第一节 燃烧通论
根据我在本书第一部分已经说过的,燃烧就是由可燃物体引起的氧气的分解。形成这种气体的基的氧被燃烧物体吸收并与之化合,同时游离出热素和光。因此,每一种燃烧必定都意味着氧化;相反,并非每一种氧化必定都意味着伴有燃烧;因为严格地说来,所谓燃烧没有热素和光的离析就不能发生。在燃烧能够发生之前,氧气的基对可燃物体的亲和力必定应当比它对热素的亲和力大;用伯格曼的措词就是,这种有择吸引只能在一定的温度上发生,此温度因每种可燃物质而异;因此,通过靠近加热了的物体引起第一运动或开始每一种燃烧是必要的。加热我们打算燃烧的任何物体的必要性依赖于某些考虑,这些考虑迄今尚未引起任何自然哲学家的注意,由于这个原因,我将在这个地方稍微详细地论述这个主题。
自然界目前处于平衡状态,这种平衡状态直至在通常的温度下可能的自发燃烧或氧化得以发生才能达到。因此,不打破这种平衡并把可燃物质升至较高的温度,新的燃烧或氧化就不能发生。要用例子说明关于这个问题的抽象观念:让我们假定地球的常温有一点变化,假定它只升高至沸水的程度; 显然,在这种情况中,在低得多的温度中可以燃烧的磷,就不再会以其纯粹和简单状态存在于自然界之中,而总是会处于其酸态或氧化态,其根就会成为不为化学所知的一种物质了。通过逐渐升高地球的温度,一切能够燃烧的物体都会相继发生同样的情况;最后,每一种可能的燃烧都发生,无论任何可燃物体都不再会存在,因为每一种可受这种操作影响的物质都会被氧化, 因此也就是不可燃烧的了。
因此,就与我们有关而言,除了在地球的常温中不可燃烧的物体之外, 不可能存在任何可燃物体;换言之也一样,即,每种可燃物体如果不加热, 即如果不将其升高到自然发生燃烧的温度,就必须不具有燃烧性质。一旦引起这个温度,燃烧就开始,而且由于氧气分解而离析出的热素就维持持续燃烧所必须的温度。当情况不是这样时,即当离析的热素不足以维持必须的温度时,燃烧就停息了。用普通语言表达这种情况,就是说物体烧得不完全或者很困难。
尽管燃烧与蒸馏,尤其是与复合的这种操作,具有某些共同的情况,但它们在非常实质性的一点上却不同。在蒸馏中有物质的部分元素彼此分离, 并且在蒸馏过程中温度升高时发生的亲和力使这些元素以一种新的次序化合。这也发生于燃烧之中,但是却有进一步的情况,即物体中原本没有的一种新元素发生作用;氧加给了被操作的物质,热素则被离析了。
在伴有燃烧的所有实验中必须使用气体状态的氧以及必须严格确定所使用的量,使这种操作变得特别麻烦。由于几乎所有燃烧产物都以气体状态离析,保留它们甚至比保留复合蒸馏过程中所提供的气体更为困难;因此, 这种预防措施就被古代化学家们完全忽视了;这种实验设备就独属现代化学了。
由于已经以一般方式指出了在燃烧实验中要考虑到的目的,因此,在本章以下各节中,我开始描述我为此目的所使用过的不同仪器。以下安排不是根据可燃物体的类别而是根据燃烧所必须的仪器的类别而形成的。