舍勒发现氧气的实验故事
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舍勒發現氧氣的實驗故事(1):白磷燃燒
如果你在點燃的蠟燭上放一個玻璃罩,蠟燭會燃燒一段時間。如果玻璃罩中的空氣體全部抽出,蠟燭將立即熄滅。鐵匠打鐵時,用風箱吹進空氣體,火會燒得更旺。為什么燃燒物質需要空氣體?舍勒對燃燒產生了濃厚的興趣。為了找出這個問題,舍勒使用了各種化學物質,把它們放在密閉的容器里,反復進行實驗。
有一天,舍勒在空燒瓶中放入一塊白磷,用軟木塞塞住,然后從燒瓶外部稍微加熱。白磷立即燃燒,發出火焰和白煙。很快,火滅了,霧氣散去,瓶壁上沉積了一層白色物質。燒瓶一冷卻,舍勒立即將燒瓶倒置倒入水中,然后拔出軟木塞。這時,奇怪的事情發生了。燒瓶裝滿1/5體積的水后,水位沒有上升。他把實驗重復了幾次,結果還是一樣。
這是怎么回事?1/5 空氣體在哪里?考慮到這個問題,舍勒又做了一個實驗。
舍勒發現氧的實驗故事(二):鐵與稀硫酸的反應
他在一個小瓶子里放了一些廢鐵,在上面倒了一些稀硫酸溶液,然后用塞住玻璃管的軟木塞塞住瓶口,放進一個裝滿水的玻璃罐里。玻璃管產生的氣體引出水面,用火舌點燃,將空燃燒瓶倒置在火舌上。燒瓶的瓶口浸沒在水面下,防止外部空氣體進入燒瓶。當氫氣在封閉的空室內燃燒時,玻璃罐中的水不斷涌入燒瓶。當火焰完全熄滅時,進入燒瓶的水仍然只占燒瓶體積的1/5。
舍勒對此事感到困惑。既然燃燒用的是1/5 空氣體,為什么剩下的4/5空氣體沒有消失?瓶子里剩下的空氣體和燃燒中消失的空氣體有區別嗎?
于是他做了一系列實驗,把蠟燭、木炭和白磷放入剩余的空氣體中。結果蠟燭立刻熄滅,燒紅的煤很快變黑,連易燃燒的磷都不肯著火。放幾只老鼠進去,馬上窒息而死。
舍勒終于意識到,燃燒留下的空氣體與“燃燒”部分空氣體真的不一樣。似乎空氣體是由兩種完全不同的成分組成的。他認為一種是“活的空氣”,可以幫助燃燒,所以稱之為“火焰空氣”;另一種是“死空氣”,在火上不起作用,老鼠會窒息而死,所以被稱為“無用空氣”。
舍勒對“火焰空氣體”更感興趣。經過多次實驗,舍勒很快找到了制造純“火焰空氣體”的方法。
舍勒制造氧氣的故事
舍勒在玻璃甑里放了一些硝石,放在爐子上加熱,同時,在甑脖子上綁了一個放氣的牛尿泡。硝石融化,釋放的氣體使牛尿泡逐漸膨脹起來。然后迅速取出牛尿泡,將氣泡中的氣體儲存在燒瓶中。將燒紅的木炭、新吹制的木材和磷分別放入這些燒瓶中。這時,木炭周圍的火星爆裂,劇烈燃燒并發出白熾光。有余燼的木頭又燃燒起來了;磷突然燃燒起來,亮得耀眼。舍勒高興地沖出實驗室,手里搖晃著一個瓶子,大喊“火焰空氣!火焰空氣!”而“火焰空氣體”就是氧氣。
在探索氧氣的過程中,舍勒改變了很多實驗方法。不完成實驗,他會有很多新問題。他沒有放棄這些問題,而是越陷越深,最終完成了實驗。
總結
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