气体研究大师
一次偶然的机会,普里斯特利听了一堂化学课。他发现,在这个领域怎么还有如此多的问题没有搞清楚?如果连燃烧这一司空见惯的过程也不能解释的话,我们就是不合格的哲学家!他首先把目标对准了空气,他想,为什么放在封闭容器中的小老鼠,几天后会死去?容器中本来有空气,老鼠为什么不能长期活下去?学生时代他参观啤酒厂时发现,点燃的细木条,放到啤洒上面,火焰立刻就熄灭了。这件事长久地留在他的记忆中。看来存在着好几种空气——一种是一切生物呼吸的纯洁的空气,而另一种空气可让生物死去。
为了弄清这些问题,普里斯特利进行了多种有趣的实验。例如,他点燃一根蜡烛,放到预先放有小老鼠的玻璃容器中,然后盖紧容器。他发现,蜡烛燃了一阵之后就熄灭了,而小老鼠也很快死去。这一现象使他想到,空气可能被燃烧物所污染,因而不能供动物呼吸,也不能使蜡烛继续燃烧。
为了证明这一想法的正确与否,他设想,能否把受污染的空气加以净化,使它又成为可供呼吸的空气呢?他为此做了一个新的实验。他用水洗涤受污染的空气,发现水只能净化一部分被污染的空气,而另一部分未被净化的空气,还是不能供呼吸。
普里斯特利进一步想到,动物在受污染的空气中会死去,那么植物呢?他设计了下列实验:把一盆花放在玻璃罩内,花旁放一支燃烧着的蜡烛来制取受污染的空气。当蜡烛熄灭几小时后,植物却看不出什么变化。等到次日早晨,发现花不仅没死,而且长出了花蕾。由此他想到,难道植物能够净化空气?为了验证这一想法,他点燃了一支蜡烛,并迅速放入罩内。蜡烛果然正常燃烧着,过了一段时间才熄灭。为了确定究竟有几种空气,普里斯特利曾多次重复自己的实验。他认为,在啤酒发酵、蜡烛燃烧以及动物呼吸时产生的气体,就是早先人们所称的“固定空气”。他对这种“固定空气”的性质做了深入研究。他证明,植物可吸收“固定空气”后放出 “活命空气”①。
如何制取这种既能维持动物活命又能使物质更猛烈燃烧的“活命空气”呢?他想到了硝石,因为硝石也能助燃。试验的结果是,他发现一种无色气体,当把它放入空气后,眼看着变成了棕红色的蒸气,味道很像硝酸。他把这种无色气体称为“硝石空气(一氧化氮)”,这种气体一旦和空气中的氧气接触,瞬间就变成了二氧化氮。
尽管试验的结果使普里斯特利发现了两种新的气体,但是,他却未能制得“活命空气”。他毫不灰心,仍然继续试验。他对许多化合物进行了试验,试验往往制得了某种新的气体。这些气体当时谁也不知道,普里斯特利就给它们定名为“碱空气”(氨)、“盐酸空气”(氯化氢)…… 这些研究,大大丰富了气体化学。
普里斯特利在化学和物理学方面的研究给他带来了荣誉。1772年,他当选为法兰西科学院名誉院士。12月份,英国最显贵的政治家之一舍尔伯恩勋爵拜访了他,建议普里斯特利到他的私人领地内担任一项高薪的工作。
鉴于普里斯特利一直生活困窘,他同意了勋爵的邀请。同时,他继续顽强地研究气体。
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