2 近代化学时期

2.1 科学化学元素概念建立

2.1.1 波义耳名著《怀疑派化学家》

简 史

（1）波义耳把化学确立为一门科学

☆波义耳（R.Boyle，1627—1691）认识到，化学值得为其自身的目的去进行研究，而不单单是从属于医学或炼金术的。

（2）波义耳把严密的实验方法引入化学中

☆波义耳做过很多实验，如物质燃烧实验，金属焙烧实验，酸碱中和实验，产生沉淀实验。

☆波义耳还重做过范·海尔蒙特的柳枝实验，不过他用的不是柳枝，而是用长得很快的蔬菜。

（3）波义耳为化学元素下了科学的定义

☆波义耳认为元素用化学方法无法再分解，这比四元素说法高明得多。

☆波义耳认为每种元素都是由同一种微粒构成的，这种微粒的性质是不可改变的，在化学反应过程中，这种微粒本身是没有变化的。

☆波义耳不认为微粒具有“质量”这个特性，这是他的致命伤，这个问题后来由道尔顿提出，并建立了科学的原子论。

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人物小史与趣事

波义耳

1627年1月25日波义耳出生在爱尔兰沃特福德郡利斯莫尔一个贵族家庭。其父理查德·波义耳是爱尔兰首府科克郡的伯爵及首屈一指的富翁。波义耳8岁时进入专门为贵族和绅士子弟设立的学校学习，12岁时和哥哥一同到另外一所有个别教师指导的学校。在那里，波义耳学习了自然科学并开始接触伽利略的著作。之后不久，他父亲在一次共和派与保皇派之间的战斗中死去，其家道中落，于是他转而学习医学和农业。在学习医学期间，波义耳接触了化学知识与化学实验。通过制备各种药物，他很快成为一位训练有素的实验化学家以及有创造能力的思想家。1691年12月30日，这位为17世纪的化学科学奠定基础的杰出化学家在英国伦敦逝世，享年64岁。

☆紫罗兰变色了

一天清晨，园丁送来一篮盛开的紫罗兰花，波义耳随手摘了一束向实验室走去。

助手威廉汇报了前夜拿到两瓶盐酸的经过，波义耳说：“我想看看这种盐酸，请往烧杯里倒一些。”

波义耳将紫罗兰花放在实验桌上，威廉在倒盐酸时，不小心把盐酸溅到了紫罗兰花上。波义耳看见这束紫罗兰花在微微冒烟。他把花束浸泡在清水杯子里，想将酸沫洗掉。但奇迹出现了：紫蓝色的紫罗兰花变成了鲜红色！波义耳高兴地喊：“威廉，快准备几个烧杯、一瓶盐酸和其他的酸。”

威廉虽然莫名其妙，但快速地做好了准备工作。波义耳在每个烧杯里都倒大半杯清水，然后将各种酸分别倒入杯中稀释，把紫罗兰花分别泡入。发现不只盐酸，其他酸也能够使紫罗兰变成红色。“那么只要把从紫罗兰花瓣中提取的汁液放进一种溶液里，就可以判断它是不是酸性溶液了。”威廉试探地说：“或许碱性溶液也可以使紫罗兰改变颜色吧？”通过试验证明，碱性溶液确实可使紫罗兰变色，但是从紫蓝色变为蓝绿色。

波义耳和助手们又试验了石蕊地衣、矢车菊、五倍子、脂胭虫等一些动植物浸液对酸、碱的颜色反应，从中选出的某些酸碱指示剂有的沿用至今。波义耳把浸有这些汁液的纸烘干后就制成测试溶液酸碱性的试纸了。

波义耳对酸碱指示剂的发现，对科学的发展有重大贡献。

☆波义耳墨水

有一次，波义耳在他的实验室中进行植物色素的试验：他先用水将捣碎的五倍子长时间浸泡，提取浸液，然后把这种浸液与铁盐作用，得到深黑色的液体，这种液体非常稳定，长期不变色、不沉淀、不怕热、不怕光，波义耳就将这种液体用作书写墨水。后来，人们就把这种墨水称为“波义耳墨水”，这种墨水用了一个多世纪。

2.1.2 波义耳的其他科学成就

简 史

（1）对空气的弹性（可压缩性）的研究

☆波义耳通过精密的实验证明了“空气的性能与外界气压有关”，并在1662年得出了“一定量气体在一定温度下其体积与压力成反比”的定量关系。

（2）对空气助燃性的研究

☆波义耳得出结论：在大气的其他部分可能散布有某种来自太阳的、恒星的或其他球外世界的奇特物质，空气正是因为它们才成为维持燃烧所必不可少的东西。

（3）讨论了空气与动物呼吸的关系

☆波义耳通过试验得出一个结论：空气中包含维生物质即精华，它帮助动物呼吸、维持生命并且与动物的血液相混合。

（4）对火及燃烧现象本质的探讨

☆传统的炼金术一直以为，火是万能的化学分析工具，所有的元素都是事先混合在物质之中，火可以将它们分离开来。波义耳根据火无法使金、银两种不同物质的混合物分离，却能使沙子与灰碱两种不同物质的混合物质结合形成玻璃等事实，否定了上述传统观点。

☆波义耳把“混合”称为“机械混合”，把“化合”称为“完全混合”。在单纯的“混合物”中，每个组分都保持其性质，能够同其他部分分离开来；在一个“化合物质”中，每个组分都失去其特性，很难把它同其余部分分离开来。

（5）对酸碱和指示剂的研究

☆波义耳发现指示剂的颜色变化能够用来检验酸、碱。

☆酸除了具有酸味以外，还是一种强有力的溶剂，能使指示剂变色；碱则具有滑腻的感觉及除垢的性质，还具有与酸对抗、破坏酸的能力，它也能使指示剂变色。

（6）照相原理的奠基人

☆波义耳的发现为此后将硝酸银、氯化银、溴化银用于照相方面，做出了贡献。

（7）制备与研究了元素磷

☆波义耳独立发现了化学元素磷。

☆波义耳经过自己独立研究，制备了磷，而且研究了磷的重要性质。

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