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化学趣史十二
作者:未知 申领版权
2010年11月16日 共有 923 次访问 【添加到收藏夹】 【我要附加题目
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    有不同的意见,就应该争论。
    只要双方都抱着去伪存真,追求真理的态度,那么,通过争论,就一定能够求得真理,达到统一。
    普鲁斯特十分虚心地阅读了贝索勒的论文,反复考虑,觉得他所讲的也很有道理。
    为了弄清事实,普鲁斯特就很仔细地开始进行铁的氧化物的分析工作。
    分析的结果表明:的确,在不同的铁矿中,铁和氧的比数常常不一样——贝索勒并没有错!然而,普鲁斯特不光是重复做了贝索勒做过的实验,他还进一步做了许多新的实验,最后终于发现:原来,铁和氧和化合物有好几种,而天然的铁矿,常常是这好几种铁的氧化物的混和物!普鲁斯特确定,铁和氧的化合物三四种,其中最常见的是三氧化二铁(即氧化铁Fe2O3),含氧30%,含铁70%;而另一种是一氧化铁(即氧化亚铁FeO),含氧22%,含铁78%。
    在天然的铁矿里,这两种铁的氧化物都有,而且是以不同的比数相混和的,显然,在这样的混和物里,铁和氧的比数就会是多种多样的,就象九曲黄河里的水一样,水流急的地方泥沙就多,水流缓的地方泥沙就少,泥水是个混和物,其中水和泥的比数各不相同。
    但是,纯净的水和纯净的砂(二氧化硅),它们的成分各自都是固定不变的。
    也就是说,定组成定律只是针对纯净的化合物而言,而不适用于各种混和物。
    “灯不拨不亮,真理不辩不明。
    ”通过争论,普鲁斯特终于胜利了,他的定组成定律不仅没有被驳倒,反而在争论中得到了进一步的丰富,因为他从铁的氧化物的分析中,发现两种元素以不同的(然而是固定的)、比数能生成两种或两种以上不相同的化合物。
    在争论中,贝索勒虽然输了,但是,他仍然非常高兴,他为找到了真理而高兴,而且承认普鲁斯特的定组成定律是完全正确的。
    定组成定律,其实从拉瓦锡所做的实验中,早就可以看出来,因为水银在加热到第十二天以后,空气中的氧气差不多都和水银生成了氧化汞,这时,虽然水银还剩下很多,但是氧化汞的量却很少增加——这说明水银和氧是以一定的比数化合的,不然,氧化汞的量为什么就不再增加了呢?只不过拉瓦锡把注意力全集中到研究燃烧的本质上去了,而没有留意这一点。
    因此,直到20 多年后,方由普鲁斯特发现了这一定律。
    定组成定律是物质不灭定律的一个新的发展,它说明了:在进行化学反应时,不仅反应后物质的总重量是等于反应前的总重量,而且在反应中各种物质是按一定的比数进行化合的,因此任何纯净的化合物都有固定的组成。
    倍比定律普鲁斯特和贝索勒的争论,说明了这样的一个事实:两种元素能够以不同的比数化合生成不同的化合物。
    然而,这也就随着产生了一个新的问题:这两种元素能不能以任意的比数生成许多种化合物呢?在各种不同的化合物之间,是不是又存在着一定的关系呢?答案是:两种元素只能生成有限的几种不同的化合物,并不能以任意的比数生成许多种化合物。
    而且,在各种不同的化合物之间,存在着一定的比数关系。
    这一规律,是英国化学家道尔顿在1803 年发现的。
    当时,道尔顿在埋头于气体成分的研究工作中,研究了许许多多气体相互化合所生成的化合物。
    在工作中,他发现两种元素可以生成两种或两种以上的不同的化合物。
    他仔细地把这些不同的化合物加以对比,看出了一条崭新的规律来:元素的化合的比数,常常可以约成简单的整数。
    以氮气和氧气为例,它俩互相化合,可以生成5 种不同的氮氧化合物。
    如果以氮的重量为1 作标准,可以得到下面的结果:名称氮: 氧一氧化二氮( N2O ) 1 ∶ 0.571 一氧化氮( NO )1 ∶ 1.142 三氧化二氮( N2O3 ) 1 ∶ 1.713 二氧化氮( NO2 ) 1 ∶ 2.284 五氧化二氮( N2 O 5 ) 1 ∶ 2.855 如果你拿出一张纸来,把0.571、1.142、1.713、2.284、2.855 都用0.571除一下的话,可以看出,这5 种化合物中氧的含量恰巧是1∶2∶3∶4∶5。
    再以铅和氧的化合物为例:如果用1 克铅,在空气中加热到摄氏500 度,那么,铅和氧会化合生成红色的四氧化三铅(俗名“红丹”,Pb3O4)1.1029克;如果把1 克铅,在空气中加热到摄氏750 度,那么,铅会和氧化合生成黄色的一氧化铅(俗名叫“黄丹”,PbO)1.0772 克。
    在这里,所用的铅都是1 克,而这两种化合物中所含的氧的重量是0.1029 克和0.0772 克。
    它们之间的比数是0.1029∶0.0772=4∶3(因为0.1029=0.02573×4;0.0772=0.02573×3);恰好又成简单的整数比!这样,道尔顿得出了一个规律,用现代的说法,那就是:如果甲乙两种元素能够化合成几种化合物,那么,在这几种化合物里,跟一定量甲元素相化合的乙元素的几个量,一定互成简单的整数比。
    这个定律,便是著名的“倍比定律”。
    道尔顿是在1803 年发现倍比定律的,但是,当时他并没有把这一定律公开发表。
    1804 年,道尔顿同英国化学家托马斯·汤姆生的一次会晤中,谈起了自己的发现,汤姆生听了,非常高兴。
    1808 年,汤姆生在自己的《化学系统》这本书的第三版里,把道尔顿的发现写了进去。
    这样,倍比定律才第一次公布于世。
    道尔顿是一个慎重、谨严的科学家,他在当时不愿意马上公开发表自己的定律,也是有原因的——他感到有关的实验自己做得还不多。
    特别是在当时,普鲁斯特做了许多实验,这些实验的结果并不符合倍比定律。
    那时候,普鲁斯特曾分析了氧和铜的两种不同的化合物——氧化铜和氧化亚铜,得到这样的结果:氧化亚铜(红色,Cu2O)铜∶氧=100∶16(重量比,下同)氧化铜(黑色,CuO)铜∶氧=100∶25这里,氧在两种化合物中的重量是16∶25,看不出成什么简单的整数,好象倍比定律对于铜和氧的化合物并不适用。
    正因为这样,道尔顿不愿意在问题还没有彻底弄清楚之前,就冒冒失失、轻率地发表自己的论文。
    也正因为这样,道尔顿在遇见汤姆生时,便向他讲述了自己的发现,并谦虚地向他请教。
    在1811 年到1812 年之间,瑞典分析化学家、以分析数据精确著称的白则里,重新仔仔细细地重复做着普鲁斯特的工作——凡是普鲁斯特做过的实验,他都一一重新做过,核对过。
    终于发现普鲁斯特对氧化铜的成分的测定,是错误的。
    白则里做了实验,得到这样结果:红色氧化铜铜∶氧=100∶12.6黑色氧化铜铜∶氧=100∶25.2这里,两种化合物中氧的重量是12.6∶25.2 即1∶2,恰好成简单的整数比——完全符合倍比定律。
    普鲁斯特也正因为实验结果不准确,因此没能发现倍比定律。
    倍比定律,虽是道尔顿首先发现的,但是,这也和汤姆生、白则里的努力是分不开的。
    倍比定律,又是物质不灭定律的一个新的发展。
    
    

 

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