约瑟夫·普利斯特列(1733年3月13日—1804年2月6日),英国化学家。利用水槽、汞槽集气法研究各种气体,发现氧、氨、氯化氢、一氧化碳、二氧化碳、氧化亚氮、氧化氮等,对研究化学做出了巨大贡献。主要科学著作有《电学史》《各种气体之实验与观察》《从水中产生气体的实验》等。
1733年,普利斯特列出生于英国约克郡利兹城的菲尔德海德农庄,是家里最大的孩子。他从小体弱多病,6岁丧母后,生活更加艰难。后来他由姑姑抚养,姑姑对他要求较为严格。普利斯特列记忆力非凡,脑子反应快,作业对他来说难度不大,每次都是完成得又快又好,所以普利斯特列有更多的时间可以自己支配。
不一样的空气
课余时间,普利斯特列喜欢捉各种昆虫,把它们装进瓶子里塞住瓶口,用蜡封紧,防止它们跑出来。他给这些“猎物”们起名字、做记号,然后观察它们在密封容器中能活多久。这是普利斯特列的爱好。而正是这个爱好给了普利斯特列对空气中“氧”的初步认知,成为他发现氧气的契机。
有一次,普利斯特列和堂弟们参观布莱克叔叔的啤酒厂。第一次来到啤酒厂,眼前的一切对普利斯特列来说都是陌生而新奇的,尤其是发酵车间。一到发酵车间,他就像行走的“十万个为什么”,追着酒厂工人们问各种问题。
在一个个装满发酵液体(啤酒汁)的大桶边,普利斯特列转来转去,还想俯身仔细观察。
“快下来!不要对着啤酒汁呼吸,否则你会失去知觉!”堂弟台特冲他大声喊道。普利斯特列惊异地直起身子,离开大桶,问台特那是怎么回事。台特在灯上点燃一根细木条,把它举到啤酒汁上面,燃烧的木条立刻熄灭了。普利斯特列同样操作了一遍,木条火焰也同样熄灭了。在木条火焰熄灭时出现的淡蓝色烟云飘浮在木桶上面。普利斯特列用手轻轻地推了一下,这些烟云慢慢地降下去了。“瞧!木桶中储藏着有趣的空气呢。”普利斯特列思索着说,“它比纯净的空气重,在这种空气中一切都将熄灭。”这件事给普利斯特列留下了非常深刻的印象,正是受此启发,未来的普利斯特列才发现了二氧化碳。
在实验中发现三种气体
1755年秋天,普利斯特列毕业后受聘进入萨尔费克教堂,并开办学校。在教学中,他逐渐意识到学识渊博和善于讲授是优秀教师的必备能力。在演说和文史科目上,普利斯特列胸有成竹,毕竟读书看报、写诗创作是他的日常;但在理科类目上,他有太多的未知和不解。他是一位负责任的教师,认为教师要了解和掌握更多的知识才能教好学生。
“看来,我需要从头学起。”普利斯特列心里想。为此,他多次前往伦敦,大量搜寻书籍资料(物理、化学等科学论文),向朋友请教不熟悉的知识,采买相关教学仪器(如电机等)……普利斯特列凭借一己之力,循序渐进地迈入以化学为首的自然科学的大门。
有一次,普利斯特列听了托尔纳博士讲的化学课,被其提到的燃烧问题(当时还是“燃素说”的时代)迷住了。他发现在这个领域中仍然存在太多未知,认定如果连燃烧这种寻常的问题都无法解释清楚,那就不是合格的科学家。从那以后,普利斯特列就开始加强对化学问题的研究,并下定决心要揭开燃烧的秘密。
普利斯特列做了无数假设和实验,打算把空气里支持燃烧的那个“燃素”揪出来,年少时在啤酒厂参观的经历给了他不少启示。他推测:空气中存在着好几种气体,一种是一切生物呼吸的“纯洁空气”,另一种是比“纯洁空气”还重的空气,而在这种重空气里,生物会死去。
于是,普利斯特列设计了一系列被后人奉为经典的实验:点燃一根蜡烛,将其放入玻璃罩中,过段时间蜡烛会熄灭;若是放老鼠进去,几分钟后老鼠会死亡;放植物进去,植物不会很快死掉,可以继续存活一段时间。接着他又做了进一步的实验:在蜡烛熄灭后放进植物,过些天再放蜡烛或老鼠,蜡烛可以复燃,老鼠也不会即刻死去。这些实验说明,动物和植物对蜡烛燃烧所消耗掉的气体(氧气)依赖性不同,动物依赖这种气体,而植物不仅不依赖,还能产生这种气体。
根据这一系列的实验,普利斯特列不仅发现了氧气和二氧化碳,甚至还找到了氨气,并将这些发现写进自己的著作中。
1804年2月6日,普利斯特列于美国宾夕法尼亚州的诺赞巴兰镇逝世,终年71岁。普利斯特列把一生的业余时间用在了气体化学的研究上,他刻苦勤勉的精神堪称典范。普利斯特列分离出并论述过许多种气体,数目之多超过了同时代的任何人,无愧于“气体化学之父”的称号。
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