約瑟夫·普利斯特列(1733年3月13日—1804年2月6日),英國化學(xué)家。利用水槽、汞槽集氣法研究各種氣體,發(fā)現(xiàn)氧、氨、氯化氫、一氧化碳、二氧化碳、氧化亞氮、氧化氮等,對研究化學(xué)做出了巨大貢獻。主要科學(xué)著作有《電學(xué)史》《各種氣體之實驗與觀察》《從水中產(chǎn)生氣體的實驗》等。
1733年,普利斯特列出生于英國約克郡利茲城的菲爾德海德農(nóng)莊,是家里最大的孩子。他從小體弱多病,6歲喪母后,生活更加艱難。后來他由姑姑撫養(yǎng),姑姑對他要求較為嚴(yán)格。普利斯特列記憶力非凡,腦子反應(yīng)快,作業(yè)對他來說難度不大,每次都是完成得又快又好,所以普利斯特列有更多的時間可以自己支配。
不一樣的空氣
課余時間,普利斯特列喜歡捉各種昆蟲,把它們裝進瓶子里塞住瓶口,用蠟封緊,防止它們跑出來。他給這些“獵物”們起名字、做記號,然后觀察它們在密封容器中能活多久。這是普利斯特列的愛好。而正是這個愛好給了普利斯特列對空氣中“氧”的初步認(rèn)知,成為他發(fā)現(xiàn)氧氣的契機。
有一次,普利斯特列和堂弟們參觀布萊克叔叔的啤酒廠。第一次來到啤酒廠,眼前的一切對普利斯特列來說都是陌生而新奇的,尤其是發(fā)酵車間。一到發(fā)酵車間,他就像行走的“十萬個為什么”,追著酒廠工人們問各種問題。
在一個個裝滿發(fā)酵液體(啤酒汁)的大桶邊,普利斯特列轉(zhuǎn)來轉(zhuǎn)去,還想俯身仔細(xì)觀察。
“快下來!不要對著啤酒汁呼吸,否則你會失去知覺!”堂弟臺特沖他大聲喊道。普利斯特列驚異地直起身子,離開大桶,問臺特那是怎么回事。臺特在燈上點燃一根細(xì)木條,把它舉到啤酒汁上面,燃燒的木條立刻熄滅了。普利斯特列同樣操作了一遍,木條火焰也同樣熄滅了。在木條火焰熄滅時出現(xiàn)的淡藍(lán)色煙云飄浮在木桶上面。普利斯特列用手輕輕地推了一下,這些煙云慢慢地降下去了?!扒?!木桶中儲藏著有趣的空氣呢?!逼绽固亓兴妓髦f,“它比純凈的空氣重,在這種空氣中一切都將熄滅。”這件事給普利斯特列留下了非常深刻的印象,正是受此啟發(fā),未來的普利斯特列才發(fā)現(xiàn)了二氧化碳。
在實驗中發(fā)現(xiàn)三種氣體
1755年秋天,普利斯特列畢業(yè)后受聘進入薩爾費克教堂,并開辦學(xué)校。在教學(xué)中,他逐漸意識到學(xué)識淵博和善于講授是優(yōu)秀教師的必備能力。在演說和文史科目上,普利斯特列胸有成竹,畢竟讀書看報、寫詩創(chuàng)作是他的日常;但在理科類目上,他有太多的未知和不解。他是一位負(fù)責(zé)任的教師,認(rèn)為教師要了解和掌握更多的知識才能教好學(xué)生。
“看來,我需要從頭學(xué)起?!逼绽固亓行睦锵?。為此,他多次前往倫敦,大量搜尋書籍資料(物理、化學(xué)等科學(xué)論文),向朋友請教不熟悉的知識,采買相關(guān)教學(xué)儀器(如電機等)……普利斯特列憑借一己之力,循序漸進地邁入以化學(xué)為首的自然科學(xué)的大門。
有一次,普利斯特列聽了托爾納博士講的化學(xué)課,被其提到的燃燒問題(當(dāng)時還是“燃素說”的時代)迷住了。他發(fā)現(xiàn)在這個領(lǐng)域中仍然存在太多未知,認(rèn)定如果連燃燒這種尋常的問題都無法解釋清楚,那就不是合格的科學(xué)家。從那以后,普利斯特列就開始加強對化學(xué)問題的研究,并下定決心要揭開燃燒的秘密。
普利斯特列做了無數(shù)假設(shè)和實驗,打算把空氣里支持燃燒的那個“燃素”揪出來,年少時在啤酒廠參觀的經(jīng)歷給了他不少啟示。他推測:空氣中存在著好幾種氣體,一種是一切生物呼吸的“純潔空氣”,另一種是比“純潔空氣”還重的空氣,而在這種重空氣里,生物會死去。
于是,普利斯特列設(shè)計了一系列被后人奉為經(jīng)典的實驗:點燃一根蠟燭,將其放入玻璃罩中,過段時間蠟燭會熄滅;若是放老鼠進去,幾分鐘后老鼠會死亡;放植物進去,植物不會很快死掉,可以繼續(xù)存活一段時間。接著他又做了進一步的實驗:在蠟燭熄滅后放進植物,過些天再放蠟燭或老鼠,蠟燭可以復(fù)燃,老鼠也不會即刻死去。這些實驗說明,動物和植物對蠟燭燃燒所消耗掉的氣體(氧氣)依賴性不同,動物依賴這種氣體,而植物不僅不依賴,還能產(chǎn)生這種氣體。
根據(jù)這一系列的實驗,普利斯特列不僅發(fā)現(xiàn)了氧氣和二氧化碳,甚至還找到了氨氣,并將這些發(fā)現(xiàn)寫進自己的著作中。
1804年2月6日,普利斯特列于美國賓夕法尼亞州的諾贊巴蘭鎮(zhèn)逝世,終年71歲。普利斯特列把一生的業(yè)余時間用在了氣體化學(xué)的研究上,他刻苦勤勉的精神堪稱典范。普利斯特列分離出并論述過許多種氣體,數(shù)目之多超過了同時代的任何人,無愧于“氣體化學(xué)之父”的稱號。
欄目責(zé)編:韋春艷