氧气和氢气的发明者是谁(氢气和氧气发生爆炸的原因)

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谁发现了氢气?

在18世纪,曾经有不少人做过制取氢气的实验,所以实际上很难说是谁发现了氢,即使公认对氢的发现和研究有过很大贡献的卡文迪许本人也认为氢的发现不只是他的功劳。

英国化学家卡文迪许早在16世纪,瑞士著名医生帕拉塞斯说:“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。然而他是一位著名的医生,当时病人很多,他根本没有时间去做进一步的研究。就这样,一个世纪过去了,无独有偶,比利时著名的医疗化学派学者海尔蒙特发现了氢气。那时人们的智慧被当时的错误理念所蒙蔽,都认为无论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。

酷爱化学实验的英国化学家卡文迪许是最先把氢气收集起来并进行研究的人。在一次实验中,他一不小心把一个铁片掉进了盐酸中,当他正在为自己的粗心而懊恼时,却发现盐酸溶液中产生很多气泡,这个现象一下子吸引了他。他陷入沉思: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?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),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与浓度没有关系。

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,和动物的呼吸,如果把它和空气混合在一起,一遇到火星就会爆炸。卡文迪许是一位非常认真的化学家,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,但不发生爆炸。

法国化学家拉瓦锡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,他在报告中讲述了他用铁、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发生爆炸;氢气与氧气化合生成水,从而认识到这是一种不同于其他已知气体的气体。但是,由于他非常相信燃素说,按照他的理解:这种气体燃烧起来这么猛烈,一定富含燃素;硫黄燃烧后成为硫酸,那么硫酸中是没有燃素的;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,而不是来自酸中。他设想金属在酸中溶解时,“它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。

燃素被当时多数倍奉烯素学说的学者认为是有“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,这种现象当时曾被一些燃素学说的信奉者们用来作为他们“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。

下面是他检验氢气重量所做的实验: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。然后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,这些固执已见的化学家仍,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,接着又发现水是这样气体燃烧后的产物。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,但由于受了虚假的“燃素说”的欺骗,卡文迪许固执地认为水是一种元素,不承认自己无意中发现了一种新元素,实在是可惜。

后来,法国化学家拉瓦锡听到了这件事,他重复了卡文迪许的实验,并用红热的枪筒分解了水蒸气,才提出正确的结论:水不是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作元素的错误理念。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”。

谁把氢气和氧气放在一起,爆炸了,成了水。

1776年,法国化学家马柯将氢气点燃,并在火焰上放一个小瓷盘,他得到了小水珠,1781年,普里斯特里使用氢气与空气鸣爆也确认有水生成。

哪位科学家用电解水发现了氧气和氢气

最早于1789年,杨-鲁道夫-德曼和阿德里安-派斯-范-特鲁斯维克通过静电装置发电利用金电极把莱顿瓶中的水电解成气体。1800年, 亚历山德罗-伏特发明了伏打电池,并于数周后,被威廉-尼克森和安东尼-卡莱尔用于电解水。1869年格拉姆发明直流发电机后,电解水逐渐引人关注成为一种廉价制氢的方法。

最早制得氧气的是谁?

答案是拉瓦锡!自施塔尔于1703年系统地提出燃素说之后,化学界在很长一段时间内为之统治,并无一人怀疑此学说的真伪。这样,燃素说大一统的局面维持了近百年之久,然而17世纪中叶之后,科学家陆续发现了一些新气体,同时发现了一些学术上的新问题,这些问题如果用燃素说来解释则不同程度上有附合之嫌。从此,燃素说的弊端渐渐暴露出来。

首先,布拉克在1775年的实验中,发现了碳酸气体并且首先应用一定量的方法对其进行研究。布拉克把石灰石煅烧前后分别称了重量,发现石灰石在煅烧后重量减轻了44%,他断定这是因为有气体从中放出的缘故。布拉克又发现石灰石与酸作用放出一种气体,用石灰来吸收这种气体,发现其重量与煅烧时放出的相等,并且该气体与石灰水作用生成了性质与石灰石相同的沉淀物。布拉克称这种气体为“固定空气”。在以后的实验中,布拉克弄清了镁石与镁土的区别,即镁石中含有“固定空气”,失之则成为镁土。布拉克的发现与燃素而成为石灰,这与布拉克在实验中发现的燃烧失重并转变成石灰,以及苏打转变为苛性碱,都是由于失去酸性的“固定空气”所引起的,而与吸收不吸收燃素毫无关系,断然否定了燃素说。

如果说布拉克发现碳酸气是对燃素说的一次有力的批判,氢和氮的发现则更进一步动摇了燃素说的基础。

在化学史上,很难说究竟是认第一个发现了氢气,但第一个收集并研究其性质的化学家凯文迪什。他在实验中用铁和锌等金属作用于盐酸及稀硫酸制得了氢气,并用排水法收集了这种气体。在研究中,凯文迪什发现了定量的某种金属和足量的各种酸作用,所产生的氢气的数量总是固定的,与所用酸的种类及酸的浓度并无关系,并发现氢气是与空气混合后点燃会发生爆炸,这与其他空气不一样。

但是,凯文迪什是燃素说的忠实信徒,他用燃素说的观点对氢的生成及其性质进行解释。凯文迪什认为金属中含有燃素,金属在酸中溶解的时候,它们的所含的燃素便释放了出来,并形成了这种“易燃空气”。他甚至说氢气就是燃素,并说把氢气充到气球中,气球会徐徐上升的现象恰恰证明了燃素有负重量。当时许多燃素说的信徒们都为凯文迪什的说法呐喊助威,但是当凯文迪什自己弄清了浮力的问题后,通过精确研究证明氢气是有重量的,只是它比空气轻的多。为此,凯文迪什和其他的信徒们又说,氢并非纯粹的燃素,而是燃素和水的化合物。其牵强附会的可见一斑,氢的发现以及有关它的争论又一次动摇了燃素说。

1772年,布拉克的学生卢瑟福在实验中发现了氢气,发现这种气体不能维持动物生命并能灭火的性质。同年,普利斯特里也发现了氮气。但是,卢瑟福和普利斯特里都是燃素说的虔诚信徒,他们虽然而对着诸多难以理解的实验现象,却不去思考其真正原因,而是很轻率地套用了燃素说的观点。他们认为氮气是一种“被燃素饱合了的空气”,因此失去了助燃的能力。显然,他们也不承认氮是空气中的成分之一,用以顽固地维护燃素说。

如果说碳酸气、氢气和氮气的发现是推翻燃素说的导火索,那么,氧的发现则是这一事件的火药。然而,这一火药在最初发现氧的舍勒和普利斯特里的手中却迟迟未能引爆,直到拉瓦锡对氧进行了深入的研究之后才摧毁了燃素说的老巢。这是什么原因呢?这不能说是陈旧观念的一种垂死挣扎,同时也由于舍勒和普利斯特里两人在研究工作中无法摆脱顽固的旧观念也未能更全面地进行研究的结果。

1774年前后,舍勒和普利斯特里分别先后独立地发现并制得了氧气,然而由于两人都是燃素说的信徒,受之困扰,对氧气能使火燃烧的更好的现象,他们都用了燃素说的解释。舍勒称氧气为“火气”,他仍认为燃烧是空气中的这种火气成分与燃烧体中燃素结合的过程,火是火气与燃素生成的化合物。普利斯特里则认为,空气乃是单一的气体,助燃能力之所以不同仅因为燃素含量的不同。他认为氧是一种“脱燃素空气”,故而吸收燃素的能力很强,助燃能力也就格外大。

正如恩格斯所说,舍勒和普利斯里“从歪曲的、片面的、错误的前提出发,循着错误的、弯曲的、不可靠的途径前进,往往当真理碰到鼻尖上的时候还是没有得到真理。”这种本来可以推翻全部燃素说的观点并使化学发生革命的元素,在他们手中没能结出果实。

1756年,俄国科学家蒙诺索夫曾在密闭的玻璃器内煅烧金属,发现金属燃烧后重量增加,他认为这是由于金属在煅烧时吸了空气的缘故。1774年,法国人贝岩曾发表过一篇讨论氧化汞的论文,他认为水银被煅烧后,不但没有失去燃素,而且和空气化合,增加了重量地。但是,他们的研究是不全面的,也不是定量的,更没有认识到氧是一种新元素,从而对其性质进行透彻的研究。

对燃烧现象作全面的研究,令人信服地彻底推翻燃素说并建立科学燃烧学说这一历史辊由拉瓦锡完成的。

氧气发现后不久,法国化学家拉瓦锡了解到普利斯特里制得氧的方法,在此之前,拉瓦锡已做过了煅烧金属的实验,他在工作中非常注重量的研究。1774年,他用锡和铅做了著名的金属煅烧实验,他首先将实验用的铅和锡进行精确称量,将它们放入曲劲瓶中,将瓶封闭后再准确称量铅、锡与瓶的总重量。准备就绪后,进行加热,直到铅、锡变为灰烬。再称量总重,与试验前一样。之后,当他把瓶子打开时发现空气冲了进去,这时再对瓶及煅灰进行称量,发现总生日重量增加了,另外,他发现金属在煅烧后重量也增加了,所增重量恰恰是等于空气冲进瓶后总增量。因此,拉瓦锡断定,金属所增加的重量,既不是来自水中,也不是来自瓶外任何物质,只能是金属结合了瓶中部分空气的结果。在这种鲜明的事实面前,拉瓦锡对燃素说产生了极大的怀疑。

金属的煅灰会不会是金属和空气的化合物?这了验证这一点,拉瓦锡又用煅灰做了许多实验。他发现,把铅煅灰与焦炭一起加热时有大量“固定空气”释放出来,与此同时,煅灰还原成金属铅。这些“固定空气”是从哪里来的呢?他感到这绝不仅仅是从焦炭里吸取一点燃素那样简单了。联系到焦炭在空气中燃烧也生成“固定空气”的事实,拉瓦锡更加确信煅灰是金属和空气相结合的产物,而煅灰在用焦炭还原时所放出来的“固定空气”,一定是从煅灰中释放出来的空气与焦炭相结合的结果。要进一步证实这个结论,最最有说服力的当然是设法从金属煅灰中直接分解出来空气,然而实验却未能成功。

恰在这时,普利斯特里会见了拉瓦锡,告诉了拉瓦锡制得氧气的方法。拉瓦锡重复了普得斯特里垢实验,果然从汞煅灰中分解出了比普通空气更加助燃、助呼吸的气体,拉瓦锡于1777年将这种气体正式命名为Oxygene(氧)。意为“成酸元素”。上述实验有力地证明了拉瓦锡否定燃素说的结论,说明可燃物质的燃烧或金属变为煅灰并不是分解反应,而是与氧化合的反应,用化学式表示为:

金属+氧=煅灰

而绝非燃素说的所谓

金属-燃素=煅灰

此后,拉瓦锡又对金属的氧化与还原的反应进行了很精确的定量研究,证明了化学反应中质量不灭的定律。同时,他又做了大量的燃烧实验,对种种物质燃烧后的产物进行了一一试验研究。在几年的积累、归纳总结之后,拉瓦锡于1777年提出了科学的燃烧学说-氧化学说。此后不久,水的合成和分解试验取得成功,氧化学说也随之为举世公认了。

谁是制得氢气的第一人?

1774年的一天,普里斯特利把氧化汞放在玻璃皿中,用聚光镜加热,发现它很快就分解出气体来。他原以为放出的是空气,于是利用集气法收集产生的气体,并对这种未知的气体进行研究,发现该气体能使蜡烛燃烧更旺,呼吸它能让人感到十分轻松舒畅。这实际上就是氧气,普里斯特利制得了氧气,这可是有史以来第一人!他还用实验证明了氧气有助燃和助呼吸的性质。

氢气是谁发现的??

在化学史上,人们把氢元素的发现与“发现和证明了水是氢和氯的化合物而非元素”这两项重大成就,主要归功于英国化学家和物理学家卡文迪许(Cavendish,H.1731-1810)。

18世纪的英国化学家卡文迪许

卡文迪许是一位百万富翁,但他生活十分朴素,用自己的钱在家里建立了一座规模相当大的实验室,一生从事于科学研究。曾有科学史家说:卡文迪许“是具有学问的人中最富的,也是富人当中最有学问的。”他观察事物敏锐,精于实验设计,所做实验的结果都相当准确,而且研究范围很广泛,对于许多化学、力学和电学问题以及地球平均密度等问题的研究,都作出了重要发现。但他笃信燃素说,这使他在化学研究工作中走过一些弯路。他在五十年中只发表过18篇论文,除了一篇是理论性的外,其余全是实验性和观察性的。在他逝世以后,人们才发现他写了大量很有价值的论文稿,没有公开发表。他的这些文稿是科学研究的宝贵文献,后来分别由物理学家麦克斯韦和化学家索普整理出版。

在化学史上,有一个与这些论文稿有关的有趣的故事。卡文迪许1785年做过一个实验,他将电火花通过寻常空气和氧气的混合体,想把其中的氮全部氧化掉,产生的二氧化氮用苛性钾吸收。实验做了三个星期,最后残留下一小气泡不能被氧化。他的实验记录保存在留下的文稿中,后面写道:“空气中的浊气不是单一的物质(氮气),还有一种不与脱燃素空气(氧)化合的浊气,总量不超过全部空气的1/12.一百多年后,1892年,英国剑桥大学的物理学家瑞利(Ragleigh,L.1842-1919)测定氮的密度时,发现从空气得来的氮比从氨氧化分解产生的氮每升重0.0064克,百思不得其解。化学家莱姆塞(Ramsay,W.1852-1916)认为来自空气的氮气里面能含有一种较重的未知气体。这时,化学教授杜瓦(Dewar,J.1842-1923)向他们提到剑桥大学的老前辈卡文迪许的上述实验和小气泡之迷。他们立即把卡文迪许的科学资料借来阅读,瑞利重复了卡文迪许当年的实验,很快得到了小气泡。莱姆塞设计了一个新的实验,除去空气中的水汽、碳酸气、氧和氮后,也得到了这种气体,密度比氮气大,用分光镜检查后,肯定这是一种新的元素,取名氩。这样,卡文迪许当年的工作在1894年元素氩的发现中起了重要作用。从这个故事可看出卡文迪许严谨的科研作风和他对化学的重大贡献。1871年,剑桥大学建立了一座物理实验室,以卡文迪许的名字命名,这就是著名的卡文迪许实验室,它在几十年内,一直是世界现代物理学的一个重要研究中心。

氢的发现和氢的性质的研究

在18世纪末以前,曾经有不少人做过制取氢气的实验,所以实际上很难说是谁发现了氢,即使公认对氢的发现和研究有过很大贡献的卡文迪许本人也认为氢的发现不只是他的功劳。早在16世纪,瑞士著名医生帕拉塞斯就描述过铁屑与酸接触时有一种气体产生;17世纪时,比利时著名的医疗化学派学者海尔蒙特(van Helmont,J.B.1579-1644)曾偶然接触过这种气体,但没有把它离析、收集起来。

波义耳虽偶然收集过这种气体,但并未进行研究。他们只知道它可燃,此外就很少了解。1700年,法国药剂师勒梅里(Lemery,N.1645-1715)在巴黎科学院的《报告》上也提到过它。最早把氢气收集起来,并对它的性质仔细加以研究的是卡文迪许。

1766年卡文迪许向英国皇家学会提交了一篇研究报告《人造空气实验》,讲了他用铁、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。他发现一定量的某种金属分别与足量的各种酸作用,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发生爆炸;又发现氢气与氧气化合生成水,从而认识到这种气体和其它已知的各种气体都不同。但是,由于他是燃素说的虔诚信徒,按照他的理解:这种气体燃烧起来这么猛烈,一定富含燃素;硫磺燃烧后成为硫酸,那么硫酸中是没有燃素的;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,而不是来自酸中。他设想金属在酸中溶解时,“它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,这种推测很快就得以当时的一些杰出化学家舍勒、基尔万(Kirwan,R.1735-1812)等的赞同。由于把氢气充到膀胱气球中,气球便会徐徐上升,这种现象当时曾被一些燃素学说的信奉者们用来作为他们“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。他是这样做实验的:先把金属和装有酸的烧瓶称重,然后将金属投入酸中,用排水集气法收集氢气并测体积,再称量反应后烧瓶及内装物的总量。这样他确定了氢气的比重只是空气的9%.但这些化学家仍不肯轻易放弃旧说,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。

水的合成否定了水是元素的错误观念在古希腊:恩培多克勒提出,宇宙间只存在火、气、水、土四种元素,它们组成万物。从那时起直到18世纪70年代,人们一直认为水是一种元素。1781年,普利斯特里将氢气和空气放在闭口玻璃瓶中,用电火花引爆,发现瓶的内壁有露珠出现。同年卡文迪许也用不同比例的氢气与空气的混合物反复进行这项实验,确认这种露滴是纯净的水,表明氢是水的一种成分。这时氧气业已发现,卡文迪许又用纯氧代替空气进行试验,不仅证明氢和氧化合成水,而且确认大约2份体积的氢与1份体积的氧恰好化合成水(发表于1784年)。这些实验结果本已毫无疑义地证明了水是氢和氧的化合物,而不是一种元素,但卡文迪许却和普利斯特里一样,仍坚持认为水是一种元素,氧是失去燃素的水,氢则是含有过多燃素的水。他用下式表示“易燃空气”(氢)的燃烧:

(水+燃素)+ (水-燃素)—→水

易燃空气(氢) 失燃素空气(氧)

1782年,拉瓦锡重复了他们的实验,并用红热的枪筒分解了水蒸汽,才明确提出正确的结论:水不是元素而是氢和氧的化合物,纠正了两千多年来把水当做元素的错误概念。1787年,他把过去称作“易燃空气”的这种气体命名为“H-ydrogne”(氢),意思是“产生水的”,并确认它是一种元素。

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