第七节

论氢气燃烧与水的形成

在形成水时，在燃烧之前皆处于气态的氢和氧这两种物质通过这种操作转变成为液体或水。如果能够得到完全纯净的这两种气体，以致它们可以燃烧而无任何残留物的话，这个实验就非常容易，而且只需非常简单的仪器。在这种情况中，我们可以在非常小的容器中操作，而且，按适当比例不断提供两种气体，我们就可以使燃烧无限持续下去。但是，迄今化学家们仅仅使用了混有氮气的氧气；由于这种情况，他们只能在封闭的容器中使氢气的燃烧维持非常有限的时间，因为，由于氮气残留物不断增加，空气最后变得如此之赃致使火焰变弱而熄灭。这种麻烦随所使用的氧气的不纯程度而变大。由于这种情况，我们要么必须满足于处理的量少，要么必须不时地抽空容器，以除去氮气残留物；但是，在这种情况中，实验过程中形成的一部分水因抽气而蒸发；而引起的误差对此方法的精确性来说是较危险的，使得我们没有估计它的可靠手段。

这些考虑使我想用完全没有搀和任何氮气的氧气来重复气体化学的主要实验；这可以从氧化盐酸草碱获得。从此盐提取的氧气除非偶然，似乎不合氮，以致通过适当的措施可以获得完全纯的氧气。在此期间，第一部分第八章水重组实验中所述默斯尼尔先生和我用来燃烧氢气的装置，将符合这个意图，这里不必重述此装置；当获得了纯气体时，除了可以缩小容器的容量之处，这个装置将不需要改动。见图版Ⅳ图 5。

燃烧一旦开始，就持续相当的时间，但却随着燃烧留下的氮气量增加的比例而逐渐减弱，直至最后氮气超过这样的比例，使燃烧不再能够维持，火焰熄灭。必须防止这种自发的熄灭，因为由于氢气在其贮存器中受一吋半水的压力，而氧气只承受三吩的压力，因此在球形瓶中就会发生二者的混合， 而混合物就会被较大的压力压进氧气贮存器之中。因此，每当火焰变得非常微弱时，就必须关闭管了 dDd 的活塞来中止燃烧；为此目的，必须留意守视它。

还有另外一种燃烧装置，虽然我们不能用它以与用上述装置同样一丝不苟的精确性来完成实验，但这种装置却给出极端适合于在各门哲学化学课程中演示的引人注目的结果。它由一个置于金属冷却器 ABCD 中的蛇管 EF（图

版Ⅸ，图 5）组成。此蛇管的上部 E 固定着烟筒 GH，烟筒由两个管子组成， 内管是蛇管的延续，外管是一个镀锡铁皮套，铁皮套约在一吋距离处围住内管，间隔中填满沙。在内管下端 K 固定一个玻璃管，我们给它配一盏阿甘德灯 LM 用以燃烧醇等等。

器具这样安排妥当，灯充满一定量的醇时，就点火；燃烧过程中形成的水在烟筒 KE 中上升，在蛇管中凝结，在其 F 端流出进入 P 瓶。间隔中填满了沙的烟筒双管用来防止管子在其上部冷却，防止使水凝结；否则，它就会在管中落回来，我们就不能确定其量，而且它会一滴一滴地落到灯芯上使火焰熄灭。这种建构的意图是使烟筒总是保持热的状态，使蛇管总是保持冷的状态，以使水上升时可以维持处于蒸气状态，并且一进入装置的倾斜部分就能够立即凝结。此装置由默斯尼尔先生设计，我在《科学院文集》1784 年第593 页曾加以描述，我们用这个装置，注意总是保持蛇管处于冷的状态，就可以从燃烧十六盎司醇而收集到差不多十七盎司水。