史，但是关于物质燃烧现象的本质说明，在欧洲流传着的“燃素说” 大约统治了一百年之久。法国化学家拉瓦锡从 1772 年至 1777 年的 5 年中，

用天平做了大量的燃烧实验，于 1777 年提出了燃烧的氧化学说，使燃烧现象

得到了科学的解释。有的化学实验是为了认识某物质具有的属性，如在 1772 年英国化学家 D.卢瑟福利用燃烧磷的方法除去密闭器皿里的氧气，对得到的剩余气体(即氮气)的性质进行了实验研究，了解到该气体具有灭火性，不能维持动物的生命，也不能溶于苛性钾溶液，因此，他给它命名为“浊气”。同年，英国化学家普利斯特里(J．Priestley，1733—1804)做了使木炭在密闭于水上的空气里燃烧的实验，并用石灰水吸收剩余的气体，继续实验发

4现剩下的 的空气不能支持燃烧，也不能维持生命。瑞典化学家舍勒

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(C. W. Scheele，1742—1786)和英国化学家卡文迪许(H. Cavendish，1731

—1810)在这时也做过木炭在密闭空气中燃烧的类似实验，经过对剩余气体的实验研究，发现这种气体较空气轻，能灭火，其性质颇似“固定空气”(二氧化碳)，不过其灭火性不如“固定空气”显著。后来拉瓦锡给“浊气”命名为Nitrogen，即氮，至此，人们对空气中含有的氮及其性质才有了初步认识。有的化学实验则是为了验证某一假说是否成立，例如，1904 年 J. J. 汤姆生根据电子的发现，提出了原子模型，他认为原子是一个平均分布着正电荷的

粒子，在这种粒子中嵌着许多电子，中和了正电荷。这是一个关于原子结构的假说。E.卢瑟福为了验证汤姆生原子模型这一假说的可靠性，他做了α粒子轰击金属箔的实验，结果发现，并不像 J.J.汤姆生想像的那样α粒子能穿透原子而通行无阻，除了大部分α粒子穿透过去之外，还有一小部分α粒子出现了大角度的散射，这表明原子内存在着强大的正电中心。实验事实使 E. 卢瑟福否定了 J.J.汤姆生的原子模型这一假说，并提出了核式原子模型这一新的假说。有的实验是为了解决科学技术和工农业生产需要的物质材料或所提出的问题，例如，随着汽车工业的大发展，迫切需要大量橡胶，天然橡胶远远满足不了这种需求，于是人们提出了人工合成橡胶的科学研究课题。这项研究工作首先是在实验室里，从对天然橡胶的化学组成分析和结构分析开始的，19 世纪 20 年代就有不少化学家从事这方面的实验研究，直到 19 世纪末才弄清天然橡胶是由分子量很大的异戊二烯聚合物构成的，它给人们的启示是，要实现人工合成橡胶的目的，首先必须能够制得可聚合成橡胶的单体。到 1913 年以前，人们已经合成了 21 种这种单体，这就为实现合成橡胶工业化奠定了科学基础，而这些工作的进行，研究成果的取得，始终离不开实验室里的实验研究。

1. 化学实验能够证明客观物质的必然性

必然性是事物在联系和发展中由自身矛盾所规定的。揭示事物自身发展的必然性，是人类认识的重要使命，也是科学的任务。恩格斯指出：“单凭观察所得的经验，是决不能充分证明必然性的。”①大量科学事实表明，实验不仅能够发现通过纯粹观察所不能看到的新事实，而且更为重要的是能够用实验观察到的事实去检验假说和理论的正确性。例如，瑞典化学家阿累尼乌斯(S.Arrhenius，1859—1927)在前人取得的一系列实验结果及自己对于电解质溶液导电性实验研究的基础上，于 1887 年发表了电离理论的总结性论文。他提出的电离学说，当时在国内不仅没有得到支持，而且遭到许多科学家的怀疑和反对。这是因为电离学说不符合当时流行的观点，电离学说认为盐的分子在溶液中能自动离解成离子，而当时则认为没有外加电力，电解质不可能自动离解。其后，冰点降低的实验事实进一步证实了电离学说的正确性。经过 10 年，阿累尼乌斯的电离学说终于获得了化学界的普遍承认。在这里， 冰点降低、沸点升高等实验证实了电解质电离的必然性。