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18世纪,法国化学家拉瓦锡进行了一个划时代的实验。他将已知体积的空气密封在曲颈瓶中,并在其中放入汞。然后用火加热汞,观察会发生什么变化。这个实验将彻底改变人们对空气本质的认识。
当汞被加热时,它与空气中的一部分发生了化学反应。汞与氧气结合,生成了红色的氧化汞固体。同时,拉瓦锡观察到一个重要现象:容器中剩余的空气体积减少了约五分之一。这个体积的减少表明,空气中有一部分参与了反应。
接下来,拉瓦锡将生成的红色氧化汞取出,放入另一个装置中进行加强热分解。当氧化汞受热时,它分解成汞和一种气体。拉瓦锡仔细收集了这种气体,并测量其体积。令人惊奇的是,这种气体的体积与之前在曲颈瓶中减少的空气体积大致相等。
拉瓦锡接下来测试了这两种气体的性质。他发现剩余的约五分之四的气体不支持燃烧,蜡烛在其中会熄灭,小动物在其中也无法存活。而从氧化汞分解得到的约五分之一的气体则完全不同,它能强烈支持燃烧,蜡烛在其中燃烧得更加明亮,动物在其中也能正常呼吸。拉瓦锡将前者称为氮气,后者称为生命空气,也就是我们现在所说的氧气。
基于这些实验结果,拉瓦锡得出了革命性的结论:空气不是一种单一的物质,而是由两种主要气体组成的混合物。其中约五分之一是能与汞反应、支持燃烧和呼吸的氧气,约五分之四是不与汞反应、不支持燃烧和呼吸的氮气。这一发现彻底推翻了当时流行的燃素说,为现代化学的发展奠定了坚实的基础。拉瓦锡因此被誉为现代化学之父。