从燃素说到氧化说ppt

1、一、一、“燃素学说燃素学说”产生背景与发展产生背景与发展二、二、“氧化学说氧化学说”产生背景与发展产生背景与发展三、三、“燃素学说燃素学说”与与“氧化学说氧化学说”比较比较四、我们从中获得的启发四、我们从中获得的启发古希腊的古希腊的“四元素说四元素说”：水、火、土、气：水、火、土、气赫拉克利特：赫拉克利特：“火为世界本原火为世界本原”中国的中国的“五行学说五行学说”在古人看来，火是一切事物中最积极、最在古人看来，火是一切事物中最积极、最活跃、最容易变化的东西活跃、最容易变化的东西1313世纪，随着欧洲工业的进步，对燃烧现象的解释越来世纪，随着欧洲工业的进步，对燃烧现象的解释越来越感兴趣。越感兴

2、趣。1515世纪，世纪，注意到：注意到：若没有新鲜空气不断补充，燃烧就无法持续。若没有新鲜空气不断补充，燃烧就无法持续。16071607年，年，听说有人在坩埚中煅烧金属听说有人在坩埚中煅烧金属锡后增重，他将之解释为锡后增重，他将之解释为“空气凝结在灰烬中空气凝结在灰烬中”。从波义耳和胡克开始，大量的研究集中于燃烧、煅烧和从波义耳和胡克开始，大量的研究集中于燃烧、煅烧和呼吸等相互联系的过程。呼吸等相互联系的过程。1660年，波义耳和胡克进行了真正的燃烧化学实验：年，波义耳和胡克进行了真正的燃烧化学实验：木炭、硫磺在抽尽空气的器皿中不能燃烧，但与硝石木炭、硫磺在抽尽空气的器皿中不能燃烧，但与硝石混

3、合后猛烈燃烧（黑火药）。混合后猛烈燃烧（黑火药）。结论：燃烧依赖于空气和硝石中的某种共同成分。结论：燃烧依赖于空气和硝石中的某种共同成分。1611年，波义耳在年，波义耳在怀疑派化学家怀疑派化学家中指出：中指出：火微粒可以穿透玻璃器皿与金属相结合生成新物质火微粒可以穿透玻璃器皿与金属相结合生成新物质（没有把两项实验现象联系起来）（没有把两项实验现象联系起来）1673年，波义耳仔细地做了多种金属的煅烧实验，甚年，波义耳仔细地做了多种金属的煅烧实验，甚至改用了封闭的曲颈甑，结果仍是增重。至改用了封闭的曲颈甑，结果仍是增重。得出公式：得出公式：金属金属+火微粒火微粒=金属煅灰金属煅灰波义耳的解释深受当

4、时流行的用微粒说和机械力解释一波义耳的解释深受当时流行的用微粒说和机械力解释一切现象的观念切现象的观念( (重力、浮力、电触力，光素、热素、电素重力、浮力、电触力，光素、热素、电素) )胡克胡克1665-16671665-1667年对蜡烛火焰作了研究，提出新见解：年对蜡烛火焰作了研究，提出新见解：可燃物在受热时，其中油质的可燃物在受热时，其中油质的“硫素硫素”变成稀薄的、蒸变成稀薄的、蒸气状或烟雾状的物质扩散出来，与空气接触发生溶解作气状或烟雾状的物质扩散出来，与空气接触发生溶解作用，同时产生大量溶解热，于是产生火焰。用，同时产生大量溶解热，于是产生火焰。空气之所以能成为空气之所以能成为“硫素

5、硫素”的良好溶剂，是因为其中包的良好溶剂，是因为其中包含一种固有的成分，这种成分在硝石中也存在。含一种固有的成分，这种成分在硝石中也存在。胡克未能通过实验得到这种空气和硝石中共有的成分。胡克未能通过实验得到这种空气和硝石中共有的成分。英国人英国人John Mayow1674John Mayow1674年做了精细的燃烧和呼吸实验：年做了精细的燃烧和呼吸实验：密闭容器中的蜡烛熄灭后，仍有大量空气，小鼠在剩下密闭容器中的蜡烛熄灭后，仍有大量空气，小鼠在剩下的空气中不能活。的空气中不能活。火药在水下也可以爆燃。火药在水下也可以爆燃。锑的煅灰与锑经过硝酸处理后的产物是同一物质。锑的煅灰与锑经过硝酸处理后

6、的产物是同一物质。于是得出结论：于是得出结论：空气中含有空气中含有“硝气精硝气精”，是燃烧和呼吸必须的，在这些，是燃烧和呼吸必须的，在这些过程中过程中“硝气精硝气精”被夺走。被夺走。可燃物中有可燃物中有“硫素粒子硫素粒子”，加热燃烧时散发出来，与，加热燃烧时散发出来，与“硝气精硝气精”粒子猛烈撞击而发热发光。粒子猛烈撞击而发热发光。呼吸相当于血液中的呼吸相当于血液中的“硫素硫素”缓和燃烧；硝气精存在于缓和燃烧；硝气精存在于硝石中，硝石转变为硝酸后，硝气精粒子转移到酸中；硝石中，硝石转变为硝酸后，硝气精粒子转移到酸中；硫磺燃烧后生成的硫酸是硫磺和硝气精粒子结合的产物。硫磺燃烧后生成的硫酸是硫磺和

7、硝气精粒子结合的产物。16671667年，德国化学家年，德国化学家BecherBecher对燃烧问题作了对燃烧问题作了比较系统的论述：比较系统的论述：构成万物的初始元素是空气、水和土质。构成万物的初始元素是空气、水和土质。土质分三种：土质分三种：“石土石土”（固定性）（固定性）“汞土汞土”（流动、挥发）（流动、挥发）“油土油土”（可燃）（可燃）物体燃烧时，物体燃烧时，“油土油土”被烧掉，剩下被烧掉，剩下“石土石土”和和“汞土汞土”。可煅烧变质的金属中也含有可煅烧变质的金属中也含有“油土油土”。17231723年年Stahl出版了出版了化学基础化学基础，在波义耳、胡，在波义耳、胡克等人实验的基础

8、上提出了一种解释燃烧现象的克等人实验的基础上提出了一种解释燃烧现象的完整、系统的学说完整、系统的学说燃素说燃素说施塔尔(G.E.Georg Ernst Stahl) (16591734)德意志化学家和名医。1659年10月22日生于安斯巴赫,1734年5月24日卒于柏林。他曾经是炼金术的崇拜者，但后来改为学医。可燃的要素是一种气态物质，存在于一切可燃物中，可可燃的要素是一种气态物质，存在于一切可燃物中，可称之为称之为“燃素燃素”。燃烧中燃素从可燃物中飞散出来，与空气结合，发光发燃烧中燃素从可燃物中飞散出来，与空气结合，发光发热（燃素是火的原质和要素，而不是火本身。热（燃素是火的原质和要素，而不

9、是火本身。燃烧后剩下的灰烬是去除燃素的物质：燃烧后剩下的灰烬是去除燃素的物质：金属金属- -燃素燃素= =金属煅灰金属煅灰燃烧需要空气是因为加热时燃素不能自动飞散，而必须燃烧需要空气是因为加热时燃素不能自动飞散，而必须借助空气来吸收，借助空气来吸收，“上等空气上等空气”会更强有力地吸收燃素。会更强有力地吸收燃素。用燃素说几乎可以解释当时一切相关的化学变化，因此用燃素说几乎可以解释当时一切相关的化学变化，因此在在1818世纪中叶已成为当时世纪中叶已成为当时StahlStahl及其支持者做了很多努力，但始终也未能得到纯及其支持者做了很多努力，但始终也未能得到纯净的燃素，因此对燃素的重量和形态无法进

10、行明确的说净的燃素，因此对燃素的重量和形态无法进行明确的说明。明。燃素说支持者辩解：燃素游离出来后便立即与空气燃素说支持者辩解：燃素游离出来后便立即与空气牢固地结合，很难再离析出来。只有植物才能吸收空气牢固地结合，很难再离析出来。只有植物才能吸收空气中的燃素，动物则通过摄取植物而摄取燃素。中的燃素，动物则通过摄取植物而摄取燃素。到到18世纪中叶，尽管燃素说仍然统治了整个化学界，但一直世纪中叶，尽管燃素说仍然统治了整个化学界，但一直有科学家对之质疑或明确持批判态度。有科学家对之质疑或明确持批判态度。早在早在1740年，俄国人罗蒙诺索夫在封闭玻璃甑中煅烧金属，年，俄国人罗蒙诺索夫在封闭玻璃甑中煅烧

11、金属，他认为反应产物增重是由于从瓶内空气中摄取了某些物质，他认为反应产物增重是由于从瓶内空气中摄取了某些物质，而不是燃素的逸去。由于俄国科学家当时远离西方科学的中而不是燃素的逸去。由于俄国科学家当时远离西方科学的中心，西方科学界没注意到他的论述。心，西方科学界没注意到他的论述。1755年，英国化学家年，英国化学家Black发现石灰石煅烧后重量减少，并发现石灰石煅烧后重量减少，并有气体产生，气体与石灰水作用生成的白色沉淀性质与石灰有气体产生，气体与石灰水作用生成的白色沉淀性质与石灰石一样。于是他认为这种气体是固定在石灰石中的，经煅烧石一样。于是他认为这种气体是固定在石灰石中的，经煅烧后逸出，将之

12、命名为后逸出，将之命名为“固定空气固定空气”。由于这个煅烧过程完全。由于这个煅烧过程完全不需要燃素参与，所以他强烈质疑燃素说。不需要燃素参与，所以他强烈质疑燃素说。1775年，法国化学家年，法国化学家Bayen发现对汞长时间加热后的产物再发现对汞长时间加热后的产物再加强热，重量会减少；而且并没有加入任何含燃素的物质，加强热，重量会减少；而且并没有加入任何含燃素的物质，它就转变成了汞，同时放出气体。它就转变成了汞，同时放出气体。随着科学的进步与发展，随着科学的进步与发展，施塔尔建立的施塔尔建立的“燃素学燃素学说说”漏洞百出，虽然漏洞百出，虽然“燃素学说燃素学说”支持者极力对支持者极力对其进行维护

13、与解释，但已经根本不能适应人们对其进行维护与解释，但已经根本不能适应人们对“燃烧现象燃烧现象”本质的认识，在前人基础之上，法本质的认识，在前人基础之上，法国科学家拉瓦锡成为第一个公开批判国科学家拉瓦锡成为第一个公开批判“燃素学说燃素学说”并创建了并创建了“氧化学说氧化学说”拉瓦锡（拉瓦锡（Antoine-Laurent de LavoisierAntoine-Laurent de Lavoisier，1743-17941743-1794）出生在一个富有的律师家庭。家出生在一个富有的律师家庭。家人要他当律师，但他本人却对自人要他当律师，但他本人却对自然科学更感兴趣。然科学更感兴趣。1761176

14、1年进入巴黎大学法学院学习，年进入巴黎大学法学院学习，获得律师资格。课余时间继续学获得律师资格。课余时间继续学习自然科学，从鲁埃尔那里接受习自然科学，从鲁埃尔那里接受了系统的化学教育和对燃素说的怀疑。了系统的化学教育和对燃素说的怀疑。17641764年至年至17671767年作为地理学家盖塔的助手，进行采集法年作为地理学家盖塔的助手，进行采集法国矿产、绘制法国地图的工作。国矿产、绘制法国地图的工作。17661766年获得法国皇家科学院组织的城市街道照明设计方年获得法国皇家科学院组织的城市街道照明设计方案竞赛金质奖。案竞赛金质奖。1775年移居阿森纳尔，用父亲和姨妈的遗产建造年移居阿森纳尔，用父

15、亲和姨妈的遗产建造了很好的实验室，进行了了很好的实验室，进行了15年的研究工作。年的研究工作。1789年法国大革命爆发，研究中断。年法国大革命爆发，研究中断。1792年，国民议会取消包税制。年，国民议会取消包税制。1793年下令逮捕年下令逮捕所有的包税官，拉瓦锡自首。所有的包税官，拉瓦锡自首。马拉诬陷拉瓦锡与敌人往来，犯有叛国罪。马拉诬陷拉瓦锡与敌人往来，犯有叛国罪。1794年年5月月8日被送上断头台。日被送上断头台。拉格朗日：拉格朗日：1777年年9月月5日，他向法国科学院提交了划时代的论文日，他向法国科学院提交了划时代的论文“燃烧概论燃烧概论”，正式建立了燃烧的氧化学说：，正式建立了燃烧的

16、氧化学说：1.1.燃烧时都有火质和光放出。燃烧时都有火质和光放出。2.2.物体只能在纯粹空气中燃烧。物体只能在纯粹空气中燃烧。3.3.燃烧时伴随有燃烧时伴随有“空气的离析空气的离析”，燃烧物质重量的增，燃烧物质重量的增加等于加等于“被离析的空气被离析的空气”（氧素）的重量。（氧素）的重量。4.4.易燃物质由于与使其重量增加的物质（氧素）相结易燃物质由于与使其重量增加的物质（氧素）相结合而变成酸。合而变成酸。5.“5.“纯粹空气纯粹空气”是热质和一个基（氧素）的化合物。是热质和一个基（氧素）的化合物。燃烧的物质在燃烧过程中吸收了这个基，因为燃烧物燃烧的物质在燃烧过程中吸收了这个基，因为燃烧物质吸

17、收这个基的能力远比热质强，于是把原来与基结质吸收这个基的能力远比热质强，于是把原来与基结合的热质释放出来，表现为光和热。合的热质释放出来，表现为光和热。“燃素学说燃素学说”的提出轰动一时，成功了解释了许多关于的提出轰动一时，成功了解释了许多关于燃烧的表观现象，因此迅速成为当时以及此后相当长燃烧的表观现象，因此迅速成为当时以及此后相当长的时间里的统治思想。的时间里的统治思想。后来随着科学探究的进一步深入，出现的问题越来越后来随着科学探究的进一步深入，出现的问题越来越难以用难以用“燃素学说燃素学说”解释，它的缺陷日益渐显出来，而解释，它的缺陷日益渐显出来，而“燃素叙说燃素叙说”支持者不愿意接受新的

18、思想，自欺欺人，支持者不愿意接受新的思想，自欺欺人，自圆其说，企图用错误的自圆其说，企图用错误的“燃素学说燃素学说”解释出现的问题解释出现的问题“氧化学说氧化学说”的建立是科学以及化学学科的一大进步，的建立是科学以及化学学科的一大进步，真正科学地解释了真正科学地解释了“燃烧现象的本质燃烧现象的本质”氧化学说氧化学说“虽然也有它的一些不足，不过相对于虽然也有它的一些不足，不过相对于“燃素燃素学说学说”，在思想已经有了很大的进步了，在思想已经有了很大的进步了有人说拉瓦锡建立有人说拉瓦锡建立“氧化学说氧化学说”，他自，他自身并没有什么太大的发现，只不过只身并没有什么太大的发现，只不过只是在重复别人的

19、实验基础之上总结得是在重复别人的实验基础之上总结得出，出，但是为什么只有拉但是为什么只有拉拉瓦锡特别注重定量研究，善于提出自洽的理论解释。拉瓦锡特别注重定量研究，善于提出自洽的理论解释。1772年，他进行了金刚石加热实验：年，他进行了金刚石加热实验：金刚石在用水密封的钟罩内加热，罩内空气减少，金刚金刚石在用水密封的钟罩内加热，罩内空气减少，金刚石重量也减少；用澄清石灰水检验密封用水，出现白色石重量也减少；用澄清石灰水检验密封用水，出现白色沉淀沉淀与木炭燃烧后的结果一样，产生了与木炭燃烧后的结果一样，产生了“固定空气固定空气”。还进行了在密闭曲颈甑中焙烧锡和铅的实验：还进行了在密闭曲颈甑中焙烧锡

20、和铅的实验：加热前后曲颈甑总重量没改变，断定不存在火微粒进入；加热前后曲颈甑总重量没改变，断定不存在火微粒进入；打开瓶口，感到有空气进入，再次称量，发现重量增加，打开瓶口，感到有空气进入，再次称量，发现重量增加，且增加的重量恰与金属变为煅灰后增加的重量相等，于且增加的重量恰与金属变为煅灰后增加的重量相等，于是猜测煅灰是金属与空气的化合物。是猜测煅灰是金属与空气的化合物。他尝试从煅灰中分解出空气来，但没有成功。他尝试从煅灰中分解出空气来，但没有成功。1774年，据说拉瓦锡从普利斯特列和舍勒那里年，据说拉瓦锡从普利斯特列和舍勒那里得知可以从铅丹等煅灰中得到得知可以从铅丹等煅灰中得到“脱燃素空气脱燃素空气”。他做了加热汞灰的实验，得到了助燃能力极强、他做了加热汞灰的实验，得到了助燃能力极强、且能维持呼吸的空气，他称之为且能维持呼吸的空气，他称之为“纯粹空气纯粹空气”。他又把汞灰与木炭一起焙烧，得到了他又把汞灰与木炭一起焙烧，得到了“固定空固定空气气”。于是得出结论：于是得出结论：“固定空气固定