拉瓦錫的“上等純空氣”

葉子

拉瓦錫是法國著名的化學家。1772年2月的一個晚上，當選為科學院士不久的拉瓦錫和另一位科學院士馬凱爾在一起討論燃燒過程。他們在談話中提到，最近有人發表文章說，在高溫下灼燒的金剛石會消失得無影無蹤。這一奇怪的現象讓他們產生了興趣。物質燃燒后總會形成灰渣的，而金剛石灼燒后，卻一點灰也沒有，這是怎么回事呢？拉瓦錫首先想到是周圍空氣對燃燒產生的影響。第二天，拉瓦錫帶來了幾塊金剛石，馬凱爾用石墨制成很稠的軟膏。他們把小小的金剛石涂上厚厚的一層石墨膏，使它和空氣隔開，然后加熱灼燒。小黑球像爐子里的炭一樣很快就燒紅了，而且開始發光。過了幾個小時，這兩位科學家使小球冷卻，剝掉涂料，驚奇地看到金剛石完整無缺。實驗驗證了拉瓦錫的推斷：金剛石的消失和空氣有關，也許它們在燃燒時與空氣結合在一起了。

此后，拉瓦錫著手對燃燒問題進行深入研究。他用磷來做實驗：磷在空氣中燃燒時，他成功地收集到磷燃燒時冒出的白煙。拉瓦錫用天平稱出了它們的重量，煙重于原來的磷。“磷與空氣化合了！”拉瓦錫驚呼起來。

為了搞清磷與多大量的空氣化合，他又設計了讓磷在密封的器皿里燃燒的實驗。經過反復的實驗，拉瓦錫證明：磷僅與1/5的空氣化合。他把這部分空氣叫作“上等純空氣”。此后，他又研究了硫的燃燒。硫燃燒時也是只和1/5的空氣化合。

1774年，他用錫和鉛做了著名的金屬鍛燒實驗。他把準確稱量過的錫和鉛分別放入曲頸瓶中，封閉后，準確稱量金屬和瓶的總重量，然后加熱，使鉛、錫變成灰燼。他發現加熱前后總重量沒有變化，但是金屬經鍛燒后重量增加了，這說明所增加的重量并非來自火中，也不是來自瓶外的任何物質，只能是金屬結合了瓶中空氣里的“上等純空氣”。同時，他還發現，把瓶子打開時，空氣沖進去，瓶和金屬鍛灰的總重量增加了，所增加的總重量和金屬鍛燒后增加的重量恰好相等。他想方設法從金屬鍛灰中直接分解出這種“上等純空氣”，然而他首次實驗并沒有成功。

正當拉瓦錫遇到困難時，恰好另一位化學家普利斯特里在這年8月，用聚光鏡聚集陽光，使汞鍛灰（氧化汞）發生分解，得到一種有很強助燃能力的氣體。他把這一實驗的方法和結果告訴了拉瓦錫，使拉瓦錫受到很大啟發。后來，他重復了普利斯特里的實驗，并把所得到的這種比普通空氣更能助燃、助呼吸的“上等純空氣”命名為“氧”。

氧的發現，終于使燃燒的秘密大白于天下。物質在空氣中燃燒原來是在加熱或點燃的情況下，和空氣中的氧氣發生了化合反應。金屬鍛燒生成了金屬化合物，所以質量增大，金剛石燃燒生成了二氧化碳氣體，所以“消失”了。

1777年，拉瓦錫最終確立了燃燒作用的氧化學說，徹底推翻了“燃素”學說，引起了化學史上的一場革命。但令人遺憾的是，拉瓦錫本人卻被另一場革命推上了斷頭臺。

人教版化學九年級上冊第二單元《我們周圍的空氣》課外延伸閱讀