| 揭开沉淀之谜 |
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物质不灭定律说的是,物质的形态虽然能够变化,但变化前后物质的总量是相等的,参与变化的物质既不会消失,也不会凭空产生。对于现代人来说,这已经是常识了。但在18世纪以前,人们可还没有认识到这一点。
物质不灭定律的发现者是“近代化学之父”——法国化学家拉瓦锡,他是个从小就善于独立思考问题的人。
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,炼金术士们对深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。
加热后的瓶底出现沉淀,这是生活中很常见的现象。乍一听来,炼金术士们的解释似乎也挺有道理的,于是,这种解释就成为公认的“理论”,一代代地流传下来。
没想到,这番“理论”流传到18世纪中叶时,却遇上了“克星”拉瓦锡。在做化学实验时,细心的拉瓦锡注意到了沉淀的现象。但他从不拘泥于现有的认识,盲目接受现在的“理论”。
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,并分别记下重量瓶和蒸馏水的重量。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,拉瓦锡开始对琧瓶连续加热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,拉瓦锡撤去了炎源,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。”
既然瓶子外面的“火”没有进入水中,那么,炼金术士们关于沉淀产生的荒谬理论也就不攻自破了。可是,瓶里的沉淀究竟是从哪儿“变”出来的呢?
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。”
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