勇敢的科學(xué)家蓋.呂薩克

1、.英勇的科學(xué)家蓋.呂薩克約瑟夫·路易斯·蓋·呂薩克是法國(guó)著名的化學(xué)家與物理學(xué)家。他1778年12月6日出生在法國(guó)利摩日地區(qū)的圣·雷奧納爾鎮(zhèn)。蓋·呂薩克的父親是當(dāng)?shù)氐囊幻麢z察官，他們的家境在當(dāng)?shù)厥潜容^富裕的。但是，在蓋·呂薩克11歲那年，法國(guó)爆發(fā)了1739年資產(chǎn)階級(jí)大革命。不久，革命的浪潮沖擊了這個(gè)家庭。1793年，其父困涉嫌而被捕。家庭的社會(huì)地位和經(jīng)濟(jì)生活發(fā)生了重大變化。蓋·呂薩克在本地只受過(guò)初等教育，以后就到了巴黎。1797年，他進(jìn)入巴黎工業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)。他之所以選擇這所學(xué)校，一是因?yàn)樵撔W(xué)生一律享受助學(xué)金，可以減輕家庭的負(fù)擔(dān)

2、，二是該校學(xué)術(shù)程度較高，有不少著名的專(zhuān)家學(xué)者都在這里任教。像貝托雷這樣的著名化學(xué)家，就在這里講授有機(jī)化學(xué)課程。蓋·呂薩克由于勤奮好學(xué)，熱愛(ài)化學(xué)專(zhuān)業(yè)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，深得貝托雷等一些教授的賞識(shí)。1300年他畢業(yè)了，貝托雷留他給自己作助手。通過(guò)日常工作的接觸，老教授發(fā)現(xiàn)這個(gè)學(xué)生思維敏捷，實(shí)驗(yàn)技巧很高，他堅(jiān)信自己發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有培養(yǎng)前途的好苗子。于是，他放心地把自己的實(shí)驗(yàn)室交給了年輕的蓋·呂薩克，讓這個(gè)青年協(xié)助自己進(jìn)展科學(xué)研究工作。蓋·呂薩克非常重視科學(xué)觀察和實(shí)驗(yàn)。他總是認(rèn)真地把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及時(shí)地一一記錄下來(lái)，每當(dāng)坐下來(lái)的時(shí)候，他就全神貫注地研究起那些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)認(rèn)真

3、的反復(fù)考慮，慎重地得出自己的給論。他尊重事實(shí)而不迷信權(quán)威。因此，他可以洞察人們所不知的奧秘。發(fā)現(xiàn)科學(xué)真理。當(dāng)時(shí)，貝托雷正在同化學(xué)家普魯斯特圍繞著定比定律進(jìn)展一場(chǎng)劇烈的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論。貝托雷讓蓋。呂薩克以實(shí)驗(yàn)事實(shí)來(lái)證明自己的觀點(diǎn)，給對(duì)方以駁斥。然而，蓋·呂薩克經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，所記錄到的事實(shí)都證明其導(dǎo)師的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。他毫不猶豫地將這個(gè)結(jié)果如實(shí)地匯報(bào)給老師。貝托雷看完他的實(shí)驗(yàn)記錄之后，不禁露出了微笑。他對(duì)蓋·呂薩克說(shuō)：“我為您而感到自豪。象您這樣有才能的人，沒(méi)有理由讓您當(dāng)助手，哪怕是給最偉大的科學(xué)家當(dāng)助手。您的眼睛能發(fā)現(xiàn)真理，能洞察人們所不知的奧秘，而這一點(diǎn)卻不是每一個(gè)人都能作到的。

4、您應(yīng)該獨(dú)立地進(jìn)展工作。從今天起，您可以進(jìn)展您認(rèn)為必要的任何實(shí)階蓋·呂薩克在化學(xué)上的奉獻(xiàn)，首先在氣體化學(xué)方面，他發(fā)現(xiàn)了氣體化合體積定律。他的工作始于對(duì)空氣組成的研究。他為了考察不同高度的空氣組成是否一樣，冒險(xiǎn)乘坐氣球升入高空進(jìn)展觀察與實(shí)驗(yàn)。1804年8月2日，天氣晴朗，萬(wàn)里無(wú)云，炎熱的天氣，不見(jiàn)一絲微風(fēng)。他和自己的好友、法國(guó)化學(xué)家比奧用浸有樹(shù)脂的密織綢布做成一個(gè)宏大的氣球，里面充進(jìn)氫氣。膨脹的氣球在陽(yáng)光下閃閃發(fā)光，蓋。呂薩克與比奧坐進(jìn)了氣球下面懸掛的圓形吊籃里。氣球徐徐上升，他們揮手同歡呼的送行者們辭別。貝托雷教授親臨現(xiàn)場(chǎng)，隨著大家呼喊著：“一路平安。他們?cè)诰徛仙臍馇虻趸@里，忙著進(jìn)

5、展空氣樣品的采集，不斷測(cè)量著地磁強(qiáng)度。緊張的工作使他們顧不上由于高空反響帶來(lái)的頭昏、耳痛等身體的不適。凍得渾身發(fā)抖，仍頑強(qiáng)地堅(jiān)持這次考察活動(dòng)，終于獲得了大量第一手資料。但是，蓋·呂薩克對(duì)首次探險(xiǎn)的收獲并不滿(mǎn)足。一個(gè)半月以后，他單身進(jìn)展了第二次升空探究。為了減輕負(fù)荷，進(jìn)步升空高度，他盡量輕裝。當(dāng)氣球升至7016米時(shí)，他決然把椅子等隨身物件扔了下來(lái)，使氣球繼續(xù)上升。正在田間勞作的人們看到天上紛紛落下許多東西，都不清楚終究發(fā)生了什么事。而蓋·呂薩克卻創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)世界上乘氣球升空的最高記錄。兩次探測(cè)的結(jié)果說(shuō)明，在所到的高空領(lǐng)域，地磁強(qiáng)度是恒定不變的；所采集的空氣樣品，經(jīng)分析證明，空氣

6、的成分根本上一樣，但在不同高度的空氣中，含氧的比例是不一樣的。在氣體的實(shí)驗(yàn)中，蓋·呂薩克發(fā)現(xiàn)，氧與氫化合時(shí)，氧氣的體積差不多，總是氫氣體積的一半。于是，他想到這簡(jiǎn)單的體積關(guān)系，可能同物質(zhì)的原子構(gòu)造有關(guān)。據(jù)此，他進(jìn)而想到，其它氣體在化合反響中可能都具有類(lèi)似情況。但當(dāng)時(shí)由于他的導(dǎo)師布里松教授的逝世，他不得不暫時(shí)中斷了實(shí)驗(yàn)工作，返回巴黎。1806年，在法國(guó)科學(xué)院的慶賀大會(huì)上，蓋·呂薩克中選為該院正式院士。其后，他繼續(xù)自己對(duì)氣體化學(xué)反響的研究。他往容器里充滿(mǎn)等體積的氮和氧，然后讓混和物通過(guò)電火花。于是就產(chǎn)生了新的氣體一氧化氮。他發(fā)現(xiàn)：一體積的氧和一體積的氮，經(jīng)化合得到了兩體積的一氧

7、化氮。進(jìn)一步研究許多不同氣體間的化學(xué)反響，使他注意到，在所有參加反響的氣體體積和反響后生成的氣體體積之間，總是存在著簡(jiǎn)單的比例關(guān)系。由此發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重要的根本化學(xué)定律氣體化合體積定律，這個(gè)定律的發(fā)現(xiàn)，本來(lái)是從氣體化學(xué)反響的角度，對(duì)道爾頓的原子論做了有力的證明，受到了化學(xué)界不少專(zhuān)家的重視。但唯獨(dú)道爾頓本人難以理解和承受這一成果。他認(rèn)為這會(huì)導(dǎo)致原子的破裂，從而違犯他關(guān)于原子不可分割的根本思想。于是一場(chǎng)曠日持久的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論開(kāi)場(chǎng)了。雖然，1811年意大利化學(xué)家阿佛加德羅提出的分子概念，有助于統(tǒng)一這一矛盾，然而化學(xué)家們普遍受著形而上學(xué)思維方式的支配， 致使分子論的觀點(diǎn)被冷落了近半個(gè)世紀(jì)。直到1860年分子論

8、被普遍承受后，隨著這場(chǎng)爭(zhēng)論的平息，蓋·呂薩克的氣體化合體積定律，才得到了理論上的正確解創(chuàng)造制備堿金屬的新方法，是蓋·呂薩克在無(wú)機(jī)化學(xué)中的又一奉獻(xiàn)。當(dāng)蓋·呂薩克埋頭于氣體化學(xué)研究之際，英國(guó)化學(xué)家戴維以電解法制得了金屬鉀和鈉，而震動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界。堿金屬鉀和鈉像石蠟一樣柔軟，輕得能漂浮于水面之上，在常溫下能與水發(fā)生劇烈反響，產(chǎn)生火焰。消息傳到巴黎，拿破侖就命令蓋·呂薩克及其密友泰納，用電解法制取金屬鉀和鈉，提供給他們電力很強(qiáng)的電池。工作開(kāi)場(chǎng)后，他倆發(fā)現(xiàn)，以電解法制得的新金屬量很少。有沒(méi)有別的簡(jiǎn)便方法呢？他們就此轉(zhuǎn)入了新制備方法的探究工作。他們拋開(kāi)了電池，而把鐵

9、屑分別同苛性鉀KOH和苛性鈉NaOH混合起來(lái)，放在一個(gè)密封的彎曲玻璃管內(nèi)加熱。結(jié)果，在高溫下熔化的苛性堿與紅熱的鐵屑起化學(xué)反響，生成了金屬鉀和鈉。這種方法既簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)，而且可以制出大量的鉀和鈉。然而，這種方法卻有較大的危險(xiǎn)性。在實(shí)驗(yàn)中曾幾次發(fā)生爆炸事故，差點(diǎn)奪去了這兩位科學(xué)家的生命，蓋·呂薩克曾被炸傷，臥床40多天。但他們還是堅(jiān)持用新方法制得的鉀和鈉進(jìn)展實(shí)驗(yàn)，研究它們的各種性質(zhì)與實(shí)際用處。他們測(cè)得鉀的比重為0874 現(xiàn)代值：0時(shí)為0859，比戴維測(cè)的0，6左右更準(zhǔn)確。他們的工作立即受到戴維本人的贊賞，新方法也很快被推廣。硼元素的發(fā)現(xiàn)，是蓋·呂薩克研究金屬鉀的用處時(shí)派生出來(lái)的

10、另一成果。19世紀(jì)初，硼酸的化學(xué)成分還是一個(gè)謎。1808年6月，蓋·呂薩克和泰納宣布，他們?cè)砚涀鳛樵噭┤シ纸馀鹚幔瑢?shí)驗(yàn)中，當(dāng)把鉀作用于熔化的硼酸時(shí)，得到了一種橄欖灰色的新物質(zhì)。經(jīng)過(guò)了5個(gè)月的深化研究后，他們肯定了這是一種新的單質(zhì)，取名為硼bore。還提出了發(fā)現(xiàn)新元素的專(zhuān)利申請(qǐng)。同年l1月30日，他們?cè)?理化年報(bào)?上撰文，豪邁地聲稱(chēng)：“硼酸的組成如何，如今已不成問(wèn)題了。實(shí)際上，我們已經(jīng)可以把硼酸隨意地進(jìn)展分解或重新合成了。1809年，蓋·呂薩克與泰納開(kāi)場(chǎng)研究鹵族元素。氯是1774年由瑞典化學(xué)家舍勒最早發(fā)現(xiàn)的。但當(dāng)時(shí)誤認(rèn)為這種黃綠色的氣體是化合物，1785年貝托雷那么把它視為

11、鹽酸與氧的化合物，稱(chēng)之為“氧化鹽酸。1809年2月，蓋·呂薩克根據(jù)他們反復(fù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，在阿爾庫(kù)伊學(xué)會(huì)的會(huì)議上，大膽地提出，氧化鹽酸是單質(zhì)，不是化合物。這一見(jiàn)解引起了戴維的高度重視。1810年l1月，他在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)宣讀論文時(shí)，正式提出“氧化鹽酸是一種元素，命名為氯。碘是1811年由法國(guó)人庫(kù)特瓦首先發(fā)現(xiàn)的。他曾從海草灰中提取鉀鹽，但在制取過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一種未知的新物質(zhì)，這種物質(zhì)能腐蝕銅鍋和實(shí)驗(yàn)器皿，給鉀鹽消費(fèi)帶來(lái)很大困難。庫(kù)特瓦成功地別離出這種物質(zhì)，把它交給化學(xué)家克萊曼和德索爾姆進(jìn)展研究。但這兩位化學(xué)家沒(méi)有發(fā)表任何研究成果，就把這種新物質(zhì)交給了英國(guó)化學(xué)家戴維去研究。得知此事后，蓋

12、3;呂薩克非常著急，為了給自己的祖國(guó)爭(zhēng)得榮譽(yù)，他日以繼夜地工作著，要爭(zhēng)取時(shí)間先于戴維宣布這一新的科學(xué)成果。他成功了，幾天后他終于制得了這一新元素，并將它命名為碘，他還研究了碘的一些住質(zhì)，并證明在氫碘酸中無(wú)氧。不久，戴維關(guān)于碘的研究報(bào)告也發(fā)表了，但蓋。呂薩克為國(guó)爭(zhēng)光的宏愿已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。氟化物的研究，也曾是蓋·呂薩克同泰納合作的題目之一。吸入氟化氫蒸氣曾給他們的身體帶來(lái)過(guò)宏大痛苦，但這并沒(méi)有動(dòng)搖蓋·呂薩克獻(xiàn)身化學(xué)的決心。1809年，他們把氟化鈣與硼酸混和加熱；企圖制備純“氟酸，以研究其性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果卻意外地制成了一種所謂的氟酸氣。后來(lái)證明，這種氣體是硼的氟化物，即氟化硼B(yǎng)F3。同

13、年，他制成了無(wú)水氫氟酸HF。除了上述研究，蓋·呂薩克還討論了氰化物并首次制得了氰J1811年，他將氰化汞與濃鹽酸一起蒸餾，制成無(wú)水氫氰酸，創(chuàng)始了氫氰酸的組成、性質(zhì)的系統(tǒng)研究。同年，他加熱分解氰化汞，發(fā)現(xiàn)生成一種可燃?xì)怏w，經(jīng)研究確定其組分為碳、氮二元素，他命名該氣體為“氰。在從事科研和教學(xué)的同時(shí)，蓋·呂薩克還積極參加由貝托雷等化學(xué)家舉辦的學(xué)術(shù)會(huì)議，由此結(jié)識(shí)了很多著名的專(zhuān)家學(xué)者，拉普拉斯、洪堡德、泰納等人都是他的摯友與合作者。在學(xué)術(shù)交流中，他虛心請(qǐng)教于人，又不迷信古今的權(quán)威，擅長(zhǎng)獨(dú)立考慮。1809年，蓋·呂薩克被任命為工業(yè)學(xué)校的化學(xué)教授和索爾蓬納的物理學(xué)教授。他與泰納

14、合作，以充分的實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明鉀和鈉都是元素，糾正了認(rèn)為這兩種金屬都是氫的化合物的傳統(tǒng)觀念。又如，自拉瓦錫之后，形成一個(gè)傳統(tǒng)的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，認(rèn)為一切酸中都必含有氧。硫化氫具有酸性，因此硫磺也含有氧。蓋·呂薩克通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，硫、磷等物質(zhì)中都不含氧，它們是元素，不是化合物。同樣，氯化氫的水溶液是酸但不含氧。所以酸類(lèi)可分為含氧酸和無(wú)氧酸兩類(lèi)，并非所有的酸都含氧。蓋·呂薩克是近代的一位偉大化學(xué)家，同時(shí)還是一位多才多藝的人。他的科學(xué)生涯始于物理學(xué)。1805年與洪堡德合作，曾周游歐洲各地，詳細(xì)地考察過(guò)地磁的分布及其規(guī)律。1322年，他研究氣體的熱膨脹問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)了一條重要的定律：一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的條件下，溫度每升高或降低1，增加或減少的體積，等于它在0時(shí)體積的100/26666現(xiàn)今為1/273。這就是著名的蓋·呂薩克定律。1826年，他被選為彼得堡科學(xué)院的聲譽(yù)院土。他特別重視把科學(xué)理論成果轉(zhuǎn)化為消費(fèi)力。他對(duì)硫酸制造工藝的改進(jìn)，就是他對(duì)硫化物研究成果的重要應(yīng)用。19世紀(jì)初流行鉛室法制硫酸工藝，但氧化氮不能回收，造成嚴(yán)重污染。1827年，他建議在鉛室后面，安裝一個(gè)淋灑冷硫