拉瓦锡和近代化学的基础_连爱兰

[收稿日期]2009 -03 -10
[作者简介]连爱兰(1960~),女,乌兰察布市广播电视大学,副教授。
拉瓦锡和近代化学的基础
连爱兰
(乌兰察布市电大,内蒙古集宁012000)
[摘 要]拉瓦锡通过定量实验补充、加强别人已完成的实验,通过严格的合乎逻辑的步骤阐明所得实验结果的正确
解释。他对近代化学的贡献在于定量方法、燃烧学说、呼吸实验、解析的构成志等方面。
[关键词]拉瓦锡 定量方法 燃烧学说 水的组成 呼吸实验 近代化学
[中图分类号]O6 -09[文献标识码]A[文章编号]1672 -3473(2009)04 -0067 -02
安都昂#罗朗#拉瓦锡(1743~1794)受过数学、物理、
化学的良好教育,他的化学老师是卢埃。他特别注意定量方
法和使用天平,正式陈述/物质不灭定律0(1789)。他证明
(1770)水不能转变为土。证明锡和铅焙烧时重量增加,相等
重量的空气被吸收(1774),对于磷燃烧也发现同样的结果。
他证明空气由氧和氮组成,在燃烧时,氧被吸收;燃烧非金属
(硫、磷、碳)生成酸,金属氧化后生成碱(/烧渣0)。1783年
他明确地提出/反燃素学说0代替/燃素学说0。他首次把水
的组成解释清楚。他用氧中燃烧法分析有机物质。他著的
5初等化学概论6(1789)普及了新学说。
拉瓦锡没有发现过新物质,没有设计过真正的新的仪
器,也没有改进过制备方法。他本质上是一个理论家,他的
伟大功绩在于:他能够把别人完成的实验工作承受下来,并
用自己的定量实验补充、加强,通过严格的合乎逻辑的步骤,
阐明所得实验结果的正确解释。他把布莱克、普利斯特利、
卡文提什的工作完成了,并对他们的实验予以正确的解释。
一、拉瓦锡的定量方法
拉瓦锡的研究工作的特点在于系统的定量性;应用定量
方法时必须假定物质不灭定律或质量守恒定律成立。拉瓦
锡特别把这个定律陈述为/由于人工的或天然的操作不能无
中生有地创造任何东西,所以每一次,操作前后存在的物质
总量相等,且其要素的质与量保持不变,只是发生更换和变
形,这可以看成公理。做化学实验的全部技艺是基于这样一
个原理:我们必须假定被检定的物体的要素和其分解产物的
要素精确相等。0
这个/公理0在拉瓦锡的论文:5论水的性质兼论/证明0
水可能变为土的实验6中得到应用。范#海尔孟首次进行这
类实验。其后,许多化学家发现在玻璃容器中煮沸蒸馏水时
总剩下微少的土状残留物,这件事被认为是证明一部分水变
成土。拉瓦锡把一个蒸馏瓶(附有使在顶端凝结的馏出物又
回到瓶中的管)的玻璃容器称重,其中盛上称过重的已蒸馏
过八次的水,把容器慢慢加热,封瓶口的塞子不时腾起,于是
容器封好,整个加以称重。然后把它保持在列氏

60b-70b经
101天;从水中逐渐析出一种白色固体,其量与时俱增。于是
把整个容器冷却并称重,总重量并没有改变。把水倒出后,
烤干再称重容器的重量减少17410喱。白色粉末干燥以后,
只重4910喱。把水先放在玻璃蒸馏瓶中,最后放在称过的盘
子中蒸发,剩下1512喱残渣。但4910+1512=20410,这比
容器减少重量多3喱。他把这多出来的3喱解释成是由于
有些水和固体化合和用来蒸发水的玻璃蒸馏器溶解下来一
些物质。因此他得到这样的结论:/土0是从玻璃容器上被水
溶解下来,而不是从水本身得来。
二、拉瓦锡关于燃烧与焙烧的实验
1772年11月,拉瓦锡把一份论文提要交给科学院,其中
说到他发现,在空气中燃烧的硫和磷,其重量会增加。(玛格
拉夫在1740年就发现磷的这个事实;拉瓦锡从来没说过他
是如何得到硫的这个结果的。)一些空气被吸收了(黑尔斯在
1727年已经发现硫和磷的这件事)。拉瓦锡推测:在焙烧金
属时/空气0被吸收,因为还原一氧化铅时,放出大量/空
气0。
拉瓦锡在他的著作5物理化学简论6中,描述在钟罩里的
)67)
内蒙古电大学刊JOURNAL OF INNER MONGOLIA RAD IO & TV UN IVERS ITYNo. 4, 2009(Sum No. 116)2009年第4期(总第116期)水银面上的空气中燃烧磷的实验。钟罩中水银面上升,说明
一些空气被吸收了。剩下的空气不能使余下的磷在其中点
着并且还使小蜡烛熄灭。所生成的干的白色粉末(五氧化二
磷)比燃烧的磷要重, 1喱磷大约得出2. 7喱粉末(应为2. 3
喱),增加的重量和所用的1 /5体积的空气的重量接近一致。
1774年拉瓦锡呈送给科学院一篇论文,,其中他描述在
密闭的曲颈瓶(燃烧前后称重)中,焙烧锡和铅的实验。他发
现重量没有变化,打开曲颈瓶的口,就进来一些空气,于是重
量稍有增加,他推想所增加的重量等于与金属化合的空气的
重量。
1775年5月,他称/在焙烧时,与金属化合的要素不是空
气的一部分,而是-全部空气本身.,加热红色沉淀物(氧化
汞)放出的空气密度和普通空气几乎一样,它被一氧化氮减
去的体积(三分之一)和普通空气之被一氧化氮减去的体积
几乎相同。
在1778年发表的论文修定本中,/空气本身0改成/空气
的更适于卫生更纯粹的部分0或/空气中永远可呼吸的部
分0。/大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属陪烧时与
金属化合那部分空气是合乎卫生的,剩下的一部分是一种碳
气,后来称为氮气,不能维持动物的呼吸也不能助物体燃
烧0。
1776年拉瓦锡把水银溶解在硝酸中,收集一氧化氮,蒸
发溶液得到硝酸汞,把硝酸汞加热以后转变为红色沉淀物
(氧化汞)。把所得红色沉淀物加热,得到原来重量的水银以
及/纯粹空气0或/真实空气0。
拉瓦锡在关于

水银的实验中,已经把硝酸分解成亚硝空
气(一氧化氮)和纯粹空气(氧)。
三、拉瓦锡的燃烧学说
1777年拉瓦锡发现,在空气中燃烧1哩磷,吸收3立方
寸或哩的空气,剩下五分之四或六分之五的大气的碳气,如
果把它同/脱燃素空气或恒可呼吸的空气0混合补足成原来
的体积,这样得到的气体的所有性质和普通空气相同。他断
言四分之一体积的空气与磷化合生成/有形的磷酸0(既五
氧化二磷)。他测定硫酸的组成:把硫酸和水银一起加热,放
出二氧化硫,然后把盐(硫酸汞)强热,它就分解成汞、二氧化
硫和氧。于是他推断/挥发性亚硫酸是部分脱氧的矾酸。
出版于1780年的5燃烧通论6中,拉瓦锡提出他的新的
燃烧学说: (1)燃烧时,均有火质或光放出。(2)物体只能在
纯粹空气(氧气)中燃烧。(3)燃烧时有/纯粹空气的破坏或
分解0,燃烧物体重量的增加精确等于/被破坏和分解的0空
气的重量。(4)已燃烧物体由于加上使其重量增加的物质而
变成酸。(5)纯粹空气是火质或光和一个基的化合物。燃烧
的物体在燃烧时取去这个基,因为燃烧的物体吸引这个基的
力量远比热质为强,于是把与基结合的热质释放出来,表现
为火焰、热和光。
磷酸、硫酸、硝酸、几乎所有的酸都含有与氧素结合在一
起的各种不同的基。他在一个定量实验中把糖与硝酸共煮,
糖被氧化,放出亚硝空气(NO)和/(气态)白垩酸/(即二氧
化碳),并产生草酸,它/是由糖和大约三分之一糖重的酸化
合而成0。
他在水银面上的氧气中燃烧木炭来测定/白垩酸0的组
成。因为同时也生成水(直到1784年,拉瓦锡才知道水的组
成),经过校正后,拉瓦锡求出一份白垩酸含有0. 234503份
碳素及0. 765497份氧素。
四、拉瓦锡的其他成就
11拉瓦锡的呼吸实验。拉瓦锡认为吸入肺中的氧气,氧
化血液中的含碳物质,产生呼出的二氧化碳,动物体热就是
这个氧化的化学过程的结果。拉瓦锡在与塞贡合作的论文
中描述了呼吸实验,其中测量出消耗的氧气和产生的水和二
氧化碳的量。
21化学元素。拉瓦锡把/元素或要素0定义为/分析所
能达到的终点0,/因为我们至今还没发现把它们分开的方
法,我们才把它们看成简单的物质,我们永远不应该假定它
们是复合的,除非实验与观察证明它的确是这样。0他还发表
了5化学命名法6、5初等化学概论6、5化学知识体系6等著
作。
31水的组成。像锡或锌之类的金属溶解于酸中就放出
可燃空气,把溶液蒸发后就剩下一种盐,盐强热以后分出盐
中的酸剩下金属烧渣。当把金属烧渣溶解于酸中,又可生成
同样的盐,但这时就没有可燃空气放出。第一个实验中的可
燃空气从哪里来的?对燃素论者,这个问题不

难回答。可燃
空气是燃素,金属是(烧渣+燃素);盐是(烧渣+酸)。第一
个实验中: (烧渣+)+酸=(烧渣+酸)+<。这个困难非常
严重,拉瓦锡<提不出什么解释,卡文提什研究由可燃空气
和脱燃素空气合成水,才提供头一个线索。
卡文提什从可燃空气(氢气)和脱燃素空气(氧气)合成
水的实验中得出结论:/当可燃空气与普通空气以适当的比
例进行爆炸,几乎所有的可燃空气和差不多五分之一的普通
空气失掉它们的弹性,凝结成露珠排在玻璃上。0为了更好地
考察露珠的性质,他把两种气体一起燃烧,燃烧过的空气通
过8尺长的管子,使之凝结成露珠。用这种方法,玻璃管中
凝结出无臭无味的水,把它蒸发到干没有看见什么沉积物剩
下,蒸发时也没有发生任何臭味,它就是纯水。
拉瓦锡为了测定氢和氧并把它们供给燃烧装置花费了
很多钱。1784年他报告用12体积的氧和24体积的氢化合
用不精确的密度计算出生成一份水的氧重0. 86866273,氢重
0. 13133727。
[责任编辑:降小宁]
)68)
连爱兰 拉瓦锡和近代化学的基础理工研究[收稿日期]2009 -03 -10
[作者简介]连爱兰(1960~),女,乌兰察布市广播电视大学,副教授。
拉瓦锡和近代化学的基础
连爱兰
(乌兰察布市电大,内蒙古集宁012000)
[摘 要]拉瓦锡通过定量实验补充、加强别人已完成的实验,通过严格的合乎逻辑的步骤阐明所得实验结果的正确
解释。他对近代化学的贡献在于定量方法、燃烧学说、呼吸实验、解析的构成志等方面。
[关键词]拉瓦锡 定量方法 燃烧学说 水的组成 呼吸实验 近代化学
[中图分类号]O6 -09[文献标识码]A[文章编号]1672 -3473(2009)04 -0067 -02
安都昂#罗朗#拉瓦锡(1743~1794)受过数学、物理、
化学的良好教育,他的化学老师是卢埃。他特别注意定量方
法和使用天平,正式陈述/物质不灭定律0(1789)。他证明
(1770)水不能转变为土。证明锡和铅焙烧时重量增加,相等
重量的空气被吸收(1774),对于磷燃烧也发现同样的结果。
他证明空气由氧和氮组成,在燃烧时,氧被吸收;燃烧非金属
(硫、磷、碳)生成酸,金属氧化后生成碱(/烧渣0)。1783年
他明确地提出/反燃素学说0代替/燃素学说0。他首次把水
的组成解释清楚。他用氧中燃烧法分析有机物质。他著的
5初等化学概论6(1789)普及了新学说。
拉瓦锡没有发现过新物质,没有设计过真正的新的仪
器,也没有改进过制备方法。他本质上是一个理论家,他的
伟大功绩在于:他能够把别人完成的实验工作承受下来,并
用自己的定量实验补充、加强,通过严格的合乎逻辑的步骤,
阐明所得实验结果的正确解释。他把布莱克、普利斯特利、
卡文提什的工作完成了,并对他们的实验予以正确

的解释。
一、拉瓦锡的定量方法
拉瓦锡的研究工作的特点在于系统的定量性;应用定量
方法时必须假定物质不灭定律或质量守恒定律成立。拉瓦
锡特别把这个定律陈述为/由于人工的或天然的操作不能无
中生有地创造任何东西,所以每一次,操作前后存在的物质
总量相等,且其要素的质与量保持不变,只是发生更换和变
形,这可以看成公理。做化学实验的全部技艺是基于这样一
个原理:我们必须假定被检定的物体的要素和其分解产物的
要素精确相等。0
这个/公理0在拉瓦锡的论文:5论水的性质兼论/证明0
水可能变为土的实验6中得到应用。范#海尔孟首次进行这
类实验。其后,许多化学家发现在玻璃容器中煮沸蒸馏水时
总剩下微少的土状残留物,这件事被认为是证明一部分水变
成土。拉瓦锡把一个蒸馏瓶(附有使在顶端凝结的馏出物又
回到瓶中的管)的玻璃容器称重,其中盛上称过重的已蒸馏
过八次的水,把容器慢慢加热,封瓶口的塞子不时腾起,于是
容器封好,整个加以称重。然后把它保持在列氏60b-70b经
101天;从水中逐渐析出一种白色固体,其量与时俱增。于是
把整个容器冷却并称重,总重量并没有改变。把水倒出后,
烤干再称重容器的重量减少17410喱。白色粉末干燥以后,
只重4910喱。把水先放在玻璃蒸馏瓶中,最后放在称过的盘
子中蒸发,剩下1512喱残渣。但4910+1512=20410,这比
容器减少重量多3喱。他把这多出来的3喱解释成是由于
有些水和固体化合和用来蒸发水的玻璃蒸馏器溶解下来一
些物质。因此他得到这样的结论:/土0是从玻璃容器上被水
溶解下来,而不是从水本身得来。
二、拉瓦锡关于燃烧与焙烧的实验
1772年11月,拉瓦锡把一份论文提要交给科学院,其中
说到他发现,在空气中燃烧的硫和磷,其重量会增加。(玛格
拉夫在1740年就发现磷的这个事实;拉瓦锡从来没说过他
是如何得到硫的这个结果的。)一些空气被吸收了(黑尔斯在
1727年已经发现硫和磷的这件事)。拉瓦锡推测:在焙烧金
属时/空气0被吸收,因为还原一氧化铅时,放出大量/空
气0。
拉瓦锡在他的著作5物理化学简论6中,描述在钟罩里的
)67)
内蒙古电大学刊JOURNAL OF INNER MONGOLIA RAD IO & TV UN IVERS ITYNo. 4, 2009(Sum No. 116)2009年第4期(总第116期)水银面上的空气中燃烧磷的实验。钟罩中水银面上升,说明
一些空气被吸收了。剩下的空气不能使余下的磷在其中点
着并且还使小蜡烛熄灭。所生成的干的白色粉末(五氧化二
磷)比燃烧的磷要重, 1喱磷大约得出2. 7喱粉末(应为2. 3
喱),增加的重量和所用的1 /5体积的空气的重量接近一致。
1774年拉瓦锡呈送给科学院一篇论文,,其中他描述在
密闭的

曲颈瓶(燃烧前后称重)中,焙烧锡和铅的实验。他发
现重量没有变化,打开曲颈瓶的口,就进来一些空气,于是重
量稍有增加,他推想所增加的重量等于与金属化合的空气的
重量。
1775年5月,他称/在焙烧时,与金属化合的要素不是空
气的一部分,而是-全部空气本身.,加热红色沉淀物(氧化
汞)放出的空气密度和普通空气几乎一样,它被一氧化氮减
去的体积(三分之一)和普通空气之被一氧化氮减去的体积
几乎相同。
在1778年发表的论文修定本中,/空气本身0改成/空气
的更适于卫生更纯粹的部分0或/空气中永远可呼吸的部
分0。/大气中不是全部空气都是可以呼吸的;金属陪烧时与
金属化合那部分空气是合乎卫生的,剩下的一部分是一种碳
气,后来称为氮气,不能维持动物的呼吸也不能助物体燃
烧0。
1776年拉瓦锡把水银溶解在硝酸中,收集一氧化氮,蒸
发溶液得到硝酸汞,把硝酸汞加热以后转变为红色沉淀物
(氧化汞)。把所得红色沉淀物加热,得到原来重量的水银以
及/纯粹空气0或/真实空气0。
拉瓦锡在关于水银的实验中,已经把硝酸分解成亚硝空
气(一氧化氮)和纯粹空气(氧)。
三、拉瓦锡的燃烧学说
1777年拉瓦锡发现,在空气中燃烧1哩磷,吸收3立方
寸或哩的空气,剩下五分之四或六分之五的大气的碳气,如
果把它同/脱燃素空气或恒可呼吸的空气0混合补足成原来
的体积,这样得到的气体的所有性质和普通空气相同。他断
言四分之一体积的空气与磷化合生成/有形的磷酸0(既五
氧化二磷)。他测定硫酸的组成:把硫酸和水银一起加热,放
出二氧化硫,然后把盐(硫酸汞)强热,它就分解成汞、二氧化
硫和氧。于是他推断/挥发性亚硫酸是部分脱氧的矾酸。
出版于1780年的5燃烧通论6中,拉瓦锡提出他的新的
燃烧学说: (1)燃烧时,均有火质或光放出。(2)物体只能在
纯粹空气(氧气)中燃烧。(3)燃烧时有/纯粹空气的破坏或
分解0,燃烧物体重量的增加精确等于/被破坏和分解的0空
气的重量。(4)已燃烧物体由于加上使其重量增加的物质而
变成酸。(5)纯粹空气是火质或光和一个基的化合物。燃烧
的物体在燃烧时取去这个基,因为燃烧的物体吸引这个基的
力量远比热质为强,于是把与基结合的热质释放出来,表现
为火焰、热和光。
磷酸、硫酸、硝酸、几乎所有的酸都含有与氧素结合在一
起的各种不同的基。他在一个定量实验中把糖与硝酸共煮,
糖被氧化,放出亚硝空气(NO)和/(气态)白垩酸/(即二氧
化碳),并产生草酸,它/是由糖和大约三分之一糖重的酸化
合而成0。
他在水银面上的氧气中燃烧木炭来测定/白垩酸0的组
成。因为同时也生成水(直到1784年,拉瓦锡才知道水的组

成),经过校正后,拉瓦锡求出一份白垩酸含有0. 234503份
碳素及0. 765497份氧素。
四、拉瓦锡的其他成就
11拉瓦锡的呼吸实验。拉瓦锡认为吸入肺中的氧气,氧
化血液中的含碳物质,产生呼出的二氧化碳,动物体热就是
这个氧化的化学过程的结果。拉瓦锡在与塞贡合作的论文
中描述了呼吸实验,其中测量出消耗的氧气和产生的水和二
氧化碳的量。
21化学元素。拉瓦锡把/元素或要素0定义为/分析所
能达到的终点0,/因为我们至今还没发现把它们分开的方
法,我们才把它们看成简单的物质,我们永远不应该假定它
们是复合的,除非实验与观察证明它的确是这样。0他还发表
了5化学命名法6、5初等化学概论6、5化学知识体系6等著
作。
31水的组成。像锡或锌之类的金属溶解于酸中就放出
可燃空气,把溶液蒸发后就剩下一种盐,盐强热以后分出盐
中的酸剩下金属烧渣。当把金属烧渣溶解于酸中,又可生成
同样的盐,但这时就没有可燃空气放出。第一个实验中的可
燃空气从哪里来的?对燃素论者,这个问题不难回答。可燃
空气是燃素,金属是(烧渣+燃素);盐是(烧渣+酸)。第一
个实验中: (烧渣+)+酸=(烧渣+酸)+<。这个困难非常
严重,拉瓦锡<提不出什么解释,卡文提什研究由可燃空气
和脱燃素空气合成水,才提供头一个线索。
卡文提什从可燃空气(氢气)和脱燃素空气(氧气)合成
水的实验中得出结论:/当可燃空气与普通空气以适当的比
例进行爆炸,几乎所有的可燃空气和差不多五分之一的普通
空气失掉它们的弹性,凝结成露珠排在玻璃上。0为了更好地
考察露珠的性质,他把两种气体一起燃烧,燃烧过的空气通
过8尺长的管子,使之凝结成露珠。用这种方法,玻璃管中
凝结出无臭无味的水,把它蒸发到干没有看见什么沉积物剩
下,蒸发时也没有发生任何臭味,它就是纯水。
拉瓦锡为了测定氢和氧并把它们供给燃烧装置花费了
很多钱。1784年他报告用12体积的氧和24体积的氢化合
用不精确的密度计算出生成一份水的氧重0. 86866273,氢重
0. 13133727。
[责任编辑:降小宁]
)68)
连爱兰 拉瓦锡和近代化学的基础理工研究