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揭开沉淀之谜
 

1743年8月,拉瓦锡出生在巴黎一个富有的律师家庭。父亲很希望儿子将来继承自己的事业,但拉瓦锡却醉心于化学研究。

自古以来,黄金一直是财富的象征,并成为许多人梦寐以求的东西。于是,古代出现了许多炼金术士。你也许难以相信,在古代“化学”一词的含义就是“炼金术”。

这些炼金术士们在用玻璃瓶烧水时,发现水经过烧煮之后,总会产生一些沉淀。它们是从哪儿变出来的呢?当时的人们都相信,一切事物都由水、火、土、气、金5种元素构成,并且这5种元素可以相互转化,从而使物质形态发生变化。根据这种观点,炼金术士们对沉沉的出现作了这样的解释:加热时的“火”跑到水中,就成了“土”,就成为沉淀。

在做化学实验时,细心的拉瓦锡注意到了沉淀的现象。拉瓦锡心想:“沉淀的产生,是不是水含有杂质的缘故?”于是他用很纯的蒸馏水放在玻璃瓶里加热,发现也有沉淀出现。

“我一定要揭开这个谜,看看沉淀的产生是怎么一回事。”拉瓦锡设计了这样的一个实验:他在一个玻璃瓶中倒进蒸馏水,并分别记下玻璃瓶和蒸馏水的重量。然后他把玻璃瓶密封起来,再接上一个循环的冷凝管。做好准备工作之后,拉瓦锡开始对玻璃瓶连续加热100天,并密切观察瓶中的情况。

在这个密封的装置中,拉瓦锡看到,水被加热后变成了水蒸气,经过旁边的冷凝管后又凝结为水,再重新回到玻璃瓶中。第101天,拉瓦锡发现水中出现不少沉淀。他重新称了玻璃瓶、水以及沉淀的重量,发现它们的总重量并没有变。

“这说明水蒸气一点也没有漏出去。”拉瓦锡满意地说,“很显然,瓶底的‘火’并没有跑到水中,沉淀并不是由‘火’产生的。”

拉瓦锡进一步分析:“玻璃瓶已经和外界隔绝了,只有从瓶里才能找到产生沉淀的真正根源。这玻璃瓶里,可就只有水和瓶子本身……”想到这里,拉瓦锡立刻精确地称出瓶里水的重量。“嗯,这水的重量并没有发生变化,和100天以前完全一样。这说明沉淀不是由水变成的。”

“咦?玻璃瓶的重量减少了些!”拉瓦锡有些激动起来。为了避免差错,他又认真地再测了一遍瓶子的重量。没有错,玻璃瓶的重量比加热前的确减少了,不过是微量减少而已。

拉瓦锡赶紧再称量出沉淀的重量,发现这正是玻璃瓶减少的数值!“难道说,玻璃瓶受热后,有微量的玻璃溶解在水中,产生了这些沉淀?”拉瓦锡惊诧极了,“这可是从来没有人想到过的。”

玻璃瓶减少的重量正好等于沉淀的重量,但这还不足以证明沉淀就是由玻璃瓶形成的,还需要作进一步科学分析。拉瓦锡用化学方法分析了沉淀的成分,结果表明它的成分和玻璃瓶完全相同。原来如此!根据实验的结果,拉瓦锡写成一篇论文《论水的性质兼论“证明”水可能变为土的实验》,推翻了流传多年的“水、火、土、气、金5种元素论”。

物质不变定律的发现和确立,奠定了现代化学的基础,并且有力地推动了哲学和自然科学的进一步发展。

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