約瑟夫·路易·蓋-呂薩克（法國(guó)化學(xué)家）

約瑟夫·路易·蓋-呂薩克(Joseph Louis Gay-Lussac)，法國(guó)化學(xué)家。1778年12月6日生于圣萊奧納爾，1850年5月9日卒于巴黎。1797年入巴黎綜合工科學(xué)校學(xué)習(xí) 。1800年畢業(yè)，法國(guó)化學(xué)家C.-L.貝托萊請(qǐng)他到他的私人實(shí)驗(yàn)室當(dāng)助手。1802年他任巴黎綜合工科學(xué)校的輔導(dǎo)教師，后任化學(xué)教授。1806年當(dāng)選為法國(guó)科學(xué)院院士。1809年任索邦大學(xué)物理學(xué)教授。1832年任法國(guó)自然歷史博物館化學(xué)教授。

人物簡(jiǎn)介

約瑟夫·路易·蓋-呂薩克，法國(guó)化學(xué)家。1778年12月6日生于上維埃納省圣萊昂納德；1850年5月9日卒于巴黎。蓋呂薩克是一位法官的兒子。他年輕時(shí)在?？茽柟I(yè)大學(xué)在貝托萊、居頓·德莫沃和福爾克拉的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)。蓋呂薩克在該校受到貝托來(lái)的特殊照顧和鼓勵(lì)，不久他就同貝托萊的兒子一道用氯漂白亞麻布制品的工廠工作。他的表現(xiàn)很快就證明他是完全無(wú)愧于貝托萊的友誼的。 1802年他證明，各種不同的氣體隨溫度的升高都是以相同的數(shù)量膨脹的。查理*比他早幾年也作出了同樣的發(fā)現(xiàn)，但他沒(méi)有公布于眾，因此這一現(xiàn)象往往被稱做蓋呂薩克定律。這是一個(gè)極為重要的發(fā)現(xiàn)，阿伏伽德羅在10年后用它來(lái)表達(dá)他那個(gè)長(zhǎng)期以來(lái)被人忽視的假說(shuō)，這就是：在相同溫度下各種不同氣體含有相同粒子數(shù)。 1804 年年輕的蓋呂薩克同比奧一起進(jìn)行了一次氣球升空試驗(yàn)，后來(lái)他自己又做了一次。這些試驗(yàn)就是首批用于科學(xué)考察的氣球升空試驗(yàn)。在一次這樣的飛行中，蓋呂薩克使氣球達(dá)到了4英里的高度，超過(guò)了阿爾卑斯山頂峰的高度。他發(fā)現(xiàn)在這樣的高度上無(wú)論是空氣的組成或地球的磁力都沒(méi)有變化。在當(dāng)時(shí)英國(guó)是歐洲列強(qiáng)中繼續(xù)打算摧垮拿破侖的先鋒。英國(guó)也是在化學(xué)上取得驚人進(jìn)展的中心， 這些進(jìn)展是戴維*的功勞，他在1807年和1808年利用電的作用分離出許多新的元素。在法國(guó)革命的興起中，政府的民族主義變得相當(dāng)強(qiáng)烈，他們有意識(shí)地打算利用科學(xué)來(lái)提高國(guó)家的威望。拿破侖為蓋-呂薩克和他的舊友、同事泰納漁產(chǎn)提供了資金，以建造一個(gè)大型電池，作為一巨大的電源，以便使法國(guó)可以填補(bǔ)上“元素空白點(diǎn)”。這個(gè)電池被證明是不必要的。蓋呂薩克和泰納洋利用戴維自己制出的一種元素鉀，在不用電的情況下從事填補(bǔ)元素空白的工作。他們用鉀來(lái)處理氧化硼時(shí)得到了硼，這是首次獲得的元素形態(tài)的硼。1808年6月21日他們宣布了這項(xiàng)成果。戴維比他們晚九天，他是在6月30日宣稱他獨(dú)立地分離出硼。拿破侖取得了科學(xué)上的勝利，而蓋呂薩克被任命為索邦大學(xué)的物理教授，他任教授職一直到1832年。蓋呂薩克進(jìn)一步又作出了許多更重要的發(fā)現(xiàn)。1809年他發(fā)現(xiàn)，幾種氣體形成化合物時(shí)，它們是按體積比化合的，而此體積比可以表示為很小的整數(shù)比。例如2份的氫同1份的氧化合成水；1份的氫同1份的氯化合氯化氫；3份的氫同1份的氮化合成氨。這個(gè)按體積比的化合（也是定經(jīng)定律的一種形式---譯注）被研究出來(lái)，這項(xiàng)成果中包括有多才多藝的洪堡*的幫助。在化合物中的元素體積間的這種關(guān)系可以卓在成效地用來(lái)測(cè)定原子量，白則里*就是這樣做的。然而，道爾頓*拒絕接受蓋呂薩克的成果，他堅(jiān)持認(rèn)為組成原理只能用于重，而且認(rèn)為蓋呂薩克測(cè)出的原子量仍然是錯(cuò)誤的。阿伏伽德羅假說(shuō)被仍來(lái)解釋蓋呂薩克定律，但是這一定律仍然被忽視達(dá)半個(gè)世紀(jì)之久。以后蓋呂薩克對(duì)各種氰化物進(jìn)行了一列的研究，最后得出的結(jié)論證明氫氰酸或氰化氫不含有氧。這項(xiàng)研究終于證明酸是右以不含有氧的，而且至少證實(shí)了拉瓦錫*在這方面是錯(cuò)誤的（據(jù)此，人們得出的結(jié)論是：氫是酸中的主要成分）。蓋呂薩克還進(jìn)一步研究了庫(kù)圖瓦*所發(fā)現(xiàn)的碘，證明這是一種新元素。他為分析化學(xué)家的武器庫(kù)增加了一項(xiàng)新技術(shù)，這就是應(yīng)用了堿和滴定法（嚴(yán)格地按同泰納爾利用他們的分析技術(shù)首次測(cè)定了糖的元素組成。） 1831年蓋呂薩克在路易·菲力普的機(jī)關(guān)報(bào)政權(quán)下被選為法國(guó)下院議員，1839年他又進(jìn)入上院，作為一名立法委員度過(guò)了他的晚年。

個(gè)人成就

蓋-呂薩克1805年研究空氣的成分。在一次實(shí)驗(yàn)中他證實(shí)：水可以用氧氣和氫氣按體積1∶2的比例制取。1808年他證明，體積的一定比例關(guān)系不僅在參加反應(yīng)的氣體中存在，而且在反應(yīng)物與生成物之間也存在。1809年12月31日蓋-呂薩克發(fā)表了他發(fā)現(xiàn)的氣體化合體積定律（蓋-呂薩克定律），在化學(xué)原子分子學(xué)說(shuō)的發(fā)展歷史上起了重要作用。他1802年發(fā)現(xiàn)了氣體熱膨脹定律。1813年為碘命名。1815年發(fā)現(xiàn)氰，并弄清它作為一個(gè)有機(jī)基團(tuán)的性質(zhì)。1827年提出建造硫酸廢氣吸收塔，直至1842年才被應(yīng)用，稱為蓋-呂薩克塔。

在他生活的時(shí)代，煉金術(shù)的教條還對(duì)化學(xué)起巨大影響，蓋-呂薩克以勇敢無(wú)畏的科學(xué)精神，奮力探索，使人們擺脫了許多錯(cuò)誤看法，推動(dòng)了化學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。 蓋-呂薩克首先發(fā)現(xiàn)了氣體化合體積定律，又發(fā)明了堿金屬鉀、鈉等的新制備方法，繼而發(fā)現(xiàn)了硼、碘等新元素，在化學(xué)上取得了巨大成就。由于蓋-呂薩克的杰出成就，法國(guó)成了當(dāng)時(shí)最大的科學(xué)中心。

生平事跡

約瑟夫·路易·蓋-呂薩克（Joseph Louis Gay-Lussac，1778—1850），法國(guó)物理學(xué)家、化學(xué)家。他1778年12月6日出生在法國(guó)利摩日地區(qū)的圣·雷奧納爾鎮(zhèn)。蓋-呂薩克的父親是當(dāng)?shù)氐囊幻麢z察官，他們的家境在當(dāng)?shù)厥潜容^富裕的。但是，在蓋-呂薩克11歲那年，法國(guó)爆發(fā)了1739年資產(chǎn)階級(jí)大革命。不久，革命的浪潮沖擊了這個(gè)家庭。1793年，其父困涉嫌而被捕。家庭的社會(huì)地位和經(jīng)濟(jì)生活發(fā)生了重大變化。蓋-呂薩克在本地只受過(guò)初等教育，以后就到了巴黎。1797年，他進(jìn)入巴黎工業(yè)學(xué)校學(xué)習(xí)。他之所以選擇這所學(xué)校，一是因?yàn)樵撔W(xué)生一律享受助學(xué)金，可以減輕家庭的負(fù)擔(dān)，二是該校學(xué)術(shù)水平較高，有不少著名的專家學(xué)者都在這里任教。像貝托雷這樣的著名化學(xué)家，就在這里講授有機(jī)化學(xué)課程。蓋-呂薩克由于勤奮好學(xué)，熱愛化學(xué)專業(yè)和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，深得貝托雷等一些教授的賞識(shí)。

1800年畢業(yè)于巴黎工藝學(xué)院，貝托雷留他給自己作助手。通過(guò)日常工作的接觸，老教授發(fā)現(xiàn)這個(gè)學(xué)生思維敏捷，實(shí)驗(yàn)技巧很高，他深信自己發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有培養(yǎng)前途的好苗子。于是，他放心地把自己的實(shí)驗(yàn)室交給了年輕的蓋-呂薩克，讓這個(gè)青年協(xié)助自己進(jìn)行科學(xué)研究工作。蓋-呂薩克非常重視科學(xué)觀察和實(shí)驗(yàn)。他總是認(rèn)真地把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及時(shí)地一一記錄下來(lái)，每當(dāng)坐下來(lái)的時(shí)候，他就全神貫注地研究起那些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)認(rèn)真的反復(fù)思考，謹(jǐn)慎地得出自己的給論。他尊重事實(shí)而不迷信權(quán)威。因此，他能夠洞察人們所不知的奧秘。發(fā)現(xiàn)科學(xué)真理。當(dāng)時(shí)，貝托雷正在同化學(xué)家普魯斯特圍繞著定比定律進(jìn)行一場(chǎng)激烈的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論。貝托雷讓蓋-呂薩克以實(shí)驗(yàn)事實(shí)來(lái)證明自己的觀點(diǎn)，給對(duì)方以駁斥。然而，蓋-呂薩克經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)，所記錄到的事實(shí)都證明其導(dǎo)師的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。他毫不猶豫地將這個(gè)結(jié)果如實(shí)地匯報(bào)給老師。貝托雷看完他的實(shí)驗(yàn)記錄之后，不禁露出了微笑。他對(duì)蓋-呂薩克說(shuō)：“我為您而感到自豪。像您這樣有才能的人，沒(méi)有理由讓您當(dāng)助手，哪怕是給最偉大的科學(xué)家當(dāng)助手。您的眼睛能發(fā)現(xiàn)真理，能洞察人們所不知的奧秘，而這一點(diǎn)卻不是每一個(gè)人都能作到的。您應(yīng)該獨(dú)立地進(jìn)行工作。從今天起，您可以進(jìn)行您認(rèn)為必要的任何實(shí)階……”

他的老師高度贊賞他的敏捷思維、高超的實(shí)驗(yàn)技巧和強(qiáng)烈的事業(yè)心，特將自己的實(shí)驗(yàn)室讓給他進(jìn)行工作，這對(duì)蓋-呂薩克的早期研究工作起了很大作用。1809年升任該校化學(xué)教授。1808～1832年兼任巴黎大學(xué)物理學(xué)教授，1832～1850年任巴黎國(guó)立自然史博物館化學(xué)講座教授。蓋-呂薩克在物理學(xué)、化學(xué)方面都做出了卓越的貢獻(xiàn)。

蓋－呂薩克在物理學(xué)方面主要從事分子物理和熱學(xué)研究，在氣體性質(zhì)、蒸汽壓、溫度和毛細(xì)現(xiàn)象等問(wèn)題的研究中都作出了出色的貢獻(xiàn)，對(duì)于氣體熱膨脹性質(zhì)的研究成果尤為突出。1801年他與J.道爾頓各自獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)了氣體體積隨溫度改變的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了一切氣體在壓強(qiáng)不變時(shí)的熱膨脹系數(shù)都相同。這個(gè)熱膨脹系數(shù)經(jīng)歷半世紀(jì)后由英國(guó)物理學(xué)家開爾文確定了它的熱力學(xué)意義，建立了熱力學(xué)溫標(biāo)。蓋－呂薩克研究了前人測(cè)定不同氣體熱膨脹系數(shù)很不一致的原因后指出：必須使實(shí)驗(yàn)氣體充分干燥。他通過(guò)多種不同氣體的反復(fù)實(shí)驗(yàn)，精確地計(jì)算后得出氣體膨脹系數(shù)的數(shù)值是0.00375或1/266.6，現(xiàn)代理想值為1/273.15。

蓋－呂薩克于1802年發(fā)表了有關(guān)的論文《氣體熱膨脹》文中記敘道：“我的實(shí)驗(yàn)都是以極大的細(xì)心進(jìn)行的。它們無(wú)可爭(zhēng)辯地證明，空氣、氧氣、氫氣、氮?dú)?、一氧化氮、蒸汽、氨氣，粗鹽酸、亞硫酸、碳酸的氣體，都在相同的溫度升高下有著同樣的膨脹……我能夠得出這個(gè)結(jié)論：一切普通氣體，只要置于同樣條件下，就可以在同樣溫度下進(jìn)行同樣的膨脹……各氣體在冰點(diǎn)與沸點(diǎn)之間所增加的體積，根據(jù)一百分度的溫度計(jì)，是等于原體積的100/26666?！焙髞?lái)把氣體質(zhì)量和壓強(qiáng)不變時(shí)體積隨溫度作線性變化的定律叫蓋-呂薩克定律。1807年蓋-呂薩克還率先測(cè)出氣體的比定壓熱容cp和比定容熱容cv的比值y=cp/cv=1.372。同年他發(fā)現(xiàn)了空氣膨脹時(shí)溫度降低，壓縮時(shí)（無(wú)熱交換）溫度升高。

而蓋-呂薩克在化學(xué)上的貢獻(xiàn)，首先在氣體化學(xué)方面，他發(fā)現(xiàn)了氣體化合體積定律。他的工作始于對(duì)空氣組成的研究。他為了考察不同高度的空氣組成是否一樣，冒險(xiǎn)乘坐氣球升入高空進(jìn)行觀察與實(shí)驗(yàn)。1804年8月2日，天氣晴朗，萬(wàn)里無(wú)云，炎熱的天氣，不見一絲微風(fēng)。他和自己的好友、法國(guó)化學(xué)家比奧用浸有樹脂的密織綢布做成一個(gè)巨大的氣球，里面充進(jìn)氫氣。膨脹的氣球在陽(yáng)光下閃閃發(fā)光，蓋-呂薩克與比奧坐進(jìn)了氣球下面懸掛的圓形吊籃里。氣球徐徐上升，他們揮手同歡呼的送行者們告別。貝托雷教授親臨現(xiàn)場(chǎng)，隨著大家呼喊著：“一路平安”。他們?cè)诰徛仙臍馇虻趸@里，忙著進(jìn)行空氣樣品的采集，不斷測(cè)量著地磁強(qiáng)度。緊張的工作使他們顧不上由于高空反應(yīng)帶來(lái)的頭昏、耳痛等身體的 不適。凍得渾身發(fā)抖，仍頑強(qiáng)地堅(jiān)持這次考察活動(dòng)，終于取得了大量第一手資料。但是，蓋-呂薩克對(duì)首次探險(xiǎn)的收獲并不滿足。一個(gè)半月以后，他單身進(jìn)行了第二次升空探索。為了減輕負(fù)荷，提高升空高度，他盡量輕裝。當(dāng)氣球升至7016米時(shí)，他毅然把椅子等隨身物件扔了下來(lái)，使氣球繼續(xù)上升。正在田間勞作的人們看到天上紛紛落下許多東西，都不清楚究竟發(fā)生了什么事。而蓋-呂薩克卻創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)世界上乘氣球升空的最高記錄。兩次探測(cè)的結(jié)果表明，在所到的高空領(lǐng)域，地磁強(qiáng)度是恒定不變的；所采集的空氣樣品，經(jīng)分析證明，空氣的成分基本上相同，但在不同高度的空氣中，含氧的比例是不一樣的。

1808年發(fā)表了今天以他名字命名的蓋-呂薩克氣體反應(yīng)體積比定律，這對(duì)以后化學(xué)發(fā)展影響很大。此時(shí)他被選人法國(guó)研究院。他還發(fā)現(xiàn)了硼，還有其他多種貢獻(xiàn)。特別值得一提的是他的愛國(guó)主義精神。他總是把自己的研究工作和祖國(guó)榮譽(yù)聯(lián)系在一起。1813年法國(guó)兩位化學(xué)家在海草灰里發(fā)現(xiàn)了一種新元素，但在尚未分離出來(lái)時(shí)無(wú)意地把原料都給了戴維，蓋-呂薩克知道后十分激動(dòng)地說(shuō)：“不可原諒的錯(cuò)誤！空前嚴(yán)重的錯(cuò)誤！居然傾其所有，拱手送給了外國(guó)人。戴維會(huì)發(fā)現(xiàn)這種元素，并把研究成果公之于世。這樣，發(fā)現(xiàn)新元素的光榮就會(huì)屬于英國(guó)，而不屬于法國(guó)了。”于是他和兩位化學(xué)家一起立即動(dòng)手，從頭做起，晝夜不停，終于與戴維同時(shí)確證了新元素──碘，為祖國(guó)爭(zhēng)得了榮譽(yù)。

蓋－呂薩克還為探明高空與地面的空氣成分及磁現(xiàn)象的差別做出了開拓性貢獻(xiàn)。1804年8月23日他和好友畢奧攜帶實(shí)驗(yàn)器具乘氣球上升，在6500英尺（約2000米）的高度開始實(shí)驗(yàn)，并繼續(xù)實(shí)驗(yàn)直到13000英尺（約4000米）的高度。同年他又單獨(dú)乘氣球上升到7016米高空進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，6300米高處的空氣和地球表面附近的空氣組成成份相同，地磁強(qiáng)度幾乎也沒(méi)有變化。1805年3月他與亞歷山大·馮·洪堡一起為準(zhǔn)確地測(cè)定地球磁極位置進(jìn)行了歷時(shí)一年的考察工作。兩人在一起還利用各種方法計(jì)算了空氣中氧的比例。蓋－呂薩克對(duì)原子論的發(fā)展也作出了貢獻(xiàn)。1808年他總結(jié)提出在相同溫度和相同壓強(qiáng)下相同體積的不同氣體的原子數(shù)目相同的假說(shuō)，后來(lái)經(jīng)過(guò)阿伏加德羅的修正，這個(gè)假說(shuō)更為完善，成為阿伏加德羅定律。

在氣體的實(shí)驗(yàn)中，蓋-呂薩克發(fā)現(xiàn)，氧與氫化合時(shí)，氧氣的體積差不多，總是氫氣體積的一半。于是，他想到這簡(jiǎn)單的體積關(guān)系，可能同物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)有關(guān)。據(jù)此，他進(jìn)而想到，其它氣體在化合反應(yīng)中可能都具有類似情況。但當(dāng)時(shí)由于他的導(dǎo)師布里松教授的逝世，他不得不暫時(shí)中斷了實(shí)驗(yàn)工作，返回巴黎。1806年，在法國(guó)科學(xué)院的慶祝大會(huì)上，蓋-呂薩克當(dāng)選為該院正式院士。其后，他繼續(xù)自己對(duì)氣體化學(xué)反應(yīng)的研究。他往容器里充滿等體積的氮和氧，然后讓混和物通過(guò)電火花。于是就產(chǎn)生了新的氣體一氧化氮。

他發(fā)現(xiàn)： 一體積的氧和一體積的氮，經(jīng)化合得到了兩體積的一氧化氮。 進(jìn)一步研究許多不同氣體間的化學(xué)反應(yīng)，使他注意到，在所有參加反應(yīng)的氣體體積和反應(yīng)后生成的氣體體積之間，總是存在著簡(jiǎn)單的比例關(guān)系。由此發(fā)現(xiàn)了一個(gè)重要的基本化學(xué)定律——?dú)怏w化合體積定律，這個(gè)定律的發(fā)現(xiàn)，本來(lái)是從氣體化學(xué)反應(yīng)的角度，對(duì)道爾頓的原子論做了有力的證明，受到了化學(xué)界不少專家的重視。但唯獨(dú)道爾頓本人難以理解和接受這一成果。他認(rèn)為這會(huì)導(dǎo)致原子的破裂，從而違背他關(guān)于原子不可分割的基本思想。于是一場(chǎng)曠日持久的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論開始了。雖然，1811年意大利化學(xué)家阿佛加德羅提出的分子概念，有助于統(tǒng)一這一矛盾，然而化學(xué)家們普遍受著形而上學(xué)思維方式的支配， 致使分子論的觀點(diǎn)被冷落了近半個(gè)世紀(jì)。直到1860年分子論被普遍接受后，隨著這場(chǎng)爭(zhēng)論的平息，蓋-呂薩克的氣體化合體積定律，才得到了理論上的正確解釋。

發(fā)明制備堿金屬的新方法，是蓋-呂薩克在無(wú)機(jī)化學(xué)中的又一貢獻(xiàn)。當(dāng)蓋-呂薩克埋頭于氣體化學(xué)研究之際，英國(guó)化學(xué)家戴維以電解法制得了金屬鉀和鈉，而震動(dòng)了整個(gè)科學(xué)界。堿金屬鉀和鈉像石蠟一樣柔軟，輕得能漂浮于水面之上，在常溫下能與水發(fā)生激烈反應(yīng)，產(chǎn)生火焰。消息傳到巴黎，拿破侖就命令蓋-呂薩克及其密友泰納，用電解法制取金屬鉀和鈉，提供給他們電力很強(qiáng)的電池。

工作開始后，他倆發(fā)現(xiàn)，以電解法制得的新金屬量很少。有沒(méi)有別的簡(jiǎn)便方法呢？他們就此轉(zhuǎn)入了新制備方法的摸索工作。他們拋開了電池，而把鐵屑分別同苛性鉀（KOH）和苛性鈉（NaOH）混合起來(lái)，放在一個(gè)密封的彎曲玻璃管內(nèi)加熱。結(jié)果，在高溫下熔化的苛性堿與紅熱的鐵屑起化學(xué)反應(yīng)，生成了金屬鉀和鈉。這種方法既簡(jiǎn)單又經(jīng)濟(jì)，而且可以制出大量的鉀和鈉。然而，這種方法卻有較大的危險(xiǎn)性。在實(shí)驗(yàn)中曾幾次發(fā)生爆炸事故，差點(diǎn)奪去了這兩位科學(xué)家的生命，蓋·呂薩克曾被炸傷，臥床40多天。但他們還是堅(jiān)持用新方法制得的鉀和鈉進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，研究它們的各種性質(zhì)與實(shí)際用途。他們測(cè)得鉀的比重為0．874 （現(xiàn)代值：0℃時(shí)為0．859），比戴維測(cè)的（0，6左右）更精確。他們的工作立即受到戴維本人的贊賞，新方法也很快被推廣。

硼元素的發(fā)現(xiàn)，是蓋·呂薩克研究金屬鉀的用途時(shí)派生出來(lái)的另一成果。19世紀(jì)初，硼酸的化學(xué)成分還是一個(gè)謎。1808年6月，蓋-呂薩克和泰納宣布，他們?cè)砚涀鳛樵噭┤シ纸馀鹚幔瑢?shí)驗(yàn)中，當(dāng)把鉀作用于熔化的硼酸時(shí)，得到了一種橄欖灰色的新物質(zhì)。經(jīng)過(guò)了5個(gè)月的深入研究后，他們肯定了這是一種新的單質(zhì)，取名為硼（bore）。還提出了發(fā)現(xiàn)新元素的專利申請(qǐng)。同年l1月30日，他們?cè)凇独砘陥?bào)》上撰文，豪邁地宣稱：“硼酸的組成如何，現(xiàn)在已不成問(wèn)題了。實(shí)際上，我們已經(jīng)能夠把硼酸隨意地進(jìn)行分解或 重新合成了?！?/p>

1809年，蓋-呂薩克與泰納開始研究鹵族元素。氯是1774年由瑞典化學(xué)家舍勒最早發(fā)現(xiàn)的。但當(dāng)時(shí)誤認(rèn)為這種黃綠色的氣體是化合物，1785年貝托雷則把它視為鹽酸與氧的化合物，稱之為“氧化鹽酸”。1809年2月，蓋·呂薩克根據(jù)他們反復(fù)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，在阿爾庫(kù)伊學(xué)會(huì)的會(huì)議上，大膽地提出，‘氧化鹽酸”是單質(zhì)，不是化合物。這一見解引起了戴維的高度重視。1810年l1月，他在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)宣讀論文時(shí)，正式提出“氧化鹽酸”是一種元素，命名為氯。

碘是1811年由法國(guó)人庫(kù)特瓦首先發(fā)現(xiàn)的。他曾從海草灰中提取鉀鹽，但在制取過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了一種未知的新物質(zhì)，這種物質(zhì)能腐蝕銅鍋和實(shí)驗(yàn)器皿，給鉀鹽生產(chǎn)帶來(lái)很大困難。庫(kù)特瓦成功地分離出這種物質(zhì)，把它交給化學(xué)家克萊曼和德索爾姆進(jìn)行研究。但這兩位化學(xué)家沒(méi)有發(fā)表任何研究成果，就把這種新物質(zhì)交給了英國(guó)化學(xué)家戴維去研究。得知此事后，蓋·呂薩克非常著急，為了給自己的祖國(guó)爭(zhēng)得榮譽(yù)，他日以繼夜地工作著，要爭(zhēng)取時(shí)間先于戴維宣布這一新的科學(xué)成果。他成功了，幾天后他終于制得了這一新元素，并將它命名為碘，他還研究了碘的一些住質(zhì)，并證明在氫碘酸中無(wú)氧。不久，戴維關(guān)于碘的研究報(bào)告也發(fā)表了，但蓋-呂薩克為國(guó)爭(zhēng)光的宏愿已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。

氟化物的研究，也曾是蓋·呂薩克同泰納合作的題目之一。吸入氟化氫蒸氣曾給他們的身體帶來(lái)過(guò)巨大痛苦，但這并沒(méi)有動(dòng)搖蓋·呂薩克獻(xiàn)身化學(xué)的決心。1809年，他們把氟化鈣與硼酸混和加熱；企圖制備純“氟酸”，以研究其性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果卻意外地制成了一種所謂的氟酸氣”。后來(lái)證明，這種氣體是硼的氟化物，即氟化硼（BF3）。同年，他制成了無(wú)水氫氟酸（HF）。

除了上述研究，蓋-呂薩克還探討了氰化物并首次制得了氰J1811年，他將氰化汞與濃鹽酸一起蒸餾，制成無(wú)水氫氰酸，開創(chuàng)了氫氰酸的組成、性質(zhì)的系統(tǒng)研究。同年，他加熱分解氰化汞，發(fā)現(xiàn)生成一種可燃?xì)怏w，經(jīng)研究確定其組分為碳、氮二元素，他命名該氣體為“氰”。

在從事科研和教學(xué)的同時(shí)，蓋-呂薩克還積極參加由貝托雷等化學(xué)家舉辦的學(xué)術(shù)會(huì)議，由此結(jié)識(shí)了很多著名的專家學(xué)者，拉普拉斯、洪堡德、泰納等人都是他的摯友與合作者。在學(xué)術(shù)交流中，他虛心求教于人，又不迷信古今的權(quán)威，善于獨(dú)立思考。1809年，蓋-呂薩克被任命為工業(yè)學(xué)校的化學(xué)教授和索爾蓬納的物理學(xué)教授。他與泰納合作，以充分的實(shí)驗(yàn)事實(shí)證明鉀和鈉都是元素，糾正了認(rèn)為這兩種金屬都是氫的化合物的傳統(tǒng)觀念。又如，自拉瓦錫之后，形成一個(gè)傳統(tǒng)的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，認(rèn)為一切酸中都必含有氧。硫化氫具有酸性，因此硫磺也含有氧。蓋-呂薩克通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明，硫、磷等物質(zhì)中都不含氧，它們是元素，不是化合物。同樣，氯化氫的水溶液是酸但不含氧。所以酸類可分為含氧酸和無(wú)氧酸兩類，并非所有的酸都含氧。

蓋-呂薩克是近代的一位偉大化學(xué)家，同時(shí)還是一位多才多藝的人。他的科學(xué)生涯始于物理學(xué)。1805年與洪堡德合作，曾周游歐洲各地，詳細(xì)地考察過(guò)地磁的分布及其規(guī)律。1322年，他研究氣體的熱膨脹問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)了一條重要的定律：一定質(zhì)量的氣體，在壓強(qiáng)不變的條件下，溫度每升高（或降低）1℃，增加（或減少）的體積，等于它在0℃時(shí)體積的100/26666（現(xiàn)今為1/273）。這就是著名的蓋-呂薩克定律。1826年，他被選為彼得堡科學(xué)院的名譽(yù)院士。

他特別重視把科學(xué)理論成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。他對(duì)硫酸制造工藝的改進(jìn)，就是他對(duì)硫化物研究成果的重要應(yīng)用。19世紀(jì)初流行鉛室法制硫酸工藝，但氧化氮不能回收，造成嚴(yán)重污染。1827年，他建議在鉛室后面，安裝一個(gè)淋灑冷硫酸的“吸硝塔”，解決了工藝吸收氧化氮消除污染、降低硫酸成本的難題。為此，人們稱吸收塔為“蓋-呂薩克塔”。

蓋-呂薩克不僅是杰出的科學(xué)家，也是一位社會(huì)活動(dòng)家。1830年，他被任命為巴黎植物園的化學(xué)教授，同時(shí)當(dāng)選為國(guó)民議會(huì)的議員。長(zhǎng)期的繁忙和危險(xiǎn)的工作，潮濕的實(shí)驗(yàn)室，使他身患嚴(yán)重的關(guān)節(jié)炎，健康狀況日益惡化，但他頑強(qiáng)地同病魔博斗，堅(jiān)持研究工作。1850年5月9日，這位著名化學(xué)家在巴黎逝世。這對(duì)當(dāng)時(shí)世界科學(xué)中心的法國(guó)，無(wú)疑是個(gè)巨大的損失。

老師，是您錯(cuò)了

兩位化學(xué)家正在進(jìn)行一場(chǎng)激烈的學(xué)術(shù)爭(zhēng)論。

“既然我們誰(shuí)也說(shuō)服不了誰(shuí)，那就讓實(shí)驗(yàn)事實(shí)說(shuō)話吧?！必愅欣讓?duì)普魯斯特說(shuō)。

“應(yīng)該如此”。普魯斯特回答。

貝托雷回到他的實(shí)驗(yàn)室，看見他的助手蓋·呂薩克正疲倦地坐在椅子上。

“怎么樣，我讓你實(shí)驗(yàn)的結(jié)果出來(lái)了嗎?”貝托雷親切地問(wèn)。

“出來(lái)了?！鄙w-呂薩克抖擻精神站了起來(lái)。

“拿給我看!”

“但是，老師，”蓋-呂薩克猶豫了一下，還是說(shuō)道，“是您錯(cuò)了”。

“哦?”貝托雷皺起了眉頭，接過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，看了起來(lái)，臉上顯出深深地失望。

但是，對(duì)于大科學(xué)家來(lái)說(shuō)，真理比自尊心更可貴，貝托雷看完蓋-呂薩克反復(fù)實(shí)驗(yàn)做出的報(bào)告后，臉上露出了微笑，他站起來(lái)，用手拍拍這位助手的肩膀，說(shuō)道：“我為您感到自豪，像您這樣有才能的人，沒(méi)有理由讓您當(dāng)助手，哪怕是給最偉大的科學(xué)家當(dāng)助手，您的眼睛能發(fā)現(xiàn)真理，能洞察人們所不知的奧秘，而這一點(diǎn)卻不是每一個(gè)人都能作到的。您應(yīng)該獨(dú)立地進(jìn)行工作，從今天起，您可以進(jìn)行您認(rèn)為必要的任何實(shí)驗(yàn)。如果您愿意的話，請(qǐng)留在我的實(shí)驗(yàn)室里工作吧，如果有一天，我能自稱是像您這樣的研究家的導(dǎo)師的話，將十分高興。祝您幸福，蓋-呂薩克?！?/p>

貝托雷走了，他連自己的失敗也忘了，因?yàn)樗浅８吲d地看到：世界上又出現(xiàn)了一位偉大的化學(xué)家!法國(guó)將為有這樣一位驕子而自豪!

升空探索

1804年8月2日，天氣晴朗而炎熱，萬(wàn)里無(wú)云，沒(méi)有一絲微風(fēng)。人們往巨大的氣球里填充著氫氣，用樹脂浸過(guò)的密織綢布在陽(yáng)光下閃閃發(fā)光。

為了研究大氣現(xiàn)象和地磁現(xiàn)象的有關(guān)問(wèn)題，蓋-呂薩克和他的好友，另一位科學(xué)家比奧決定要升到高空去采集樣品了。

氣球逐漸膨脹起來(lái)，幾個(gè)小時(shí)后，氣球離開了地面，平穩(wěn)地上升。

蓋-呂薩克和比奧坐在圓形吊籃里?！耙宦菲桨?”貝托雷教授高聲地為他們送行。

“祝你們成功!”另一位教授布里松也跟著大聲祝賀。但很快，他的聲音被聚集在一起的教授、科學(xué)工作者和大學(xué)生們的歡呼聲淹沒(méi)了。

這真是罕見的場(chǎng)面，氣球越升越高，孩子們高聲歡叫著。

送行的人群逐漸消失在他們下面無(wú)邊無(wú)際的深淵中。“咱們開始工作吧，”比奧說(shuō)道。

“我正在觀察磁針的偏差?！?/p>

“我們升起多高了?”

“距海平面5800米?！?/p>

“我覺得耳朵很疼，頭暈。”

高空反應(yīng)使比奧的狀況越來(lái)越不好，最后，他們勉強(qiáng)采集了一些空氣樣品，不得不著陸了。

這兩位勇敢的研究家忘我升空的消息引起了極強(qiáng)烈的反應(yīng)，到處都在談?wù)撝@兩位航行家，當(dāng)人們第一次飛行的談?wù)撨€沒(méi)有平息時(shí)，蓋-呂薩克就已決定再次進(jìn)行升空試驗(yàn)了。

一個(gè)半月以后，他單身進(jìn)行了第二次升空探索。為了減輕負(fù)荷，提高升空高度，他盡量輕裝。當(dāng)氣球升至7016米時(shí)，他毅然把坐著的椅子等隨身物件仍了下來(lái)，使氣球繼續(xù)上升。 正在田間勞作的人們看到天上紛紛落下許多東西，還以為是出現(xiàn)了妖怪呢。

蓋-呂薩克創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)世界上乘氣球升空的最高記錄。兩次探測(cè)的空氣樣品證明，在高空領(lǐng)域，地磁強(qiáng)度是恒定不變的，空氣的成分也基本相同，只有氧氣的含量隨著高度而減少。

征服鉀和鈉

英國(guó)人漢弗里·戴維用電流成功地分解了氫氧化鉀和氫氧化鈉，制得了兩種新的金屬。它們像蠟一樣柔軟，并能漂浮在水面，與水發(fā)生激烈反應(yīng)，冒出火焰。

法國(guó)科學(xué)院為此授予戴維一枚勛章。同時(shí)也給本國(guó)的科學(xué)家提出任務(wù)：提煉出這兩種金屬，任務(wù)最終交給了蓋-呂薩克和另一位年輕科學(xué)家泰納。在工業(yè)學(xué)校下面騰出兩大間房，制作了大功率的電池組，一切就緒，蓋-呂薩克和泰納開始工作了。

泰納從爐子上拿下坩堝，熔化的苛性鉀在坩堝里閃閃發(fā)光，泰納小心地把溶液倒入安有電極的容器里，蓋-呂薩克點(diǎn)著燈，然后接上電源，電極周圍立刻出現(xiàn)很多小的氣泡。這表明反應(yīng)開始了。

“我覺得，分離鉀進(jìn)行得很慢?！碧┘{一面觀察著反應(yīng)過(guò)程，一面說(shuō)道。

“需要算出來(lái)一個(gè)小時(shí)能析出多少鉀，然后算出生產(chǎn)率是多少?！鄙w-呂薩克答道。

“數(shù)量不會(huì)大的?！?/p>

“這種方法看來(lái)不行。這樣制得鉀會(huì)比金子還要貴一倍!”

“應(yīng)該探索出一個(gè)花費(fèi)較少的方法?！?/p>

“是不是改用化學(xué)上常用的鹽類?”蓋-呂薩克若有所思。

他們改用了另一種方法，把帶鐵屑的苛性鉀和苛性鈉放進(jìn)封閉容器里加熱，這種方法比以前好多了，可以制備出大量的金屬鉀和金屬鈉。但是，這個(gè)方法很危險(xiǎn)，有幾次發(fā)生了猛烈爆炸，這兩位科學(xué)家差點(diǎn)因此喪命。

雖然如此，這兩位年輕的科學(xué)家并未停止工作，他們陸續(xù)制備了大量的鉀和鈉，可以隨便用來(lái)進(jìn)行各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)了。

“鉀是化學(xué)反應(yīng)能力特別強(qiáng)的元素，它能從化合物中置換出許多元素，能不能利用鉀提取硼酸中所含有的元素呢?”蓋-呂薩克對(duì)泰納說(shuō)。

“這個(gè)建議很高明?！碧┘{高興地說(shuō)道，“如果把硼酸加熱必定得到氧化物，但是，目前誰(shuí)也不能把含在氧化物里的那個(gè)元素提取出來(lái)。”

他們決定試一試。

他們把硼酸加熱，得到了硼酸的晶體，把晶體研碎之后，放入瓷坩堝中。再?gòu)牡V物油(鉀必須貯存在礦物油中)中取出一塊鉀，仔細(xì)撩凈，然后用刀子切成極小的塊，也放入瓷坩堝中。把蓋子蓋緊，就開始加熱。激烈的反應(yīng)開始了，淡黃綠色的火苗呼呼地從坩堝和坩堝蓋之間的縫隙中冒出來(lái)，幾分鐘后，坩堝和坩堝蓋被燒得通紅。

反應(yīng)結(jié)束后，蓋·呂薩克小心地揭下坩堝蓋，坩堝里滿是深褐色的粉末。他們開始對(duì)這種粉末進(jìn)行分析，幾個(gè)星期后，他們確定它是一種新的物質(zhì)——一種新元素。他們把它叫做硼。

揭示原形

1809年，蓋-呂薩克同時(shí)被任命為工業(yè)學(xué)?；瘜W(xué)教授和索爾蓬納的物理學(xué)教授，但是，他仍然和泰納一起搞實(shí)驗(yàn)工作，他們決定測(cè)定金屬鉀中氫和鉀的數(shù)量比，以及金屬鈉中氫和鈉的數(shù)量比。

因?yàn)?，在?dāng)時(shí)，這兩種金屬都被認(rèn)為是氫的化合物，原因是這兩個(gè)金屬在酸中溶解時(shí)均能放出氫氣。

他們的實(shí)驗(yàn)是這樣的，將純凈的氧氣充滿圓柱形的筒里，然后拿一塊稱過(guò)重量的鉀或鈉放進(jìn)去，再點(diǎn)燃氧氣。當(dāng)氧氣燒完后，由于金屬中氫和氧的作用，將會(huì)生成水，把水干燥以后，收集起來(lái)，就能測(cè)出水的數(shù)量，進(jìn)而測(cè)出氫的含量。但是奇怪，實(shí)驗(yàn)做完了。居然一滴水也沒(méi)有。

“真是不可思議，難道是我們錯(cuò)了?”

他們又重復(fù)了一次實(shí)驗(yàn)，結(jié)果依然沒(méi)有生成水。

“也許整套裝置沒(méi)很好地吹凈?”

又換了一套裝置，一次，兩次……十次實(shí)驗(yàn)做完了，結(jié)果仍然一樣。

“那就只好看看生成的氧化物究竟發(fā)生了什么變化吧?！?/p>

對(duì)氧化物的分析表明：其中也不含有一點(diǎn)水份。

這個(gè)觀察結(jié)果成為以后許多重大的新發(fā)現(xiàn)的起點(diǎn)，那種關(guān)于金屬的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)被拋棄了。鉀和鈉的原形被揭示出來(lái)了，新的認(rèn)識(shí)也由此建立。

和戴維競(jìng)賽

1811年，法國(guó)人庫(kù)特瓦在從海草灰中制取鉀鹽的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了一種未知的新物質(zhì)，庫(kù)特瓦成功地分離出這種物質(zhì)，并把它交給化學(xué)家克萊曼和德索爾姆進(jìn)行研究，但這位化學(xué)家沒(méi)有發(fā)表任何研究成果，就把這種新物質(zhì)交給了英國(guó)化學(xué)家戴維。

蓋-呂薩克得知這個(gè)消息后，非常著急，他對(duì)克萊曼說(shuō)：“你們太輕率了，法國(guó)人可以研究出這種新物質(zhì)，可你們把它交給了一個(gè)英國(guó)人，這回戴維將會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)新元素，為他的祖國(guó)掙得榮譽(yù)?！?/p>

為了為自己的祖國(guó)爭(zhēng)光，蓋-呂薩克決心要和戴維比賽一下，他從庫(kù)特瓦那里取回了偶爾留下的一點(diǎn)那種新物質(zhì)，開始了夜以繼日的研究。

幾天以后，蓋-呂薩克成功地得到了這種純凈的元素。一些小小的鱗片般的東西，像金屬一樣閃閃發(fā)亮，加熱時(shí)它們很快便蒸發(fā)，沉甸甸的深紫色的蒸氣充滿了燒瓶。

“我們把這種元素叫做碘吧?！鄙w-呂薩克自豪地看著這些紫色的精靈，碘(iode)的意思是紫羅蘭。

不久，戴維的研究報(bào)告也發(fā)表了，他們的競(jìng)爭(zhēng)促進(jìn)了科學(xué)的發(fā)展。蓋-呂薩克也實(shí)現(xiàn)了為國(guó)爭(zhēng)光的宏愿。

“蓋-呂薩克塔”

蓋-呂薩克在化學(xué)和物理學(xué)各個(gè)領(lǐng)域里富有成果的工作，受到歐洲科學(xué)的公認(rèn)，1829年他當(dāng)選為彼得堡科學(xué)院名譽(yù)院士。

就在這個(gè)時(shí)候，一些生產(chǎn)硫酸的工廠主向蓋-呂薩克提出了請(qǐng)求。為了把二氧化硫氧化為三氧化硫，在含有二氧化硫的空氣中加入二氧化氮，就會(huì)生成三氧化硫和一氧化氮。用水把三氧化硫吸收后，剩余的氣體通過(guò)高大的煙囪排到大氣中去，但是，當(dāng)這些氣體和空氣混合在一起時(shí)，其中的一氧化氮立即就轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸?。二氧化氮是有毒的棕褐色氣體，這種棕褐色煙霧從煙囪里冒出，不僅毒害著周圍的生物，而且也毒害著工廠里的工作人員，硫酸工廠附近的植物全部被毒死。這些硫酸廠就像在荒漠上的一座座兇險(xiǎn)惡毒的火山，永不停息地升騰著毒性的煙團(tuán)。必須采取緊急措施解決這個(gè)問(wèn)題。

蓋-呂薩克投入了緊急的研究之中。他查明，氮的幾種氧化物能镕解在硫酸里，他將這種溶液叫做含硝硫酸，它是沒(méi)毒的。

“不要讓這種廢氣從煙囪中排出，”蓋-呂薩克對(duì)廠主解釋道：“應(yīng)當(dāng)設(shè)法化廢為利。為此，要建造一座吸收塔，塔高10—15米，塔內(nèi)有耐酸的材料作襯里，廢氣從塔的底部進(jìn)入，將硫酸從塔的上部噴淋下來(lái)，當(dāng)?shù)难趸镉龅搅蛩釙r(shí)便和它化合，成為含硝硫酸，含硝硫酸向下流去，可以收集起來(lái)重新利用，而排向大氣的就只有無(wú)毒的氣體?！?/p>

1840年，蓋-呂薩克的想法在實(shí)踐中被采用，在生產(chǎn)硫酸的工廠里出現(xiàn)了吸收塔，這種塔至今仍然被稱作“蓋-呂薩克塔”。

長(zhǎng)期的繁忙和危險(xiǎn)的工作，潮濕的實(shí)驗(yàn)室使他身患嚴(yán)重的關(guān)節(jié)炎，身體狀況日益惡化，但他頑強(qiáng)地同病魔斗爭(zhēng)，堅(jiān)持研究工作，1850年5月9日，這位著名的化學(xué)家在巴黎逝世。