植物物质和动物物质的分解

我们只有先考虑到成为植物物质的组成部分的元素的性质、这些元素的粒子彼此施加的不同的亲和力以及热素对它们的亲和力,才能透彻理解用火分解植物物质时所发生的事情。植物的真正组成元素是氢、氧和炭:这些元素为一切植物所共有,没有它们,植物就不能存在。只有在特殊的植物中发现并且不属于一般植物的那些物质的组成中,才必须有其他物质存在。

氢、氧这些元素具有与热素化合形成气体的强烈倾向,而炭则是一种与热素几乎没有多少亲和力的固定元素。另一方面,氧在常温下与氢和炭结合的倾向几乎相等,它在赤热①时与炭的亲和力要强得多,并且与之结合形成碳酸。

虽然我们远远不能理解所有这些亲和力,或者用数字表示它们的相对能量,但我们确信,不论考虑到它们和与之结合的热素的量有关时它们多么无常可变,它们在通常的大气温度下几乎都处于平衡;因此,植物既不含油①、水,也不含碳酸,不过却含这些物质的所有元素。氢既不与氧化合又不与炭化合,反之亦然;这三种物质的粒子形成一种三元化合物,该化合物只要不受热素的干扰就保持平衡状态,但稍微增加温度就足以毁灭化合物的这种结构。

如果增加植物所经受的温度不超过沸水的热,那么一部分氢就与氧化合形成水,其余的氢则与部分炭化合形成挥发性油,而剩下的炭如果不与其他元素化合就被固定在蒸馏器皿的底部。

正相反,我们用赤热就没有水形成,至少靠最初的赤热所产生的任何水都分解了,在些热度上与炭有较大亲和力的氧与之化合形成碳酸,没有与其他元素化合的氢与热素结合成氢气状态逸出。在这么高的温度下,也没有油形成,假若实验开始温度较低时有油产生的话,那么它也靠赤热的作用被分解了。这样,由于双重和三重亲和力的作用,植物物质在声温之下的分解便产生了;同时,炭为了形成碳酸便吸引氧,热素则吸引氢将其转化成为氢气。

每种植物物质的蒸馏都证明这个理论的真理性,只要我们能够把这种荣誉赋予某种简单的事实关系。当糖受到蒸馏时,只要我们仅仅用比沸水的热略低一点的热,它就只失去其结晶水,而仍然是糖并且保留它的一切性质;

① 虽然赤热这个术语没有表示出绝对明确的温度,但我有时还将用它表示大大超过沸水温度的温度。——

A

① 必须理解我在这里谈到的植物处于全干状态;至于油,我的意思不是说它是在较冷时,即温度不超过沸水温度时榨取的;我只是暗示在超过沸水温度的热中用露火蒸馏得到的焦臭油;它仅仅是人们宣称靠火的作用产生的油。可以查阅我就这个问题发表在 1786 年《科学院文集》上的文章。——A

但是,一经把热升得只比这个热度高一点,它就变黑,部分炭从化合物中析出,轻度酸化的水伴着少量的油流过,蒸馏器中剩下的炭差不多是糖原有重量的三分之一。

含氮植物譬如十字花科之类以及含磷植物被火分解时,亲和力的运作就更为复杂;不过,由于这些物质仅仅以极少的量成为植物的组成部分,它们显然只对蒸馏产物产生轻微的影响;磷似乎与炭化合,并且从这种结合中获得了稳定性而留在蒸馏器中,而氮则与部分氢化合形成氨或挥发性碱。

动物物质由与十字花科植物几乎相同的元素组成,蒸馏时产生相同的产物,由于它们所含氢和氮的量较多这个差异,便使它们产生的油和氨较多。我只提出一件事实作为一个严密的证据,这个理论就是以此解释动物物质蒸馏时发生的一切现象的,这个事实就是通常以迪佩尔油(Dippel’s oil) 的名称为人们所知的挥发性动物油的精馏,和完全分解。当用露火经最初的蒸馏得到这些油时,由于含有少量几乎处于游离状态的炭,它们便呈褐色; 但经过精馏它们便完全无色了。甚至在这种状态,其组成中的炭与其他元素的联系也微弱得使它只要暴露在空气中就析出了。如果我们把一些这种精馏好了因而是干净、清澈、透明的动物油,放进一个在汞上面充满氧气的玻璃种罩之内,少倾,该气体就被油吸收而减少许多,氧与油中的氢化合形成水, 沉至底部,同时,原来与氢化合的炭处于游离状态,通过使油变黑而显现出来。因此,使这些油保持无色透明的唯一方法,就是在瓶子里装满它们并严密地塞住瓶子,以阻止与空气接触,而空气总是使它们变色。

对这种油的连续精馏,提供了另一个现象确证我们的理论。每次蒸馏, 都有少量炭留在蒸馏器中,蒸馏器皿中的空气所含的氧与油中的氢结合,形成少量的水。由于在每次连续的蒸馏中都发生这个现象,如果我们使用大器皿和大热度,我们终会将全部的油分解,使其完全变成水和炭。当我们使用小器皿,尤其是使用文火或者仅比沸水热度高不到一点的热度时,通过重复蒸馏使这些油完全分解就极为乏味,要完成就较困难。我将在一篇论文单行本中,向科学院详述我关于油的分解的所有实验;不过我以上所讲的,也许足以给出关于动物和植物物质的组成以及靠火的作用将它们分解的恰当想法。