人类对于火的认识
人类究竟何时开始懂得用火,至今众说纷纭,据考古表明,人类约在300年前就懂得用火,火的力量给人类留下极为深刻的印象,而火的利用给了人类的生活带来很大的变化,例如火能用来照明,烤熟食物,烤暖身体,驱走猛兽,保护安全等等。化学也是随着火的利用中发展起来。人类对于火的认识,经历了漫长的历史,由神话到传说,发展至燃素说到后来的燃烧理论。
人类用火约经历了以下几步:
第一,使用天然火。火山爆发、雷电轰击、陨石落地、长期干焊、煤和树木的自燃等等,都可以形成天然火。这种过程反复多次,使人们看到了火的威力和作用,逐步学会了用火,可能是把火种引到洞,内经常放入木柴,形成不易熄灭的火堆供人们使用。
第二,钻木取火。通过钻木摩擦生火,再引燃易燃物,取得火种,点燃火堆。
第三,用火石、火镰、火绒取火。传说是原始的人们,打猎时用石块投掷猎物,因石块相碰冒出火星,欠而久之,学会用石头互相撞击,打出火星,再引燃植物的绒毛取火。后来,这方法经多方改良,形成了火石、火镰、火绒的系统取火工具。
人类由于懂得利用火,因而逐步学会了烧制陶瓷、冶炼金属、制造玻璃等。
燃素说
人们很早就探索火的本质,欧洲的燃素说曾在十八世纪的时期占着统治地位,并内流传了100多年。
在文艺复兴时期意大利科学家达芬奇曾指出:物质燃时,若无新鲜空气补充,燃烧就不能进行,这已十分接近得出“空气助燃”的结论。
1630年,法国医生雷伊发现,锡和铅与空气进行燃烧后,都增加了重量。
真正提出燃素说的是德国化贝竭尔和医生施塔尔。他们都认为,燃烧是由于燃素的作用,因为可燃物都含有燃素,燃烧时,燃素于,出所以公式应如下:
燃烧物-燃素=灰烬
但是,试验发现,大部分物质燃烧后,重量变轻,而金属则不然,它们燃烧以后,重量反而增加,所以燃素说又有如下的公式:
金属+火的微粒(燃素)=灰
这两个公式是互相矛盾的,因此造成了燃素学说的悖论。后来一些理论家们为解决这个悖论,提出了种种说法,其中一种说,燃素有负重量,因此,金属燃烧时,负重量跑了,所以灰的重量增加了。
燃素说虽然有些牵强,但能说明了当时所知道的大多化学现象,并流行了100年。在这段时间所累积的化学知识,使化学供燃素说从炼金术中解放了出来。燃素说把化学的映像当作原形,使真实的化学关系被颠倒了,造成了许多错误。
燃素说还使“素”和“力”的概念变得空洞无物。物质为甚么会燃烧——因为有“燃素”。至于生物为甚么活着呢——因为“生命力”。物质之间为甚么会化合——因为“化学亲合力”。如此等等,看来把问题都回答了,事实上甚么也没有回答。这和神学说“一切都是由上帝安排的”,从本质上没有甚两样,因此实际上还仍是把科学禁锢在神学之中,只不过用臆想出来的东西代替了神的意志。
氧气的发现
十七世纪以后,人类逐步发现了许多气体,懂得了空气的复杂成分,例如:1755年发现了CO2,知道了以下公式:
石灰石-固定空气(CO2)=苛性石灰
苏打-固定空气(CO2)=苛性碱
还有卡文迪许及后来的勒每里等发现了氢;舍勒发现了氮等等。但是给化学带来革命性变化的是氧的发现。
氧的发现应归功于普利斯特列和舍勒。
1733年,普利斯特列出生在英国费尔特赫德附近近的农村,收入微薄,生活清苦。小时,被寄养在姑妈萨拉家中。12岁入学读书,1755年以优异作绩毕业于神学院,并在萨尔菲克教当当了神父。1767年着<<电的历史>>,同年被选为伦敦皇家学会会员。
1774年,开始研究用聚光镜加热各种化学物质。同年8月1日,普利斯特列用聚光镜加热汞 灰(HgO)。他把汞 灰放在玻璃皿中用聚光镜加热,发现放出气体。起初他为这气体是一般的空气,后来好奇心驱使他对这种气体进行认真的研究。
普斯特列在经研究发现,蜡烛在他制得的气体中燃烧,火焰非常明亮。后来,他又把老鼠放在这种气体中,发现,一开始老鼠并无异常,但过了一会,这些老鼠都很活跃。他自己试着吸入这种气体,觉得这种气体使身心特别舒畅。
普利斯特列在解释他所发现的气体时,却犯了错误。因为他是一个燃素说的信奉者,所以认为他所获得的空气是所谓“脱燃素的空气”。是他发现了氧,但他却不承认氧。错误的燃素说,使他从歪曲的、片面的、错误的前提出发,循着一条错误的理论道路前进,使得在真理碰到鼻子尖的时候,还没得到真理。他的蜡烛试验,本应而易举地得氧气助燃的结论,但他却没有做到这一点,而是设法用新的试验成果.为旧理论做注释,错过了现真理的机会。
同时发现氧的另一位科学家是瑞典的舍勒。舍勒早年是一个药店的学徒,1773 年以前他利用业余的时间做了许多实验,较系统地研究过燃烧现象,1775年着成<<论火与空气>>,但一直到1777年才出版。他制取氧的方
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