1794年5月8日,一位51歲的學者被指控"在士兵的煙草中摻水",而被押上斷頭臺。臨刑前,這位學者要求:"情愿被剝奪一切,只要讓我做一名普通的藥劑師,做一點化學試驗,就心滿意足了。"然而,他的要求根本就得不到批準。隨著行刑官一聲令下,學者的腦袋被砍了下來。
這位學者就是被人們譽為"近代化學之父"的法國科學家拉瓦錫。他的死是科學上的一大損失,以至于法國數(shù)學家拉格朗日痛惜感嘆道:"他們割下拉瓦錫的頭,只不過是一瞬間的事,但是不知在100年之內,世界上還能不能再長出一顆那樣的頭顱。"
拉瓦錫于1743年8月26日出生于法國巴黎。他的父親是一位律師,家境富裕。不過,他并沒有秉承父親的旨意從事法律,而是愛上了自然科學。
博學多才的拉瓦錫研究過炸藥,涉獵過農業(yè)栽培技術,改良過養(yǎng)牛法,制定過開山筑路的計劃。不過,最引人注目的成就是他在化學和物理方面的貢獻,尤其是他通過長期的嚴格實驗,發(fā)現(xiàn)了一種能助燃、助呼吸的氣體,也就是我們今天所說的氧氣。
氧氣的發(fā)現(xiàn)是對拉瓦錫勤于思考、勇于探索的鉆研精神的饋贈。其實,在此之前,已經有兩位科學家觸到了真理的鼻尖,令人遺憾的是,囿于傳統(tǒng)理論的束縛,他們都半途而廢,從而將撩開真理面紗的殊榮讓給了拉瓦錫。
早在17世紀,歐洲人通過燃燒和呼吸的研究,發(fā)現(xiàn)了空氣中存在著兩種截然不同的氣體。但是,當時流行的"燃素學說"統(tǒng)治了他們的思想,禁錮了他們對空氣的進一步研究。
瑞典化學家舍勒在1773年以前,就通過實驗制取了純凈的氧氣。但是,作為"燃素學說"的忠實信徒,他錯誤地把這種氣體叫"火氣",并且認為燃燒是火氣與燃燒物中的燃素結合的過程,火和熱是火氣與燃素化合的產物,從而未能正確地解釋燃燒現(xiàn)象。
幾乎與此同時,英國化學家普利斯特列也通過實驗制取了這種氣體。他把蠟燭放在這種氣體中,發(fā)現(xiàn)火焰比在空氣中更加熾熱明亮。他還把老鼠放進去,發(fā)現(xiàn)它比在等體積的尋常空氣中活的時間約長了4倍。他親自嘗試了一下,一吸進去,便"覺得這種空氣使呼吸輕快了許多,使人感到格外舒暢"。但他沒有繼續(xù)研究,而是開始了在歐洲大陸的度假旅行。
當科學的珍珠出現(xiàn)在舍勒和普利斯特列眼前的時候,他們沒有鑒別出來,而是把它看成了魚目,從而與機遇女神失之交臂。
于是機遇女神青睞的目光投向了拉瓦錫。他發(fā)現(xiàn)"燃素學說"存在著許許多多的破綻。比如,既然金屬在煅燒中逸出燃素,那為什么重量反倒增加呢?而蠟燭呢,燃燒之后,竟一無所剩,似乎全部消失了。
為了弄清事實的真相,拉瓦錫開始了嚴格的實驗。他首先仔細地稱量了裝有空氣和固態(tài)物質的密閉容器,然后用放大透鏡將陽光聚集在物質上,或者用火加熱。當物質燃燒完后,再重新稱量裝有反應物的容器。他用各種不同的物質反復進行實驗,結果都表明,密封容器的重量在燃燒前后都不變。
這是什么原因呢?拉瓦錫的大腦開始了緊張的思索。后來他終于得出結論:原來在沒有密封的燃燒當中,空氣中有一種新的物質元素參與了反應,使得物質燃燒前后重量不一。為此,他把這種氣體命名為酸素,也就是我們今天的氧氣。
這樣,金屬生銹、重量增加的秘密也被揭開了。
最后,拉瓦錫推翻了流傳多年的"燃素學說",指出:"由于人工的或天然的操作不能無中生有地創(chuàng)造任何東西,所以每一次操作中,操作前后存在的物質總量相等,且其要素的質與量保持不變,只是發(fā)生更換和變形,這可以看成是公理。"這番話體現(xiàn)了"物質不滅定律"的基本精神。拉瓦錫的思想超越了他的同時代人,因為他不僅注意到了物質在化學反應中性質的變化,而且注意到了數(shù)量上的變化,從而使得化學科學割斷了與古代煉金術的最后一根紐帶,以一種嶄新的面目蓬勃發(fā)展起來。 中學生科技網 http://m.lgmparts.com