登陆注册
3329100000005

第5章 谁发现了氢

谈到氢,我们不禁会问,氢是怎么来的?又是谁发现了氢呢?

氢的存在,早在16世纪就有人注意到了,但因当时人们把接触到的各种气体都笼统地称作“空气”,因此,氢气并没有引起人们足够的重视。而到18世纪末,已经有很多人做过制取氢气的实验。因此,事实上我们很难说究竟是谁发现了氢,即使公认对氢的发现和研究有过很大贡献的化学家卡文迪许本人也认为氢的发现不只是他一人的功劳。

早在16世纪,瑞士著名医生帕拉塞斯就曾描述过铁屑与酸接触时有一种气体产生。他说:“把铁屑投到硫酸里,就会产生气泡,像旋风一样腾空而起。”他还发现,这种气体可以燃烧。然而由于他是一位著名的医生,病人非常多,他也就没有时间去做进一步的研究。就这样,一个世纪过去了。到了17世纪,比利时著名的医疗化学派学者海尔蒙特发现了氢。那时人们的智慧被一种虚假的理论所蒙蔽,大家认为不管什么气体都不能单独存在,既不能收集,也不能进行测量。这位医生当然也不例外,认为氢气与空气没有什么不同,于是很快就放弃了研究。

最先把氢气收集起来并进行认真研究的是英国的一位化学家卡文迪许。

卡文迪许非常喜欢化学实验,有一次实验过程中,他不小心把一个铁片弄掉进了盐酸中,当他正在为自己的粗心而懊恼不已时,却发现盐酸溶液中有很多气泡产生,这种现象一下子吸引了他,刚才的气恼心情也全跑到九霄云外了。他努力地思考着:这种气泡是从哪儿来的呢?它原本是铁片中的呢,还是存在于盐酸中呢?于是,他又做了几次实验,把一定量的锌和铁投到充足的盐酸和稀硫酸中(每次用的硫酸和盐酸的质量是不同的),结果发现所产生的气体量是固定不变的。这说明这种新的气体的产生与所用酸的种类没有关系,与酸的浓度也没有关系。

接下来,卡文迪许用排水法收集了新气体,他发现这种气体不能帮助蜡烛的燃烧,也不能帮助动物的呼吸,如果把它和空气混合在一起,一遇到火星就会爆炸。卡文迪许是一位十分认真的化学家,他经过多次实验终于发现了这种新气体与普遍空气混合后发生爆炸的极限。他在论文中写道:如果这种可燃性气体的含量在9.5%以下或65%以上,点火时虽然会燃烧,但不会发出震耳的爆炸声。

1766年,卡文迪许向英国皇家学会提交了一篇名为《人造空气实验》的研究报告,在报告中他讲述了用铁、锌等与稀硫酸、稀盐酸作用制得“易燃空气”(即氢气),并用普利斯特里发明的排水集气法把它收集起来进行研究。

卡文迪许发现,一定量的某种金属分别与足量的各种酸发生反应,所产生的这种气体的量是固定的,与酸的种类、浓度都无关;他还发现,氢气与空气混合后点燃会爆炸;又发现氢气与氧气化合生成水,从而认识到这种气体和其他已知的各种气体都不同。但是,由于他当时非常相信燃素说,按照他的理解,这种气体燃烧起来这么猛烈,一定富含燃素,而按照燃素说,金属也是含燃素的。所以,他认为这种气体是从金属中分解出来的,而不是来自酸。他设想金属在酸中溶解时,“他们所含的燃素便释放出来,形成了这种可燃空气”。他甚至曾一度设想氢气就是燃素,没想到这种推测很快就得到当时的一些杰出化学家舍勒、基尔万等的赞同。

当时很多信奉燃素学说的学者认为,燃素是有“负重量”的。那时的气球是用猪的膀胱做成的,把氢气充到这种膀胱气球中,气球便会徐徐上升,这种现象曾经被一些燃素学说的信奉者们作为“论证”燃素具有负重量的根据。但卡文迪许究竟是一位非凡的科学家,后来他弄清楚了气球在空气中所受浮力问题,通过精确研究,证明氢气是有重量的,只是比空气轻很多。

他是这样通过实验来检验氢气重量的:先用天平称出金属和装有酸的烧瓶的重量,然后将金属投入酸中,用排水集气法把产生的氢气收集起来,并测出体积。接下来再称量发生反应后烧瓶以及烧瓶内装物的总重量。这样他确定了氢气的相对密度只是空气的9%。可是,那些化学家仍固执己见,不肯轻易放弃旧说,鉴于氢气燃烧后会产生水,于是他们改说氢气是燃素和水的化合物。

卡文迪许已经测出了这种气体的相对密度,接着又发现这种气体燃烧后的产物是水,无疑这种气体就是氢气了。卡文迪许的研究已经比较细致,他只需对外界宣布他发现了一种氢元素并给它起一个名称就行了,真理的大门正准备为他敞开,幸运之神也在向他招手。但是,卡文迪许受了虚假的“燃素说”的欺骗,坚持认为水是一种元素,不承认自己无意中发现了一种新元素,实在令人惋惜。

后来,法国化学家拉瓦锡听说了这件事,于是他重复了卡文迪许的实验,并用红热的枪筒分解了水蒸气,才明确提出正确的结论:水不是一种元素,而是氢和氧的化合物。从此纠正了两千多年来一直把水当做元素的错误概念。1787年,他正式提出“氢”是一种元素,因为氢燃烧后的产物是水,便用拉丁文把它命名为“水的生成者”。

知识点

亨利·卡文迪许简介

亨利·卡文迪许,英国化学家、物理学家。1731年10月10日生于法国尼斯。1742—1748年他在伦敦附近的海克纳学校读书。1749—1753年期间在剑桥彼得豪斯学院求学。在伦敦定居后,卡文迪许在他父亲的实验室中当助手,做了大量的电学、化学研究工作。他的实验研究持续达50年之久。1760年卡文迪许被选为伦敦皇家学会成员,1803年又被选为法国研究院的18名外籍会员之一。1810年3月10日,卡文迪许在伦敦逝世,终身未婚。

同类推荐
  • 给小学生讲世界地理(下)

    给小学生讲世界地理(下)

    从富有古老底蕴的亚洲,到深情浪漫的欧洲,从阳光灼热的非洲,到热情神秘的美洲,每翻开一页就展示一个精彩纷呈的世界。
  • 窦桂梅:影响孩子一生的主题阅读1

    窦桂梅:影响孩子一生的主题阅读1

    小学生要想提高阅读能力、拓展知识面、提高语文素养,只能从课堂之外大量而广泛地阅读精品。由此,本套丛书就根据一至六年级小学生的平均阅读水平,对选编作品进行了科学的分级,以主题阅读的方法串联选文,同时兼顾“家国情怀、社会参与、公共道德、学会学习、身心健康、国际视野”六大核心素养,并设置“主题导读”“阅读小助手”“乐读单”等版块,具有针对性的提升小读者的逻辑思维能力,加深阅读体验。
  • 生物知识知道点:亟待保护的珍稀植物

    生物知识知道点:亟待保护的珍稀植物

    自地球出现生物以来,经历了约30亿年漫长的进化过程,如今地球上大约有500~1000万种生物。物种灭绝本是生物发展中的一个自然现象,物种灭绝和物种形成的速率也是平衡的。但是,随着人类经济社会的迅猛发展,特别是自18世纪中叶的工业革命兴起以后,这种平衡遭到了破坏,物种灭绝的速度不断加快,其中仅高等植物每年大约灭绝200种左右。
  • 窦桂梅:影响孩子一生的主题阅读3

    窦桂梅:影响孩子一生的主题阅读3

    小学生要想提高阅读能力、拓展知识面、提高语文素养,只能从课堂之外大量而广泛地阅读精品。本册专门针对小学三年级的学生,精选沈石溪、龙应台、三毛、顾城、林徽因等众多中国作家的优秀作品,以及查理·金斯莱、比安基、安徒生、王尔德等世界大师的经典名篇。通过阅读这些杰出作品,让小读者们享有语文课本不曾带来的阅读乐趣,培养孩子们在阅读中对比、归纳、联系的阅读和思维方式,大大提升孩子们的阅读质量和阅读空间。
  • 青少年应知文学名著的故事(启迪青少年的语文故事集)

    青少年应知文学名著的故事(启迪青少年的语文故事集)

    本丛书重视语文的基础知识训练,选编了常用词语、好词好句、古文名句解读,谚语、歇后语集萃,还有语文趣味故事、语文之谜以及语文大家的故事等等,目的是使中小学生在快乐的阅读中逐步提高语文知识,增加文学素养,为将来走出社会自立人生打下坚实的基础。
热门推荐
  • 沧海遗民剩稿

    沧海遗民剩稿

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。汇聚授权电子版权。
  • 海贼之不祥暗影

    海贼之不祥暗影

    简介只有一句——再说一遍,你想成为什么王来着?(纯海贼世界,莫得系统,不会写简介,看十章内容决定去留,上一个简介纯属开玩笑。)【书友群667291204,或搜书名《海贼之不祥暗影》】
  • 春风沉醉的夜晚

    春风沉醉的夜晚

    阶层的鸿沟,像阴影般无处不在,深入骨髓。这是一个套中套的故事。“猎物”突然成了试探者,到底谁是猎物?谁是猎人?一我,夏秉秋,查丽丽。我们三个最后一次见面是在两年前,柏林自由大学的一次学术会议。当时我们的关系如下:我和夏秉秋同时被邀请参加会议,夏秉秋是德籍华人,常居柏林,而我从上海坐德航经法兰克福转道柏林。我们素不相识。至于查丽丽,她是我十八岁以后的闺蜜,这样的关系已经延续了差不多另一个十八年。那一阵她正好在德国修最后的MBA课程,有个短暂的假期,于是她决定来柏林和我见面。当然,与此同时,也见到了同样素昧平生的夏秉秋。
  • 经营心灵

    经营心灵

    刘广迎先生的新作《经营自己》是一本励志和智性的书。作者以优美流畅的文笔,创新了一种理论文章与文学完美结合的新散文体例。读其著作,不仅有理性上豁然开朗的通透,也会为他的文学之美、思辨之美所吸引和折服。全书分引言、经营心灵、经营事业、经营家庭、后记五部分,共15万字。本刊节选其引言、经营心灵两部分,并配发书评三篇,以飨读者。于丹火了,火得异乎寻常。用这样一种方式去宣讲《论语》竟让人名利双收,在此之前也许没有人会想到。
  • 城市上空的河岸村

    城市上空的河岸村

    建委的人刚离开河岸村,河岸村的村民就炸开锅了。河岸村之所以叫河岸村,几十年前有一条小河从村边流过。村里的老人曾给后人无数次说起那条河。老人讲那条河的时候,眼里放射出神往的光。罢了,免不了叹息说,唉,没了……而现在,那条消失的河流又奇迹般地回来了,在村民们的血脉里流淌,每个村民都成了一条沸腾的河。当然,一个个双眼发亮、呼吸急促的村民不光沸腾着,更在脚踏实地地算账。由于每家的地的亩数不同,算出的账便也不同。但相同的是,补偿的钱,他们这辈子没见过这么多,估计下辈子也不会见过这么多。虽然地没了,房子没了。
  • 收妖小娘子

    收妖小娘子

    普通大学生颜江黎因为话唠体质被嫌弃,雷雨天忙收被子而被雷劈了穿越过来,成功替自己同父异母的妹妹嫁进了传说中的鬼王府。结果这身体的主人藏着无数秘密,自己就想在这不受宠的王府里面混吃等死,结果那传说中比鬼还看不得王爷怎么对她宠爱有加呢?怎么自己总是出头呢
  • 生物知识

    生物知识

    为满足广大青少年的求知欲,作者在围绕中学生物教材有关知识点的基础上,以动物学和理科综合探索创新教育为核心,参考近年来国内外的有关文献、资料和报道,紧密联系当前生活、生产、科研和教改实际精心编著了此书。本书在内容上侧重于贯彻动物学的基本理论和应用,引导读者学习科学思想方法,使读者能够触类旁通,开拓思路,发展智力和能力。
  • 这样吃养身防大病

    这样吃养身防大病

    正确的饮食对身体健康至关重要。食材看似简单,却效用非凡,为了健康,也为了食物,是时候该认真了解食物了。病能从口入,病亦从口除,世界食材万千种,所含的营养各不同,所起作用亦不同《这样吃养身防大病》让你全角食物营养奥妙,“私人营养师”精心配制。
  • 追妻无门:女boss不好惹

    追妻无门:女boss不好惹

    青涩蜕变,如今她是能独当一面的女boss,爱了冷泽聿七年,也同样花了七年时间去忘记他。以为是陌路,他突然向他表白,扬言要娶她,她只当他是脑子抽风,他的殷勤她也全都无视。他帮她查她父母的死因,赶走身边情敌,解释当初拒绝她的告别,和故意对她冷漠都是无奈之举。突然爆出她父母的死居然和冷家有丝毫联系,还莫名跳出个公爵未婚夫,扬言要与她履行婚约。峰回路转,破镜还能重圆吗? PS:我又开新文了,每逢假期必书荒,新文《有你的世界遇到爱》,喜欢我的文的朋友可以来看看,这是重生类现言,对这个题材感兴趣的一定要收藏起来。
  • 凤斗(全集)

    凤斗(全集)

    我筹谋算计了天下,却独独忘了算上爱你的心。云钰和沐妍原本是好友,因一场意外,两人回到清朝。云钰在古代爱上了四阿哥胤禛,没想到好友沐妍也在古代爱上了八阿哥胤祀。云钰和沐妍商量着要让八阿哥放弃夺嫡,沐妍表面上答应了云钰的要求,内心却很愤恨,因此将自己知道的那段历史透露给了八阿哥……云钰深陷九龙夺嫡的漩涡,好友也背叛了她,她该如何保全自己?如何才能在这纷乱的历史中活下去?