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氮气和稀有气体的发现

点击数:    编辑:化学_ch    文章来源:网络     更新时间:2010-08-30 11:33

一、氮气的发现

氮气在大气中虽多于氧气,由于它的性质不活泼,所以人们在认识氧气之后才认识氮气的。不过它的发现却早于氧气。1575年英国化学家布拉克(Black,J.1728-1799)发现碳酸气之后不久,发现木炭在玻璃罩内燃烧后所生成的碳酸气,即使用苛性钾溶液吸收后仍然有较大量的空气剩下来。后来他的学生D·卢瑟福(Rutherford,D.1749-1819)继续用动物做实验,把老鼠放进封闭的玻璃罩里直至其死后,发现玻璃罩中空气体积减少1/10;若将剩余的气体再用苛性钾溶液吸收,则会继续减少1/11的体积。D·卢瑟福发现老鼠不能生存的空气里燃烧蜡烛,仍然可以见到微弱的烛光;待蜡烛熄灭后,往其中放入少量的磷,磷仍能燃烧一会,对除掉空气中的助燃气来说,效果是好的。把磷燃烧后剩余的气体进行研究,D·卢瑟福发现这气体不能维持生命,具有灭火性质,也不溶于苛性钾溶洲,因此命名为“浊气”或“毒气”。在同一年,普利斯特里作类似的燃烧实验,发现使1/5的空气变为碳酸气,用石灰水吸收后的气体不助燃也不助呼吸。由于他同D·卢瑟福都是深信燃素学说的,因此他们把剩下来的气体叫做“被燃素饱和了的空气”。

1772年化学家舍勒也从事这一研究。他用硫肝(硫酸与铁粉的混合物)吸收空气中的助燃气而取得了氮气。经实验得出这样的结论:这种气体较空气轻;能灭火,颇似碳酸气,其效力没有碳酸气显著。他是第一个认为氮气是空气成为之一的人。只要把空气中的助燃气吸收,就能制得较纯的氮气。“氮”这个名字,是后来拉瓦锡给它取的,意思是无益于生命。

二、稀有气体的发现

大约氮气发现的百年之后,英国化学家瑞利(Rayleigh,J.W.S.1842-1919),一方面从空气中除掉氧气、二氧化碳、水蒸气得到氮气;另一方面从氮化物分解制得氮气。他把这两种来源不同的氮气进行比较,发现在正常状态下前者的密度是1.2572克/升,后者的密度是1.2508克/升,为什么空气中的氮气密度要大些呢?是不是其中还有较重的不活泼气体?英国化学家莱姆大塞(Ramsay,W.1852-1916)用燃烧的镁与空气中的氮气作用,以除去空气中的氮,结果剩下少量的稀有气体。经光谱检验,证明是一种新的气体元素叫做氩。后几年他用分级蒸馏法,从粗制的氩中分离出其它三种稀有气体──氖、氪、氙。1895年,莱姆塞用硫酸处理沥青油矿,产生一种气体,用光谱鉴定为氦。由于他先后发现氦、氖、氪、氩、氙,获得了1904年诺贝尔化学奖。

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