安托萬

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法國化學家。近代化學的奠基人之一。1743年8月26日生于巴黎,1794年5月8日卒于同地。1763年獲法學學士學位,并取得律師開業(yè)證書,后轉(zhuǎn)向研究自然科學。他最早的化學論文是對石膏的研究,發(fā)表在1768年《巴黎科學院院報》上。他指出,石膏是硫酸和石灰形成的化合物,加熱時會放出水蒸氣。1765年他當選為巴黎科學院候補院士。1768年他研究成功浮沉計,可用來分析礦泉水。1775年任皇家火藥局局長,火藥局里有一座相當好的實驗室,拉瓦錫的大量研究工作都是在這個實驗室里完成的。1778年任皇家科學院教授。1774年10月,j.普里斯特利向拉瓦錫介紹了自己的實驗:氧化汞加熱時,可得到脫燃素氣,這種氣體使蠟燭燃燒得更明亮,還能幫助呼吸。拉瓦錫重復了普里斯特利的實驗,得到了相同的結(jié)果。但拉瓦錫并不相信燃素說,所以他認為這種氣體是一種元素,1777年正式把這種氣體命名為oxygene(中譯名氧),含義是酸的元素。拉瓦錫通過金屬煅燒實驗,于1777年向巴黎科學院提出了一篇報告《燃燒概論》,闡明了燃燒作用的氧化學說,要點為:①燃燒時放出光和熱。②只有在氧存在時,物質(zhì)才會燃燒。③空氣是由兩種成分組成的,物質(zhì)在空氣中燃燒時,吸收了空氣中的氧,因此重量增加,物質(zhì)所增加的重量恰恰就是它所吸收氧的重量。④一般的可燃物質(zhì)(非金屬)燃燒后通常變?yōu)樗,氧是酸的本原,一切酸中都含有氧。金屬煅燒后變(yōu)殪鸦,它們是金屬的氧化物。他還通過精確的定量實驗,證明物質(zhì)雖然在一系列化學反應中改變了狀態(tài),但參與反應的物質(zhì)的總量在反應前后都是相同的。于是拉瓦錫用實驗證明了化學反應中的質(zhì)量守恒定律。拉瓦錫的氧化學說徹底地推翻了燃素說,使化學開始蓬勃地發(fā)展起來。


安托萬-洛朗?拉瓦錫生于巴黎。拉瓦錫與他人合作制定出化學物種命名原則,創(chuàng)立了化學物種分類新體系。拉瓦錫根據(jù)化學實驗的經(jīng)驗,用清晰的語言闡明了質(zhì)量守恒定律和它在化學中的運用。這些工作,特別是他所提出的新觀念、新理論、新思想,為近代化學的發(fā)展奠定了重要的基礎,因而后人稱拉瓦錫為近代化學之父。

在學校是一個天才男孩。20歲時因出色地撰寫了巴黎街道照明的設計文章而獲得法國科學院的嘉獎。幾年之后,即1768年,他被評選為法國科學院的“名譽院士”。

他為后人留下的杰作是《化學概要》,這篇論文標志著現(xiàn)代化學的誕生。在這篇論文中,拉瓦錫除了正確地描述燃燒和吸收這兩種現(xiàn)象之外,在歷史上還第一次開列出化學元素的準確名稱。名稱的確立建立在物質(zhì)是由化學元素組成的這個基礎之上。而在此之前,這些元素有著不同的稱謂。在書中,拉瓦錫將化學方面所有處于混亂狀態(tài)的發(fā)明創(chuàng)造整理得有條有理。

化學家拉瓦錫原來是學法律的。1763年,年僅20歲的拉瓦錫就取得了法律學士學位,并且獲律師從業(yè)證書。拉瓦錫的父親是一位頗有名氣的律師,家境富有。所以拉瓦錫沒有馬上去律師,那時他對植物學發(fā)生了興趣,經(jīng)常上山采集標本使他又對氣象學產(chǎn)生了興趣。在地質(zhì)學家葛太德的建議下,拉瓦錫師從巴黎著名的化學魯教授伊勒教授。從此,拉瓦錫就和化學結(jié)下不解之緣。

拉瓦錫的對化學的第一個貢獻便是從試驗的角度驗證并總結(jié)了質(zhì)量守恒定律。早在拉瓦錫出生之時,多才多藝的俄羅斯科學家羅蒙諾索夫就提出了質(zhì)量守恒定律,他當時稱之為“物質(zhì)不滅定律”,其中含有更多的哲學意蘊。但由于“物質(zhì)不滅定律”缺乏豐富的實驗根據(jù),特別是當時俄羅斯的科學還很落后,西歐對沙俄的科學成果不重視,“物質(zhì)不滅定律”沒有得到廣泛的傳播。

拉瓦錫用硫酸和石灰合成了石膏,當他加熱石膏時放出了水蒸氣。拉瓦錫用天平仔細稱量了不同溫度下石膏失去水蒸氣的質(zhì)量。他的導師魯伊勒把失去水蒸氣稱為“結(jié)晶水”,從此就多了一個化學名詞……結(jié)晶水。這次意外的成功使拉瓦錫養(yǎng)成了經(jīng)常使用天平的習慣。由此,他總結(jié)出質(zhì)量守恒定律,并成為他進行實驗、思維和計算的基礎。為了表明守恒的思想,用等號而不用箭頭表示變化過程。如糖轉(zhuǎn)變?yōu)榫凭陌l(fā)酵過程表示為下面的等式:

葡萄糖 == 碳酸(co2)+ 酒精

這正是現(xiàn)代化學方程式的雛形。為了進一步闡明這種表達方式的深刻含義,拉瓦錫又撰文寫到:

“可以設想,參加發(fā)酵的物質(zhì)和發(fā)酵后的生成物列成一個代數(shù)式,再假定方程式中的某一項是未知數(shù),然后通過實驗,算出它們的值。這樣,就可以用計算來檢驗實驗,再用實驗來驗證計算。我就經(jīng)常用這種方法修正實驗初步結(jié)果,使我能通過正確的途徑改進實驗,直到獲得成功。”

拉瓦錫最重要的發(fā)現(xiàn):燃燒原理,是他對化學研究的第二大貢獻。偉大的科學家描述了最重要的氣體:氧、氮和氫的作用。拉瓦錫最重要的發(fā)現(xiàn)是關于燃燒的原理。之所以能夠有此發(fā)現(xiàn),是因為他第一次準確地識別出了氧氣的作用。事實上,科學家確認燃燒是氧化的化學反應,即燃燒是物質(zhì)同某種氣體的一種結(jié)合。拉瓦錫為這種氣體確立了名稱,即氧氣,事實上就是“成酸的元素”的意思。

拉瓦錫最終排除了當時流行極廣的關于“燃素”的錯誤看法。按照那種理論,在燃燒期間,任何被燃燒的物質(zhì)同一種被稱為“燃素”的物質(zhì)相分離!叭妓亍北徽J為是整個燃燒過程的主導者。

拉瓦錫還識別出了氮氣。這種氣體早在1772年就被發(fā)現(xiàn)了,但卻被命名了一個錯誤的名稱??“廢氣”(意思是“用過的氣”,也就是沒有燃素的氣,因此不會再被用作燃燒的氣)。拉瓦錫則發(fā)現(xiàn)這種“氣體”實際上是由一種被稱為氮的氣體構(gòu)成的,因為它“無活力”(來源于希臘語azofe)。后來,他又識別出了氫氣,這個名稱的意思是“成水的元素”。拉瓦錫還研究過生命的過程。他認為,從化學的觀點看,物質(zhì)燃燒和動物的呼吸同屬于空氣中氧所參與的氧化作用。

1772年秋天,拉瓦錫照習慣稱量了定量的白磷,使之燃燒、冷卻后又稱量灰燼(p2o5)的質(zhì)量,發(fā)現(xiàn)質(zhì)量竟然增加了!他又燃燒硫磺,同樣發(fā)現(xiàn)灰燼的質(zhì)量大于硫磺的質(zhì)量。他想這一定是什么氣體被白磷和硫磺吸收了。于是他又改進實驗的方法:將白磷放入一個鐘罩,鐘罩里留有一部分空氣,鐘罩里的空氣用管子連接一個水銀柱(注:測定空氣的壓力)。加熱到40℃時白磷就迅速燃燒,水銀柱上升。拉瓦錫還發(fā)現(xiàn)“1盎司的白磷大約可得到2.7盎司的白色灰燼(p2o5)。增加的重量和所消耗的1/5容積的空氣重量基本接近”。

拉瓦錫的發(fā)現(xiàn)和當時的燃素學說是相悖的。燃素學說認為燃燒是分解過程,燃燒產(chǎn)物應該比可燃物質(zhì)量輕。他把實驗結(jié)果寫成論文交給法國科學院。從此他做了很多實驗來證明燃素說的錯誤。在1773年2月,他在實驗記錄本上寫到:“我所做的實驗使物理和化學發(fā)生了根本的變化!彼麑⑿禄瘜W命名為“反燃素化學”。

1775年,拉瓦錫對氧氣進行研究。他發(fā)現(xiàn)燃燒時增加的質(zhì)量恰好是氧氣減少的質(zhì)量。以前認為可燃物燃燒時吸收了一部分空氣,實際上是吸收了氧氣,與氧氣化合,這就是徹底推翻了燃素說的燃燒學說。

1777年,拉瓦錫批判燃素學說:“化學家從燃素說只能得出模糊的要素,它十分不確定,因此可以用來任意地解釋各種事物。有時這一要素是有重量的,有時又沒有重量;有時它是自由之火,有時又說它與土素相化合成火;有時說它能通過容器壁的微孔,有時又說它不能透過;它能同時用來解釋堿性和非堿性、透明性和非透明性、有顏色和無色。它真是只變色蟲,每時每刻都在改變它的面貌。”

1777年9月5日,拉瓦錫向法國科學院提交了劃時代的《燃燒概論》,系統(tǒng)地闡述了燃燒的氧化學說,將燃素說倒立的化學正立過來。這本書后來被翻譯成多國語言,逐漸掃清了燃素說的影響;瘜W自此切斷與古代煉丹術的聯(lián)系,揭掉神秘和臆測的面紗,取而代之的是科學實驗和定量研究。化學由此也進入定量化學(即近代化學)時期。因此稱拉瓦錫是近代化學的奠基者,他當之無愧。

拉瓦錫對化學的第三大貢獻是否定了古希臘哲學家的四元素說和三要素說,建立在科學實驗基礎上的化學元素的概念:“如果元素表示構(gòu)成物質(zhì)的最簡單組分,那么目前我們可能難以判斷什么是元素;如果相反,我們把元素與目前化學分析最后達到的極限概念聯(lián)系起來,那么,我們現(xiàn)在用任何方法都不能再加以分解的一切物質(zhì),對我們來說,就算是元素了!

在1789年出版的歷時四年寫就的《化學概要》里,拉瓦錫列出了第一張元素一覽表,元素被分為四大類:

1.簡單物質(zhì),光、熱、氧、氮、氫等物質(zhì)元素。

2.簡單的非金屬物質(zhì),硫、磷、碳、鹽酸素、氟酸素、硼酸素等,其氧化物為酸。

3.簡單的金屬物質(zhì),銻、銀、鉍、鈷、銅、錫、鐵、錳、汞、鉬、鎳、金、鉑、鉛、鎢、鋅等,被氧化后生成可以中和酸的鹽基。

4.簡單物質(zhì),石灰、鎂土、鋇土、鋁土、硅土等。

1789年法國大革命爆發(fā),拉瓦錫由于曾經(jīng)擔任過包稅官而自首入獄。被誣陷與法國的敵人有來往,犯有叛國罪,于1794年5月8日處以絞刑。著名的法籍意大利數(shù)學家拉格朗日痛心地說:“他們可以一瞬間把他的頭割下,而他那樣的頭腦一百年也許長不出一個來。”
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