第三章
大气的分析，将其分为 两种弹性流体；一种适宜于 呼吸，而另一种则不能被呼吸


　　由以上所述可见，我们的大气是由在普通温度和它所受到的常压下能够 保持气态的各种物质的混合物所组成的。这些流体构成气团，其中部分是同 质的，气团由地球表面扩展到迄今所达到的最高处，其密度与压在上面的重 量成反比地逐渐减小。不过，正如我在前面所谈到的，这第一个气层有可能 被极为不同的流体所组成的另外几个气层所覆盖。
在这里，我们的任务是尽力通过实验，去确定组成我们生活于其间的下 部气层的弹性流体的本质。现代化学已经在这种研究方面取得了重大进展； 由下列详细叙述将会看到，与确定其他种类的物质的分析方法相比，人们已 经更为严格地确定了空气分析方法。化学提供的确定物体组成要素的一般方 法有两种，即分析方法和合成方法。譬如，当水与醇化合得到各种酒，也就 是商业语言中所说的白兰地或酒精时，我们肯定有权断言，白兰地或酒精是 由与水化合了的醇所组成的。我们可以用分析方法得到同样的结果；总的说 来，没有这两种证明决不满足，这应当被看作是化学科学中的一个原理。 我们在空气分析方面有这个有利条件，既能够将其分解，又能够用极为 令人满意的方式重新使其形成。然而，我现在将只限于详细叙述与这个标题 有关的极具结论性的那些实验；我可以认为这些实验的大多数都是我本人 的，我用全新的观点，以分析空气为目的，或者首先发明了这些实验，或者
重复了他人的实验。
我取一个容积约为 36 立方吋的长颈卵形瓶 A（图版Ⅱ，图 14），其长
颈 BCDE 的内径有六或七吩，使瓶颈弯曲如图版Ⅳ图 2，以便使其置于炉子 MMNN 之中，用颈端 E 能够插入玻璃钟罩 FG 的这样一种方式，将其置于水银
槽 RRSS 之中；我用一个虹吸管往长颈卵形瓶中导入四盎司纯汞，抽出容器
FG 中的空气以使水银上升至 LL，并贴一张纸条仔细地标明这个高度。精确 地标明了温度计和气压计的高度之后，我点燃炉子 MMNN 中的火，让火持续 烧燃了差不多十二天，使水银几乎总是处于其沸点状态。第一天没有发生异 常情况：汞虽然没有沸腾，但却不断蒸发，以微滴形式覆盖了器皿的内表面， 这些汞滴起初由于不断增大至足够的体积，结果掉回器皿底部的汞中。第二 天，汞的表面开始出现红色微粒，接下来的四五天，这些微粒在大小和数目 上不断增加，此后，两方面的增加便停止下来。在十二天末，由于见汞根本 就不再煅烧，我就熄灭了炉子，让器皿冷却。长颈卵形瓶瓶体和瓶颈以及钟 罩中的空气减少至气压计中的介质处于 28 吋处，温度计的标度至 10°（54.5
°），而实验开始时空气则约有 50 立方吋。实验结束时，减少至同





样的介质压力和温度，剩下的空气只有42 或43立方吋；因此它失去了约 1
6
的体积。后来，我收集了实验中形成的漂浮在流动的汞中的红色微粒，发现
它们共有 45 格令。 由于难以在一个实验中既保存我们所处理的全部空气，又收集煅烧过程
中形成的全部红色微粒或汞灰，因此我不得不数次重复这个实验。因此，以 后将常常发生这种情况，即我对一个细节给出性质相同的两三个实验结果。
这个实验中汞煅烧后所剩下的空气减少到原有体积的 5 ，既不再适宜
6
于呼吸又不再适宜于燃烧；置于其中的动物在数秒之内便窒息，而且小蜡烛
一伸进去就熄灭，就好象它浸在水里一样。
　　其次，我取这个实验中形成的 45 格令红色物质，将其置于一个小玻璃 曲颈瓶之内，取一个适当的装置接受能够被提取的液体或气态产物：用火加 热了炉子中的曲颈瓶之后，我观察到，随红色物质逐渐受热，其颜色愈来愈 深。当曲颈瓶接近炽热时，红色物质开始逐渐地大量减少，几分钟之后就全
部消失了；同时在容器中收集到41 1 格令的流动汞，在玻璃钟罩中收集到7
2
或 8 立方吋的弹性流体，该流体助呼吸和助燃烧的能力比大气要强得多。
　　将这种空气的一部分置于直径约为一时的玻璃试管中，显示出如下性 质：小蜡烛在其中燃烧发出眩目的光辉，炭不是象它在普通空气中那样平静 地燃毁，而是象磷一样腾起火焰燃烧，放出耀眼之光使双眼几乎难以忍受。 这种空气几乎同时被普里斯特利（Priestley）先生、舍勒先生以及我本人 所发现。普里斯特利先生给它取了个名字叫做脱燃素空气
（dephlogisticated air），舍勒先生把它称作火空气（empyreal air）。
起初我把它命名为极适宜于呼吸的空气（highly respirable air），后来 则用生命空气（vital air）这一术语代替它。一会儿我们就会明白，我们 应当如何看待这些名称。
在思考这个实验细节的过程中，我们易于看出，汞在煅烧时吸收了空气
中有益健康和适宜于呼吸的部分，或者更严格地说，是这种适宜于呼吸部分 的基；剩下的空气是一种毒气，不能助燃烧或助呼吸；因此大气是由两种具 有不同和相反品质的弹性流体所组成。作为这个重要真理的一个证明，如果 我们让这两种弹性流体重新组合，这两种流体我们已在上述实验中分别得 到，即 42 立方吋毒气和 8 立方吋适宜于呼吸的空气，我们就会再造出恰好 与大气类似并且几乎具有同样的助燃烧、助呼吸以及有助于金属煅燃的能力 的空气。
　　尽管这个实验给我们提供了获取彼此独立地组成我们的大气的两种主 要弹性流体的一个极其简单的手段，但它对于这二者按什么比例成为大气的 组成部分却没有使我们得到一个确切的概念：汞之对于空气的适宜于呼吸部
　　




分的吸引，更确切地说对于其基的吸引，还不足以强到克服反抗这种结合的
一切情况。这些障碍就是大气的两个组成部分的彼此粘附力，以及使生命空 气的基与热素结合的有择吸引力；由于这些缘故，当煅烧完结时，或者至少 在某一确定量的大气中煅烧尽可能进行得很完全时，仍然会剩下一部分适宜 于呼吸的空气与毒气结合着，汞不能将其分离出来。以后我将说明，至少在 我们这个地带，大气是由适宜于呼吸的空气与有毒空气按 27 与 73 之比组成 的；此外我还将讨论就这个比例的精确性而论仍然存在着不确定性的诸种原 因。
　　由于汞煅烧时空气被分解，其适宜于呼吸部分的基被固定并且与汞化 合，因此由已经确立的诸原理可以推定，在这个过程中，热素和光必定被分 离出来，不过下列两个原因妨碍我们去感觉这种情况的发生：由于煅烧持续 数天，因此热素和光的分离在很长的时间范围内展开，而在每个特定的时刻 就微乎其微，结果就不可察觉了；其次，由于依靠炉子中的火进行操作，煅 烧本身所产生的热与由炉子所发生的热相混淆了。我也许增加了空气的适宜 于呼吸部分，或者确切地说是其基，这部分空气在开始与汞化合时没有放弃 由它原来所容纳但在新化合物形成之后仍然部分保留的所有热素；不过关于 这一点的讨论以及来自实验的证据，不属于我们这个部分的主题。
然而，促使空气以较快的方式发生分解，易于使热素和光的分离对于知
觉来说变得明显。铁极适合这个目的，因为它所具有的对适宜于呼吸的空气 的基的亲合力比汞要强得多。英根豪茨（Ingen-houz）先生关于铁的燃烧的 第一流实验，众所周知。取一段细铁丝弯成螺旋形 BC（图版Ⅳ，图 17）， 将其一端 B 固定在软木塞 A 中，软木塞适合于瓶 DEFG 的颈，将铁丝的另一
端 C 上固定一点点引火物。这样准备好了时，将瓶子 DEFG 充满失去了有毒
部分的空气；然后点燃固定在铁丝上的引火物，将其迅速插入瓶中，用软木
塞 A 将瓶塞住，如图所示（图版Ⅳ，图 17）。引火物一与生命空气接触，就 开始极为剧烈地燃烧；而且，当烧到铁丝上时，铁丝也着火迅速燃烧起来， 放出耀眼的火花，火花以小圆球形状落至器皿底部，小圆球冷却时变黑但仍 有一定程度的金属光泽。这样燃烧了的铁甚至比玻璃更脆，易于弄碎成为粉 末，而且仍然可被磁铁吸引，不过吸引程度不如它燃烧前那么强。由于英根 豪茨先生既没有检查铁所发生的变化，也没有检查这个操作所引起的空气的 变化，因此我就用一套适合于阐明我的独特见解的装置，在不同情况下重复 了这个实验，实验如下。
　　将玻璃钟罩 A（图版Ⅳ，图 3）充满约六品脱的纯粹空气或极适宜于呼 吸的那部分空气之后，我用一个非常平的容器将钟罩移进水银浴槽 BC 中， 并用吸墨水纸小心地使钟罩内外的汞面完全干燥。然后我配备了一个非常平 敞的小瓷皿 D，将若干个小铁片扭成螺旋形放入其中，以看上去最利于燃烧 传到每个部分这样一种方式放置铁片。将一点点引火物固定在其中一个铁片 的末端，在引火物上加上约十六分之一格令的磷，接着把钟罩稍微提起，将
　　




装有东西的瓷皿放进纯粹空气之中。我知道，用这种方法，一些普通空气必
定会与玻璃钟罩内的纯粹空气混合；不过要是行动敏捷的话，这就微不足 道，无碍于实验的成功。这么做时，用弯管 GHI 从玻璃钟罩内吸出一部分空 气，以使玻璃钟罩内的汞上升至 EF；为了防止汞进入弯管，用一小片纸绕盖 住其末端。在吸空气时，如果仅仅利用两肺的运动，我们就不能使汞升到一 时或一时半以上；但是，适当地利用口腔肌肉，我们就能毫不困难地使它升 高六或七吋。
　　然后，我把一段铁丝 MN（图版Ⅳ，图 16）有意适当弄弯，用火使其炽 热，将其透过汞插入容器之中，使其与引火物上的小块磷接触。磷立即着火， 又引起引火物着火，再引起铁着火。如果铁片放置得适当，全部的铁都会燃 烧，直至最后的一个铁粒，放出与中国烟花类似的耀眼白光。这种燃烧产生 的强热使铁熔为大小不同的小圆球，其中的大部分落进瓷杯中；但有一些却 离开瓷杯浮在汞面上。燃烧开始时，由于热引起的膨胀，使玻璃钟罩中的空 气体积略有增加；但是不一会儿，空气就迅速减少，汞在玻璃钟罩内上升； 如此，当铁量足够多且操作空气极纯时，所用空气几乎全都被吸收。
在这个地方注意这一点是适当的，即除非是为了发现所做的实验，用适
量的铁燃烧较好；因为如果这个实验被扩展得太多以致吸收了许多空气的 话，浮在水银上的杯子 D 就会与玻璃钟罩的底部靠得太近；产生的强热由于 与冷汞接触引起突然冷却，易于使玻璃破碎。在这种情况下，玻璃上最小裂 缝产生的瞬间所发生的汞柱的突然下降，会使槽中喷射出一大部分水银，产 生一股射流。为避免这种麻烦，确保实验成功，在一个装有约八品脱空气的 玻璃钟罩中燃烧一格罗斯半铁就够了。而且玻璃应当强固，能够承受它必须 承受的汞柱的重量。
靠这个实验不可能一次即确定铁所得到的额外重量，又确定空气中发生
的变化。如果要弄清铁所增加的额外重量，以及该重量与吸收的空气之间的 比例，我们就得小心地用金刚石在玻璃钟罩上刻下实验前后汞的高度①。此 后，象以前那样，用一小片纸防止弯管 GH（图版Ⅳ，图 3）充汞，将弯管插 入玻璃钟罩之下，把拇指放在弯管的 G 端上，控制空气的通路；用这种方法 让空气逐渐进去，使汞降至其水平线。这么做时，要小心地移动玻璃钟罩， 要精确地搜集落在杯子中、散布在周围以及浮在汞面上的小熔铁球，全部都 要称量。我们将发现，铁处于老化学家们所说的玛尔斯黑剂
（martialethiops）①状态，有一定程度的金属光泽，非常脆，在小锤之下 或研杵缽之间易成粉末。若实验极为成功，由 100 格令的铁能得到 135 或 136



① 还必须同样注意，要把实验前后玻璃钟罩中所盛空气折合成普通温度和压力，否则，后面的计算结果就
是错的。——E
① 玛尔斯（Mars），火星，罗马神话中的战神，西方古代炼金术士用它表示铁；黑剂（ethiops），已被废 除的词，古指暗色化学制剂，尤指金属盐类。所谓玛尔斯黑剂，实际上是磁性氧化铁。——c





格令的黑剂，增加百分之 35。
　　如果全力关注这个值得关注的实验，我们就会发现减少的空气重量正好 等于铁所得到的重量。因此，由于燃烧的 100 格令的铁得到 35 格令的额外 重量，就将发现空气正好减少 70 立方吋；结果，我们将发现，生命空气的 重量差不多相当于每立方吋半格令；结果，一种物质增加的重量实际上恰好 与另一种物质失去的重量相一致。
　　我要在这里说一次以后就不再提到的是，在每一个这类实验中，空气在 实验前后的压力和温度在计算中均须化为温度计上 10°（54.5°）、气压计
上 28 时的普通标准。在接近本书书末的地方，会精确详细阐述进行这种必 要换算的方式。
　　如果需要对这个实验之后所剩空气的本质加以检验，我们就得用一种稍 微不同的方式进行操作。在燃烧结束之后，器皿冷却下来，我们首先从水银 中把手伸进玻璃钟罩，取出瓷杯和燃烧过的铁；接着导入一些草碱、苛性碱 或草碱硫化物的溶液，或者经鉴定适合用于检验某种与剩余空气作用的其他 物质。后面，在我对这里只是偶然提及的这些不同的物质的本质加以解释之 后，我要对这些分析空气的方法作一说明。在这种检验之后，向玻璃钟罩中 引入其中的水银那么多的水将其取代，然后把一个浅底盘放在玻璃钟罩下 面，将其移进普通水封气体化学装置之中，在这里可以详细、方便地对剩余 空气进行检验。
如果在这个实验中使用十分柔软、十分纯的铁，并且燃烧是在极纯的适
宜于呼吸的空气或生命空气之中完成，那么就可发现，燃烧之后剩下的空气 与它在燃烧之前一样纯，完全没混进有害或有毒部分；但是很难发现铁完全 不含一点点炭状物质，该物质主要富含于钢中。也极难获得完全不含某种毒 气混合物的纯粹空气，纯粹空气几乎总是被毒气所污染；但是这种有害空气 对实验结果没有丝毫的影响，因为总是发现它在最后的份额正好与最初的相 同。
我在前面提到，我们有两种方法确定大气的组成部分，即分析的方法与
合成的方法。汞的煅烧给我们提供了这两种方法的例子、因为用汞夺取了大 气的基中的适宜于呼吸的部分之后，我们又使其恢复了原状，结果重组了与 大气完全相似的一种空气。但是，我们从不同的自然界①借用的组成材料， 可以同样合成这种大气的成分。今后我们将看到，当动物物质在硝酸中被溶 解时，就分离出大量的气体，这种气体使火光熄灭，而且不适宜于动物的呼 吸，恰恰与大气的有害部分或有毒部分相似。而且，如果我们取 73 份重量 的这种弹性流体，使其与由煅汞中获得的 27 份极适宜于呼吸的空气相混合， 我们就将制得在所有性质上皆与大气严格相似的一种弹性流体。
把大气的适宜于呼吸部分与有害部分分离开来有多种方法，不过，不预



① 这里的自然界（kingdoms of nature）是指动物、植物、矿物三界。——C





先介绍严格说来属于后续各章的知识，就不可能在这一部分之中注意到这些
方法。已经引证的实验对于一部基础论著来说，也许足够了；就这个实质而 论，我们选择证据的种类比其数目要重要得多。
　　我在结束这一章时要指出的是，大气及所有已知气体皆具有溶解水的属 性，这种属性极为重要，在所有这种性质的实验中都要注意。索修尔
（Saussure）先生通过实验发现，一立方呎的大气能够容纳 12 格令处于溶 化状态的水：其他气体，如碳酸一样，似乎能够溶解更大量的水；不过还缺 乏确定其比例的实验。这种被气体所容纳的溶化状态的水，在许多实验中引 起各种特殊的现象，需要给予足够的注意，这通常证明是化学家们在确定其 实验结果过程中出现大的失误的根源。





第四章
大气的几个组成部分的命名


　　到目前为止，我不得已一直采用迂回说法来表示构成我们大气的几种物 质的本质，暂时使用了空气的适宜于呼吸、有害或不适宜于呼吸的部分等术 语。但是，我打算进行的研究需要更直接的表达方式；而且，由于现在已经 就构成大气的组成部分的不同物质尽力给出了简单而清楚的思想，今后我将 用同样简单的言词表达这些思想。
　　我们地球的温度十分接近于水成为固体及由固体相应地变为流体时的 温度，而且，由于这种现象通常都发生在我们的观察之下，由此自然得出， 至少在每个有冬季温度的地带的语言中，都有一个术语用来表示失去了热素 的固态水。然而，尚未发现必定就有一个名称表示由于增加热素的量而变成 蒸气状态的水；由于那些并不特别研究这种对象的人们仍然不知道，当温度 只比沸腾热高一点点时，水就变成一种弹性气态流体，象其他气体一样，能 被容纳或装于器皿之中，而且只要仍然处于 80℃（212℃）的温度上及不超 过汞气压计 28 吋的压力下，它就维持其气体状态。由于一般没有观察这种 现象，因此没有哪种语言使用一个特别的术语来表示这种状态的水①；就一 切流体以及处于我们大气的普通温度及平常压力而不蒸发的所有物质来 说，出现的也是同样情况。
由于类似的原因，大多数气态流体的液态或有形状态也一直没有被赋予
名称：人们以前不知道它们是由热素与某些基化合而产生的；而且，由于没 有看见它们处于液态或者固态，因此甚至连自然哲学家们都不曾知道它们以 这两种形式存在。
我们没有妄自更换这些被古来的习惯神圣化了的术语，而继续在通常的
词意上使用水和冰这两个词。我们照样保留空气这个词来表示组成我们大气 的那种弹性流体的集合；但是我们并役有认为必须同样看重被近来的哲学家 们所采用的现代术语，而认为我们自己有权抛弃诸如此类被用来表示物质， 而看上去易于引起错误的物质观念的术语，无论是以新术语代替的，还是采 取在对旧术语加以限定之后，再用来表达更为确定的观念这样一种方式所采 用的。新词主要按照其词源所表示的关于那种要被代表的东西的某种观念这 种一种方式，取自希腊语；而且我们总是尽力让这些词简短，并且使其具有 可变成形容词和动词的特性。
遵循这些原则，我们已经仿照马凯（Macquer）先生的范例，保留了范·赫 尔蒙特（van Helmont）所使用的气体（gas）这个术语，把很多种弹性气态 流体归在这个名称之下，唯将大气除外。因此，气体在我们的命名法中就成 了一个全称术语，表示任何物体最大程度地被热素所饱和；事实上，这是一



① 在英语中，水蒸气（steam）一词专门用来指蒸气（vapour）状态的水。——E





个表示存在方式的术语。为了对每种气体加以区分，我们使用由基的名称衍
生而来的另一个名称，这种基被热素所饱和，形成每种特殊的气体。于是， 我们把与热素化合而饱和形成弹性流体的水命名为水气（aqueous gas）； 把按同样方式化合了的醚命名为醚气（etherial gas）；醇与热素的化合物 就是醇气（alcoholic gas）；遵循同样的原则，对于每种易与热素化合的 物质，都设想它们呈气态或弹性气态，按这种方式，我们就有盐酸气
（muriatic acid gas），氨气（ammoniacal gas）等等名称。 我们已经明白，大气是由两种气体或弹性流体组成的，其中的一种通过 呼吸能够有助于动物的生命，金属在其中可煅烧，可燃物体在其中能燃烧；
相反，另一种则具有正好相反的特性；它不能被动物呼吸，既不容许易燃物 体燃烧也不容许金属煅烧。我们由 oξvs 即 acidum①以及γεivoμal 即 gignor②将前者或者空气的适宜于呼吸部分的基命名为氧（oxygen）；因为 实际上，这种基最一般的性质之一，就是与许多不同物质化合形成酸。我们 把这种基与热素的结合称作氧气（oxygen gas），它与以前叫做纯粹或生命 空气（pure or vitalair）的东西是同一种东西。这种气体在 10°（54.50
°）温度及与气压计 28 吋相等的压力的重量，是每立方吋半格令，或者是
每立方呎一司半。 由于大气的有害部分的化学性质迄今只知道一点点，因此我们已经满足
于根据它具有杀死那些被迫呼吸它的动物的这种已知性质，得出其基的名
称，由希腊文否定词 a 和扣ξω■即 vita③把它命名为氮（azote）；所以， 大气的有害部分的名称就是氮气（azotic gas）；在同样温度和同样压力下 其重量是每立方呎 1 盎司 2 格罗斯 48 格令，或每立方吋 0.4444 格令。我们 不能否认，这个名称看上去有点怪；但是对于所有的新术语来说，情况必定 如此，新术语直到某个时候通行之前，不能指望人们就熟悉它们。我们长期 尽力寻找一个更恰当的名称，却没有成功；最初提出把它叫做碱气
（alkaligengas），因为根据贝托莱先生的实验，它似乎是氨或挥发碱的组
成部分；但是我们至今尚无证据表明它是其他各种碱的一种组成元素；此 外，它被证明是硝酸的组成部分，这就为以前把它称为氮（nitro-gen）提 供了很好的理由。由于这些原因，由于发现有必要抛弃按照系统的原则所提 出的任何名称，我们认为我们在采用氮（azote）和氮气（azotic gas）的 术语时没有犯错误的风险，这术语表达的只是一个事实，或者说表达它所具 有的使呼吸它的动物丧失生命这样一种性质。
假若我在这个地方开始讨论几种气体的命名法的话，我就应当提前讨论 更适合于留在以下各章中的主题：在本书的这一部分，足以制定出据以得到



① 希腊文和拉丁文，意为“酸”。——c
② 希腊文和拉丁文，意为“产生者”。——C
③ 希腊文和拉丁文，意为“生命”。——C





这些气体的名称的各种原则。我们采用的这种命名法的主要优点就是，一旦
有一个适当的术语来辩识一种简单的基本物质，那么就可以很快由这个第一 名称必然地导出其所有化合物的名称。





第五章
论用硫、磷与炭 分解氧气，酸形成通论


　　在做实验的过程中，一个决不应当违背的必要原则就是，实验要尽可能 地简化，每个能使实验结果变得复杂的情况都要仔细地予以消除。为此，在 构成本章对象的实验之中，我们决不使用大气，因为它不是简单物质。构成 其混合物的一部分的氮气，在燃烧和煅烧中确实仅仅处于钝态；但是，除了 它非常严重地妨碍这些操作之外，我们并非有把握认为它在某种情况下不会 改变其结果；由于这个理由，我认为必须在下述表明纯氧气中的燃烧所产生 的种种效应的实验中，只使用这种气体，来消除可能引起这种疑虑的原因； 当氧气或纯粹的生命空气以不同比例与氮气相混合时，我将会谈到发生这些 结果之中的各种差异。
　　将容量为六、七品脱的玻璃钟罩 A（图版Ⅳ，图 3）充满氧气之后，我 用一个下面滑溜的浅底玻璃盘将其从充满水的水槽中移进水银浴中，并且在
使汞干燥之后，将61 1 格令的孔克尔磷（Kunkel’s phosphorus）导入玻璃
4
钟罩 A 下面两个象 D（图 3）所描绘的小瓷杯之中；而且，我可以分别点燃
每一份磷，而为了防止一个盘子的引燃另一个盘子，其中一个盘子要用一块 玻璃板盖住。然后，我用弯管 GHI 吸出一份足够的氧气，使水银在玻璃钟罩 内升至 EF 处。此后，我用红热状的弯铁丝（图 16），相继点燃两份磷，先 点燃没用玻璃板盖住的那一份。燃烧极为迅速，伴有耀眼的光芒，放出大量 的光和热。由于引起的强热，气体首先大量膨胀，但此后不久汞就恢复到原 来的水平面上，气体被大量吸收；同时，玻璃钟罩的内壁被层层固化了的白 亮的磷酸所覆盖。
在以上所说明的这个实验的开始，氧气的量化为普通标准总量为 162 立
方时；在燃烧结束之后，同样化为该标准，则只剩下23 1 立方吋；因此燃
4
烧时吸收的氧气的量是138 3 立方吋，等于69.375格令。
4
杯底剩下的一部分磷没有消耗掉，将其冲洗下来与酸分开，重约16 1
4
格令；因此，约有 45 格令的磷燃烧了：但是，由于不可能避免一二格令的
误差，就此而言，我认为余下的量是可靠的。因此，在这个实验中，由于约
45 格令的磷与 69.375 格令的氧结合，由于有重量的物质不能穿过玻璃冒出 来，所以我们就有权断定，由燃烧产生的白色片状物质的重量，必定等于所 用磷和氧的重量，也就是 114.375 格令。我们不久就将发现，这些片状物完 全由一种固体酸或固化酸所组成。当我们把这些物质的重量折算为一百份





时，就会发现，100 份磷需要 154 份氧来饱和，这种化合将产生 254 份白色
羊毛似的片状固化磷酸。 这个实验以最使人信服的方式证明，在一定的温度上，氧所具有的对磷
的有择吸引或亲和力强于对热素的有择吸引或亲和力；由于这个缘故，磷吸 引氧气的基，使其脱离热素，而被离析出来的热素便使自己扩散于周围物体 上。不过，虽然这个实验这么具有完全的决定性，但它仍不具有足够的严密 性，因为在所描述的装置中，不可能弄清所形成的片状固化酸的重量；因此， 我们只能通过计量所用的氧和磷的重量来确定它；但是，由于在物理学和化 学中，对能用直接实验开清的东西进行猜想，是不可允许的，因此我认为必 须在更大的规模上，用一套不同的装置重复这个实验如下。
　　我取一个直径为三吋开口的球形玻璃瓶 A（图版Ⅳ，图 4），配一个用 金刚砂磨了的水晶瓶塞，塞上打有两个孔插管子 yyy 和 xxx。在用塞子塞上 球形瓶之前，我放进一个支座 BC，支座顶上放一瓷杯 D，杯中装有 150 格令 磷；然后把塞子装到球形瓶口上，用厚厚的封泥封住，盖上涂有生石灰和蛋 白的亚麻布：当封泥完全干燥时，整个装置的重量经测定在一格令或一格令 半之内。接着，我用一个接在管子 xxx 上的气泵抽空球形瓶，然后用配有一 个活塞的管子 yyy 导入氧气。用默斯尼尔（Meusnier）先生和我在 1782 年
《科学院文集》第 466 页所描述的水气机（hydropneumatic Machine），能
极容易极精确地完成这种实验，由于默斯尼尔后来所做的增补和更正，在本 书后面的部分将对这种水气机加以解释。用这个仪器，我们能以极精确的方 式，弄清导入球形瓶中的氧气的量，及实验过程中消耗的氧气的量。
当一切准备就绪时，我就用一面取火镜（burning glass）引燃磷。燃
烧极为迅速，伴有耀眼的光芒和大量的热；由于实验过程继续进行，大量白 片贴在球形瓶的内表面，最后使球形瓶变得极不透光。这些白片最后变得如 此之多，以致虽然不断补充本已维持了燃烧的新鲜氧气，然而磷却很快就熄 灭了。让装置完全冷却下来之后，我首先弄清了所使用的氧气的量，并且在 打开球形瓶之前对其精确称量。我接着冲洗下杯子中剩下的少量磷，并且使 其干燥，进行称量，以便确定实验中消耗的磷的总量；磷的这种残留物是黄 赭色的。显然，靠这几个预防措施，我可以容易地确定，第一，所消耗的磷 的重量；第二，由燃烧产生的白片的重量；第三，与磷化合的氧的重量。这 个实验得到了与前一个实验极为接近的同样结果，因为它证明，磷在其燃烧 过程中吸收的氧的重量只比其本身重量的一倍半稍稍多一点；我更有把握地 认识到，该实验中产生的新物质的重量恰好等于所消耗的磷的重量与所吸收 的氧的重量之和，这的确易于演绎地确定。如果所使用的氧气是纯的，那么 燃烧之后的残留物就与所使用的气体一样纯；这证明没有什么东西能够离开 磷去改变氧气的纯度，证明磷的唯一作用就是把以前与热素结合着的氧与热 素分离开来。
我在上面提到，当任何可燃物体在一个中空的冰球或完全按这个原理构





造的一套装置中燃烧时，燃烧过程中融化的冰量正好就是被释放的热素的
量。关于这一点，可查阅德·拉普拉斯先生和我提交的论文（1780 年，第
355 页）。在对磷的燃烧做了这种试验之后，我们发现，一磅磷在其燃烧过 程中熔化了 100 磅多一点的冰。
　　磷在大气中的燃烧与在氧气中的燃烧同样彻底，差异在于，由于与氧气 相混合的比例很大的氮气的妨碍，使得磷在大气中的燃烧要缓慢得多，而 且，由于只有氧气被吸收，氮气的比例变得很大，有利于终止实验使燃烧结 束，以致所使用的空气只有五分之一被吸收。
　　我已经指出过，磷经燃烧变成了一种极亮的白色片状物质；而且其性质 完全被这种转化所改变：它不仅由不溶于水而变成可溶的，而且极为贪潮以 致吸引空气中的湿气迅速得惊人；它用这种方式变成一种比水稠得多，比水 的比重大的液体。磷在燃烧前所处的状态中，几乎没有任何感觉得到的味 道；通过与氧结合，它获得了一种极强烈的酸味：一句话，它由一种可燃物 体变成了一种不可燃物质，并且成为被称作酸的那类物体中的一种。
不一会儿我们就会发现，可燃物质由于加氧而被转化成为酸的这种性
质，为许多物体所具有：因此，严密的逻辑要求我们采用一个一般的术语， 来表示所有这些产生类似结果的操作；这是简化学习科学的真正途径，因为 不分类整理就记住所有细节是完全不可能的。由于这个原因，我们将用氧化
（oxygenation）这个术语，来表示磷由于与氧结合而向酸的转化，以及更
为一般的，氧与可燃物质的每种化合：据此，我将采用动词氧化
（oxygenate），而且因此要说，在氧化（oxygenating）磷的过程中，我们 将其转化为酸。
硫也是一种可燃物体，或者换言之，它是一种具有把氧从曾与之化合的
热素那里吸引过来而使氧气分解的能力的物体。这可以通过与我们用磷所做 的实验极为相似的实验，非常容易地得到证明；不过有必要提出这个前提， 即在用硫所进行的这些操作当中，不能指望结果与用磷所进行的操作结果同 样精确；因为硫的燃烧所形成的酸难以凝结，还因为硫的燃烧较为困难，而 且硫可溶于不同气体之中。但是，由我自己的实验，我可以有把握地断言， 燃烧中的硫吸收氧气；产生的酸比燃烧了的硫重得多；其重量等于燃烧了的 硫的重量与吸收的氧的重量之和；最后，这种酸重而不燃，可以任何比例与 水相溶和：关于这一点所剩下的唯一不确定的东西，只是关于成为该酸的组 成部分的硫和氧的比例。
　　按照我们目前关于炭的所有知识，它必定被看成是一种简单的可燃物 体，炭也具有吸收氧气的基使之与热素分离从而分解氧气的性质：但是由这 种燃烧产生的酸在常温下并不凝结；在我们大气的压力下，它处于气体状 态，需要很大比例的水与其化合或使其溶解。然而，虽然程度较弱，这种酸 却具有其他酸所有已知的性质，而且它和它们一样，与能形成中性盐的所有 的基化合。
　　




炭在氧气中的燃烧可以象磷在置于汞上面的玻璃钟罩 A（图版Ⅳ，图 3）
中的燃烧那样完成：但是，由于红热状态的铁的热不足以点燃炭，我们就得 加一粒很微小的磷作为一点点引火物，照用铁点火所做的实验中说明的方式 去进行。这个实验的详细说明，可在 1781 年《科学院文集》第 448 页中找 到。通过这个实验，似乎 28 份重量的炭需要 72 份氧来饱和，而且，所产生 的这种气态酸的重量正好等于所使用的炭和氧气的重量之和。这种气态酸曾 被最初发现它的化学家们称作固定空气或可固定空气（fixed or fixable air）；他们当时并不知道它是否就是与那种被燃烧所污染或腐蚀了的大气 或其他弹性流体相似的空气；但是，因为现已弄清，它是一种酸，就象通过 其特定基的氧化而形成的所有其他酸一样，因此，固定空气这个名称显然就 是极不可取的了①。
　　通过在第 35 页所提到的装置中燃烧炭，德·拉普拉斯先生和我发现， 一磅炭熔化 96 磅 6 盎司的冰；燃烧过程中，有 2 磅 9 盎司 1 格罗斯 10 格令 的氧被吸收，形成 3 磅 9 盎司 1 格罗斯 10 格令的酸。这种气体在上面提到 的普通标准的温度和压力下每立方吋重 0.695 格令，因此一磅炭燃烧产生
34，242 立方吋的酸气。
我可以成倍地增加这些实验，并可以用为数甚多的一个接一个的事实说 明，所有的酸都是由某些物质燃烧形成的；但是，我所制定的由已弄清的事 实到未知的东西，以及只从已经得到解释的细节引出例子的计划，阻止我在 这个地方这么做。不过，在此期间，上面引证的这三个例子或许足以对酸形 成的方式给出一个清晰、精确的概念。通过这些例子，可以清楚地看到，氧 是所有由其构成酸性的物质所共有的一种元素，这些物质随被氧化或被酸化 的物质本性的不同而相互区别。因此，在每一种酸中，我们必须注意对可酸 化的基，即德·莫维先生所称的根（radical），与酸化要素或氧加以区分。




















① 虽然这里被作者省略了，但可以适当注意到，依照新命名法的一般原理，此酸被拉瓦锡先生及其同事们
称作碳酸，处于气态时称作碳酸气。——E





第六章
论酸的普通命名，尤其是从 硝石和海盐中提取的酸的命名


　　根据上一章所制定的原则，极容易制定酸的系统命名法：由于酸这个词 被用作全称术语，每种酸在语言上自然就由其基或根的名称区分开来。这 样，我们就把酸的总称赋予磷、硫和炭的燃烧或氧化产物；这些产物分别被 称为磷酸（phosphoric acid）、硫酸（sulphuricacid）和碳酸（carbonic acid）。
　　然而，在可燃物及部分可转化为酸的物体的氧化过程中，有一件值得注 意的事情，即它们与氧可以有不同的饱和度，而且，所产生的酸虽然是由相 同的元素结合而形成，但依比例的差异而具有不同的性质。关于这一点，磷 酸，尤其是硫酸，给我们提供了例子。当硫与小比例的氧化合时，它就形成 一种处于第一或较低氧化度的挥发性酸，该酸有刺激性气味，具有非常特殊 的性质。用较大比例的氧，它就变成一种没有气味的固定的重酸，而且它与 其他物体化合得到的产物与由前者提供的产物差异甚大。在这种情况下，我 们的命名原则似乎是失败的；而且似乎不罗嗦就难以由可酸化基的名称导出 那些清楚地表达这两种饱和度或氧化度的术语来。然而，通过对这个问题的 思考。或者更确式地说是出自这种情况的必然性，我们一直认为，简单地改 变它们的特殊名称的词尾来表达酸在氧化过程的这些变体，是可以允许的。 从前施塔尔所知道的由硫产生的挥发酸名叫亚硫酸（sulphurous acid）①。 我们已经保留了这个术语，表示未被氧充分饱和的硫所产生的这种酸；用硫 酸这个名称表示另一种完全饱和或氧化了的酸。因此，我们将用这种新的化 学语言来说，硫在与氧化合的过程中可有两种饱和度：第一度或低度构成亚 硫酸，该酸是挥发性的和刺激性的；而第二饱和度或高饱和度产生硫酸，该 酸是固定的和无气味的。我们将采用词尾的这种差异表示所有取几种饱和度 的酸。因此，我们就有亚硫酸、亚醋酸和醋酸（an acetous and an acetic acid）；以及类似情况下的其他名称。
假若每种酸本身被发现时人们就知道其基或根的话，那么化学科学的这
一部分就会极为简单，酸的命名法根本就不会象现在这样在旧的命名法中被 弄得混乱不堪。例如，由于磷在其酸被发现之前就是一种已知的物质，因此 这后一种物质当然就用一个由其可酸化基的名称导出的术语来表示。但是， 当正好相反，一种酸的发现碰巧在其基的发现之前时，或者更确切地说，当 它由之形成的可酸化基尚属未知时，用来表示二者的名称连极少的联系都没



① 英国化学家们以前用来表示这种酸的术语写作 sul phureous；不过我们认为象上面那样拼写才合适，因为
这样可以更好地与后面所采用的 nitrous（亚硝）、carbonous（亚碳）等等的词尾本一致。我们一般用英语 词尾 ic 和 ous 译述作者的带有 ique 和 cux 词尾的术语，几乎无任何其他变化。——E





有；这样，不仅记忆被无用的名称所拖累，而且，甚至学生的心智，以及经
验丰富的化学家的心智，都会充满错误的观念，只有时间和思考能够将其根 除。我们可以举一个硫的例子，这个混乱的例子与酸有关：以前的化学家们 由铁矾（the vitriol of iron）获得这种酸，由产生这种酸的物质的名称， 给它取了个名字叫做矾酸（the vitriolicacid）；而且，他们当时不知道， 通过燃烧由硫获得的酸恰恰就是同一种酸。
　　以前称为固定空气（fixed air）的气态酸也发生过同样的事情；由于 不知道这种酸就是炭与氧化的结果，人们就赋予它种种名称，这些名称没有 一个真正表达了关于其本质或起源的观念。我们发现，如果把矾酸的名称变 成硫酸，把固定空气的名称变成碳酸，那么，更正和修改与由已知基产生的 这两种酸有关的老式语言，就极为容易；但是对于其基尚不知道的酸来说， 不可能遵循这个方案；对于这些酸，我们只得采用一种相反的方案，不是由 其基的名称来形成酸的名称，而是被迫由已知酸的名称来给未知基命名。对 于由海盐获得的酸，情况就是如此。
为了使这种酸和它与之化合的碱基相分离，我们只有往海盐上倒硫酸；
泡腾立即发生，带有很强的刺激性气味的白汽出现，而且只要缓缓加热这种 混合物，所有的酸就被驱除了。由于在我们大气的普通温度和压力下这种酸 自然处于气态，因此我们就必须十分小心地将其保留在适当的容器之中。为 了做小实验，最简单、使用起来最方便的装置由一个小曲颈瓶 G（图版 V，
图 5）组成，里面导入很干①的海盐，然后我们到上一些浓硫酸，立即把曲颈
瓶口放在事先充满水银的小广口瓶或玻璃钟罩 A（同一个图版，同一幅图） 之下。被分离出来的酸气按其比例进入广口瓶，到达水银的顶部，将其取代。 当气体的分离减弱时，稍微加热曲颈瓶，然后逐渐加热，直至没有东西放出 为止。这种酸气对水有非常强的亲和力，水吸引大量的酸气，这一点通过往 装有这种气体的玻璃瓶中导入薄薄的一层水便可得到证明；因为全部酸气马 上就消失而与水化合。
这后一个细节在意欲获得液态海盐酸的实验室和工厂里得到了利用；为
此目的，要利用一个装置（图版Ⅳ，图 1）。其组成首先是一个平底曲颈瓶 A， 其中放进海盐，然后通过开口 H 导入硫酸；第二是一个球形瓶或容器 c，b， 用来容纳实验过程中放出的少量液体；第三是各有两个口、装有半瓶水的一 套瓶子 L、L、L、L，用来吸收经蒸馏分离出来的气体。这个装置将在本书的 后一部分详加描述。
虽然我们既不能构成这种海盐酸，又不能分解它，但我们丝毫都不能怀 疑，这种酸与所有其他酸一样，是由氧与一种可酸化基结合而成的。因此， 我们照伯格曼行先生和德·莫维先生的样子，由以前用来表示海盐的拉丁词



① 为此目的，采用称作烧爆（decrepitation）的操作，此操作就在于在一个合适的器皿中使其处于近于赤热
状态，以使其所有的结晶水蒸发。——E





muria 导出这个名称，把这种未知物质叫做盐基（muriatic base）或盐根
（muriatic radical）。因此，由于不能确切地确定盐酸（muriatic acid） 的组成成分，我们就用这个术语来表示这种挥发性酸，该酸在我们大气的普 通温度和压力下保持气体形态，极容易大量地与水化合，其可酸化基与酸粘 附得如此密切，以致迄今尚未设计出什么方法将它们分开。如果发现盐酸的 这种可酸化基是一种已知物质，尽管它现在的身份尚属未知，那就必须用一 个与其基的名称相类似的名称来代替其现名称。
　　与硫酸及其他几种酸一样，盐酸可以有不同的氧化度；不过，过量的氧 对它产生的作用与同样情况对硫的酸（acid of sulphur）产生的作用相反。 低氧比度使硫变成挥发性气态酸，它只以很小的比例与水混合，而高氧化度 则形成具有许多强酸性质的酸，它极为固定，不能保持气体状态，但在高温 下无气味而且以很大比例与水混合。而对于盐酸，发生的情况正好相反；用 氧增加饱和度使其更具挥发性，更具刺激气味，更不易与水混合，并且削弱 了其酸性质。我们起初倾向于按照我们给硫的酸命名同样的方式，给这两种 饱和度命名，把氧化程度较小的叫做亚盐酸（muriatous acid），把被氧饱 和较多的称为盐酸：但是，由于后者在其各种化合作用中产生了非常特殊的 结果，由于化学中尚不知有什么东西与其类似，因此，我们就把盐酸的名称 留给了饱和程度较低者，而给后者一个复合的名称，即氧化盐酸（oxygenated muriatic acid）。
尽管从硝石（nitre or saltpetre）提取的这种酸的基或根较为熟知，
但我们却认为只有同样用盐酸的名称来规定其名称才是恰当的。用与所描述 的提取盐酸的程度相同的程序，用同样的装置（图版Ⅳ，图 1），加入硫酸， 从硝石提取它。按该酸放出的比例，它在球形瓶或容器中部分冷凝，其余部 分被瓶子 L、L、L、L 中所盛的水所吸收；水依酸的浓度比例起初变绿，然 后变蓝，最后变黄。在这个操作过程中，混有少部分氮气的大量氧气被分离 出来。
这种酸与其他所有酸一样，由与一种可酸化基相结合的氧组成，而且恰
恰就是已完全弄清氧就存在于其中的那第一种酸。它的两种组成元素结合得 很弱，提供任何与氧的亲和力比这种酸特有的可酸化基对氧的亲和力更强的 物质，就易于将这两种组成元素分离出来。最初，通过这种类型的某些实验 发现，氮，即毒气或氮气的基，构成了其可酸化基或可酸化根，因而，硝石 的酸实际上是一种硝酸，由作为其基的氮与氧化合而成。由于这些原因，我 们很想能始终如一地遵循我们的原则，似乎不用氮的名称来称呼该酸，就得 把该基命名为硝根（nitric radical）；但是，下述考虑阻止我们采用这两 个名称中的任何一个。第一，看来难以改变硝石的名称，这个名称在社会上、 制造业和化学中已被普通采用；另一方面，贝托莱先生已发现氮是挥发性碱 或氨的基，我们认为根据这种酸而将它称作硝根也不合适。因此，我们仍然 用氮这个术语表示这个部分大气的基，亦即硝根或氨根；而且，我们已经对





硝石的酸命了名，按照其所处的低和高所氧化度，将前者称为亚硝酸
（nitrous acid），将后者称为硝酸（nitric acid）；这样，就保留了其 得到适当修改的以前的名称。
　　几位极有名望的化学家曾经不赞成这样尊重这些旧术语，希望我们丝毫 不要考虑古代的惯用法，而坚持完善一种新的化学语言；结果，由于沿着一 条中间道路，使我们受到一个化学家宗派的非难，并且受到对立党派的忠 告。
　　硝石的酸依其氧化度及作为其组成部分的氮和氧的比例，可以取许多独 立的状态。它由第一或最低氧化态，形成一种特殊的气体，我们将依旧把它 称为亚硝气（nitrous gas）；它大约由两份重量的氧与一份重量的氮化合 而成；它在这种状态不溶于水。氮在这种气体中并没有被氧饱和，相反，它 对这种元素仍有很大的亲和力，而且甚至它一与大气候接触就将其从中吸引 出来。亚硝气与大气的这种化合甚至已经成为确定空气含氧量的方法之一， 从而也就成为弄清空气对健康的有益程度的方法之一。
氧的这种增加，使亚硝气转变成为一种强酸，该酸对水有很强的亲和
力，而且其本身就有不同的氧化度。当氧与氮的重量比低于三比一时，该酸 呈红色，并散发出大量的酸雾。它在这种状态经微热放出亚硝气，我们把处 于这种氧化度的物质称为亚硝酸（nitrousacid）。
当四份重量的氧与一份重量的氮化合时，该酸清澈无色，在火中比亚硝
酸固定，气味较少，而且其组成元素结合得较牢固。依照我们命名法原则， 这种酸称为硝酸（nitric acid）。
因此，硝酸就是超载了氧的硝石酸；亚硝酸就是超载了氮或者说超载了
亚硝气的硝石酸，后者就是没有被氧所充分饱和的、具有酸的性质的氮。对 于这个氧化度，我们在本书的以后部分已经给它赋予了氧化物（oxyd）这个 一般名称①。



















① 严格按照新命名法的原则，表示氮处于几种氧化度的木语应当如下：氮、氮气（与热素化合了的氮）、
氧化氮气、亚硝酸、硝酸，不过作者给出了他在这种情况中违背原则的理由。——E





第七章
论用金属分解氧气， 以及金属氧化物的形成


　　氧在一定程度上所具有的对加热了的金属的亲和力比对热素的亲和力 强；由于这个缘故，除金、银、铂之外的所有金属物体，都具有通过吸收与 热素化合了的氧气的基，而分解氧气的性质。我们已经说明这种分解借助于 汞和铁发生的方式；已经观察到，在第一种情况下，必须把它看成是一种缓 慢的燃烧，而在后一种情况下，燃烧极其迅速，并伴有耀眼的火焰。这些操 作中热的用处就是让金属粒子彼此分离，并削弱其内聚吸引或聚集吸引，或 者换个说法削弱它们彼此的相互吸引。
　　金属物质的绝对重量与它们吸收的氧的量成比例地增加；同时，它们失 去金属光泽，变成土状粉末物质。这种状态的金属必然不会被看成是完全被 氧饱和了的，因为它们对这种元素的作用被它与热素之间的亲和力所抵消。 因此，在金属煅烧时，氧受到两种独立和相反的力的作用，即它对热素的吸 引力和金属所施的力，由于后一种力超过了前一种力，一般说来前一种力无 足轻重，所以氧倾向于与后者结合。因此，当金属物质在大气或氧气中被氧 化时，它们不会象硫、磷、炭那样转化成为酸，而仅仅变成中间物质，该物 质虽然接近盐类，但却没有获得盐的性质。老的化学家们不仅把灰碴（calx） 的名称贴在这种状态的金属上，而且还把它贴在长时间受火的作用而没有被 熔化的每一种物体上。他们把灰碴这个词转变成一个一般术语，在这个术语 之下，他们把石灰土（calcareousearth）与金属相混淆，石灰土在煅烧之 前的确是中性盐，靠火而变成一种土碱，其重量失去一半，而金属则以同样 方式与一种新物质结合，其重量往往超过了原来的一半，由此，它们几乎成 了酸类。尤其是保留上述术语表示金属物质的这种状态，我们关于该状态的 性质所表达的必定是十分错误的观念，因此，这种把具有如此相反性质的物 质放在同一个属名之下的分类模式，违反了我们的命名原则。所以，我们完 全放弃了金属灰碴这一表达方式，而用源自希腊语οξνS 的词即氧化物这 一术语来代替它。
由此可以看出，我们所采用的语言是丰富而有表现力的。物体的第一或
最低氧化度使物体转变成氧化物；增加的第二氧化度构成酸类，其种名取自 其特定的基，以 ous 结尾，如亚硝酸和亚硫酸（nitrous and sulphurous acids）；第三氧化度把这些酸变成以 ic 为词尾来区分的酸种，如硝酸和硫 酸（nitric and sulphuric acids）；最后，我们可以在酸的名称上加上被 氧化的（oxygenated）一词，来表达第四或最高氧化度，如已经用过的氧化 盐酸一词。
　　我们没有把氧化物这一术语仅限于表达金属与氧的化合，而已经将其扩 展到表示一切物体的第一氧化度，这一氧化度没有将物体转变成酸，而是使
　　




其接近盐类。于是，我们就把硫经初步燃烧转化而成的那种软物质取名为氧
化硫（oxyd of sulphur）；我们用氧化磷（oxyd of phosphorus）这个名 称来称呼磷在燃烧后所剩下的黄色物质。按同样方式，亚硝气即处于其第一 氧化度的氮，就是氧化氮（oxyd of azote）。同样，我们有大量源自植物 界和动物界的氧化物；而且我将在后面指出，这种新语言将极有助于阐明人 工操作及大自然之造化。
　　我们已经看到，几乎一切金属氧化物都有独特而持久的颜色。这些颜色 不仅因金属种类而别，而且依同种金属的不同氧化度而异。因此，我们还必 须给每个化合物增加两个性质形容词。一个表示被氧化的（oxydated）①金 属，而另一个则表示该氧化物的独特颜色。这样，我们就有黑色氧化铁、红 色氧化铁以及黄色氧化铁；这些措词分别与玛尔斯黑剂、铁丹、铁锈或赭石 这些老的无意义的术语相对应。同样，我们有灰色、黄色和红色氧化铅，它 们与铅灰、黄丹（massicot）及红丹（minium）这些同样错误或无意义的术 语相吻合。
这些名称有时变得相当长，当我们要指明由于与硝石一起爆炸或借助于
酸，金属是否在空气中被氧化时，尤其如此；但另一方面，它们转达的始终 是合理而准确的思想，这些思想与我们通过它们的用法想要表达的客体相符 合。通过本书的表格，这一切都将十分清楚明显地反映出来。



























① 这里我们看到，按照从氧（oxygen）一词派生出动词氧化（to oxygenate）、被氧化（oxy-genated）、氧
化的（oxygenating）相同的方式，氧化物（oxyd）一词变成了动词氧化（to oxydate）、被氧化（oxydated）、 氧化的（oxydating）。我不明白首先在这里再引入一个动词的绝对必要性，但是却认为在这样性质的一部 著作中，为了严格忠实于作者的思想，忽略每一种其他的考虑是译者的责任。——E





第八章
论水的基本要素， 论用炭和铁对其进行分解


　　直到不久前，水都一直被认为是一种简单物质，以致较老的化学家们认 为它是一种元素，对于他们来说这是不容置疑的，因为他们不能将其分解； 至少是由于完全忽视了每天在他们眼前发生的分解。但是我们却打算证明， 水决不是一种简单物质或基本物质。我在这里不是要妄撰这个迄今尚有争议 的发现史，这在 1781 年的《科学院文集》中已有详述，而只是提出关于水 的分解和成分的证据；我也许敢说，这些证据对于那些公正地对待它们的人 来说将是有说服力的。

第一个实验

将直径为 8 至 12 吩的玻璃管 EP（图版Ⅶ，图 11）穿过炉子固定起来，
从 E 到 F 略为倾斜，将较高的 E 端与盛有一定量蒸馏水的玻璃曲颈瓶 A 套接 上并用封泥封住，在较低的 F 端接上旋管 SS，旋管的另一端插入双管瓶 H 的 一个瓶颈内，双管瓶的另一个瓶口接上弯管 KK，以这样的方式以便在实验时 将可被分离的那些气态流体或气体输送进某个适当的测定其数量和特性的 装置之内。
为使这个实验有把握成功，管子 EF 须用经很好退火处理且难熔的玻璃
制做，而且须用混有粉末状粗陶的粘土封泥涂在其外面；此外，管子还必须 用一根穿过炉子的铁棒托住中部，以免实验时变软变弯。要是弄到完全没有 微孔以致空气或蒸气不能泄出的瓷管不难的话，那么瓷管就比玻璃管更能满 足这个实验的需要。
这样安排就绪时，就在炉子 EFCD 中点火，火的强度维持在使管子 EF 赤
热而又不致于熔化的程度；同时，在炉子 VVXX 中也维持这样的火以使曲颈
瓶 A 中的水不断沸腾。
　　按曲颈瓶 A 中水被蒸发的比例，水充满管子 EF，通过弯管 KK 将其中所 含空气排除；蒸发形成的水气在旋管中经冷却而凝结，一滴一滴地落入双管
瓶 H 之中。持续进行这种操作直至所有的水都从曲颈瓶中被蒸发，并且仔细 地排空所使用的所有皿之后，我们发现，进入双管瓶 H 之中的水量，恰恰等 于曲颈瓶 A 中以前所盛的水量，气体一点也没有离析；因此这个实验原来是 一个简单的蒸馏，而且，假若水经管子 EP 从一个器皿跑进另一个器皿，而 未经中等白炽状态的话，结果会完全相同。

第二个实验





象前一个实验中那样配好装置之后，将适当弄碎成小部分，并且事先已
在密闭的器皿中经长时间赤热的 28 格令炭，导入管子 EF 之中。其余一切均 按前一实验中的办法处理。
　　曲颈瓶 A 中所盛的水如前面实验中一样蒸馏，并且在旋管中冷凝，落入 双管瓶 H 之中；但同时有大量的气体离析，由弯管 KK 逸出，用一个适当的 装置将其接受。操作结束之后，除了留在管子 EF 之中的一点灰烬微粒之外， 我们什么也不没发现，28 格令炭则完全消失了。
当仔细检验离析的气体时，发现它们重 113.7 格令①；这是两种气体，
即 144 立方时的碳酸气，它重 100 格令，以及 380 立方时的一种极轻的气体， 它仅重 13.7 格令，当它与空气接触时用一个点燃了的物体靠近它，它就着 火燃烧；而且，当仔细检验进入双管瓶 H 中的水时，发现其重量失去了 85.7 格令。因此，在这个实验中，85.7 格令的水与 28 格令的炭结合，以这样的 方式化合，即形成 100 格令的碳酸，以及 13.7 格令的一种能燃烧的特殊气 体。
我已经说明，100 格令的碳酸气由 72 格令氧与 28 格令炭化合而成；因
此，放在玻璃管中的 28 格令炭从水中得到 72 格令氧；由此得出，85.7 格令 水由 72 格令氧与 13.7 格令易燃烧的一种气体化合而成。一会儿我们就会明 白，这种气体不可能从炭中离析出来，因而必定是由水产生的。
在对这个实验的上述说明中，我隐略了某些细节，这些细节只会在读者
的心中把实验结果弄得复杂难懂。例如，这种易燃气体溶解极小的一部分 炭，其重量借此略有增加，碳气的重量相应减少。尽管由这个细节所产生的 改变无足轻重，然而我还是认为必须用严格的计算确定其作用，并接简化了 的情况如上所述报道实验结果，就象这个细节没有发生过似的。无论如何， 万一对我从这个实验引出的推论还有什么疑虑的话，那么下述实验就会将这 些疑虑消散，我要引用这些实验来支持我的见解。

第三个实验


　　完全象前一个实验中那样配好装置，所不同的是，不用 28 格令炭，而 是用 274 格令卷成螺旋形的薄片状软铁填满管子 EF。用炉子把管子烧至赤热 状，使曲颈瓶 A 中的水不断沸腾直至全部蒸发，并通过管子 EF 在双管瓶 H 中冷凝。
这个实验中没有离析出碳酸气，我们得到的却是 416 立方吋或 15 格令 的易燃气体，比大气轻十三倍。经检验蒸馏过的水，发现它失去了 100 格令， 而且还发现，封闭在管子中的 274 格令铁获得了 85 格令的额外重量，其大 小增加得相当多。此刻的铁几乎不能被磁铁所吸引；它溶于酸中而无泡腾现



① 在本书的后一部分，将会找到对于分离不同种类的气体以及确定其量所必须的方法的详细说明。——A





象；简言之，它转变成一种黑色氧化物，与在氧气中燃烧的完全相似。
　　在这个实验中，我们用水使铁发生了真正的氧化，与借助于热在空气中 发生的氧化恰恰相似。由于分解了 100 格令的水，85 格令的氧就与铁化合， 结果使它转变成黑色氧化物状态，离析出一种 15 格令的特殊易燃气体：由 这一切清楚地看到，水是由氧与一种易燃气体的基化合而成的，它们各自的 比例分别是，前者的重量为 85 份，后者的重量为 15 份。
　　因此，除了氧这种为许多其他物质所共有的元素之外，水还含有另一种 元素作为它的组成基或根，我们必须找到一个恰当的术语来表示它。我们所 能想到的似乎没有什么比氢（hydrogen）这个词更为合适，它表示产生水的 要素（generative principle of water），取自νδορ即 aqua①和γει νμαι即 gignor。我们把这种元素与热素的化合物称为氢气②；氢这个术 语表示该气体的基或水的根。
　　这个实验给我们提供了一种新的易燃物体，或者换言之，提供的这种物 体与氧有如此大的亲和力，以致使其脱离与热素的结合而把它吸引过来，并 使空气或氧气分解。这种易燃物体本身与热素有如此大的亲和力，使得它除 非与其他某种物体合时之外，在通常的温度和我们大气的压力下总是以气态 或气体状态存在。在这种气体状态下，其重量约为相等
　　
体积的大气重量的

1 ；尽管水能容纳少量处于溶解状态的这种流体，但它
13

却不被水所吸收，而且它不能用来呼吸。 由于这种气体所具有的与其他一切可燃物体所共有的那种性质，不过是
分解空气以及夺取与热素化合的氧的能力；因此易于理解，它如果不与空气
或氧气接触就不能燃烧。所以，当我们点着一满瓶这种气体时，它就按外面 的空气进入的比例，起初是在瓶颈处，然后是在瓶内，缓慢地燃烧。这种燃 烧缓慢循序，而且仅仅发生在两种气体之间接触的表面。当这两种气体在它 们点着之前混合时，情况就完全不同：譬如，若将一份氧气导入一细口瓶中 之后，我们再把两份氧气充入其内，并将一支亮着的小蜡烛或其他燃着的物 体移至瓶口，两种物体的燃烧瞬即以剧烈爆炸的形式发生。只应当在容量不 超过一品脱，外面用麻绳缠住了的坚固的绿色玻璃瓶中做这个实验，否则操 作者将面临瓶子破袭的危险，瓶子碎片将以极大的力量四处抛射。
如果以上关于水的分解所述的一切皆与真实情况相符；——如果正如我 所尽力证明的那样，这种物质真的是由作为其特有组成元素的氢与氧化合而 成，那么由此应当得出，通过这两种元素的重新组合，我们就会重组出水来；



① 希腊文和拉丁文，意为“水”。——C
② 氢这种表达已经受到某些人极为严厉的批评，这些人的借口是，它表示的是由水产生而不是产生水。本 章中所述的实验证明，分解水时产生氢，氢与氧化合时产生水：以致我们可以说，水由氢产生或者氢由水 产生，同样都是真实的。——A





由以下实验可以断定，这种情况实际上会发生。

第四个实验

我取一个容量约为 30 品脱，有一个大口的大水晶玻璃球形瓶 A（图版Ⅳ，
图 5），瓶口上粘接着一块铜板 BC，铜板上有四个孔，孔中是四个管子的末 端。第一个管子 Hh 是打算用来接气泵的，球形瓶中的空气就用它来抽光。 第二个管子 gg 通过其 MM 端与一个氧气储存器相通，球形瓶要用氧气来充 满。第三个管子 dDd′通过其 dNN 端与一个氢气储存器相通。这个管子的 d
′端是一个毛细口，通过它，用一或二吋水柱的压力把储存器中所存氢气以 适当的速度压进去。第四个管子插有金属丝 GL，其 L 端有一个圆球，是打算 把电火花从 L 传到 d′，以给氢气点火之用：这根丝可在管子中移动，以便 我们能够使圆球 L 离开管子 Dd′的 d′端。dDd′、gg 和 Hh 这三个管子全部 装有活塞。
为了使氢气和氧气尽可能多地去掉水分，它们通向球形瓶 A 的途中要经
过填满盐的管子 MM 和 NN，盐由于其吸潮特性而贪婪地吸引空气中的潮气； 草碱的醋酸盐、盐酸盐或石灰的硝酸盐就是这样①。这些盐只须弄碎成粗粉， 以免它们结块阻止气体从其空隙中通过。
我们事先必须预备足够量的氧气，须通过与草碱②的一种溶液的长时间
接触仔细将氧气中所混合的所有碳酸除去。 我们还必须有两倍数量的氢气，须以同样方式通过与草碱的水溶液的长
时间接触仔细将氢气纯化。获取不含混合物的这种气体的最好方法，是按本
章第三个实验所述，用极纯的软铁分解水。 如上所述把一切安排妥当之后，将管子 Hh 配上一个气泵，抽空球形瓶 A
中的空气。其次，我们让氧气进去充满球形瓶，然后用前面提到的压力迫使
一小股氢气流通过管子 Dd′，并立刻用电火花将其点着。用以上描述的装 置，我们能够使这两种气体长时间地共同连续燃烧，因为我们有能力按照它 们消耗的比例从它们的储存器中向球形瓶补充它们。我在另一个地方①描述 了这个实验中所用的装置，并且解释了以一丝不苟的精确性确定这两种消耗 量的方式。
随着燃烧的进行，有水附着在球形瓶或卵形瓶 A 的内表面：水在数量上 逐渐增加，聚集成大水珠，滴到该容器的底部。在实验前后对球形瓶均进行



① 见本书第二部分所述这些盐的本质。——A
② 草碱在这里的意思是被生石灰夺去了碳酸的纯碱或苛性碱：一般而言，我们在这里观察到，一切碱和土 质必须总是当作处于纯态或苛态的，除非有其他表达方式。——E 获得草碱的这种纯碱的方法，将在以后 给出。——A
① 见本书第三部分。——A





称量，便容易确定收集到的水量。因此，我们对我们的实验进行双重检验，
是通过确定用去的气体的量以及气体燃烧所形成的水的量来进行的：两个量 必须彼此相等。通过这种运算，默斯尼尔先生和我弄清了，组成 100 份重量 的水需要 85 份氧与 15 份氢相结合。这个实验是当着皇家科学院的许多委员 们的面做的，迄今尚未发表。我们一丝不苟地注意了其精确性，有理由相信 上述比例与绝对真值的偏差不会有百分之二。
　　我们此刻可以由这些分析实验与合成实验断言，我们已经尽可能肯定地 在物理学方面和化学方面弄清了，水不是一种简单的基本物质，而是由氧和 氢两种元素组成的；这两种元素分开时，它们对热素有如此强的亲和力，以 致在通常的温度和我们大气的压力下只以气体的形式存在。
　　水的这种分解与重组，在大气的温度下，靠复合有择吸引在我们的眼前 无休止地进行着。一会儿我们就要看到，酒的发酵，腐烂，甚至植物生长所 伴随的现象，至少在一定程度上就是由水的分解产生的。非常使人惊奇的 是，自然哲学家们和化学家们迄今竟然对这个事实熟视无睹：它的确有力地 证明，在化学中如同在道德哲学中一样，要战胜早期教育中接受的偏见，沿 着不同于我们一直惯于遵循的任何途径去探求真理，是极端困难的。
我将通过一个实验来结束这一章，这个实验比已经讲述过的实验论证程
度要少得多，但似乎比其他任何实验给许多人们的头脑留下的印象都多。如
果 16 盎司醇在一个适合用来收集燃烧时离析出的水的装置①中燃烧，我们就 得到 17 至 18 盎司的水。由于没有哪种物质能够提供比它原来更多的东西， 由此就得出，醇在燃烧时有另外某种东西与之结合了；我已经指出，这必定 是氧，即空气的基。因此，醇含有氢，而氢是水的元素之一；大气含有氧， 而氧是组成水的另一种必须元素。这个实验对于水是一种化合物来说是一个
新的证明。






















① 见本书第三部分对这一装置的说明。——A





第九章
论从不同种类的 燃烧离析出的热素的量

我们已经提到，当任何物体在中空的冰球中燃烧并提供温度为零度（32
°）的空气时，球内融化的冰量就成为离析出的热素的相应量的量度。德·拉 普拉斯先生和我在 1780 年《科学院文集》第 355 页已经描述了这种实验所 使用的装置；这同一个装置的描述和图版，在本书第三部分找得到。用这个 装置，磷、炭和氢气给出如下结果：



一磅磷融化 100 磅冰；
一磅炭融化 96 磅 8 盎司；
1
一磅氢气融化295磅9盎司3
2




格令。



由于磷燃烧形成的是一种凝固的酸，因此也许有极少的热素留在该酸之
中，所以以上实验给出的量极接近氧气中所含热素的总量。即使我们假定磷 酸含有许多热素，但由于磷在燃烧前后所含的必定是接近相等的量。所以误 差必定极小，因为这种误误差仅仅在于燃烧前后磷和磷酸中所含热素数量之 间的差异。
我已经在第五章中指出，一磅磷在燃烧时吸收一磅八盎司氧；由于以同
样的操作融化了 100 磅冰，由此就得出，一磅氧气中所含热素的量能够融化
66 磅 10 盎司 5 格罗斯 24 格令冰。
一磅炭燃烧时仅融化 96 磅 8 盎司冰，它同时吸收 2 磅 9 盎司 1 格罗斯
10 格令氧。用磷做实验，这个数量的氧气离析出的热素的量，当足以使 171
磅 6 盎司 5 格罗斯冰融化；所以，这个实验中，足以使 74 磅 14 盎司 5 格罗 斯冰融化的热素的量消失了。碳酸不象磷酸那样在燃烧之后处于凝固状态， 而是处于气体状态，它需要与热素结合使其以该状态存在；最后的实验中失 去的热的量显然就是为此所用去的量，当我们把这个量除以燃烧一磅炭所形 成的碳酸的重量时，我们就发现，将一磅碳酸由凝结态变成气态所必需的热 素的量，大概可以融化 20 磅 15 盎司 5 格罗斯冰。
我们可以对氢气的燃烧以及水的随之形成进行类似的计算。一磅氢气燃
烧时，有5磅10 盎司5格罗斯24 格令的氧气被吸收，有295磅9 盎司3 1
2
格罗斯的冰融化。但是根据用磷做的实验，在由气态变为固态时 5 磅 10 盎
司 5 格罗斯 24 格令的氧气失去了足以使 377 磅 12 盎司 3 格罗斯冰融化的热 素。在与氧气燃烧时，仅从同量的氧气中离析出来的热素，就多得能使 295





磅2 盎司3 1 格罗斯的冰融化；因此，这个实验中形成的零度（32 °）的
2
水中，剩下的热素，多得能使82 磅9 盎司7 1 格罗斯的冰融化。
2
所以，由于一磅氢气与 5 磅 10 盎司 5 格罗斯 24 格令的氧燃烧形成了 6
磅 10 盎司 5 格罗斯 24 格令的水，由此就得出，在温度为零度（32°）的每 磅水中，所存在的热素多得能使 12 磅 5 盎司 2 格罗斯 48 格令的冰融化，不 过这里没有考虑氢气中最初所含的热素的量，由于缺乏对之进行计算的数 据，我们不得已已经将其略去了。由此可见，水即使处于冰的状态似乎还含 有相当数量的热素，氧在化合成水时似乎也保留有相当比例的热素。
由这些实验，我们可以设想下述结果是充分确立了的。

磷的燃烧


　　如前面的实验所述，由磷的燃烧似乎可见，一磅磷的燃烧需要 1 磅 8 盎 司的氧气，产生 2 磅 8 盎司凝固磷酸。


燃烧一磅磷所离析出的热素的量，用该操作过程中所融冰的磅数表示为 100.00000 磷燃烧过程中由每磅氧所离析出的量，以同样方式表示为 66.66667 一磅磷酸形成过程中离析出的量 40.00000
①
每磅磷酸中所剩下的量 0.00000




炭的燃烧


　　在一磅炭的燃烧中，有 2 磅 9 盎司 1 格罗斯 10 格令氧气被吸收，有 3 磅 9 盎司 1 格罗斯 10 格令碳酸气形成。
一磅炭在燃烧过程中离析出的热素 96.50000②
炭燃烧过程中从吸收的每磅氧气离析出的热素量 37.52823 一磅碳酸气形成过程中离析出的热素 27.02024 每磅氧在燃烧之后所保留的热素 29.13844 使一磅碳酸处于气体状态所必需的热素 20.97960