破解“燃烧”的科学目光
“燃烧”是一种常见的现象,但将其上升到专业层面,我们该如何认识呢?
今天,我们都知道燃烧是一种物质之间进行的氧化还原反应。但这一对燃烧的科学认知,并非自然形成,而是经历了一段漫长而曲折的过程。
17世纪的欧洲,人们尚未形成独立的化学概念。那个年代,炼金术大行其道,几乎所有人都认为化学只是炼金术的附属品:燃烧即“冶炼”,其用途就是把旧金属变成贵金属。
17世纪下半叶,德国化学家施塔尔提出“燃素论”,认为火是由无数细小而活泼的微粒——“燃素”构成的物质实体,包括燃烧在内的所有化学变化就是物质吸收和释放燃素的过程。人们一度感觉到,“物体燃烧时似乎有某种东西从中逃走了”。
由于“燃素论”观点较之炼金术更符合大多数化学现象,因此得到了当时许多化学家支持。就这样,化学看似摆脱了炼金术的禁锢,却又走进了“燃素论”这个新迷雾。
施塔尔之后,瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特列在寻找“燃素”的实验过程中,发现了本可以彻底摧毁“燃素论”的武器——氧气。很可惜,当时“燃素论”牢牢束缚着人们的思想。面对自己发现的氧气,他们均选择了视而不见,甚至用“燃素”来解释氧气的存在,致使其与真理失之交臂。
“燃烧”的这层神秘面纱,最终在18世纪由法国化学家拉瓦锡揭开。虽然出生在“燃素论”盛行时代,但拉瓦锡很快发现“燃素论”并非正解。望着那跳动的火苗,拉瓦锡的目光里充满着探究。
拉瓦锡进行了著名的“金属煅烧实验”:将金属放进容器,封闭后进行煅烧。结果表明,煅烧前后,包括金属在内的整个容器总重量并未改变,而金属重量增加了。这一发现,让他得出了“金属煅烧增加的重量来自于容器中部分空气”的结论。
在此基础上,他巧妙地将煅烧后的金属进行还原实验,最终搜集到一种能使物体燃烧得更旺的气体,并将其命名为“氧气”。一系列实验,有力验证了金属煅烧是金属和氧气的化合过程,由此推翻了统治化学界长达一个多世纪的“燃素论”。
接着,拉瓦锡对其他不同物质也进行了氧化还原实验,并在1780年《燃烧通论》的报告中,系统提出氧化燃烧学说,彻底揭开“燃烧”的神秘面纱。
事实证明,思维一旦被套上“枷锁”,就有了局限性;跳出前人的思维局限,去探究事物本质,科学研究才能实现突破,取得创新成果。
左图:拉瓦锡在进行氧化还原实验。
作者:李会鹏 王皓凡 吴智才
来源:解放军报
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