化學家—波義耳

2021-01-19 雲南省名師工作坊師附繆森化學

        波義耳出生在一個貴族家庭,家境優裕為他的學習和日後的科學研究提供了較好的物質條件。童年時,他並不顯得特別聰明,他很安靜,說話還有點口吃。沒有哪樣遊戲能使他入迷,但是比起他的兄長們,他卻是最好學的,酷愛讀書,常常書不離手。



1641年,波義耳兄弟又在家庭教師陪同下,遊歷歐洲,年底到達義大利。旅途中即使騎在馬背上,波義耳仍然是手不釋卷。


就在義大利,他閱讀了伽利略的名著《關於兩大世界體系的對話》。這本書給他留下了深刻的印象,20年後他的名著《懷疑派化學家The Sceptical Chemist》就是模仿這本書的格式寫的。他對伽利略本人更是推崇備至。



波義耳在家裡是14個兄弟姐妹中最小的一個:在他三歲時,母親不幸去世。也許是缺乏母親照料的緣故,他從小體弱多病。有一次患病時,由於醫生開錯了藥而差點喪生,幸虧他的胃不吸收將藥吐了出來,才未致命。


經過這次遭遇,他怕醫生甚於怕病,有了病也不願找醫生。並且開始自修醫學,到處尋找藥方、偏方為自己治病。


哈特利伯的鼓勵使他下決心研究醫學。當時的醫生都是自己配製藥物,所以研究醫學也必須研製藥物和做實驗,這就使波義耳對化學實驗發生了濃厚的興趣。



波義耳為自己創造了一個實驗室,整日渾身沾滿了煤灰和煙,完全沉浸於實驗之中。波義耳就是這樣開始了自己獻身於科學的生活,直到1691年底逝世。


隨著科學的發展,有更多的人參與了進來。同時,科學家也有很多疑惑,他們也想向別人請教、討論,有了新發現,他們也想與別人分享、交流。


這樣,到了17世紀40年代,英國牛津的一些科學家就經常在一起討論科學問題,他們自己給這個討論組織起了個名字:哲學學會。


這個由科學家組成的小團體,個人的科學水平自然也有高有低。由于波義耳的「成績」十分優異,大家都很樂於和他探討問題,波義耳也很快就成為這個團體的一位核心人物。


後來,英國爆發內戰,在牛津的很多科學家遷到了倫敦。他們到了倫敦還想延續之前的聚會,再加上人員變動,因此,很有必要對哲學學會進行改組。


在倫敦的科學家中,很快就有人倡議成立一個新的學術團體,以促進相互之間的交流。這一倡議立即得到了其他人的響應。



不久,經國王批准,英國皇家學會(The Royal Society)在倫敦正式成立,這一天是1660年的11月28日。


當時德國有位工業化學家格勞伯的關於化學實驗的著作《新的哲學熔爐》給了波義耳一個重要的啟示,使他認識到化學在工業生產中所具有的廣泛意義。


化學不應只限於製造醫藥,而是對於整個工業和科學都有著重要作用的科學。為此,他認為有必要重新來認識化學,首先要討論的是什麼是化學。


波義耳根據自己的實踐和對眾多資料的研究,主張化學研究的目的在於認識物體的本性,因而需要進行專門的實驗)收集觀察到的事實。這樣就必須使化學擺脫從屬於鍊金術或醫藥學的地位,發展成為一門專為探索自然界本質的獨立科學。



這就是波義耳在《懷疑派化學家》中所闡述的第一個觀點。為了引起人們的重視,他在書中進一步強調指出:「化學到目前為止,還是認為只在製造醫藥和工業品方面具有價值。但是,我們所學的化學,絕不是醫學或藥學的婢女,也不應甘當工藝和冶金的奴僕,化學本身作為自然科學中的一部分,是探索宇宙奧秘的一個方面。化學,必須是為真理而追求真理的化學」。




有一天清晨,波義耳像往常一樣正準備到實驗室去做實驗。一位園藝工人為他送來一籃非常鮮美的紫羅蘭,喜愛鮮花的波義耳順手將美麗的鮮花帶進了實驗室。


在實驗過程中,一位實驗助手不小心把少量的鹽酸濺到了鮮花上。他想「真可惜,鹽酸弄到鮮花上了」,為洗掉花上的酸液,他把花放到水裡,一會兒紫羅蘭顏色變紅了。


波義耳對這一偶然的變化充滿了興趣。他認為,可能是鹽酸使紫羅蘭顏色變為紅色。那麼,其他酸是不是也有這種本領呢?


為了進一步驗證自己的設想,他讓助手立即取來當時已知的幾種酸的溶液,把紫羅蘭花瓣分別放入這些酸中,結果現象完全相同,紫羅蘭都變為紅色。


由此他推斷,不僅鹽酸,其他各種酸也都能使紫羅蘭變為紅色。

波義耳又用鹼性溶液進行了反應,發現,鹼性溶液都能是紫羅蘭變藍色。

波義耳為此做了大量的實驗。他找來很多植物花瓣並製成花瓣的水或酒精的浸液。甚至他還找來了很多藥草、樹皮和各種植物的根,泡出了多種顏色的不同浸液。


有趣的是,他從石蕊苔蘚中提取的紫色浸液,酸能使它變紅色,鹼能使它變藍色,這就是最早的石蕊試液,波義耳把它稱做指示劑。


為使用方便,波義耳用一些浸液把紙浸透、烘乾製成紙片,使用時只要將小紙片放入被檢測的溶液,紙片上就會發生顏色變化,從而顯示出溶液是酸性還是鹼性。


今天,我們使用的石蕊試紙、酚酞試紙、pH試紙,就是根據波義耳的發現原理製成的。


波義耳的成就還有很多很多,每一項成果都離不開他的辛勤努力與不斷思考,我們要積極學習他對於科學的奉獻精神!




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    ●●●波義耳的愛情故事羅伯特·波義耳(Robert Boyle,1627—1691),英國化學家。化學史家都把1661年作為近代化學的開始年代,因為這一年有一本對化學發展產生重大影響的著作出版問世,這本書就是波義耳的《懷疑派化學家The Skeptical Chemist》。
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    我是鄭老師這一講給大家介紹的主題是「波義耳的發現——奇異觀察法」。偉大的科學家愛因斯坦說過這麼一句話「我沒有特殊的天賦,只有強烈的好奇心」。就像化學家波義耳的發現一樣。一天早晨,化學家波義耳正要照例到實驗室巡視。一位花匠走進他的書房,在房間的角落擺下了一籃美麗的深紫色的紫羅蘭。波義耳隨手拿起一束紫羅蘭,他一邊欣賞著一邊向實驗室走去。紫羅蘭那豔麗的色彩和撲鼻的芬芳使人感到心曠神怡,波義耳感到心情特別舒暢。
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    科學革命時期的化學大師波義耳(Robert Boyle,1627-1691)就是很好的一個例子。波義耳是被稱為「近代化學之父」的物理化學家,英國「皇家學會」創始人之一。波義耳是「波義耳-馬略特定律」的發現者之一,這個大家在中學物理、化學課都學過的定律,數學表述是「pV=k」或「pV=nRT」,文字表述是「理想氣體的體積與壓強的乘積在一定的溫度下為一確定的常數」。
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    他最著名的是波義耳定律,該定律描述了在一個封閉系統中,如果溫度保持不變,氣體的絕對壓力與體積之間的反比關係。在他的著作中,《懷疑論化學家》被視為化學領域的奠基之作。他是一個虔誠而虔誠的聖公會教徒,以他的神學著作著稱。波義耳於1627年1月25日出生在愛爾蘭利茲莫城的一個貴族家庭,這對他後期的科學研究奠定了良好的經濟基礎。
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  • 閃耀的群星——世界十大著名化學家(有一個還是中國人)
    他的名著、伴隨著元素周期律而誕生的《化學原理》,在十九世紀後期和二十世紀初,被國際化學界公認為標準著作,前後共出了八版,影響了一代又一代的化學家。聯合國大會宣布2019年為國際化學元素周期表年,旨在紀念俄羅斯化學家門捷列夫在150年前發表元素周期表這一科學發展史上的重大成就。
  • 盤點世界上成就最高的十位化學家
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  • 波義耳定律——人類歷史上第一個被發現的「定律」
    這些都被英國科學家羅伯特•波義耳實驗所證明。英國科學家羅伯特•波義耳堪稱17世紀實驗哲學的先驅人物。他出生於一個騎士家庭,與他的父親和哥哥們的驍勇善戰、射箭神準等特徵不同的是,波義耳從小就是體弱多病、身材瘦小,一副不堪造就的樣子,但他從小就有個特點:為了做好一件事,能夠一個人靜靜地坐好久。
  • ——從近代化學之父波義耳說起
    每個人初中學化學的時候,都會學到「波義耳定律」:在固定溫度下,氣體的體積與壓力成反比。但是若問到波義耳是誰?恐怕大多數人都不知道。事實上,波義耳對後世有許多重大的貢獻,他被稱為「近代化學之父」,是英國「皇家學會」的創始人之一,是「波義耳定律」的發現者,是17世紀最偉大的物理化學家。他設計的許多實驗儀器和方法,成為後來化學實驗的基礎。
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