化学发展史:荒谬的燃素说

燃素说被证明是错误的?人类究竟是什么时间开始懂得用火,目前众说纷纭,据考古表明,人类约在3000年前就懂得用火,火的力量给人类留下了极为深刻的印象,而火的利用给人类的生活带来了很大的变化。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发展起来。人类对火的认识经过了漫长的历史,由神话到传说,发展到燃素说,再到后来的燃烧理论。

化学发展史:荒谬的燃素说插图

适合年龄:6岁以上

难易程度:中级

化学知识点:化学发展史、燃素说、氧化还原反应

燃素学说是300年前的化学家们对燃烧的解释,他们认为火是由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体。这种火的微粒既能同其他元素结合形成化合物,也能以游离方式存在。大量游离的火微粒聚集在一起就形成明显的火焰,它弥散于大气之中,给人以热的感觉,由这种火微粒构成的火的元素就是“燃素”。

化学发展史:荒谬的燃素说插图1

燃素在燃烧过程中从可燃物中飞散出来,与空气结合,从而发光、发热,这就是火;油脂、蜡木炭等都是极富燃素的物质,所以它们燃烧起来非常猛烈;而石头、木灰、黄金等都不含燃素,所以不能燃烧。物质发生化学变化,也可以归结为物质释放燃素或者吸收燃素的过程。例如,煅烧锌或者铅,燃素从中逸出,就生成了白色的锌灰和红色的铅灰;而将锌灰和铅灰与木炭一起焙烧时,锌灰和铅灰从木炭中吸收了燃素,金属便又重生了出来。酒精是水和燃素的结合物,酒精燃烧后便剩下了水;金属溶于酸是燃素被酸夺去的过程在当时,燃素说不能自圆其说并受到最大责难的就是金属煅烧后增重的事实,随着人们对化学反应进行了更多的定量研究之后,就更加陷入了重重自相矛盾的境地。直到18世纪70年代,氧气被发现之后,燃烧的本质终于真相大白,燃素说才退出了历史的舞台。

直到17世纪,人们对气体的认识还是很模糊的。大多数人认为空气是唯一的气体元素。到了18世纪,由于对燃素说的研究,一些化学家才意识到空气的多样性和复杂性。其中,英国人黑尔斯的贡献很大。

1766年,卡文迪什用铁、锌等金属和盐酸反应,得到了氢气,并用排水集气法收集起来,他发现氢气与空气混合起来会发生爆炸,还测量出来氢气的比重是空气的9%。

但是,令人遗憾的是,卡文迪什之后误入了歧途。他认为,氢气的发现使他抓住了“燃素”。当氧气发现后,卡文迪什将氢气和氧气放在量气筒中,然后引爆,确信大约两体积的氢和一体积的氧恰好化合成水可是,卡文迪什还是不肯放弃燃素说,拉瓦锡重复了他的实验,得到结论水是由氢和氧化合而成的,并将“可燃气体”命名为氢。

知识拓展:

燃素说与氧化还原:

许多年以后,人们发现,燃素说颠倒与真实的氧化还原反应过程,恰恰对燃烧现象作出了颠倒的解释,把化合过程解释成了分解过程。不过,对燃素说的研究最终导致了正确的氧化学说,并使化学从炼金术中解放了出来。

拉瓦锡推翻燃素说:

拉瓦锡的重要贡献是推翻了错误的燃素说。燃素说是德国人贝歇尔于1669年提出的,从此这一学说在欧洲统治了近百年。当时一些知名化学家舍勒、普利斯特里、卡文迪什等也都拥护这一学说。1772年,拉瓦锡用称重过的磷和硫燃烧,发现产物的质量大于燃烧前磷和硫的质量,从而观察到了氧化现象。他发表的《燃烧概论》是反对燃素的重要论文,并提出了燃烧的氧化学说,从此燃素被化学家所拋弃。

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