李瑞祥 邵紅能

>>英國(guó)版《氧》劇照：拉瓦錫夫婦做實(shí)驗(yàn)

在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前各物質(zhì)的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后生成的各物質(zhì)的質(zhì)量總和。這個(gè)規(guī)律就叫做“質(zhì)量守恒定律”。

【公式】

A+B=C+D（在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)前A和B的質(zhì)量總和等于反應(yīng)后C和D的質(zhì)量總和）。

質(zhì)量守恒定律是自然界普遍存在的基本定律之一，它是指任何變化包括化學(xué)反應(yīng)和核反應(yīng)都不能消除物質(zhì)，只是改變了物質(zhì)的原有形態(tài)或結(jié)構(gòu)，所以該定律又被稱為“物質(zhì)不滅定律”。

1756年，俄國(guó)化學(xué)家羅蒙諾索夫把錫放在密閉的容器里煅燒，錫發(fā)生變化，生成白色的氧化錫，但容器和容器里的物質(zhì)總質(zhì)量，在煅燒前后并沒(méi)有發(fā)生變化。羅蒙諾索夫經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)果始終一樣。于是，他認(rèn)為在化學(xué)變化中物質(zhì)的質(zhì)量是守恒的。但當(dāng)時(shí)，這一發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有引起科學(xué)家的注意，直到法國(guó)的拉瓦錫做了同樣的實(shí)驗(yàn)，得到了同樣的結(jié)論后，這一定律才得到世人的公認(rèn)。

1774年，拉瓦錫做了焙燒錫和鉛的實(shí)驗(yàn)：把精確稱量過(guò)的錫和鉛放在曲頸瓶中，然后加熱使錫、鉛變?yōu)榛覡a。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，加熱前后物體的總質(zhì)量沒(méi)有發(fā)生變化。可是隨后，他發(fā)現(xiàn)金屬經(jīng)煅燒后質(zhì)量卻增加了，他分析可能是由于金屬結(jié)合了瓶中部分空氣的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中打開瓶子時(shí)，有空氣“沖”了進(jìn)去，瓶子和金屬煅灰的總量增加了，而且所增加的質(zhì)量與金屬煅燒后增加的質(zhì)量恰好相等，這證明金屬肯定是結(jié)合了瓶中的部分空氣。由此，拉瓦錫對(duì)燃素說(shuō)開始產(chǎn)生了懷疑。

正當(dāng)拉瓦錫困惑的時(shí)候，英國(guó)化學(xué)家普里斯特里造訪了巴黎。他將聚光鏡能使氧化汞分解的實(shí)驗(yàn)告訴了拉瓦錫，這對(duì)拉瓦錫來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的信息和直接的啟發(fā)。他馬上重復(fù)做了普里斯特里的實(shí)驗(yàn)，并從氧化汞中分解出了比普通空氣更為助燃、助呼吸的氣體。

最初，他把這種氣體稱為“上等純空氣”，直到1777年才正式把它命名為“氧”。此后，拉瓦錫又對(duì)氧化汞的合成與分解做了更精確的定量實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明金屬變?yōu)殪鸦遥ㄑ趸铮┎⒉皇欠纸夥磻?yīng)，而是與氧化合的反應(yīng)，即：金屬+氧=煅灰，根本不存在燃素說(shuō)的信奉者們長(zhǎng)期堅(jiān)持的“金屬-燃素=煅灰”之說(shuō)。

無(wú)可辯駁的事實(shí)不僅徹底推翻了燃素說(shuō)，而且證明了物質(zhì)雖然在一系列化學(xué)反應(yīng)中改變了狀態(tài)，但參與反應(yīng)的物質(zhì)的總質(zhì)量在反應(yīng)前后是相同的。也就是說(shuō)，拉瓦錫用精確的實(shí)驗(yàn)證明了化學(xué)反應(yīng)中的“質(zhì)量守恒定律”。

【小鏈接】

燃素說(shuō)：化學(xué)史上解釋物體燃燒的一種學(xué)說(shuō)，產(chǎn)生于17世紀(jì)，是種錯(cuò)誤和受局限的科學(xué)理論。這種觀點(diǎn)認(rèn)為，火是由無(wú)數(shù)細(xì)小而活潑的微粒構(gòu)成的，這種微粒既能同其他元素結(jié)合形成化合物，也能以游離的方式存在。這種火微粒構(gòu)成的火的元素就是“燃素”，而燃燒是一種分解過(guò)程，物質(zhì)燃燒時(shí)釋放出燃素。