寫稿
投稿
化學史上，人們把氫元素的發(fā)現(xiàn)與“發(fā)現(xiàn)和證明了水是氫和氯的化合物而非元素”這兩項重大成就，主要歸功于英國化學家和物理學家卡文迪許（1731-1810）。
一、18世紀的英國化學家卡文迪許
卡文迪許是一位百萬富翁，但他生活十分樸素，用自己的錢在家里建立了一座規(guī)模相當大的實驗室，一生從事于科學研究。曾有科學史家說：卡文迪許“是具有學問的人中最富的，也是富人當中最有學問的。”他觀察事物敏銳，精于實驗設(shè)計，所做實驗的結(jié)果都相當準確，而且研究范圍很廣泛，對于許多化學、力學和電學問題以及地球平均密度等問題的研究，都作出了重要發(fā)現(xiàn)。
在１８世紀末以前，曾經(jīng)有不少人做過制取氫氣的實驗，所以實際上很難說是誰發(fā)現(xiàn)了氫，即使公認對氫的發(fā)現(xiàn)和研究有過很大貢獻的卡文迪許本人也認為氫的發(fā)現(xiàn)不只是他的功勞。早在16世紀，瑞士著名醫(yī)生帕拉塞斯就描述過鐵屑與酸接觸時有一種氣體產(chǎn)生；17世紀時，比利時著名的醫(yī)療化學派學者海爾蒙特（1579-1644）曾偶然接觸過這種氣體，但沒有把它離析、收集起來。
波義耳雖偶然收集過這種氣體，但并未進行研究。他們只知道它可燃，此外就很少了解。1700年，法國藥劑師勒梅里（1645-1715）在巴黎科學院的《報告》上也提到過它。最早把氫氣收集起來，并對它的性質(zhì)仔細加以研究的是卡文迪許。
1766年卡文迪許向英國皇家學會提交了一篇研究報告《人造空氣實驗》，講了他用鐵、鋅等與稀硫酸、稀鹽酸作用制得“易燃空氣”（即氫氣），并用普利斯特里發(fā)明的排水集氣法把它收集起來，進行研究。
他發(fā)現(xiàn)一定量的某種金屬分別與足量的各種酸作用，所產(chǎn)生的這種氣體的量是固定的，與酸的種類、濃度都無關(guān)。他還發(fā)現(xiàn)氫氣與空氣混合后點燃會發(fā)生爆炸；又發(fā)現(xiàn)氫氣與氧氣化合生成水，從而認識到這種氣體和其它已知的各種氣體都不同。但是，由于他是燃素說的虔誠信徒，按照他的理解：這種氣體燃燒起來這么猛烈，一定富含燃素；硫磺燃燒后成為硫酸，那么硫酸中是沒有燃素的；而按照燃素說金屬也是含燃素的。所以他認為這種氣體是從金屬中分解出來的，而不是來自酸中。
他設(shè)想金屬在酸中溶解時，“它們所含的燃素便釋放出來，形成了這種可燃空氣”。他甚至曾一度設(shè)想氫氣就是燃素，這種推測很快就得以當時的一些杰出化學家舍勒、基爾萬（1735-1812）等的贊同。由于把氫氣充到膀胱氣球中，氣球便會徐徐上升，這種現(xiàn)象當時曾被一些燃素學說的信奉者們用來作為他們“論證”燃素具有負重量的根據(jù)。
但卡文迪許究竟是一位非凡的科學家，后來他弄清楚了氣球在空氣中所受浮力問題，通過精確研究，證明氫氣是有重量的，只是比空氣輕很多。他是這樣做實驗的：先把金屬和裝有酸的燒瓶稱重，然后將金屬投入酸中，用排水集氣法收集氫氣并測體積，再稱量反應(yīng)后燒瓶及內(nèi)裝物的總量。這樣他確定了氫氣的比重只是空氣的9%。但這些化學家仍不肯輕易放棄舊說，鑒于氫氣燃燒后會產(chǎn)生水，于是他們改說氫氣是燃素和水的化合物。
