化学：炼金到革命（三） (5-1)

燃素说‬

波义耳将元素定义为某种原始的、简单的、一点儿也没有掺杂的物体。元素不能用任何其他物体造成，也不能彼此相互造成。元素是合成所谓完全混合物的成分，也是完全混合物完全分解成的要素。在金属的焙烧实验中，他认为火中的火粒子穿过玻璃被金属吸收，从而推断火有重量，他的解释是火中有重量粒子的固定。约翰·梅奥（John Mayow，1641-1679）认为所有可燃物体都含有“硫素粒子”，燃烧放出的热量是硫素粒子和硝-气粒子剧烈碰撞而产生。（《化学简史》p57-65）

贝歇尔（Becher，1635-1682）认为物体的组成部分是空气、水及三种土质，分别是可燃的油状土、汞状土和可溶的玻璃状土，与硫、汞、盐相对应。燃烧时，油状土被烧掉了。施塔尔（1660-1734）将贝歇尔的油状土改名为燃素，这个词之前已经在同一意义下使用过。燃素是“火质和火素而非火本身”，他从燃烧的物体中做一种快速的转动逸出，包含在所有可燃物中，也包含在能烧成烧渣的金属里面。烧过的产物可复原为原先的物质，只要任何含燃素的物质给它提供燃素。在此之后燃素说得到各种各样的修正以适应观察发现，比如由于烧渣的重量增加而假定燃素有负重量，以及有人解释重量的增加是把空气固定所致等。在老的燃素说中，燃素等价于减氧，后来它有时被假定为氢，如卡文迪什、柯万、普里斯特利等人，或者为光质，如马凯。同时也有许多化学家不接受燃素说，但其好处是可以纳入大量的事实。（p68-71，119-120）

气体与燃烧的研究

赫尔蒙特1630年左右发明气体（gas）这个名词，波义耳可能是第一个收集气体的人，且发现“可燃空气”（氢气），1754年布莱克重新发现“固定空气”（二氧化碳），卡文迪什对固定空气与可燃空气进行研究，首次在水银面上收集可溶气体。卡文迪什把金属和酸的作用表示为：烧渣+燃素+酸=烧渣+酸+燃素（烧渣＋燃素=金属，烧渣+酸=盐，放出的可燃空气就是燃素）（p72、81）

舍勒通过定量实验，发现“空气由两种性质不同的流体组成”，一种不吸引燃素，另一种倾向这种吸引，他分别称为浊空气和火空气，也就是现在所说的氮和氧。他在倒立于热水面的玻璃球中燃烧可燃空气，由于忽略了露珠而找不到化合物，由此假定产物是热，因此热=火空气+燃素。他通过多种办法将热分解为火空气，如加热分解硝酸化合物。（p84-86）

普里斯特利1774年8月1日用火镜加热红色氧化汞制得新空气，并证明其不溶于水，且可助燃使蜡烛发出耀眼的光。他在1775年发现老鼠在这种新空气中活得更久，在自己吸入后他感到轻松畅快，于是建议在医学方面应用。他假定蜡烛燃烧时放出燃素，在密闭容器中燃烧过一些时间就熄灭是因为空气为燃素所饱和。所以一般空气能助燃是因为它只是被燃素部分地饱和，还能再吸收一些燃素。物质在空气中燃烧仅有适度的火焰，然而在新空气中，火焰就特别明亮。所以，普里斯特利推断新气体必然含有燃素极少或不含燃素，因此称之为脱燃素空气。根据同样的理由，他把在一般空气中物体烧完以后剩下的气体命名为燃素化空气：燃素化空气=浊空气=空气+燃素=氮气；脱燃素空气=火空气=空气-燃素=氧气。（p93-94）

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