化學(xué)領(lǐng)域中的探險(xiǎn)者──蓋?呂薩克

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法國的物理學(xué)、化學(xué)家蓋?呂薩克(Gay-Lussac,J.L.1778-1850),生于法國利摩日地區(qū)的圣?雷奧納爾鎮(zhèn)。他的父親是當(dāng)時(shí)的檢察官,家境比較富裕。蓋?呂薩克在家鄉(xiāng)受初等教育后,就進(jìn)入巴黎工業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)。他熱愛化學(xué)專業(yè)和實(shí)驗(yàn)技術(shù),深得該校著名化學(xué)家貝托雷(Berthollet,C.L.1748-1822)的賞識(shí)。1880年畢業(yè)后,當(dāng)貝托雷的助手。當(dāng)時(shí)貝托雷正在同化學(xué)家普羅斯(Proust,J.L.1754-1826)爭論有關(guān)定比定律問題。定比定律是普羅斯1799年提出來的,他認(rèn)為,“兩種或兩種以上的元素相互化合成某一化合物時(shí),其重量之比例是天然一定的,人力不能增減”。貝托雷對(duì)此結(jié)論堅(jiān)決反對(duì),要求蓋?呂薩克作實(shí)驗(yàn)論證自己的觀點(diǎn)。蓋?呂薩克經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)和分析研究,所記錄的事實(shí)和所得的結(jié)論都證明貝托雷的反對(duì)是錯(cuò)誤的。貝托雷看了蓋?呂薩克的實(shí)驗(yàn)結(jié)果后,忽然皺起額頭表現(xiàn)出深深的失望。作為大科學(xué)家來說,真理總是比自尊心更為可貴。他想,做出這一成果的不是別人,而是剛剛踏上科學(xué)道路的年輕人蓋?呂薩克的。這時(shí)貝托雷陰沉的臉上露出了笑容,把手搭在蓋?呂薩克的肩上說:“我為你感到自豪。象你這樣有才華的人,沒有理由讓你當(dāng)助手,哪怕是給最偉大的科學(xué)家當(dāng)助手。你的眼睛能發(fā)現(xiàn)真理,能洞察人們所不知道的奧秘,而這一點(diǎn)卻不是每一個(gè)人都能做到的。你應(yīng)該獨(dú)立地進(jìn)行工作。從今天起,你可以進(jìn)行你認(rèn)為必要的任何實(shí)驗(yàn)。”貝托雷忘掉了自己爭論問題的失敗,高興地認(rèn)為,世界上又出現(xiàn)了一位偉大的化學(xué)家。他不在別處,而是在我貝托雷的實(shí)驗(yàn)室里!法國將為有此驕子而自豪。 蓋?呂薩克同法國物理學(xué)家彼歐(Boit,J.B.1774-1862)兩人是青年科學(xué)家又是好朋友。他們經(jīng)常在一起研究大氣現(xiàn)象和地磁現(xiàn)象,討論新的想法和制定研究計(jì)劃。他們很感興趣的是:人怎樣上升到空中研究高空大氣層和測定地球的磁場強(qiáng)度。有一次,他們突然產(chǎn)生了利用氣球到高空的想法,這種大膽的設(shè)想使他們?nèi)肓嗣,在氣球下面懸個(gè)坐人的大吊籃。1804年8月2日,天空晴朗,萬里無云,氣候炎熱平靜無風(fēng)。黎明時(shí),開始往大球里充入氫氣。氣球逐漸膨脹,幾小時(shí)后騰空起,平穩(wěn)上升,下面的人拉緊系住氣球的纜繩。蓋?呂薩克和彼歐坐在圓形的吊籃里。 “剪斷纜繩!”蓋?呂薩克吩咐道。 “一路平安”留在地面上的貝托雷高聲地祝賀,并向他們揮手致意。但他們的聲間卻被下面的大學(xué)生、教授、科學(xué)工作者和其他各界人士的歡呼所淹沒。氣球輕輕地?fù)u擺了一下,就向上升去。這是從來沒有過的偉大場面。氣球越升越高,兩位年輕的科學(xué)家高興地?fù)]動(dòng)手臂,孩子般地高聲叫著。送行的人群逐漸消失,在他們下面的無邊無際的曠野中。他們的高空觀察磁針的偏轉(zhuǎn),高度表的變化。長到5800米的時(shí)候,彼歐頭暈,耳痛,面色蒼白,滿臉大汗,冷得牙齒打顫。蓋?呂薩克雖然感覺較好,也認(rèn)為應(yīng)該下降了。但彼歐堅(jiān)決要求不要下降,不要管他。蓋?呂薩克不同意他的意見,于是開始打開閥門,放出一些氫氣,聽到輕微的嘯聲,氣球開始收縮,然后逐漸平穩(wěn)地下降,幾小時(shí)就著陸了。兩位科學(xué)家大膽探索的消息,引起了極為強(qiáng)烈的反響,到處都在談?wù)撍麄儎?chuàng)造的航行事跡。1個(gè)半月以后,蓋?呂薩顧再一次升到空中,氣球到達(dá)7016米的高度。測量的結(jié)果表明,即使在這樣的高度,磁場也幾乎沒有任何變化。他在6636米的高度采集的空氣樣品,分析后發(fā)現(xiàn)它的成分與前面的空氣一樣。 有一次在阿喬伊,當(dāng)蓋?呂薩克站在窗前沉思問題的時(shí)候,一個(gè)不相識(shí)的男人要求見他。問了姓名后,知道他是蓋?呂薩克在論文中批評(píng)過的德國化學(xué)家洪堡德。(Humbolkt,A.1769-1859)。蓋?呂薩克感到,這是一個(gè)令人不愉快的場面。洪堡德卻請(qǐng)他坐下,說:“請(qǐng)你相信,我并不埋怨你的批評(píng)。批評(píng)是正確的,盡管文章的口氣有些尖銳,但是,我把這歸怨于你的年輕。我的朋友,要謙虛一些,在科學(xué)上不是所有的現(xiàn)象都是那么容易理解的,往往會(huì)得出錯(cuò)誤的結(jié)論!鄙w?呂薩克選同洪堡德的意見,并很快地接受了他們一起研究氣體的建議。1805年3月這兩位青年科學(xué)家動(dòng)身前往南方考察。他們每行300-400公里后,就停下來,搭起小帳篷開始工作,就這樣邊前進(jìn)邊研究到達(dá)了意大利的最南端。秋天來到時(shí)考察團(tuán)出發(fā)去北方,經(jīng)過奧地利到波羅地海。第二年,蓋?呂薩克同洪堡德回到了柏林。他們研究空氣的成分,往空氣中摻入氫氣,將混合氣體點(diǎn)燃,氧氣和氫氣化合成水而剩下了氮?dú)狻Iw?呂薩克發(fā)現(xiàn)氫氣與氧化合時(shí),氧氣的體積總是氫氣體積的一半。在他與洪堡德共同撰寫的論文中寫道:“總是100個(gè)體積的氧氣與200個(gè)體積的氫氣化合并形成水!边@個(gè)簡單的體積關(guān)系促使蓋?呂薩克想到,是不是其它的氣體化合時(shí)其體積間也有這樣的關(guān)系?因而他決心研究其它氣體化合的反應(yīng),看這個(gè)體積關(guān)系是不是具有普遍性。他用等體積的氮?dú)夂脱鯕,用電火花通過這種混合氣體。于是氣體發(fā)生反應(yīng)變成了氧化氮,他發(fā)現(xiàn)1個(gè)體積的氧氣和1個(gè)體積的氮?dú)饣虾蟮玫剑矀(gè)體積的氧化氮。他研究其它氣體之間進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),參加反應(yīng)的氣體與生成的氣體之間,其體積都存在著簡單的比例關(guān)系。在1808年,蓋?呂薩克綜合各種實(shí)驗(yàn)結(jié)果,做了這樣的結(jié)論:“各種氣體在彼此起化學(xué)作用時(shí)常以簡單的體積比相結(jié)合!彼進(jìn)一步明確指出:不但氣體的化合反應(yīng)是以簡單的體積比相作用,而且在化合后,氣體體積的改變(收縮或膨脹)也與發(fā)生反應(yīng)的氣體體積有簡單的關(guān)系。如2體積的一氧化碳與1體積的氧作用,生成2體積的碳酸氣,收縮1體積;1體積的氧與碳化合,生成2體積的一氧化碳,膨脹1體積;1體積的氧與硫反應(yīng),生成1體積的亞硫酸氣,體積無變化。蓋?呂薩克的科學(xué)發(fā)現(xiàn)是不少的,這僅是他對(duì)化學(xué)作的一部分貢獻(xiàn)。
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