火为什么会灭?
一天夜里,舍勒坐在乌普萨拉城中一家药店的实验室里准备做实验。
药店里是死一般的寂静。店门早已在最后一位顾客离店时关好了,东家也早已回屋睡下了。只剩下舍勒一个人兴致勃勃地守着自己那些烧瓶和曲颈甑。
他从橱里拿出一只盛满了水的大罐子,有一块蜡样的黄色东西沉在罐底。在半明不暗中,水和蜡状物正在发着一种神秘的淡绿色的光。
那蜡状物就是磷。磷这种物质,化学家们永远要把它保存在水里。因为在空气中,它很快就发生变化而完全失去平时的性能。
舍勒将一把刀插进罐里试了试,却不把蜡状物捞出罐外,只在水中将磷切下一小块。他把这一小块弄出来,扔进空烧瓶里,塞上瓶塞,然后将烧瓶送到一支燃烧着的蜡烛跟前去。
烛焰的边沿刚刚触到烧瓶,瓶里的磷立刻熔化,沿着瓶底摊成一片。又过了一秒钟,磷爆发出一阵明亮的火焰,烧瓶里立刻浓雾弥漫,没多久,这浓雾就沉积在瓶壁上,像层白霜。
这里的全部过程只消一眨眼的功夫就完成了。磷立刻烧尽,变出干的磷酸[现在我们把这物质叫做磷酐,它的水溶液,才叫磷酸。但在舍勒那个时代,这两种物质都叫磷酸。——原注]来。
这个试验很能让人发生深刻的印象,可是舍勒似乎无动于衷。因为让磷着火,观察它怎样变成酸,这在他已经不是第一次。现在他感兴趣的,不是磷的本身,而是截然不同的另一件事:他只想知道烧瓶中的空气在磷燃烧时起了什么变化。
烧瓶刚凉,舍勒立刻将瓶颈朝下没入一盆水中,然后拔去瓶塞。这时候,却发生了一件奇事:盆里的水从下而上涌进瓶中,填充了烧瓶体积的五分之一。
“又来了!”舍勒喃喃地说。“又有五分之一的空气不知去向了,留下来的空位,由涌进来的水把它填满……”
怪事!舍勒无论将什么东西放在密闭的容器里燃烧,总会看见一种相同的有趣现象,即容器内的空气会在燃烧中少掉五分之一。而现在发生的也是这样:磷烧完了,磷酸全部留在烧瓶里,而空气却溜掉了一部分。
烧瓶不是用塞子塞严的吗?瓶里的空气怎么能够溜掉呢?
就在磷燃尽的烧瓶缓缓冷却的时候,舍勒已经准备好了另一场试验。他这次决定在密闭的容器中烧另一种易燃物质——金属溶解在酸中时发生的那种易燃的气体。
这种易燃气体,只消几分钟就制好了。舍勒把一些铁屑塞进一个小瓶里,然后往铁屑上浇了些稀硫酸溶液。他事先曾经在一个软木塞上钻通了一个孔,并通过这个孔插了根长长的玻璃管。现在就把这个带玻璃管的塞子塞在瓶口上。这时候,瓶里的铁屑已经开始吱吱作响,酸也开始沸腾,冒出泛银光的气泡来。
舍勒把一支蜡烛拿到长玻璃管上端附近时,冲出管来的气体立刻着火,形成一个极其尖细的苍白色火舌。[本书读者若想亲手做这个试验,务必小心,因为这里可能会发生爆炸。在点燃气体以前,必须等几分钟,等气体充满了整根玻璃管再点。这个试验最好在老师指导下做,别自己做。——原注]
接着,舍勒将小瓶放进一只盛水的很深的玻璃缸里,又将一只空烧瓶底朝天罩在火舌上面。烧瓶的口被他直插进水里,这就使瓶外的空气绝对无法进入瓶中,而那气体所产生的苍白色火焰就在密闭的空间里燃烧。
烧瓶刚一罩到火焰上,玻璃缸里的水立刻自下而上往瓶里涌。
上面的气体燃烧着,下面的水不断地向上升。
水越升越高,那气体所产生的火焰也越来越暗。最后,火焰完全熄灭了。
这时候,舍勒查出涌入瓶中的水又只占烧瓶体积的五分之一左右。
“那好,”他想,“假定由于我不知道的某种原因,空气应该在燃烧过程中消失吧。可是,这时候消失的为什么只是一部分空气,而不是全部空气呢?那种气体现在不是还够燃烧好久吗?铁屑还在咝咝地响,小瓶里的酸还在沸腾。现在我要是拿掉烧瓶,在通敞的地方,将那气体点着,它当然又会开始燃烧。那么,在烧瓶里面,它为什么就要熄灭呢?烧瓶里不是还剩下五分之四的空气吗?”
最近几天,舍勒心中常常发生的一种模糊的疑念,又在他脑海里闪现了一下:
“这不就是说,瓶里剩下的空气和那在燃烧中从瓶里消失的空气,完全不同吗?”
舍勒准备立刻进行几种新试验,彻底检验一下自己的想法。可是看了看钟,只得叹口气,停止工作。原来这时已是深夜,明天一早,他还得坐在这里配药哩。
舍勒恋恋不舍地吹熄蜡烛,离开了实验室。但空气有两种,彼此不同,这个想法,再也不肯离开他的脑海。不过想着想着,也就睡着了。