火之恋

曾经有这样一个寓言故事,相传有一位老农,在临死前,把儿子们都叫到床前,告诉他们在自家的葡萄园里埋着许多黄金。老农死后,儿子们挖遍了葡萄园也没有找到黄金。然而,到了第二年秋天,他们却获得了葡萄的特大丰收。

相信燃素说的人们也是这样,他们做了大量的实验,也没有找到燃素,却意外地发现了许多气体,终于导致了燃烧理论的革命和新元素观的建立。 1756 年英国化学家布莱克(1728—1799)在煅烧石灰石时,产生了大量

的气体,他称之为“固定空气”(即二氧化碳)。布莱克发现这种气体不支持燃烧和呼吸,不是他要找的燃素。布莱克发现固定空气,把英国化学家们的注意力引到了气体化学研究这方面来。10 年后,卡文迪许(1731—1810) 利用排水集气法收集了稀酸和金属发生反应时所放出的气体,他发现这种气体和“固定空气”不同,不溶于水,点燃后有淡蓝色火焰,就把它命名为“可燃空气”(即氢气)。卡文迪许认为可燃空气是在酸的作用下,从金属中逸出的,所以他认为这就是人们梦寐以求的燃素。

1774 年英国牧师兼化学家普利斯特列(1733—1804)在给氧化汞加热时,得到了一种新的气体。他发现这种气体能使蜡烛的光焰更明亮。他还发现把一只小老鼠放在充满这种气体的密封箱里,比在只有空气的箱子里活泼。他受了好奇心的驱使,自己也试着吸了几口,他说:“当时我的肺部所得到的感觉,和平时吸入普通空气一样;但自从吸过这种气体以后,经过好多时候,身心一直觉得十分轻快舒畅。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这种气体的权利罢了。”普利斯

特列是燃素说的信奉者,认为这种新发现的气体是从普通空气中除去燃素的气体,对从燃烧的物质中逸出来的燃素具有良好的吸收能力。因此,他称它为“脱燃素空气”。

当时,法国有个名叫拉瓦锡(1743—1794)的化学家,对用燃素说来解释燃烧现象十分不满。于是他从 1772 年开始研究这个问题,做了大量有关物质燃烧的实验。

2 年后,拉瓦锡做了这样一个实验。他将一块锡放在一个密闭的容器里, 把它们放在天平上称了一下,然后,他拿了面聚光镜,让太阳光照在锡块上, 锡块开始熔化,最后变成了灰白色的粉末,这时拉瓦锡又称了一下,发现重量并没有变化。可是一打开容器盖,空气立即进入容器,结果整个容器的重量增加了。这使拉瓦锡大胆地提出这样的假设:金属煅烧并不是放出燃素, 而是吸收了空气中的某种气体,形成了比原来重的煅灰。

如果这是正确的话,那就会从金属煅灰中析出部分空气。拉瓦锡沿着这个思路,做了大量的实验,但是并没有找到这种理想的气体。正当拉瓦锡一筹莫展的时候,普利斯特列于同年 10 月到巴黎访问,拉瓦锡宴请了这位化学家。席间,他们谈到了有关燃烧的问题,普利斯特列把自己得到那种“脱燃素空气”的情况告诉了拉瓦锡。拉瓦锡听了普利斯特列的话后,豁然开朗。宴会结束后,他马上着手进行了一系列定量实验,终于发现他要找的气体正是普利斯特列所发现的那种气体。当时,他把这种气体命名为“氧气”。

氧气的发现支持了拉瓦锡以上的假设,他终于揭开了燃烧的奥秘。原来, 物质之所以能燃烧,是因为可燃性物质能够同氧气化合,而不能归结为所谓燃素的逸出。这样,流行了近一个世纪的燃素说,终于被拉瓦锡的氧化理论取代了。

然而,一直到 1783 年,当拉瓦锡的理论已普遍被人们接受的时候,普利斯特列却仍然坚持错误的燃素说。这在化学史上是很耐人寻味的,一位发现氧气的人,反而成了反对氧化学说的人。对此,恩格斯曾说,当真理碰到鼻子尖上的时候,还是没有得到真理。发现氧气是一件不寻常的事情,发现者必须冲破“燃素说”的迷雾,才能见到真理的曙光。

同时,思格斯对拉瓦锡提出的燃烧的氧化学说给予很高的评价,指出由于拉瓦锡的学说,使过去在燃素形式上倒立着的全部化学正立过来了。从此, 化学家能够按照物质的本来面目进行科学研究,使化学蓬勃地发展起来。

此外,拉瓦锡通过定量实验发现,物质系统在化学反应前后的质量并不发生变化,这就是最初的“质量守恒原理”或“物质不灭原理”。这个原理揭示出,物质既不能创生,也不会消灭,它只能由一种形式变成另一种形式。物质不灭原理成为辩证唯物主义的一块重要基石。