气体发现的过程

  气体是一种看不见摸不着的东西,所以气体的发现是非常有难度的。但是古时的人们却发现了不同气体。

  范·海尔孟在1630年左右发明了“气体”个名词,他至少描述过两种气体——“野气”(二氧化碳)和“油气”(不纯的氢气或沼气)还认为气体不能容纳在器皿中。罗伯特·玻意耳可能是头一个收集气体的人,他还知道氢气是可燃的。

  1754年,约瑟夫·布莱克重新发现“固定气体”(二氧化碳)。1766年,亨利·卡文迪什仔细的研究这种气体和玻意耳发现的可燃空气(氢气),他描述了一些气体操作法,并且是同一个在水银面上收集可溶气体的人。

  斯蒂芬·黑尔斯在剑桥的圣体学院学习是密德尔塞克斯君特丁顿的牧师——它不就温泽尔的牧师会会员职使他能献身于科学研究及教区的职务——他的主要工作是在植物学方面。

  斯蒂芬·黑尔斯企图通过把物质放在枪筒中加热,然后在水面上收集产生的气体来测定从各种物质所能抽出“空气”的总量。他用的材料有煤(能生煤气)、铅石和硝石(能放出氧气)、铁屑和稀硫酸(能放出氢气)、铁屑和稀硝酸(能生氧化氮)。

  黑尔斯于是得出一个含糊的结论:“动物、植物、矿物物质均富有空气”,且空气的存在师它们“带有气味”。他说植物可能通过叶子从空气中吸收养分(普里斯特利后来说他也有这种看法)。他强调,“弹性并非空气粒子的本质不变的性质,如我们所知,空气粒子受到空气中大量的酸性粒子,硫素粒子和盐肃粒子的强烈吸引很容易从弹性状态变为固定状态”;并且也能再一次恢复成弹性状态,他把空气当成一个元素。

  1754年6月,布莱克提出博士学问论文:《论胃中食物产生的酸,兼论白镁氧》。文章富有有趣的附录:强性碱与苛性碱的关系的化学实验及其解释。1755年6月,他在爱丁堡哲学会宣读了它的扩充的英文本,此英文本在1756年出版,题目是《关于白镁氧,生石灰和其他碱性物质的实验》。

  布莱克证明把白镁氧加热,放出一种气体,他称为固定空气,这就是范·海尔孟的“野气”。残余物烧镁氧比白镁氧轻且更显碱性。布莱克把称量过的白镁氧放在玻璃曲颈甑中加热,发现“在这种粉末的挥发性成分中,只有一小部分是水,其余的似乎不能以可见形势容纳在容器中……焙烧镁氧失去的挥发性物质大都是空气,所以,烧镁氧同酸混合时不放出空气也不起泡”。由此:

        白镁氧=烧镁氧+水+固定空气

        白镁氧+酸=镁氧盐+固定空气

          烧镁氧+酸=镁氧盐

  把石灰石加热就生成石灰(与自镁氧显著不同)和极微量的水,相当大的重量减少是由于固定空气的逸出:

          石灰石=生石灰+固定空气…………(1)

  布莱克发现,如果一定重量的石灰石按照方程式(1)转变为生石灰,那么把生石灰用水熟化,再把所得熟石灰与弱性碱一起煮,强性碱就转变为苛性碱,并且复原得原有重量的石灰石:

            生石灰+弱性碱=石灰石+苛性碱……(2)

  由方程式(1)和(2)证明:

            弱性碱=苛性碱+固体空气

  ——本文所有资料和些许文字都出自《化学简史》 

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