氧氣與燃燒

氧氣除了是維持生命最重要的氣體外，還能幫助物體燃燒，許許多多的化學反應也都離不開它。儘管氧氣如此重要，人類卻一直到18世紀左右，才意識到氧氣的存在，而且在發現氧氣後，更是花了一番心力，才掌握住氧氣在燃燒現象中扮演的角色。這個過程充滿曲折，並且發人省思。

空氣不是單一氣體

幾個世紀以來，科學家（當時稱為自然哲學家）大多受到希臘哲學家亞里斯多德的理論影響，認為「空氣」是一種單一成分的物質。這種無色無味、看不見又摸不著的東西，一點也引不起他們的興趣。後來到了17世紀中葉，英國科學家波以耳將燃燒的蠟燭放入一個球形裝置裡，接著把裝置內抽成真空，發現蠟燭熄滅了，證明空氣是燃燒的必備條件之一。

1754年，英國科學家布拉克加熱石灰石，第一次製造出了「固定空氣」（也就是二氧化碳），這是科學家們第一次知道，原來「空氣」還分很多種！科學家於是紛紛開始研究空氣，很快就陸續發現了氫、氮等氣體。

那有人發現氧氣嗎？有的。只可惜當時化學界有一種主流的理論─燃素說，誤導了發現者對氧氣的認知，也混淆了他們對燃燒現象的理解。

燃素說

先前提過，人類已經發現必須有空氣才能燃燒，也觀察到有些物質可以燃燒，像是木頭或是煤炭，然而有些物質卻沒辦法燃燒，例如石頭。

為了解釋這些現象，德國化學家史塔爾等人提出「燃素說」，指出可燃的物質是因為裡面含有「燃素」。當物質被燃燒時，燃素就被釋放，變成了光和熱，這就是火，而剩下來的就是不再含有燃素的灰，這些灰的重量比原本的物質來得輕，而且不可燃。

以目前的眼光來看，這種解釋錯誤百出。燃燒是物質和氧結合，生成的二氧化碳和水蒸氣跑走了，重量因此減少，並不是因為釋放燃素。而且有人發現，有些金屬燃燒後留下的灰重量反而增加了，「燃素說」根本不能解釋。儘管如此，當時大多數科學家卻願意接受「燃素說」，只因為它可以解釋很多現象，叫人無法輕易放棄。

就這樣，「燃素說」在化學界流行了100多年，即使沒有人成功分離或是製造出燃素，也沒有人見過、偵測過它的存在，甚至連一開始提出「燃素說」的史塔爾，也說不清楚燃素到底是什麼。

當18世紀兩位科學家先後發現氧氣時，也不約而同的被燃素說誤導到了錯誤的方向。......

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