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約瑟夫·普里斯特利

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約瑟夫·普里斯特利J.Joseph Priestley (1733~1804),發現氧氣的偉大英國化學家。1733年 3月13日生於利茲城附近的菲爾德黑德,1804年2月6日卒於美國賓夕法尼亞州諾森伯蘭。1765年獲愛丁堡大學法學博士學位。他的職業是牧師,化學只是他的業餘愛好。1766年當選為英國皇家學會會員。1782年當選為巴黎皇家科學院的外國院士。

1個人簡介

出生背景
約瑟夫·普利斯特里是英國著名的化學家。他1733年3月13日生於英格蘭約克郡茲市郊區的一個名叫菲爾德海德的農莊里。

2個人經歷

刻苦學習
普利斯特里刻苦好學,興趣廣泛。他曾學過古文、數學。自然哲學導論等,后因體弱多病,中斷過一段學習,待康復后,他進入了考文垂的非國教的高等專科學校。因為他學習勤奮刻苦,成績超群,學校同意他免修一、二年級的部分課程。他在後來的學習中,深感自己的數學與德語基礎太差,又主動要求學校允許他補學了這兩門。在學校里,他學會了希泊來文、希臘文和拉丁文,加上他在神學方面的廣博知識,他常常同那些信仰傳統宗教的人們進行辯論,並且總是佔上風。以後,他做過教師,也當過牧師。在沃靈頓的非國教高等專科學校里,他講授過語言學、文學、現代史、法律、口才學及辯論學等,甚至教過解剖學,他曾編著出版過《基礎英語語法》和《語言學原理》寫過《口才學和辯論學講義》。1764年,愛丁堡大學授予他法學博士。從此,他開始了科學生涯,著有《電學史》一書,1766年他被推薦為英國皇家學會的會員。
出版書籍
由此,普利斯特里想設法製取這種「活命空氣」。當時已知硝石也能助燃,於是他想:「也許硝酸能夠把它分離出來?或者,把沾有稀硝酸的銅絲加熱,也許可以放出活命空氣?」他沿著這一思路,埋頭進行各種實驗。他取了一根一端封閉的玻璃管,裝人水銀,用手指堵住管口,把開口的一端置入盛有水銀的槽中,再把裝有硝酸和銅屑的另一根管子與裝有水銀的管子連接在一起。然後,開始加熱混和物質。經過短時間加熱,產生的無色的氣體就把水銀排出管外,於是管內充滿了新的物質。普利斯特里小心地取出管子,打開管口,俯身一嗅,突然,他被驚楞了:一種揮發的無色氣體,轉眼間就變成了棕紅色的蒸氣,它的強烈氣味很象硝酸,因此當時就稱它為「硝石空氣」。這種在空氣中變成的棕紅色的氣體是二氧化氮,試驗的結果未能製得「活命空氣」,卻發現了兩種新氣體:一氧化氮和二氧化氮,他繼續試驗,又發現了許多新氣體,普里斯特利給它們定名為「鹼空氣」(氨)、「鹽酸空氣」(氯化氫)以及二氧化硫等。此後多年,普里斯特利一直在研究氣體,並寫成了《論各種不同的氣體》一書,大大豐富了氣體化學。

3社會評價

神學家
他還是一位神學家,在這裡完成了一部關於神學的代表作《物質和精神的研究》(1777年):還著有《哲學必要性學說註釋》(1777年)。他明確地剖析了神學和科學哲學之間的聯繫。
在氣體化學的研究成果中,普利斯特里最重要的是對氧氣的發現。1774年,他得到了一個大型凸透鏡(火鏡),開始研究某些物質在凸透鏡聚光產主的高溫下放出的各種氣體。他研究的物質中有「紅色沉澱物」(氧化汞)和「汞灰」亦稱水銀燒渣,也就是(氧化汞)。普里斯特利把氧化汞放置在玻璃鐘罩內的水銀面上,用一個直徑30厘米、焦距為50厘米的火鏡,將陽光聚集在氧化汞上。很快就發現氧化汞被分解了,放出一種氣體,將玻璃罩內的水銀排擠出來。他把這種氣體叫做」脫燃素的空氣」。他以排水集氣法,把這種氣體收集起來,然後研究其性質。發現蠟燭會在這種空氣中燃燒,火焰非常明亮,老鼠在這種氣體中生活正常,且比在等體積的普通空氣中活的時間長了約4倍;他還親自嘗試了一下,感覺這種空氣使人呼吸輕快、舒暢。他對實驗的全過程做了詳細的描述。

科學家

其實早在1771年,普利斯特里把硝石加熱對,已經製得了氧氣。他在題為「各種空氣的觀察」一文中,曾提到:「在我從硝石得到的一定量(的空氣)中,不僅蠟燭能點燃,而且火焰增大,還聽到了響聲,好像硝石在明火中燒爆的聲音。」但由於他當時把這種氣體,混同於一般空氣,所以未能發現氧。普利斯特里認為空氣是單一的氣體,助燃能力之所以不同,其區別僅在於其中含燃素量的不同。從汞燒渣中分解出來的是新鮮的、不含一點燃素的空氣,所以吸收燃素的能力和助燃能力都特彆強。因此他把這種氣體叫做「脫燃素空氣」。而尋常的空氣,由於經過動物呼吸、植物的燃燒和腐爛,已經吸收了不少燃素,所以助燃能力就差了:一旦空氣被燃素飽和,那麼它就不再助燃,變成「被燃素飽和了的空氣」(指氮氣)或叫「燃素化空氣」。在後來的研究中,普利斯特里發現,綠色植物在陽光中也能放出「脫燃素空氣」,成為光化學作用研究的基礎。
謝爾本勛爵支持普利斯特里的研究工作,一直為他提供研究經費。1774年,他帶著普利斯特里一起訪問了歐洲大陸。在歐洲,他們結識了許多科學家,這對普里斯特利的學生涯具有重大意義。在巴黎,普里斯特利拜訪了法國化學家拉瓦錫,他向拉瓦錫介紹並演示了從氧化汞中誰、取氣體的實驗。拉瓦錫後來又重複了他的實驗,並且把普里斯特利的實驗材料以及他本人的實驗結果聯繫起來。拉瓦錫能擺脫傳統思想的束縛,大膽地提出了氧化概念,形成了燃燒的氧化理論。他指出所謂「脫燃素空氣」實際上就是氧氣,終於推翻了統治化學近百年的燃素學說。而堅持燃素說的普利斯特里卻堅決反對拉瓦錫的新觀點,他拒絕接受拉瓦錫對氧和水的任何解釋。於是,二人由此開始了一場爭論。
雙方的爭論最初出現在《哲學學報》上,後來,這些爭論文章又被編輯成一些小冊子。他們爭論的最後批文章發表在美國出版的《美國哲學會會報》上,其它刊物上也時有他們的文章發表。
在爭論中,普里斯特利證明,不是所有的酸都含有氧,鹽酸就是一個例子。他以此來反對拉瓦錫的氧化理論。但是,普里斯特利在爭論中所使用的理論始終是燃素說。這使他象一個守舊的老人,嘴裡經常念叨著教條的燃素學說,而絲毫不願放棄它。普里斯特利與拉瓦錫,一直都在持續地進行各自的觀察與研究。但他們觀察的深度不同,對觀察到的現象背後的本質理解不同。普里斯特利總是躲避開理論上的思考,他只埋頭於實驗,認為只有實驗才是最重要的,陷入了狹隘的經驗論,影響他的認識進一步發展。而拉瓦錫則不然,他在實驗的基礎上很重視理論思考,這使他在科學發展的歷史長河中,實現了第一次化學革命。
縱觀普里斯特利的一生,他37歲起研究氣體化學,直到終生。他曾分離並論述過的大批氣體,數目之多超過了他同時代的任何人。他可以說是18世紀下半葉的一位業餘化學大師。是他發明了帶有酸味的氣水。1772年出版了他的小冊子《用排水集氣法收集「空氣」》,該書深受歡迎,非常暢銷,當年就被譯成法文。普里斯特利名揚世界, 1773年他榮獲英國皇家學會的銅質獎章。他對氣林化學的研究成果,一是以其強烈的求知慾與非凡的勤奮態度為基礎的,二是他得益於自己精湛的實驗技能。為此,皇家學會曾授予他卡普里獎。他出版過巨著《關於種種空氣的實驗與觀察》(三卷).以後他的研究成果又彙集於《與自然科學各個部門有關的實 驗與觀察》(三卷)。
1804年2月6日,普里斯特利死於美國賓夕法尼亞州的諾贊巴蘭鎮,終年71歲。普里斯特利一生主要靠自學成為一位化學大師。其刻苦奮勉精神,堪稱今人之典範。
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