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氧化学说（1777年法国拉瓦锡提出的学说）

次浏览 | 更新时间：2023-05-22

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氧化学说

1777年法国拉瓦锡提出的学说

1774年，法国化学家拉瓦锡（A.L.Lavoisier，1743－1794）正式提出了氧化学说：燃烧的本质是物体与氧的化合。

基本信息

中文名	氧化学说
外文名	Oxygen Theory of Combustion
提出者	安托万-洛朗·拉瓦锡
提出时间	1777年10月20日
应用学科	化学
适用领域	化学

收起

简介

1774年，法国化学家拉瓦锡（A.L.Lavoisier，1743－1794）在实验中发现：密闭容器内锡和铅经加热后表面形成了一层金属灰，加热后容器内物体的总重量未改变，但锡和铅的重量增加了，而空气减少了。他意识到这一现象的本质是金属与空气中某些成分发生了化合反应。此后，拉瓦锡得知并重复了普里斯特利的实验，进而发现与金属化合的空气成分就是氧气。1777年，拉瓦锡正式提出了氧化学说：燃烧的本质是物体与氧的化合。

背景燃素说

自施塔尔于1703年系统地提出燃素说之后，化学界在很长一段时间内为之统治，并无一人怀疑此学说的真伪。这样，燃素说大一统的局面维持了近百年之久，然而17世纪中叶之后，科学家陆续发现了一些新气体，同时发现了一些学术上的新问题，这些问题如果用燃素说来解释则不同程度上有附合之嫌。从此，燃素说的弊端渐渐显示出来。

首先，布拉克在1775年的实验中，发现了碳酸气体并且首先应用一定量的方法对其进行研究。布拉克把石灰石煅烧前后分别称了重量，发现石灰石在煅烧后重量减轻了44%，他断定这是因为有气体从中放出的缘故。布拉克又发现石灰石与酸作用放出一种气体，用石灰来吸收这种气体，发现其重量与煅烧时放出的相等，并且该气体与石灰水作用生成了性质与石灰石相同的沉淀物。

布拉克称这种气体为“固定空气”。在以后的实验中，布拉克弄清了镁石与镁土的区别，即镁石中含有“固定空气”，失之则成为镁土。布拉克的发现与燃素而成为石灰，这与布拉克在实验中发现的燃烧失重并转变成石灰，以及苏打转变为苛性碱，都是由于失去酸性的“固定空气”所引起的，而与吸收不吸收燃素毫无关系，断然否定了燃素说。

如果说布拉克发现碳酸气是对燃素说的一次有力的批判，氢和氮的发现则更进一步动摇了燃素说的基础。

发现氢气

在化学史上，很难说究竟是谁第一个发现了氢气，但第一个收集并研究其性质的化学家卡文迪许。他在实验中用铁和锌等金属作用于盐酸及稀硫酸制得了氢气，并用排水法收集了这种气体。在研究中，卡文迪许发现了定量的某种金属和足量的各种酸作用，所产生的氢气的数量总是固定的，与所用酸的种类及酸的浓度并无关系，并发现氢气是与空气混合后点燃会发生爆炸，这与其他空气不一样。

但是，卡文迪许是燃素说的忠实信徒，他用燃素说的观点对氢的生成及其性质进行解释。卡文迪许认为金属中含有燃素，金属在酸中溶解的时候，它们的所含的燃素便释放了出来，并形成了这种“易燃空气”。他甚至说氢气就是燃素，并说把氢气充到气球中，气球会徐徐上升的现象恰恰证明了燃素有负重量。

当时许多燃素说的信徒们都为卡文迪许的说法呐喊助威，但是当卡文迪许自己弄清了浮力的问题后，通过精确研究证明氢气是有重量的，只是它比空气轻的多。为此，卡文迪许和其他的信徒们又说，氢并非纯粹的燃素，而是燃素和水的化合物。其牵强附会的可见一斑，氢的发现以及有关它的争论又一次动摇了燃素说。

1772年，布拉克的学生卢瑟福在实验中发现了氮气，发现这种气体不能维持动物生命并能灭火的性质。同年，普利斯特里也发现了氮气。但是，卢瑟福和普利斯特里都是燃素说的虔诚信徒，他们虽然而对着诸多难以理解的实验现象，却不去思考其真正原因，而是很轻率地套用了燃素说的观点。他们认为氮气是一种“被燃素饱合了的空气”，因此失去了助燃的能力。显然，他们也不承认氮气是空气中的成分之一，用以顽固地维护燃素说。

氧气的发现

如果说碳酸气、氢气和氮气的发现是推翻燃素说的导火索，那么，氧的发现则是这一事件的火药。然而，这一火药在最初发现氧的舍勒和普利斯特里的手中却迟迟未能引爆，直到拉瓦锡对氧进行了深入的研究之后才摧毁了燃素说的老巢。这是什么原因呢？这不能说是陈旧观念的一种垂死挣扎，同时也由于舍勒和普利斯特里两人在研究工作中无法摆脱顽固的旧观念也未能更全面地进行研究的结果。

1774年前后，舍勒和普利斯特里分别先后独立地发现并制得了氧气，然而由于两人都是燃素说的信徒，受之困扰，对氧气能使火燃烧的更好的现象，他们都用了燃素说的解释。舍勒称氧气为“火气”，他仍认为燃烧是空气中的这种火气成分与燃烧体中燃素结合的过程，火是火气与燃素生成的化合物。普利斯特里则认为，空气乃是单一的气体，助燃能力之所以不同仅因为燃素含量的不同。他认为氧是一种“脱燃素空气”，故而吸收燃素的能力很强，助燃能力也就格外大。

正如恩格斯所说，舍勒和普利斯里“从歪曲的、片面的、错误的前提出发，循着错误的、弯曲的、不可靠的途径前进，往往当真理碰到鼻尖上的时候还是没有得到真理。”这种本来可以推翻全部燃素说的观点并使化学发生革命的元素，在他们手中没能结出果实。

1756年，俄国科学家蒙诺索夫曾在密闭的玻璃器内煅烧金属，发现金属燃烧后重量增加，他认为这是由于金属在煅烧时吸了空气的缘故。1774年，法国人贝岩曾发表过一篇讨论氧化汞的论文，他认为水银被煅烧后，不但没有失去燃素，而且和空气化合，增加了重量地。但是，他们的研究是不全面的，也不是定量的，更没有认识到氧是一种新元素，从而对其性质进行透彻的研究。

对燃烧现象作全面的研究，令人信服地彻底推翻燃素说并建立科学燃烧学说这一历史辊由拉瓦锡完成的。

氧气发现后不久，法国化学家拉瓦锡了解到普利斯特里制得氧的方法，在此之前，拉瓦锡已做过了煅烧金属的实验，他在工作中非常注重量的研究。1774年，他用锡和铅做了著名的金属煅烧实验，他首先将实验用的铅和锡进行精确称量，将它们放入曲劲瓶中，将瓶封闭后再准确称量铅、锡与瓶的总重量。准备就绪后，进行加热，直到铅、锡变为灰烬。再称量总重，与试验前一样。之后，当他把瓶子打开时发现空气冲了进去，这时再对瓶及煅灰进行称量，发现总重量增加了，另外，他发现金属在煅烧后重量也增加了，所增重量恰恰是等于空气冲进瓶后总增量。因此，拉瓦锡断定，金属所增加的重量，既不是来自水中，也不是来自瓶外任何物质，只能是金属结合了瓶中部分空气的结果。在这种鲜明的事实面前，拉瓦锡对燃素说产生了极大的怀疑。

金属煅灰

金属的煅灰会不会是金属和空气的化合物？这了验证这一点，拉瓦锡又用煅灰做了许多实验。他发现，把铅煅灰与焦炭一起加热时有大量“固定空气”释放出来，与此同时，煅灰还原成金属铅。这些“固定空气”是从哪里来的呢？他感到这绝不仅仅是从焦炭里吸取一点燃素那样简单了。

联系到焦炭在空气中燃烧也生成“固定空气”的事实，拉瓦锡更加确信煅灰是金属和空气相结合的产物，而煅灰在用焦炭还原时所放出来的“固定空气”，一定是从煅灰中释放出来的空气与焦炭相结合的结果。要进一步证实这个结论，最最有说服力的当然是设法从金属煅灰中直接分解出来空气，然而实验却未能成功。

命名氧气

恰在这时，普利斯特里会见了拉瓦锡，告诉了拉瓦锡制得氧气的方法。拉瓦锡重复了普得斯特里垢实验，果然从汞煅灰中分解出了比普通空气更加助燃、助呼吸的气体，拉瓦锡于1777年将这种气体正式命名为Oxygene(氧）。意为“成酸元素”。上述实验有力地证明了拉瓦锡否定燃素说的结论，说明可燃物质的燃烧或金属变为煅灰并不是分解反应，而是与氧化合的反应，用化学式表示为：

金属+氧=煅灰

而绝非燃素说的所谓

金属-燃素=煅灰

证明

此后，拉瓦锡又对金属的氧化与还原的反应进行了很精确的定量研究，证明了化学反应中质量不灭的定律。同时，他又做了大量的燃烧实验，对种种物质燃烧后的产物进行了一一试验研究。在几年的积累、归纳总结之后，拉瓦锡于1777年提出了科学的燃烧学说-氧化学说。此后不久，水的合成和分解试验取得成功，氧化学说也随之为举世公认了。

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