化学如何实现与炼金术的分离关键词：柏策的燃素说 拉瓦锡的氧化燃烧理论 《化学纲要》

化学如何实现与炼金术的分离关键词：柏策的燃素说 拉瓦锡的氧化燃烧理论 《化学纲要》
化学如何实现与炼金术的分离
关键词：柏策的燃素说 拉瓦锡的氧化燃烧理论 《化学纲要》

化学如何实现与炼金术的分离关键词：柏策的燃素说 拉瓦锡的氧化燃烧理论 《化学纲要》
燃素学说（The Phlogiston Theory）是三百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而形成化合物,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,它弥散于大气之中便给人以热的感觉,由这种火微粒构成的火的元素就是“燃素”.
　　燃素充塞于天地之间,流动于雷电风云之中.在地上,天上,海洋,陆地,动、植、矿物,和人的心中都含有它.大气中含有燃素,因而会在空气中引起闪电,而使大气动荡不已；生物含有燃素就富有生机；无生命物质含有燃素,就会燃烧.燃素不仅具有各种机械性质,而且又像灵魂一样,本身就是一种动因,是“火之动力”.物体失去燃素,变成死的灰烬,灰烬获得燃素,物体又会复活.
　　物质在加热时,燃素并不能自动分解出来.而须外加空气将其中燃素吸取出来,燃烧才能实现；上好的空气是具有吸收燃素的性质的.
　　腐蚀剂夺取了金属中的燃素,金属就被腐蚀;煅烧金属,金属失去尊贵的光芒而变成渣滓——当赋予它们以燃素,它们又变得不可一世.
　　物体中含燃素越多,燃烧起来就越旺；含的燃素少,燃烧起来就弱.上好的空气是具有吸收燃素的性质的,因此物体必须在空气中才能燃烧；各种实体都是由物体所共有的基本物质（元素）和该物体所特有的“灵气”所构成．并可以用火炼的方法使其分离.当实体被加热时,“灵气”便从实体中逸出.
　　由于金属等物质被氧化后质量增重,有的科学家认为燃素和“灵气”一样与地心是相排斥的具有负重量（即所谓“轻量”）,因此金属失去燃素时,重量反而增加了.有人说,金属失去燃素,好比活着的人失去了灵魂,因此就象死体比活着的时候要重那样,“死”的灰渣自然就比活的金属重.燃素说后被证明是错误的.
　　燃素说是形成于17世纪末、18世纪初的一个解释燃烧现象甚至整个化学的学说.燃素说认为,可燃的要素是一种气态的物质,存在于一切可燃物质中,这种要素就是燃素（phlogiston）；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吸收燃素的过程.例如,煅烧锌或铅,燃素从中逸出,便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,燃素说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舞台.
　　最早,医疗化学家曾经设想化学物质含有三大元素：硫为易燃的元素,汞为流动性和挥发性的元素,盐为固定和不活动的元素.
　　到了17世纪,美因茨大学医学教授约钦姆贝歇尔（Joachim Becher）略微修改了医疗化学的学说,于1669年主张固体的泥土物质一般含有三种成分：
　　“石土”,存在于一切固体中的一种固定的土,相当于早期医疗化学家的盐元素
　　“油土”,存在于一切可燃物体中的一种油性的土,相当于硫元素
　　“汞土”,一种流动性的土,相当于汞元素
　　普利斯特里认为,一切可以燃烧的物体含有硫质的、油性的“油土”,在燃烧过程中,它在与其他“土”结合时逃了出来；也就是说,燃烧是一种分解作用,物质燃烧后,留下的灰烬是成分更简单的物质.
　　燃素说认为,燃烧和锻烧的过程牵涉到化合物分解为组成部分的过程,在最简单的情况下,也就是分解为硫质的“油土”和固定的“ 石土”.理论上,简单的物体不能发生燃烧,因为含有“油土”和另一种土的物质必然是化合物.
　　18世纪,新的化学概念和燃素学说双方支持者展开激烈辩论. 1703年,德国哈雷大学的医学与化学教授格奥尔格·恩斯特·斯塔尔把普利斯特里的“ 油土”重新命名为“燃素”,并把这个理论发展成更广泛的理论体系,用以说明氧化、呼吸、燃烧、分解等很多化学现象.金属是灰碴与燃素的 化合物,加热释放了燃素而剩下灰碴.总的说来,燃素为一切可燃物体的根本要素,油、脂、木、炭及其他燃料含有特别多的燃素.当这些物体燃烧时,燃素便释出,或则进入大气中,或则进入一个可以与它化合的物质中如灰碴,从而形成金属.
　　到1740年,燃素理论在法国被普遍接受；十年以后,这种观点成为化学的公认理论.
　　然而,燃素说未能合理解释定量实验的结果；根据燃素说,镁在燃烧后会释出燃素,但实际上重量不减反增.其后拉瓦锡证明氧 在燃烧过程中必不可少,解释了燃烧后增加重量的现象,并为其后的Caloric theory奠下基础.
　　燃素说对燃烧现象正好做了颠倒的解释,把化合过程描述成了分解过程,但却使当时的大多数化学现象得到了统一的解释,帮助人们摆脱、结束炼金术思想的统治,使化学得到解放,在历史上起到了积极作用.尽管燃素说本身是错误的,但它却引导和启发人们去思考、探索,并不断地实践、验证、修正假说或是得到新的发现.也正是在这种不断的过程中积累起来的大量的科学实验材料,为科学的燃烧理论的创立准备了条件.
1774年10月,英国化学家普利斯特列访问巴黎.在拉瓦锡举行的欢邀宴会上,普利斯特列告诉拉瓦锡,在3个月前,他曾在加热水银灰的实验中发现一种具有显著助燃作用的气体.这信息给拉瓦锡以启示,他立即着手汞灰的合成和分解.实验事实使拉瓦锡确信,燃烧中与金属相结合的决不是火微粒或燃素,可能是最纯净的空气.
1775年末,普利斯特列发表了关于氧元素（他命名为脱燃素空气）的论文后,拉瓦锡恍然大悟,原来这种特殊物质是一种新的气体元素.随后,他对这种新的气体元素的往质进行了认真的考察,确认这种元素除了助燃、助呼吸外．还能与许多非金属物质结合生成各种酸,为此他把这种元素命名为酸素,现在氧元素的化学符号0就是来源于希腊文酸素： oxygene.
对氧气作系统研究后,拉瓦锡明确地指出：空气本身不是元素,而是混和物,它主要由氧气和氮气组成.
1778年他进而提出,燃烧过程在任何情况下,都是可燃物质与氧的化合,可燃物质在燃烧过程中吸收了氧而增重.所谓的燃素实际上是不存在的.拉瓦锡关于燃烧的氧化学说终于使人们认清了燃烧的本质,并从此取代了燃素学说,统一地解释了许多化学反应的实验事实,为化学发展奠定了重要的基础.
长期以来,水也被看作是一种元素.拉瓦锡通过实验不仅合成了水,同时还将水分解为氧气和氢气,确认了水的组成,并且用氧化理论给以准确的说明.根据氧化理论,1777年拉瓦锡发表论文,指出动物呼吸是吸入氧气,呼出碳酸气,也属于一种燃烧现象.他与法国科学家拉普拉斯合作,1782年设计了冰的热量计,测定了一些物质的比热和潜热.