是因为放出燃素才燃烧吗

从 16 世纪前后开始,欧洲的采矿业和玻璃工业兴盛起来,从矿石中炼出

金属的冶金技术和用高温熔炼玻璃的技术很发达。由此而产生了一系列的疑问:“火是什么?”“物体燃烧是怎么回事?”“金属在空气中受高热为什么会生锈?”“矿石中掺入木炭加热为什么可以得到闪光的金属?”那种自亚里士多德以来认为所有物质都是由火、空气、水、土四元素构成的想法, 已经不能充分回答这些疑问了。

1669 年,德国化学家约钦姆·贝歇尔(1635~1682 年)提出了取代四元素论的新的物质理论。哈雷大学教授、普鲁士国王的御医奥尔格·恩斯特·斯塔尔(1660~1734 年)进一步丰富了这个理论,创造了燃素说的理论体系。燃素说认为,炭、硫、油、磷等可以燃烧的物质都含有一种叫作燃素的

元素。这些物质燃烧时,放出燃素,表现为光和热(这就是火),余下的就是灰。在空气中烧金属,金属生锈而变成金属灰,同样是因为金属中的燃素逸出的结果。因此,容易燃烧的东西中充满燃素。可以说,炭几乎完全是由燃素构成的。矿石是金属灰渣,如果把它同木炭放在一起加高温,炭燃素就同金属渣化合,还原成原来的金属。

为了便于理解,可以把上述情况归结为下述公式: 燃烧的物质=灰渣+燃素

金属=金属灰渣+燃素

燃烧:燃烧物质-燃素=灰渣

金属的灰化:金属-燃素=金属灰渣金属的还原:金属灰渣+燃素=金属

这样,燃素说就使用燃素这样一个元素系统地说明了从燃烧到金属氧化、还原,以至动物呼吸的问题。斯塔尔的继承者们进而发展了这个理论, 形成了一个包括所有的化学亲和力、酸和碱、色和味等这些物质的化学和物理性质的庞大的理论体系。

但是,燃素说也有弱点。很早以前有人就了解到,金属在变成金属灰渣时,重量会增加,但燃素说不能很好地解释这一点,斯塔尔辩解说:“由于空气进入物质放出燃素后出现的空隙,因而变重了。”而多数继承者解释说, “燃素具有一种负的重量。”

在我们看来,燃素说使人感到奇怪,但在 18 世纪末以前,人们普遍相信, 主要的化学家大都坚持这一立场。