第十七章对于成盐基及
中性盐形成的继续观察
有必要谈到这一点,即土质和碱在没有任何介质干扰时,与酸结合形成中性盐,而金属物质在事先不被或少或多地氧化时则不能形成这种化合物; 因此,严格说来,金属不会溶于酸,只是金属氧化物才溶于酸。因此,当我们把金属放进酸中溶解时,它首先必须氧化,无论是通过吸引酸中的氧还是通过吸引水中的氧;或者换言之,与金属结合的氧,无论是酸中的氧还是水中的氧,如果对金属的亲和力不比它对氢或可酸化基的亲和力强,那么金属是不会溶于酸的;也就是说,水或酸事先不分解,金属的溶解就不会发生。金属溶解的主要现象的解释,完全依靠这种简单的观察,这种观察甚至连杰出的伯格曼都忽略了。
这些现象中首要的和最引人注目的,便是泡腾,或者不那么含糊地说, 是溶解期间发生的气体离析;在溶解于硝酸时,这种泡腾是由亚硝气的离析引起的;在用硫酸溶解时,金属发生氧化所花费的要么是硫酸要么是水,因而这种气体要么是亚硫酸气要么是氢气。由于组成硝酸和水的元素在离析时只能以气态存在,至少在通常的大气温度下是如此,显然,每当这二者中的任何一种一被夺去了氧,剩下的元素必定即刻就膨胀并呈气体状态;泡腾就是由液体向气态的这种突然转化所引起的。当金属溶解于硫酸时,发生同样的分解并随之形成气体。一般说来,尤其是采用湿法,各种金属吸引的不是硫酸中所含的一切氧;因此它们把它不是还原成硫而是还原成亚硫酸,而且,由于这种酸在常温下只能作为气体存在,因此它就被离析出来并引起泡腾。
第二种现象是,如果金属事先已经被氧化,则它们全都溶解于酸而无泡腾现象。这易于解释;因为,由于没有与氧化合的任何机会,它们就不会使在前一种情况下引起的泡腾的酸或水分解。
特别需要考虑的是第三种现象,这种现象就是,任何金属溶于氧化盐酸都不产生泡腾。在此过程中,金属首先夺去氧化盐酸中过量的氧,由此而被氧化,并将该酸还原为普通盐酸状态。在这种情况下没有气体产生,不是由于盐酸在常温下往往不会以气态存在,而是它不同于上述诸酸,而是因为这种会膨胀成为气体的酸所获得的与氧化盐酸化合的水,多于它在液态必须保留的水;所以,它就不象亚硫酸那样离析出来,而是继续存在,静静地溶解, 并与先前由其过量的氧形成的金属氧化物化合。
第四种现象是,金属绝对不溶解于具有靠一种强于这些金属能够对氧所施之力的亲和力而与该酸化素结合的基的各种酸之中。因此,处于金属状态的银、汞和铅不溶于盐酸,但当它们先前被氧化过时,它们就易溶而无泡腾。
由这些现象看来,氧似乎是金属与酸之间的联结物(bond ofunion);
而且由此使我们推测,氧含于一切与酸有强的亲和力的物质之中。因此四种特别可酸化土质极可能含有氧,它们与酸结合的能力是由这种元素的中介作用而产生的。以上考虑极大地巩固了我先前所提到的有关这些土质的看法, 即,它们极可能是金属氧化物,氧与它们的亲和力较氧与炭的亲和力要强, 因此靠任何已知手段都不可还原。
下表列出了迄今所知的一切酸,表的第一栏根据新命名法列出酸的名称,第二栏列出这些酸的基或根,附有观察结果。
酸的名称 基的名称,附观察结果
- 亚硫酸
硫
-
硫 酸
-
亚磷酸
磷
-
磷 酸
-
盐酸
盐酸的根或基,迄今尚属未知。
-
氧化盐酸
-
亚硝酸
氮
-
硝酸
-
氧化硝酸
-
碳酸
-
亚醋酸
-
醋酸
-
草酸
- 亚酒石酸
炭
所有这些酸的基或根似乎都是由炭和氢的某种化合物形成的;仅有的差别似乎是由于这些元素按不同比例比
-
焦亚酒石酸
-
柠檬酸
-
苹果酸
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焦亚木酸
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焦亚粘酸
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棓酸
-
氰酸
合形成它们的基,以及氧在它们的酸化中的不同剂量。关
于这个问题仍需进行一系列相关的精确实验。
- 安息香酸
-
琥珀酸
-
樟脑酸
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乳酸
-
糖乳酸
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蚕 酸
-
蚁 酸
-
皮脂酸
我们关于这些酸的基的知识迄今尚不完善;我们仅仅知道它们含有氢和炭作为主要元素,氰酸含有氮。
这些基以及一切从动物物质获得的酸的基似乎都由炭、氢、磷、氮组成。
酸的名称 基的名称
- 月石酸
- 萤石酸
此二者的基迄今尚不完全知道。
-
锑酸 锑
-
银酸 银
-
砷( atsenthe )①酸 砷35.铋酸 铋
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钻酸 钴
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铜酸 铜
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锡酸 锡
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铁酸 铁
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锰酸 锰
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汞( mercuric )② 酸汞42.铝酸 钼
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镍酸 镍
-
金酸 金
-
铂酸 铂
-
铅酸 铅
-
钨酸 钨
-
锌酸 锌
在这个有 48 种酸的表中,我列出了迄今尚不完全知道的 17 种金属酸, 但贝托莱先生就此即将出版一部十分重要的著作。不能妄称一切存在于自然界的酸,或者更确切地说,一切可酸化基,都已经被发现了;不过,另一方面,却有重要的根据假定,如果比迄今的努力更为精确的实验表明,目前被认为是特殊的植物酸当中的若干种不过是其他酸的变体,那么植物酸的数目就将减少。按照我们目前的知识状态所能做的一切,就是提供一种化学观点,因为化学观点实际上就是,并且要确立基本原理,根据这些原理,凡是将来可能发现的物质均可按照一个一致的体系得到名称。
已知的成盐基,即与酸结合能转变成为中性盐的物质,共有 24 种;即 3 种碱、4 种土质和 17 种金属物质;因此,按照目前的化学知识状态,中性盐的可能总数共达 1152 种①。这个数字的依据是这样一个假定,即金属酸能溶解其他金属,这是迄今尚未探索的一个新的化学分支,据此,一切金属化合
① 这个数目不包括这三部分盐,即所含成盐基多于一种的盐、其基被酸饱和过量或饱和不足的盐以及由硝化盐酸形成的盐。——E
物都被称为玻璃物质(uit-reous)。有理由相信,这些假定的含盐化合物中有许多是不能形成的,这就减少了通过自然和人工可产生的中性盐的实际数目。即使我们假定可能的中性盐的实际数目总共只有五、六百种,那么很显然,假若我们仿效古人,无论是用其首次发现者的名字还是用它们由之获得的物质派生出来的术语,对它们加以区分,我们终会招致任意命名的混乱,这种任意命名无论如何也不会留在记忆之中。这种方法在化学的早年, 乃至这二十年之内,已知的盐仅仅只有约三十种时,也许还过得去;但在当今,这个数目每天都在增加,每一种新的酸能有一或二个氧化度因而给我们提供 24 或 48 种新盐,这时必定就需要一种新方法了。我们所采纳的由酸的命名法所引出的方法,完全类似,而且,以下类型的方法因其操作的简单性就提供了一种可用于每一种可能的中性盐的自然而方便的命名法。
按照赋予不同酸的名称,我们用酸这个属名表示共同属性,并且用其特有的可酸化基的名称来区分每种酸。因此,通过硫、磷、炭等的氧化所形成的酸,就被称作硫酸、磷酸、碳酸等等。我们认为,它同样适合于用同一个特定名称的不同词尾来表示被氧饱和的不同程度。这样,我们就把亚硫酸与硫酸以及亚磷酸与磷酸等等区别开来了。
把这些原理应用于中性盐的命名,我们就将一个共通的术语赋予了一种酸的化合而产生的一切中性盐,通过加上可酸化基的名称就将种类区别开来。这样,具有硫酸的所有中性盐按其组成就被称为硫酸盐(sul phates); 由磷酸形成的中性盐就被称为磷酸盐(phosphates),等等。用成盐基的名称加以区分的种类就给出了硫酸草碱、硫酸苏打、硫酸氨草胶、硫酸石灰、硫酸铁,等等。由于我们知道有 24 种成盐基、碱基、土质基和金属基,因此我们就有 24 种硫酸盐、24 种磷酸盐,而且对于所有的酸都有这么多盐。然而,硫可有两个氧化度,第一度氧化产生亚硫酸,第二度氧化产生硫酸; 由于由这两种酸产生的中性盐具有不同的性质,事实上是不同的盐,因此必须用特定的词尾来区分它们;所以,我们已经通过把词尾 ate 变为 ite,如sulphites(亚硫酸盐)、phosphites(亚磷酸盐)①,等等,把酸经第一度氧化或低度氧化所形成的中性盐区分开来了。这样,氧化或酸化了的硫在两种氧化度的状态下,就能形成 48 种中性盐,其中 24 种是亚硫酸盐,24 种是硫酸盐;有两种氧化度的一切酸的情况均如此②。
① 由于新命名法中的所有这些种名都是形容词,因此无须发明其他术语就可以十分清楚地把它们分别用于各种成盐基。这样,sulphurous potash(亚硫酸草碱)和 sulphuricpotash(硫酸草碱)就与 sulphite of potash 和 sulphat of potash 同样清楚;而且具有更易于留在记忆中的优点,因为由酸本身派生比拉瓦锡先生采纳的任意性词尾要更加自然。——E
② 还有一种酸的氧化度,如氧化盐酸和氧化硝酸。这些术语适用于由这些酸与成盐基结合产生的中性盐, 作者在本书第二部分补充了这一点。把被氧化的(oxygenated)一词加在经第二度氧化产生的盐的名称之前就形成了这些术语。这样,就有氧化盐酸草碱、氧化硝酸苏打,等等。——E
通过这些名称的各种可能应用去罗列它们,既令人厌烦又无必要;给出对各种盐命名的方法就够了,一旦充分理解,这种方法就易于应用于每种可能的化合物。一旦知道了可燃物体和可酸化物体的名称,就极容易想到可形成的酸的名称以及将该酸作为其组成部分的一切中性化合物的名称。需要更充分地说明应用新命名法的各种方法的读者,可在本书的第二部分查到表格,这些表格中包括有一份所有中性盐的详表,还包括就与我们目前的知识状态相一致而言一切可能的化合物表。对此我将附加一些简短的解释,包括获得不同种类酸的最好、最简单的办法,以及由它们所产生的中性盐的一般性质的某些说明。
我不否认,要使本书更完善,本须增加对于每种盐、其在水和醇中的可溶性、酸与成盐基在其组成中的比例、其结晶水量、其可被饱和的程度、酸借以与基粘附的力或亲和力的程度的特定的观察。这项巨大的工作已经由伯格曼、莫维、柯万诸位先生以及其他著名化学家开始了,但迄今为止仅处于中等进展状态;甚至这项工作建立于其上的原理恐怕都不够精确。
这大量的细节会使这部基础性论著膨胀得规模过大;此外,搜集必须的材料、完成所有必要的系列实验,必定会使本书的出版延缓许多年。这是使用青年化学家们的热情和能力的巨大领域,我要建议他们干好而不是多干, 而且在着手确定中性盐的组成之前首先确定酸的组成。每一座打算抗御时间的毁劫的大厦都应当建筑在可靠的基础之上;而按化学的目前状况,试图通过既不太精确又不够严密的实验做出发现,将只会起阻碍其进步的作用,而不是有助于其进步。