卡莱尔和尼科尔森

在英国，第一个按照伏打的说明制成一个电堆的看来是伦敦的一位外科医生和解剖学教授安东尼·卡莱尔爵士（1768—1840）。事情的经过是这样的。1800 年 4 月底，约瑟夫·班克斯爵士给卡莱尔看了伏打谈论电堆的那封信的第一部分；于是，卡莱尔立即亲自动手制作这种装置。尼科尔森写道： “4 月 30 日，卡莱尔先生拿出了由十七枚半克朗银币制成的电堆，它还有同样数目的锌片和在盐水中浸过的纸板。这些东西的排列顺序为：银、锌、卡纸等等⋯⋯银⋯⋯在锌之下。”应用一个贝内特静电计和倍增器做的实验证明，从这电堆得到的电击是一种电现象，它们还表明，银端带负电，锌端带正电。在后来实验的过程中，“为使接触可靠起见，卡莱尔先生在顶端金属片上放了一滴水，结果发现在接触导线周围有气体离析出。当用钢作连接导线时，尽管这种气体的量非常微小，但我还是能够辨出它显然具有氢的气味。这和其他一些事实启发我进而想到可在两根导线之间代入一个水管来切断电路。因此，在 5 月 2 日，我们在塞在一根内径半英寸的玻璃管两端的两个软木塞上各插入一根黄铜导线。管内充育取自新河的水，

两根导线在水中的两个线头相距1 3 英寸。应用了这种复合放电器，就可

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使它的导线的外端与一个电堆两端的板片相接触，这个电堆由三十六枚半克

朗银币以及相应数目的锌片和纸板片构成。一串精细的气泡立即开始从管中与银片联接的下部导线的端头流出，而上部导线的相对端头便失去光泽，先变成深橙色，然后成为黑色。当把管子颠倒过来时，气体就从这时处于最低位置的另一端头释出，而上部导线端头又失去光泽而变黑。⋯⋯在整个两个半小时的时间里，气体产物共达三十分之二立方英寸。然后，让这气体产物与等量的普通空气混合，并用一根点燃的蜡线引爆之。”“我们看到氢最先出现，于是便推想，会发生水的分解。但令人惊讶的是，我们发现，游离的氢处于与一根导线相接触处，而氧则与差不多 2 英寸以外的另一根导线相结合。这个新事实还有待于解释，而且它似乎表明了在化学过程中电作用的某种普遍规律。”后来“两根铂导线⋯⋯被插进一根内径四分之一英寸的短管内。把这装置置于电路之中后，银的一侧放出一串密接的精细气泡，而锌侧也有一串气泡，但没有前者那么多。⋯⋯自然可以猜想，从银侧放出较大气泡串是氢，而较小气泡串则是氧。⋯⋯”这时，卡莱尔和尼科尔森各自都已制作了一个电堆；这两个电堆被组合了起来，结果收集到大量这两种气体。“使两根铂导线从两根独立的管中伸出⋯⋯”这两根管子“被浸入一根盛水的浅玻璃容器中，这容器中有两个倒放的小容器，它们充满水，并这样放置： 使一根管中的铂导线在一个容器下面，另一根管中的铂线在另一个容器下面。⋯⋯从每根导线都升起了一团气云，但大都是从银侧即负侧升起的。气泡从水中各处析出，附着于小容器的全部内表面。这个过程持续了十三小时，此后，导线被断开，两种气体被移注到另外的瓶中。当称量这些瓶以测定空气数量时，发现被气体置换的水的数量，在锌侧为 72 格令，在银侧为

142 格令。⋯⋯它们在体积上的比例接近等于所说的水的组分的比例。”（见威廉·尼科尔森的说明，载 Nicho- lson's Journal，July 1800，pp.179

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卡莱尔和尼科尔森对水的电解是利用伽伐尼电流完成对一种化合物的分解的第一个完整而又肯定的事例。事实上，冯·洪堡以及其他人已经指出一些显然依靠电流的化学作用的现象。甚至在伏打电堆发明以前，就已有人猜想，化学变化可能是电产生的原因，而不是其结果。然而，这两位英国研究者应当说是有功绩的，他们首次通过一个精心设计的有说服力的实验明确地演示了流电对水的分解。下一步的工作是把这种新仪器应用于一些其化学构成尚属未知的物质，这一步没过几年就由汉弗莱·戴维完成，他获得了辉煌成果。