後來,他又研究了氫,並且實驗證明氫這種氣體不僅能夠燃燒,而且拿2倍體積的空氣和它混合,放在火的近旁,立刻就會產生爆炸。一次,卡文迪什又用電火花來爆發氫與空氣的混合體時,偶然發現器具中凝集著許多小水點,嚴謹認真的卡文迪什並沒有放過實驗中的這一微小現象。他反複地進行研究和實驗,結果發現這些小水點是氫氧化合物,即氫二氧一(H2O)。卡文迪什在1781年發現了水的分子式後非常慎重,沒有匆忙發表,直到他死後才有人替他發表出來。水組成元素的發現,為化學史開辟了新紀元。
氫氣分子結構模型。
在他先前有個科學家叫柏利斯力,也做過同卡文迪什一樣的化學試驗,也曾偶然發現器具中凝集著許多小水珠。但他自以為是器具沒有擦幹所致,把這種現象忽略過去了,因此而失去了一次重大發現的機會。
氧氣的發現者——普裏斯特利
普裏斯特利(1733~1804)是英國化學家。普裏斯特利的重大貢獻是發現氧和其他氣體。1772年發現了二氧化氮;1773年發現氨;1774年發現二氧化硫。1774年他利用一個大凸透鏡,把陽光聚焦起來,加熱氧化汞,用排水集氣法收集產生的氣體,並研究了這種氣體的性質。他發現蠟燭在這種氣體中以極強的火焰燃燒;老鼠在瓶中存活時間為相同容積的普通空氣的兩倍。他並用玻璃吸管從放滿這種氣體的大瓶裏吸取它,感到十分輕鬆舒暢。普裏斯特利是第一位詳細敘述了氧氣的各種性質的科學家。
由於普裏斯特利是燃素說的信徒,遂推斷出新氣體必然含有極少的燃素或不含燃素,稱它為“脫燃素空氣”。同年,普裏斯特利將氧氣的製法和性質告訴拉瓦錫。後者重複了這些實驗,指出普裏斯特利製出的氣體不是“脫燃素空氣”,而是能夠助燃的氧氣。拉瓦錫還提出了燃燒反應的氧化學說。但是普裏斯特利卻一直不接受拉瓦錫的理論,堅持錯誤的燃素說。
氧和氯的發現者——舍勒
合勒(1742~1786)是瑞典無機化學家。合勒發現的有機和無機物不下30種。其中最著名的是氧和氯的發現。
氧氣分子結構模型。他在1773年以前,研究了燃燒現象,分離出了氧氣、(當時他稱為“火空氣”)。其實,他發現氧氣的時間比英國的普裏斯特利(1774)還早一年。他還證明“火空氣”存在於空氣中。1772年舍勒曾研究氮氣,他用硫黃與鐵粉的混合物來吸收空氣中的氧氣而取得氮氣,當時他稱為“濁氣”或“乏空氣”。他是第一個認為氮氣是空氣成分之一的人。
1774年他對軟錳礦做了多種試驗,並確定它是一種新金屬的氧化物,將這種金屬定名為錳。合勒在研究軟錳礦中,將鹽酸加到這種礦石粉末中時,觀察到有氯氣析出,從而發現了這種氣體元素。但因合勒相信燃素說,而稱此氣體為“脫燃素鹽酸”,而沒有認為它是一種元素。
舍勒在其他方麵還有許多重要的發現,無機酸類:磷酸、砷酸、鉬酸、鎢酸;其他無機化合物:氟化氫、砷化氫、亞砷酸銅、氰化氫和氰化物;有機酸類酒石酸、草酸、乳酸和尿酸、檸檬酸、蘋果酸、沒食子酸和焦性沒食子酸;其他有機化合物:酪朊和骨螺紫、乙醛和酯類、甘油等。
分析化學的發展
17世紀到18世紀,化學的諸多領域都得到了相應的發展,不僅在礦物檢驗中吹管分析和熔珠實驗得到更為廣泛的應用,而且興起了水溶液檢驗,發現了一係列溶液中的定性分析反應。18世紀後期,重量分析法出現,使分析化學邁入了定量分析的時代。
高精度天平的誕生為重量分析的發展奠定了基礎。德國礦物學家馬格拉夫和克拉普羅特、瑞典化學家貝格曼、英國化學家柯萬等對重量分析法進行了成功的探索,對重量分析法的創建做出了重大貢獻。這就促使化學進一步向定量研究的方向前進,過渡到近代化學的發展時期。
什麼是重量分析
重量分析又稱重量法,是化學分析中的一種定量測定方法,指將物質各組分分離後測定其重量的分析方法。它與容量分析合稱為經典化學分析方法。例如,欲測定一種水溶液試樣中的某離子含量,可在適當條件下將其中欲測的離子轉變為溶解度極小的物質而定量析出,再經過濾、洗滌、幹燥和灼燒成為有一定組成的物質,冷至室溫後稱重,即可定量地測定該離子的含量。具體的例子為:用過量硝酸銀溶液沉澱微酸性溶液中的氯離子,再用恒重的過濾坩堝過濾,在110℃下烘幹,稱重,從沉澱的重量可計算出氯離子的量。