【选学】空气组成的研究

早在 18 世纪中叶，英国化学家布拉克和他的学生卢塞福，用动物的呼吸和蜡烛及磷的燃烧，发现了空气中含有不能维持动物生命和具有灭火性质的“浊气”，即氮气。

随着对燃烧现象的深入研究，瑞典化学家舍勒用多种方法制得了氧气， 并研究了它的性质，还用实验证明这种气体也存在于空气中。空气中除了它， 剩下来的就是“浊气”。差不多在同一时期，英国化学家普利斯特里，利用大的聚光镜来加热汞锻灰（成分是氧化汞）也得到了氧气。遗憾的是他们都

不知道这意味着发现了新元素。

法国化学家拉瓦锡知道了普利斯特里制取氧气的方法后，马上重复进行试验，他应用天平作为研究化学的工具，并注意了化学反应前后物质质量的变化，这就是著名的研究空气成分的实验。

拉瓦锡把少量的汞放在密闭容器里连续加热了 12 天（图 3－3），结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色粉末，同时容器里的气体体积减少了约 1/5，他研究了剩余的那部分气体，发现这部分气体既不能供给呼吸来维持动物生命，又不能支持燃烧，这就是现在所说的氮气。

拉瓦锡又把汞表面生成的红色粉末（氧化汞）全部收集起来，放在另一个容器里加热，结果得到了汞和氧气，而且氧气的体积恰好等于密闭容器里所减少的气体的体积。他再把得到的氧气加到前一个容器中，结果得到的气体跟空气的性质一样。通过这些实验，拉瓦锡得出了空气是由氮气和氧气组成的结论。

在 19 世纪末以前，人们深信空气中仅含有氮气和氧气，后来，科学家陆续发现了氦、氖、氩、氪、氙等稀有气体，才认识到空气中除了氮气和氧气外，还有少量二氧化碳、水蒸气和其它气体及杂质。按体积计算，空气中约有氮气 78％、氧气 21％、稀有气体 0.94％、二氧化碳 0.03％、其它气体及杂质 0.03％（图 3－4）。