拉瓦锡实验拉瓦锡的著名实验之一 拉瓦锡把少量的汞（水银）放在密闭的容器里，连续加热达十二天之久，结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色的粉末，同时容器里的空气的体积差不多减少了五分之一。拉瓦锡研究了剩余的那部分空气，发现这部分空气既不能供给人类及动物呼吸来维持人类及动物的生命，也不能支持可燃物的燃烧。这种气体后来被人们称之为氮气。 拉瓦锡再把汞表面上所生成的红色粉末（现已证明是氧化汞）收集起来，放在另一个较小的容器里经过强热后，得到了汞和氧气，而且氧气的体积恰好等于原来密闭容器里所减少的空气的那部分体积。他把得到的氧气加到前一个容器里剩下的约五分之四体积的气体里去，结果得到的气体同空气的物理性质、化学性质都完全一样。通过这些实验拉瓦锡得出了空气是由氧气和氮气所组成的这一结论。拉瓦锡的著名实验之二 一七四三年，拉瓦锡出生在一个律师之家。二十岁的时候，拉瓦锡从大学法律系毕业。可是，他酷爱化学，二十五岁时成为法国科学院院士。 就在他成为院士的时候，他读到的一篇论文，说金刚石在空气中加热，会燃烧起来，变成一股气体，消踪匿迹（金刚石的化学成分是碳。它会燃烧，变成二氧化碳）。这篇论文使拉瓦锡深感兴趣。 拉瓦锡重做实验。不过，他采用不同的方法：他在金刚石上面涂了一层厚厚的石墨稠膏，加热到发红。几小时以后，冷却，剥掉外面的稠膏，金刚石好端端的，没有烧掉！ “燃烧，跟空气大有关系。”拉瓦锡猜测道。他认为，用石墨稠膏涂在金刚石上，使金刚石隔绝了空气，所以金刚石没有烧掉。也就是说，空气在燃烧现象中，扮演了很重要的角色。 一七七二年十一月，法国科学院收到拉瓦锡密封的论文。 院士们拆开信封，获知拉瓦锡对于燃烧现象的研究，又前进了一步：磷，在空气中会燃烧，冒出白色的浓烟，这是早就知道的化学现象。拉瓦锡别出心裁地想办法把这些浓烟全部收集起来。他指出，浓烟是一种极细的白色粉末，它的总重量比原来的磷要重！也就是说，在磷燃饶的时候，可能与空气化合了。 两年之后──一七七四年十月，普利斯特里来到巴黎，拜访了拉瓦锡。拉瓦锡盛宴招待普利斯特里。在宴会上，普利斯特里把自己两个月前的重要发现，告诉了拉瓦锡。拉瓦锡非常仔细地听着，脸上露出了惊讶的神色。 也就在这个时候，拉瓦锡还收到瑞典化学家舍勒九月三十日的来信，舍勒把自己发现氧气的情况告诉了拉瓦锡。不过，舍勒也是一个“燃素学说”的虔诚的拥护者，他把氧气称为“火空气”。正因为这样，他同样没有揭开燃烧的奥秘，坐失良机。3 拉瓦锡受到普利斯特里和舍勒的启发，做了很精细的实验。由于这个实验一连进行了二十天，所以被人们称为“二十天实验”。拉瓦锡夫人是拉瓦锡在化学研究工作中的好助手。她不仅帮助拉瓦锡做实验，而且精确地描绘了实验时的情景，使后人能够一目了然。拉瓦锡所有化学著作的插图，几乎都是拉瓦锡夫人亲手绘制的。 从下面这张拉瓦锡夫人绘制的插图，可以看出“二十天实验”是怎么回事。 那个瓶颈弯曲的瓶子，叫做“曲颈甑”。瓶中装有水银。瓶颈通过水银槽，与一个钟形的玻璃罩相通。玻璃罩内是空气。 拉瓦锡用炉子昼夜不停地加热曲颈甑中的水银。在水银那发亮的表面，很快出现了红色的渣滓。拉瓦锡明白，那是水银与空气中的“失燃素空气”化合所生成的“三仙丹”。 红色的渣滓越来越多。 拉瓦锡和夫人本来是很喜欢社交的，各种宴会、舞会总少不了他们夫妇。可是，在实验进行的那些日子里，他们成天价守在炉子旁，观察着变化。 他们发现，到了第十二天，红色渣滓不再增多了。 他们继续加热，一直到第二十昼夜，红色渣滓仍不增多，才结束了实验。于是这个“马拉松”式漫长的实验，成为化学史上著名的实验。 拉瓦锡发现，实验结束时，钟罩里的空气的体积，大约减少了五分之一。 他收集了红色的渣滓，用高温加热。“三仙丹”分解了，重新释放出气体。拉瓦锡总共得到7~8立方英寸（1立方英寸等于16.377cm3）的气体，正好与原先钟罩中失去的气体体积相等。 至于剩下来的气体，既不能帮助燃烧，也不能供呼吸用。 拉瓦赐把那占空气总体积五分之一的气体，称为“氧气”（也就是普利斯特里所谓的“失燃素空气”、舍勒所谓的“火空气”）。 至于剩下的占空气总体积五分之四的气体，拉瓦锡称它为“氮气”。 在空气中，还有“固定空气”，即二氧化碳，不过，含量很少。 就这样，千百年来被人们当作“元素”的空气，终于被拉瓦锡揭开了真面目──原来，空气是由氧气、氮气、二氧化碳等气体混合组成的。 随着空气之谜被揭开，燃烧的本质也随着被拉瓦锡查清楚了。 一七八九年，拉瓦锡在他的名著《化学概论》里，清楚地阐明了燃烧的本质： 一、燃烧时发出光和热； 二、物质只有在氧气中燃烧（也有例外，如氢气能在氯气中燃烧，氯气也能在氢气中燃烧）； 三、氧气在燃烧时被消耗； 四、燃烧物在燃烧后所增加的重量，等于所消耗的氧气的重量。 拉瓦锡坚决摈弃了“燃素学说”。他指出：世界上根本不存在什么“燃素”！ 拉瓦锡的理论有大量实验作为依据，很有说服力。他的理论，得到绝大多数化学家的支持。象普利斯特里那样至死坚持“燃素学说”的人极少，难怪连他自己也不得不承认“几乎是孤立的”。3 当然，拉瓦锡也有他的缺点。在谈到氧气的发现时，拉瓦锡说：“这种气体，普利斯特里先生、舍勒先主和我大约同时发现。”这显然不符合事实。他明明是在普利斯特里和舍勒告诉他发现氧气之后，才着手做实验。这样掠人之美，不是一个正直的科学家所应具有的道德。 然而，拉瓦锡勇敢地冲破“燃素学说”的束缚，揭示了氧和燃烧的本质，这却是难能可贵的。 恩格斯在《资本论》第二卷的《序言》中，很中肯地评价了这一段化学史： “当时在巴黎的普利斯特里……把他的发现告诉了拉瓦锡，拉瓦锡就根据这个新事实研究了整个燃素说化学，方才发现：这种新气体是一种新的化学元素；在燃烧的时候，并不是神秘的燃素从燃烧物体中分离出来，而是这种新元素与燃烧物体化合。这样，他才使过去在燃素说形式上倒立着的全部化学正立过来了。即使不是象拉瓦锡后来硬说的那样，他与其他两人同时和不依赖他们而析出了氧气，然而真正发现氧气的还是他，而不是那两个人（即指普利斯特里和舍勒），因为他们只是析出了氧气，但甚至不知道自己所析出的是什么。”3
