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第12章 气体化学之父

约瑟夫·普利斯特里,18世纪英国著名的化学家。在制取出氧气之前,他就制得了氨、二氧化硫、二氧化氮等许多气体,所以被人们称为“气体化学之父”。

普利斯特里刻苦好学,兴趣广泛。他曾自学过古文、数学、自然哲学导论等知识,这些知识使他形成了善于独立思考的性格。18岁那年,由于经常与基督教的牧师来往,他遭到了姑母的激烈责备。从此,他成了家庭的叛逆者。

普利斯特里的妻子是当时英格兰最大的铁器制造商艾萨克的女儿,结婚后,普利斯特里仍然专心地埋头科学研究。后来,由于他们的儿女先后出世,家庭经济负担加重。加上各教派之间的矛盾日益尖锐,普利斯特里放弃了教师职业,当上了牧师,家庭收入虽增加不多,但他却有了更多的空闲时间自由地从事科学研究和著书立说。

有一次,普利斯特里偶然遇到了美国科学家富兰克林。富兰克林向他讲述了自然科学方面许多有趣的问题,一下子吸引了他。从此,普利斯特里开始对自然科学发生兴趣。他常常在空闲的时候,做着各种化学实验。特别是在英国舍尔伯恩伯爵的图书馆里工作期间,他阅读了不少自然科学方面的著作,这使他更加爱上了化学。

18世纪70年代初的一天,普利斯特里在一个密闭的瓶子里放进一支点着了的蜡烛,蜡烛很快就熄灭了。接着,他又往瓶里放进一束带着绿叶的薄荷枝。十天后,他重新再往瓶里放进一支点燃了的蜡烛,蜡烛竟能够燃烧。

于是,普利斯特里又做了另一个实验:在两个密闭的瓶子里都插进点燃了的蜡烛,待它熄灭之后,在一个瓶里放进薄荷枝,而另一个瓶子里什么也不放。经过几天,当他再把点燃了的蜡烛放进去时,放了薄荷枝的瓶里的蜡烛能继续燃烧着,而在另一个没有放薄荷枝的瓶里,蜡烛刚一伸进去,立即熄灭了。

这究竟是怎么回事儿呢?普利斯特里对这个奇怪的现象很感兴趣。于是,他便开始钻研这个问题。

偶然一次机会,他得到了一个大型凸透镜(火镜),开始研究某些物质在凸透镜聚光产生的高温下放出的各种气体。他研究的物质中有“红色沉淀物”(氧化汞)和“汞灰”(亦称水银烧渣)。普利斯特里把氧化汞放置在玻璃钟罩内的水银面上,用一个直径30厘米、焦距为50厘米的火镜将阳光聚集在氧化汞上。很快他就发现氧化汞被分解了,放出一种气体,将玻璃罩内的水银排挤出来。他以排水集气法把这种气体收集起来,然后研究其性质。发现蜡烛会在这种空气中燃烧,火焰非常明亮。同时,普利斯特里还把一只小老鼠放到充满这种气体的瓶子里,小老鼠在瓶子里显得挺快活,挺自在!

“老鼠既然在这气体里能舒舒服服地生活,我自己也要亲自来试试看!”普利斯特里在论文中写道:“我用玻璃管从一个大瓶里吸进这种气体到肺中,我竟觉得十分愉快。我的肺部在当时的感觉,好像和平常呼吸空气时没有什么区别,但是,我自从吸进这气体后,觉得经过好久,身心还是十分轻快舒畅。唉,又有谁知道,这种气体在将来会不会变成时髦的奢侈品呢?不过,现在世界上享受到这种气体的快乐的,只有一只老鼠和我自己!”

普利斯特里把自己新发现的气体命名为“失燃素的空气”——这也就是现在我们所称的“氧气”。

纵观普利斯特里的一生,他37岁起研究气体化学,直到终生。他曾分离并论述过的大批气体,数目之多超过了与他同时代的任何人。可以说他是18世纪下半叶的一位业余化学大师。是他发明了带有酸味的“气水”。他的《用排水集气法收集“空气”》一书,深受读者欢迎,非常畅销,当年就被译成法文。普利斯特里因此名扬世界,并荣获英国皇家学会的铜质奖章。

普利斯特里对气体化学的研究成果,一是以其强烈的求知欲与非凡的勤奋态度为基础的,二是得益于他自己精湛的实验技能。为此,皇家学会曾授予他卡普里奖。他出版过巨著《关于种种空气的实验与观察》。以后他的研究成果又汇集于《与自然科学各个部门有关的实验与观察》一书。

19世纪初,普利斯特里死于美国宾夕法尼亚州的诺赞巴兰镇,终年71岁。普利斯特里一生主要靠自学成为一位化学大师,其刻苦奋勉精神,堪称今人之典范。

许多化学家的品质除了刻苦好学和兴趣广泛之外,往往还有一个共同的特点——善于独立思考。这个特质使化学家们不为原有的理论所限制,并作出卓越的成就。在当今纷繁复杂的社会,独立思考的能力对青少年同样重要。

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