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“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
【实验|破解“燃烧”的科学目光】[责任编辑: ]
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