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二氧化碳特性及其与蜡烛的关系

时间:2023-10-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:如果取支点燃的蜡烛放在里头,你们看,它烧得很好,说明从盐酸的水平面开始到瓶口为止,一点不假,全是纯净的空气。换句话说,大理石和盐酸化合后产生的气体,与蜡烛燃烧时生成的气体是同一种东西。如果用硫酸与石灰化合,产生的将是不溶解的沉淀物;用盐酸呢,则能使石灰溶解而不发生沉淀。—译者注[5]大理石是由二氧化碳和石灰化合而成的,它与盐酸相遇后,即可生成氯化钙,放出二氧化碳。

二氧化碳特性及其与蜡烛的关系

这儿有只瓶子,里面装了一点点盐酸,其余全都是空气。如果取支点燃的蜡烛放在里头,你们看,它烧得很好,说明从盐酸的水平面开始到瓶口为止,一点不假,全是纯净的空气。现在,我再拿几块漂亮的上等大理石往瓶里一放,瓶里立刻像开了锅似的,大滚特滚起来(图)。不过,尽管它沸腾得这么厉害,但冒出来的并不是水蒸气,而是另外一种气体。这种气体,倘若用点燃的木柴到瓶里去试的话,结果也像上次凑到罩有烛火的烟囱口上那样,一家伙就给弄熄了。其实木柴的熄灭,不论是在瓶子里或是在烟囱口上,都是由同一种物质的同一种作用造成的。换句话说,大理石和盐酸化合后产生的气体,与蜡烛燃烧时生成的气体是同一种东西。因此,应用上述方法,我们也能取得大量的二氧化碳,瞧,这会儿瓶里冒出来的二氧化碳,差不多已经把瓶子装满了。不仅如此,我们还发现,不光是大理石含有二氧化碳,如果取点普通的白垩,在水里洗干净,去掉粗大的颗粒,弄得像泥水匠用来粉刷墙壁时那样,精细精细的,然后和水一起装在这只大瓶里,再拿点硫酸倒进去,也可以产生二氧化碳。

这里有个小问题顺便解释一下:假如大家也要做这个实验,那也非得用酸不可。如果用硫酸与石灰化合,产生的将是不溶解的沉淀物;用盐酸呢,则能使石灰溶解而不发生沉淀。大家也许还有点纳闷儿,干吗我要用这么大的瓶子做实验?道理也很简单:先在这儿看我大做,比较清楚,然后回去自己小做,就比较方便了。好,一切交代清楚,回头再看实验结果。你们瞧,这里又出现了同样的现象,大瓶里的硫酸和白垩发生作用后所得到的二氧化碳,跟蜡烛在空气中燃烧时生成的气体,性质完全相同。这充分说明,尽管两种制造方法有很大区别,但事到临了,不论是用这种或是用那种,得到的二氧化碳却是一模一样的。

我们再拿这种气体进行第二种实验:摸摸它的脾气,瞧瞧它的性格。这里的一只容器里满装着二氧化碳,我们也像对付许多别的气体那样,先考考它能不能着火燃烧。你们看,它不能燃烧,也不帮助其他东西燃烧。同时,我们还知道,它遇到水也不大肯溶解,因为这种气体在水面上收集起来非常便当。此外,大家也明白,它跟石灰水一碰头。能起变色发白的作用,而在变色发白以后,它跟着又摇身一变,以一个构成碳酸钙石灰石的成员的身份出现了。

其次,我必须向大家说明的是,这种气体碰到水以后,实际上的确有一点点溶解,这也是它跟氧和氢不同的地方。我这儿有种器具,可以用来制取二氧化碳溶液。这种器具分上下两层,下层放的是大理石和酸,上层盛了一些冷水,上下层之间装着一些活门,下层的气体可以通过这些活门升入上层。现在,我叫这套小设备开始行动起来,大家瞧,水里有好些气泡在往上冒,其实它们已经像这样翻腾一整夜了。这会儿冒出来的气体有一部分已经溶解在水里,如果我拿只小杯子舀些水出来,尝一尝,就觉得有股酸溜溜的味道,也就是说,水里已经含有二氧化碳了。假如再取点石灰水倒进小杯里,它立刻变成了浑浊的乳白色,进一步证明了二氧化碳的存在。

二氧化碳是一种分量很重的气体,比空气还要重。我把已经谈到过的几种气体的质量,包括二氧化碳在内,做了个比较,排列在下面的对照表里,大家看起来也许会更加清楚些:

表中数字说明,二氧化碳每立方分米1.9克,每立方米则为1.9千克,差不多等于2千克。二氧化碳是种较重的气体,我们可以用很多实验加以证明。比方,这是一只除了空气以外什么也没装的空玻璃杯,而这只玻璃杯里却装有二氧化碳。现在,我要把第二只杯子里的二氧化碳倒一点到空杯子里去(图),但,倒是倒了,可我很不放心,因为二氧化碳究竟搬家了没有,我一点也看不出来。那怎么办呢?有办法,我可以请蜡烛去访问一下,看看空杯子里的这位新房客是不是真的搬来了。不错,你们看,果真搬来了,因为蜡烛一放进去马上停止了燃烧。如果我不劳蜡烛的驾,改请石灰水去试探,我们也能从它的发白的变色上,看出空杯子里确实已经倒进了二氧化碳。另外,我还可以用这只小吊桶,放进这口二氧化碳的“井”里去试—实际上,真正的二氧化碳“井”是时常碰得到的—如果“井”里有二氧化碳,小吊桶一定能把它打上来。究竟如何,还是请蜡烛来检验,瞧,一点不含糊,果真打来了满满一桶的二氧化碳。

此外还有一种实验,也可以说明二氧化碳的质量。如图所示,在天平的一头放上只空玻璃筒,另一头置砝码使其平衡。但当我将二氧化碳倒入满装着空气的筒内时,天平立即向玻璃筒这头倾斜下来。这时如果用支点燃的蜡烛放进玻璃筒内试验一下,即可看出里面的确倒进了二氧化碳,已经完全丧失了原有的助燃性能。要是我再吹个肥皂泡放进玻璃筒里,由于肥皂泡内装的是空气,分量比二氧化碳轻,所以肥皂泡就一直飘浮着不会落到筒底去。不过,玻璃筒里的二氧化碳究竟有多少,我们还不大清楚,因此我首先要请这个小气球去探测一下。瞧,小气球浮在二氧化碳面上,说明筒内的二氧化碳已经装到这样的高度。现在,如果我再往筒里加二氧化碳(图),小气球就会随着气体的增多而上升,加得越多,升得越高。嗬,小气球浮到筒口上来了,表示筒内二氧化碳快要装满了。我们再来看肥皂泡是否也能像这样在二氧化碳上飘浮。喏,一点不假,由于二氧化碳比空气来得重,肥皂泡也照样可以在当中飘浮。(www.xing528.com)

好了,关于蜡烛燃烧时二氧化碳的生成,以及这种气体的物理性质,我们就讲到这儿为止。至于它是由什么东西组成的,它的各个元素是打哪儿来的等问题,等我们下次见面的时候,我再给大家详细介绍。

【注释】

[1]这里指的是氧化亚氮,是一种无色的气体,与氧化合可生成红色的亚硝酸气体。—译者注

[2]当时人们认为空气是由氧和氮组成的,还不知道其中含有氪、氦、氙等其他稀有气体。

[3]原文为1品脱氮重10,若以1立方英尺计算,其重为1盎司。氧比较重一些,1品脱氧重11谷,1立方英尺则重1盎司。1品脱空气约重10谷,1立方英尺重为1盎司。—编者注

[4]一种玩具,根据空气压力原理,可以牢牢地吸在平滑的东西上,不会脱落下来。—译者注

[5]大理石是由二氧化碳和石灰化合而成的,它与盐酸相遇后,即可生成氯化钙,放出二氧化碳。—译者注

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