2025年高考波義耳研究酸、堿的故事
來源：網(wǎng)絡(luò)整理 2024-11-18 11:46:06
酸、堿、鹽是古代人們?cè)缫阎赖摹４姿峥梢哉f是古代人知道最早的酸。一般食醋中的含量不過４－５％。古時(shí)的人常認(rèn)為果汁中含有的酸都是醋酸，其實(shí)各種果汁所含的酸是不同的。食鹽、硝、明礬、綠礬、鍋灰等物質(zhì)也是古代人們知道的。如１５世紀(jì)德國(guó)煉金術(shù)家費(fèi)來丁（Valentine,B.）提出物質(zhì)是由汞、硫、鹽三種元素組成的觀點(diǎn)，其中就有鹽。關(guān)于酸、堿、鹽的系統(tǒng)研究，則是１７世紀(jì)中葉英國(guó)化學(xué)家波義耳開始的。他發(fā)現(xiàn)酸堿指示劑，對(duì)酸、堿進(jìn)行了識(shí)別和分類，使人們形成了酸和堿的統(tǒng)一概念。
有一天，波義耳的園丁把一籃美麗的紫羅蘭送到書房里，當(dāng)他欣賞紫羅蘭的鮮艷和芳香后，隨手摘了一束向?qū)嶒?yàn)室走去。他一邊走一邊沉思著，現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室里可能正在蒸餾礬類（重金屬的硫酸鹽）制取礬油（濃硫酸），不知道進(jìn)行得怎樣了？走到實(shí)驗(yàn)室把門推開，只見縷縷濃煙不斷地從蒸餾器流到玻璃接受器。象往常一樣他每天照例要檢查實(shí)驗(yàn)人員的工作，這時(shí)候順手把紫羅蘭放在桌上，然后去傾注硫酸。一下子刺激性的硫酸蒸汽從瓶口冒出，很快漫延到桌子的周圍。蒸餾完畢后，他拿起紫羅蘭準(zhǔn)備回到書房。這時(shí)他發(fā)現(xiàn)紫羅蘭也在微微冒煙，因?yàn)樗崮瓰R在上面去了。他想應(yīng)該把這些酸沫洗掉否則紫羅蘭會(huì)遭到腐蝕，于是把花放在水盆里浸洗，自己坐在窗前。過了一會(huì)兒發(fā)現(xiàn)盆子中出現(xiàn)奇跡！這些紫羅蘭竟然變成了紅色。波義耳把書本扔到一邊，立刻拿起花籃回到實(shí)驗(yàn)室。要求實(shí)驗(yàn)員準(zhǔn)備幾個(gè)杯子，在每個(gè)杯子中裝一種酸并注入一些水，然后他把紫羅蘭分成若干小束分別放入各種酸溶液中。他靜靜地注意觀察著，發(fā)現(xiàn)花朵的紫藍(lán)色逐漸變成淺紅色，過了一會(huì)兒全部變成紅色了。
波義耳認(rèn)為這種現(xiàn)象十分有意義，他根據(jù)許多種已知酸使紫羅蘭變成紅色的事、實(shí)，概括出這樣的規(guī)律：不僅鹽酸、硫酸能使紫羅蘭變成紅色，其它的所有酸也同樣可以把紫羅蘭從藍(lán)色轉(zhuǎn)變成紅色，其它的所有酸也同樣可以把紫羅蘭從藍(lán)色轉(zhuǎn)變成紅色。他認(rèn)為這是一個(gè)很重要的發(fā)現(xiàn)，以后只需要把紫羅蘭的花瓣放進(jìn)一種溶液中能輕而易舉地確定它是是不酸性。他們用水或酒精分別制取紫羅蘭的不浸液或酒精浸液作為檢查酸的溶液，比直接用紫羅蘭花朵方便得多。
科學(xué)研究往往有這樣一類現(xiàn)象，由一種事物或理論的發(fā)現(xiàn)，而引起了對(duì)其它事物或理論的發(fā)現(xiàn)。波義耳研究各種酸對(duì)紫羅蘭的作用，從而聯(lián)想到，紫羅蘭對(duì)堿溶液是不是也有某種特殊的反應(yīng)呢？是不是還有其它的有色植物，比紫羅蘭的效果更好呢？如果要解決這個(gè)問題，也只有用實(shí)驗(yàn)室來回答。不畏疲勞、善于深思的波義耳為了尋求科學(xué)真理，進(jìn)一步研究了有關(guān)鑒別酸、堿溶液的方法。他發(fā)現(xiàn)不僅紫羅蘭、玫瑰花等或它們的浸液可以鑒別酸、堿溶液，其它不少的藥草、地衣、有色樹皮和植物的根都具有區(qū)別酸、堿溶液的作用。其中以石蕊的效果最后，遇酸變紅，遇堿變藍(lán)。他們不僅把石蕊制成浸液，而且用浸液把紙浸透、烤干，制成石蕊紙。
他把能區(qū)別酸、堿的這些藥劑，稱為酸堿指示劑，用石蕊制成的紙，稱為石蕊試紙。把這種紙片放進(jìn)被檢驗(yàn)的溶液中，只要紙片改變了顏色，就能證明這種溶液是酸性還是堿性的。不僅用酸堿指示劑可以區(qū)分出酸、堿，而且根據(jù)變色的程度可以粗略地反映出酸、堿的程度。
波義耳還指出，酸除了具有酸味、能使指示劑變色外，還是一種強(qiáng)有力的溶劑；堿除了能使指示劑變色外，具有滑膩感和除垢的性質(zhì)，它能溶解油類和硫磺，還具有與酸對(duì)抗和破壞酸的能力。波義耳駁斥了當(dāng)時(shí)流行的一種酸堿論，即德國(guó)化學(xué)家塔亨尼烏斯（Tachenius,1620-1690）等人的觀點(diǎn)，他們簡(jiǎn)化生命過程的化學(xué)現(xiàn)象，把生命機(jī)體中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)都?xì)w結(jié)為酸堿反應(yīng)，因此他們認(rèn)為所有的物質(zhì)不是酸就是堿。波義耳指出，物質(zhì)可以分為三類：除了酸堿外，還有鹽。波義耳的觀點(diǎn)雖然也不很全面，卻較其它的分類方法合理得多。
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