《燃素说：从实验走向科学发展史》-燃烧现象和化学学说的解释

燃素学说（The Phlogiston Theory）是三百年前的化学家们对燃烧的解释，他们认为火是由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体。这种火的微粒既能同其他元素结合而形成化合物，也能以游离方式存在。大量游离的火微粒聚集在一起就形成明显的火焰，它弥散于大气之中便给人以热的感觉。由这种火微粒构成的火的元素就是“燃素”。

中世纪化学家对燃素及燃素说的描述：燃素充塞于天地之间，流动于雷电风云之中。在地上，天上，海洋，陆地，动、植、矿物，以及人的心中都含有它。大气中含有燃素，因而会在空气中引起闪电，而使大气动荡不已；生物含有燃素就富有生机；无生命物质含有燃素，就会燃烧。燃素不仅具有各种机械性质，而且又像灵魂一样，本身就是一种动因，是“火之动力”。物体失去燃素，变成死的灰烬，灰烬获得燃素，物体又会复活。

物体中含燃素越多，燃烧起来就越旺；含的燃素少，燃烧起来就弱。物质在加热时，燃素并不能自动分解出来。而须外加空气将其中燃素吸取出来，燃烧才能实现；上好的空气是具有吸收燃素的性质的；各种实体都是由物体所共有的基本物质（元素）和该物体所特有的“灵气”所构成.并可以用火炼的方法使其分离。当实体被加热时，“灵气”便从实体中逸出。

由于金属等物质被氧化后质量增重，有的科学家认为燃素和“灵气”一样与地心是相排斥的具有负重量（即所谓“轻量”），因此金属失去燃素时，重量反而增加了。有人说，金属失去燃素，好比活着的人失去了灵魂，因此就像死体比活着的时候要重那样，“死”的灰渣自然就比活的金属重。

燃素说形成于17世纪末、18世纪初的一个解释燃烧现象甚至整个化学的学说。燃素说认为，可燃的要素是一种气态的物质，存在于一切可燃物质中，这种要素就是燃素（phlogiston）；燃素在燃烧过程中从可燃物中飞散出来，与空气结合，从而发光发热，这就是火；油脂、蜡、木炭等都是极富燃素的物质，所以它们燃烧起来非常猛烈；而石头、木灰、黄金等都不含燃素，所以不能燃烧。物质发生化学变化，也可以归结为物质释放燃素或吸收燃素的过程。例如，煅烧锌或铅，燃素从中逸出，便生成了白色的锌灰和红色的铅灰；而将锌灰和铅灰与木炭一起焙烧时，锌灰和铅灰从木炭中吸收了燃素，金属便又重生了出来。酒精是水和燃素的结合物，酒精燃烧后，便剩下了水；金属溶于酸是燃素被酸夺去的过程。

最初，医疗化学家曾经设想化学物质含有三大元素：硫为易燃的元素，汞为流动性和挥发性的元素，盐为固定和不活动的元素。

到了17世纪，美因茨大学医学教授约钦姆贝歇尔（Joachim Becher）略微修改了医疗化学的学说，于1669年主张固体的泥土物质一般含有三种成分：

“石土”，存在于一切固体中的一种固定的土，相当于早期医疗化学家的盐元素。

“油土”，存在于一切可燃物体中的一种油性的土，相当于硫元素。(www.xing528.com)

“汞土”，一种流动性的土，相当于汞元素。

普利斯特里认为，一切可以燃烧的物体含有硫质的、油性的“油土”。在燃烧过程中，它在与其他“土”结合时逃了出来；也就是说，燃烧是一种分解作用，物质燃烧后，留下的灰烬是成分更简单的物质。

燃素说认为，燃烧和煅烧的过程牵涉到化合物分解为组成部分的过程，在最简单的情况下，也就是分解为硫质的“油土”和固定的“石土”。理论上，简单的物体不能发生燃烧，因为含有“油土”和另一种土的物质必然是化合物。

18世纪，新的化学概念和燃素学说双方支持者展开激烈辩论。1703年，德国哈雷大学的医学与化学教授格奥尔格·恩斯特·斯塔尔把普利斯特里的“油土”重新命名为“燃素”，并把这个理论发展成更广泛的理论体系，用以说明氧化、呼吸、燃烧、分解等很多化学现象。金属是灰渣与燃素的化合物，加热释放了燃素而剩下灰渣。总的说来，燃素为一切可燃物体的根本要素，油、脂、木、炭及其他燃料含有特别多的燃素。当这些物体燃烧时，燃素便释出，或则进入大气中，或则进入一个可以与它化合的物质中如灰渣，从而形成金属。

罗蒙诺索夫

到1740年，燃素理论在法国被普遍接受；十年以后，这种观点成为化学的公认理论。但燃素学说有很多漏洞，所以遭到一些质疑，如燃素说未能合理解释定量实验的结果；根据燃素说，镁在燃烧后会释出燃素，但实际上重量不减反增。其后，拉瓦锡证明氧在燃烧过程中必不可少，解释了燃烧后增加重量的现象。罗蒙诺索夫反对当时盛行的燃素说，用实验证明金属在密闭容器内加热，质量不会增加，而放在空气里加热，质量就会增加。他用实验证明化学反应前后物质的质量相等，他也是最早应用天平来测量化学反应重量关系的化学家。经过大量的实验之后，1756年，罗蒙诺索夫用实验证明燃素学是错的，并得到了这样一个结论：“参加反应的全部物质的重量，等于全部反应产物的重量。”这就是今天我们所熟知的，作为化学科学基石的质量守恒定律。但人们到19世纪后期还多半相信燃素说。到1890年左右，罗蒙诺索夫的试验和观点才得到承认，燃素说从此灭亡。

燃素说对燃烧现象正好做了颠倒的解释，把化合过程描述成了分解过程，但却使当时的大多数化学现象得到了统一的解释，帮助人们摆脱、结束炼金术思想的统治，使化学得到解放，在历史上起到了积极作用。尽管燃素说本身是错误的，但它却引导和启发人们去思考、探索，并不断地实践、验证、修正假说或是得到新的发现。也正是在这过程中积累起来的大量的科学实验材料，为科学的燃烧理论的创立准备了条件。

日常生活中，若用扇子扇炉火，炉火不会熄灭，且越扇越旺，而用扇子扇燃着的蜡烛，烛火立即熄灭，根据燃烧的条件对这两种现象做出解释。