拉瓦锡与化学革命
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拉瓦锡与化学革命论拉瓦锡与化学革命摘要:本文记述了拉瓦锡在化学上的主要贡献,阐明了化学革命发生的历史背景和对化学发展的巨大促进作用,较全面的分析了拉瓦锡的思想方法和研究方法,并在对拉瓦锡的评价问题上,提出自己的看法。
关键词:化学革命燃烧学说燃素说安托万・洛朗・拉瓦锡( voisier,1743.8.26-1794.5.8)(1743-1794)的名字同18世纪发生的化学革命紧紧联系在一起,这是举世公认的。
作为近代化学的奠基者,拉瓦锡以他同代人所没有的大智大勇、独特的研究方法,在化学的各个领域都做出了开创性的贡献。
他用著名的鹈鹕蒸馏实验,彻底否定了水可变成土质的陈旧错误观念;在别人实验的基础上,从合成与分解两个方面证明了水的组成,从而确立了科学的元素学说,割断了化学与自亚里士多德以来的“四元素说”的联系;他用精确定量分析的方法确立了化学上一条最基本的定律――质量守恒定律;第一个建立了经典有机元素分析方法;他还和其他法国化学家一起,根据自己确立的新理论,创立了新的化学术语体系,奠定了现代化学术语体系的基础,在拉瓦锡诸多划时代的贡献中,其最大成就莫过于创立了科学的燃烧学说,彻底改变了整个化学的面貌,导致了化学史上一次深刻的伟大变革――化学革命。
《化学纲要》一书的出版则成为这场革命的总结,成为化学这门学科的奠基性著作。
一、拉瓦锡与化学革命爱因斯坦和英费尔德在《物理学的进化》一书中谈及科学发展的规律时说:“我们只提到科学上的开辟工作,包括寻找新的和未预见到的科学发展道路,以及创造一个永远变化着的宇宙图景的科学思想的奇迹,最初的和最基本的步骤总是带有革命性的。
科学的想象力,发现旧的概念太狭窄了,于是用新的概念代替它。
沿着已经开辟了的所有思想路线而继续进行发展在达到下一个需要去征服的新的领域的转折点之前,是带有进化性的。
”就科学发展的内部机制而言,爱因斯坦在这里提出了科学发展的两种型式:进化性的积累型式和飞跃性的变革型式。
拉瓦锡与近代化学革命拉瓦锡与近代化学革命摘要: 分析了十八世纪化学革命产生的的背景,阐述了燃烧氧化学说的伟大意义及其在化学发展史上的地位,并探讨了拉瓦锡的科学思想和研究方法。
关键词:拉瓦锡; 燃烧氧化学说;化学革命; 燃素说十八世纪的法国爆发了两种大革命,一种是政治大革命,一种是化学革命.两种革命,拉瓦锡都卷入其中.在政治大革命中,他被指控为罪人而丢了脑袋;但在化学革命中,他却成了旗手.他建立的燃烧氧化学说,被称为“史无前例的化学革命”.1.化学革命的背景任何一种革命,总有它的背景,化学革命也不例外.它的发生,首先取决于自身的矛盾运动.十八世纪中期,愈来愈多的物质被发现,日益复杂的实验现象相继出现,极大地丰富了人们对物质世界和化学变化的认识,也使原来试图解释一切的“燃素说”变得难圆其说了,为此,法国的拉瓦锡、施塔贝尔和贝岩、荷兰的伯尔哈费、俄国的罗蒙诺索夫等化学家纷纷向“燃素说”发出了质疑和批判. 施塔贝尔在他的《教义—实验化学》一书中指出“燃素说”的自相矛盾;更尖锐批判“燃素说”的是拉瓦锡,他说:“化学家从燃素说只能得出模糊的要素,它十分不确定,因此可以用来任意解释事物.有时这一要素是有重量的,有时又没有重量;有时它是自由之火,有时又说它与土素相化合成火;有时说它能穿过容器器壁的微孔,有时又不能;它能同时解释碱性和非碱性、透明性和不透明性、有色和无色。
它真是个变色虫,每时每刻都在改变它的面貌.”要真正认识燃烧的本质,必须首先弄清空气的组成和氧气在燃烧中的作用.1772年和1774年,瑞典的舍勒和英国的普里斯特列分别用不同的方法制取了氧气并研究了其性质,但他俩却笃信“燃素说”,把氧气称为“火空气”和“脱燃素气体”.虽然舍勒和普里斯特列没有真正认识到氧气在燃烧中的作用,但却为拉瓦锡的燃烧氧化学说理论提供了决定性的证据.恩格斯说:“在化学中,燃素说经过百年的实验工作提供了这样一些材料,借助于这些材料,拉瓦锡才能在普里斯特列制出的氧气中发现了幻想的燃素的对立物,因而推翻了全部的燃素说.”①所以在客观上,“燃素说”论者关于氧气的发现,为埋葬“燃素说”自身奠定了一块最牢固的基石.虽然“燃素说”是一个错误的学说,而正是由于其形成和本身的矛盾性,才吸引了一大批拥护者和反对者去争论、去思索、去不断进行新的实验,从而加速了人们对燃烧现象本质的揭示.燃烧氧化学说的建立,在一定程度上还依赖于十八世纪分析化学的发展及其成就。
化学革命家──拉瓦锡法国化学家拉瓦锡(Laroisier,A.L.1743-1794),出生于法国巴黎富裕的律师家庭。
他5岁丧母,在姨母照料下生活,11岁进入当时巴黎著名的马沙兰学校,以后升入法政大学,21岁取得律师资格。
他的家庭希望他继承父业,然而他对天文、数学、植物、矿物、化学等自然科学却有深厚的兴趣。
1765年法国科学院以重奖征求一种使路灯既明亮又经济的设计议案22岁的拉瓦锡勇敢地参加了竞赛。
他的设计被评为优秀方案,荣获国王颁发的金质奖章。
这项活动给年轻的拉瓦锡以极大的鼓励,使他决心投入科学研究的事业。
由于他不断地获得研究成果,展示了出众的才华,于1768年受命为法国皇家科学院的副会员,10年后成为18名正式会员之一,又任7年科学院的秘书长,实际上是科学院的负责人。
很不幸,因包税事件,被判处死刑。
1794年8月8日法国把自己伟大的化学家拉瓦锡处死了,世界失去了一位人类最杰出的科学家。
拉瓦锡作出的科学贡献很多,其中最突出的是掀起了一场化学革命,推翻了统治化学界百年之久的燃素学说,1772年,拉瓦锡当选为科学院院士后,主要思考的问题是燃烧的本质。
窨燃烧是怎么一回事?不仅他这样想,许多其他化学家也都感到燃素学说不能解释燃烧过程。
为了研究这个问题拉瓦锡常跟其他化学家开展了热烈的讨论。
在一个寒冷的晚上,他同实验室的同事马凯尔和卡德一起研究。
这两位同事说了,他们在高温下灼烧金刚石的实验。
按一般情况物质燃烧后总有一点灰渣,可以金刚石灼烧后却没有任何灰渣,完全消失得无影无踪了。
为什么会出现这样奇异的现象呢?他们讨论认为,因为加热是在空气中进行的,空气不会产生影响。
如果在隔绝空气的情况下灼烧金刚石,又会产生什么现象呢?第二天,拉瓦锡带来了几块金刚石,涂上一层厚厚的石墨稠膏用来隔绝空气。
然后把小黑球加热烧到通红,而且发出了光。
待小黑球冷却几小时后,剥掉涂料,金刚石仍然是完整的。
拉瓦锡推测:“金刚石消失的神秘现象竟然与空气有关。
拉瓦锡的化学革命作者:盛根玉来源:《化学教学》2011年第03期文章编号:1005-6629(2011)03-0060-04中图分类号:G632.8有句著名格言:“机遇只垂青于有准备的头脑”(贝弗里奇:《科学研究的艺术》)——它对于我们认识和评述法国化学家拉瓦锡在化学革命中的作用及其原因来说,是个极佳的切入点。
1历史性的机遇生活在十八世纪中后期的拉瓦锡(Amoine Laurent Lavoisier 1743—1794),他所面临的化学领域正在经历着新的实验事实和旧的理论观点相互冲突的一场持久战。
一个又一个化学实验的新发现冲击着传统的燃素理论,迫使它必须作出合乎科学的解释,但陈旧的燃素说一次又一次地陷入困境,不能自圆其说。
是将新事实纳入旧的规范,还是破除旧的理论束缚去开创新的理论领域?这个两难的选题已越来越明显地摆在化学家的面前,迫使每个有作为的化学家必须对此作出明智的抉择——这就是一种机遇。
这种机遇,对于燃素理论来说是种危机,而对于新兴的燃烧理论来说,则蕴含着机会。
这种机会的具体表现有以下三种情况:1.1金属煅烧增重金属煅烧是当时化学家普遍关注的燃烧现象。
依照燃素说的观点“金属煅烧是失去燃素”,按理该是失重。
但随着天平的广泛使用,人们发现越来越普遍的事实是金属煅烧后重量增加了。
燃素说信奉者面对这类事实不但没有在波义耳研究工作的基础上前进一步,反而大大后退了。
在前文中我们提及波义耳认为:金属煅烧后增重是由于燃料中散发出来的火微粒穿透容器壁钻进金属并与之结合的缘故。
而燃素论者则无根据地猜想:燃素还具有“负重量”,它不能被地球吸引反而被排斥,故金属失去燃素后会增重。
这种猜想纯属杜撰,显然是反科学的。
因为它把本是元素的金属看成是燃素和煅渣组成的“化合物”,而把应是化合物的煅渣却当成了“元素”。
这样就把真实关系颠倒了,映像被当作了原形。
这个严重的缺陷随着实践的深入而日益暴露,从而使得燃素说开始陷入难以自拔的困境。
近代化学革命拉瓦锡(1743一1794)的“氧化说”推翻了统治化学界长达一个多世纪的“燃素说”,促进了化学领域中的诸多变革,进而掀起了一场全面的彻底的化学革命。
本文分析了18世纪化学革命产生的的背景,阐述了燃化学说的建立过程以及其在化学发展史上的影响,并探讨了拉瓦锡的科学思想和研究方法以及其给后人的启示。
标签:拉瓦锡;氧化学说;化学革命;燃素说1、拉瓦锡氧化学说的历史背景1.1燃素说的全面崩塌燃素说是德国哈雷大学医学与药理学教授施塔尔提出的,可燃的要素是一种气态的物质,存在于一切可燃物中,即“燃素” 。
它在燃烧的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。
由于燃素说能把大量事实联系起来,解释当时发现的化学现象并指引人们进行新的实验,因此很快得到许多化学家的支持。
然而,由于施塔尔和他的支持者没能制取到纯净的燃素,并且也不能解释金属煅烧失去燃素却增重的问题,燃素说也受到质疑[1]。
十八世纪后半叶,新发现的化学现象层出不穷,燃素说面临全面危机。
在这种化学思想空前混乱的情况下,法国化学家拉瓦锡站了出来,高举化学改革的旗帜,引领着大家走向正确的道路。
1.2拉瓦锡的质疑1774年,拉瓦锡用锡和铅做了金属煅烧实验,实验表明确实有增重现象。
拉瓦锡查遍了所有权威文献,也未能找到满意的解释,于是他觉得很有必要考察前人的实验和理论[2]。
他审查了百年前波义耳做过的实验,认为波义耳的实验定量性不足。
在精密的定量实验前,这个曾经深信燃素说的化学家也对燃素说产生了怀疑,提出了金属煅灰的增重与燃素无关,而是由于与空气中的某种物质结合的原因,这便是拉瓦锡氧化学说的雏形了。
1.3氧化学说的建立在提出自己的假设后,拉瓦锡想通过从金属煅灰中直接分离空气来验证自己的猜想,可他的实验没有一次是成功的。
就在拉瓦锡的研究陷入到瓶颈期的时候,普利斯特里的来访给了拉瓦锡新的希望。
普利斯特里告诉拉瓦锡他用凸透镜加热汞煅灰的时候发现了一种脱燃素空气。
拉瓦锡的科学研究方法拉瓦锡的科学研究方法为什么拉瓦锡研究化学的业绩,人们尊称之为化学革命呢?这不仅仅在于他认识了氧气,否定了燃素的存在,而在于化学观念的根本变革,从整体推倒了旧的理论体系而建立了新的理论体系。
正如恩格斯所说,拉瓦锡“使过去在燃素说形式上倒立着的全部化学正立过来”。
拉瓦锡之所以能做出这样伟大的功绩,是同他的研究方法分不开的。
他在研究化学方法上所作的贡献,是他化学革命的一部分、并不亚于他在化学理论方面的成就。
所以他的科学方法,至今对科学研究和教学仍然具有指导作用。
一、重视实验而且作了定量要求拉瓦锡研究科学的名言是,“不靠猜想,而要根据事实”。
他认为实践是认识的基础,没有充分的实验根据,不能推导出严格的定律。
他说:“在任何情况下,都应该使我们的推理受到实验的检验,除了通过实验和观察的自然道路去寻求真理之外,别无他途。
”他对待任何化学问题,都要用实验来检验。
关于金属在空气中锻炼变成灰渣,其重量增加的解释问题。
著名化学家波义耳提出“火微粒”的假说,认为金属灰渣重量的增加,来自增加了具有重量的火微粒。
可是,拉瓦锡对此并未主观地予以否定,而是用实验来检验,然后作出结论。
古希腊哲学家提出水转为土的古老论点,曾经获得权威人士海尔蒙特和波义耳的支持。
拉瓦锡并没有盲目轻信,而是通过他亲自操作的101天加热水的实验,证明了水不能转变成土。
至于从水中得到的沉淀,实际上是容器被溶下来的固体物质,从而推翻了水变为土的说法。
拉瓦锡开始从事化学研究,就应用了精确的测量方法。
他21岁时做的一个实验,就是定量地测定了石膏在加热和冷却过程中水分的变化。
24岁时,他在地质勘查活动中用自己设计的比重计研究法国各地的水的比重。
关于燃素是否存在的问题,拉瓦锡认为假如有燃素这种东西,我们就能把它提取出来看看,而且在天平上一定能够觉察出来。
他用磷和硫分别作燃烧实验,就是应用了定量测定方法证明了氧气参加了变化。
正是由于拉瓦锡采用了定量实验,才能“把以前人们所做的一切实验看作只是建议性质的”。