二氧化碳的发现史
双面“二氧化碳”,你知道二氧化碳是怎么被发现的吗?
二氧化碳,仿佛与生俱来就具有“两面性”。一方面,“快乐水”、“灭火器”、“气体肥料”、“人工降雨”等都离不开它。另一方面,空气中二氧化碳含量过高又会导致温室效应,“碳达峰”“碳中和”中的“碳”指的就是二氧化碳。
人们对二氧化碳的认识,始于公元300年以前。
公元300年以前,张华编著的《博物志》中记载了这么一段文字:“烧白石作白灰,既讫,积着地,经日都冷,遇雨及水浇即更燃,烟焰起。”大意为:煅烧石灰石制作氧化钙的过程中,发现产生气体。该气体就是现在工业上生产二氧化碳的石灰窑气,只是当时人们并没有意识到这是一种区别于空气的气体。
17世纪初,比利时化学家范·海尔蒙特发现木炭燃烧时会产生一种让蜡烛熄灭的气体,而且麦子及葡萄发酵时也会产生该气体,即二氧化碳。因此,他将该气体命名为“gas sylvestris”(森林之精)。但是,海尔蒙特并不清楚这种气体的组成。
1755年,英国化学家J.布莱克做了如下图所示实验。他多次煅烧石灰石后称量剩余固体的重量,发现每次都减少44%。之后,他用石灰水捕捉产生的气体,发现石灰水正好能捕捉到失去的44%气体。因此他将这种固定在石灰石中的气体命名为“固定空气”(即CO2)。后来,通过一系列研究,布莱克弄清了二氧化碳气体与碱反应的规律。
1766年,英国著名化学家卡文迪许发现“固定气体”与空气不同,它会无情地扼杀麻雀、老鼠等动物。他还测定了“固定气体”的密度是空气的1.57倍(实际为1.53倍),并且通过实验测定了一体积水可以溶解一体积多一点的“固定气体”。
1787年,法国化学家拉瓦锡测定了木炭燃烧后的气体中碳和氧的质量比(碳占23.4503%,氧占76.5497%),首次揭示了二氧化碳的组成。
1840年,法国化学家杜马依据阿伏伽德罗于1811年提出的分子假说,通过实验测出“固定气体”分子量为44,从而得出化学式CO₂,与此化学式相对应的名称便是“二氧化碳”。
1856 年,美国科学家Eunice Newton Foote在美国科学促进会上发表了题为《Circumstances affecting the heat of the sun’s rays》的论文。Foote在两个玻璃容器中放入不同的气体,并通过太阳光照射,测量温度的变化。结果,Foote 发现,当二氧化碳气体比例较高时,封闭空间比正常空气升温更快,降温更慢。所以,她得出结论“如果更多的这种气体在大气中,它会使我们的星球变得更热。”正如我们现在所知,二氧化碳气体对全球环境影响极大。
2020年第七十五届联合国大会上,我国向世界郑重承诺:
力争在2030年前实现“碳达峰”,努力争取在2060年前实现
“碳中和”,并且不断用行动践行着大国承诺!
教师简介
王洋洋
西安高新一中沣东中学初中校区
2023年西咸新区中、高考科目原创试题设计大赛三等奖
2024年《热点说·名师访谈:2024陕西中考试题解析》解析嘉宾
2024年西安高新第一中学教育集团:基于学科核心素养的“聚焦课堂---初中教学研讨活动”授课教师
2024年西安市中小学实验教学说课活动一等奖
来源:悦享化学,谨此感谢!