週末一大早 小數蛙、狐狸貓、梨梨、麥麥聚在一起 幾人正在熱烈討論著 老師昨天安排的作業── 設計一款桌遊 小數蛙提議 可以用「四元素說」的概念來設計 麥麥問: 四元素說是什麼啊? 小數蛙回答 「四元素說」 其實是在古希臘時期被提出 當時人們在想世界到底是由什麼組成的 亞里斯多德 就提出了世界 是由土、水、火、風四個元素組成 梨梨聽到後馬上反應 如果世界是由四個元素組成 那我們之前背的元素週期表上的元素 又是什麼呢? 小數蛙笑說 別急、別急 科學的演進又不是一下子就達成的 當「四元素說」被提出後 就有人開始想 四元素可以相互作用改變性質 那能不能把廉價的金屬變成黃金呢? 狐狸貓聽到這搖搖頭 覺得這也太天馬行空了 如果可以做到 現在黃金應該取之不盡才對 小數蛙肯定了他的說法 的確如此 但當時的人不知道啊! 所以才誕生了煉金術 這時 麥麥又提出了疑問 煉金跟煉丹 是一樣的意思嗎? 小數蛙點點頭 麥麥又問 可是煉丹不是想要強身健體 延年益壽嗎? 難道是東西方的思想差異嗎? 小數蛙回答 廣義來說 煉金跟煉丹是一樣的 都是去改變物質的性質 得到自己想要的東西 例如:將廉價金屬變成黃金 或將鉛、汞燒煉成藥物 而且西方也有人想著 將煉金結合醫學 像是十六世紀 帕拉塞爾蘇斯 就把煉金術融入醫學 來製造醫藥品 他還透過燃燒木頭的現象 證明因為有可燃性的硫磺作用 所以產生火焰 而燃燒過程中 有凝聚力的水銀 會跟著煙散去 最後剩下的灰就是固體的鹽 因此 他提出了鹽(固體)、 水銀(凝聚性)、 硫磺(可燃性) 組成的「三元素說」 梨梨回應 「三元素說」 感覺不常聽到 麥麥好奇的問: 鹽不是化合物嗎? 為什麼說是元素呢? 小數蛙說: 「三元素說」 是指固體、凝聚性、可燃性 所組成的三種物質 形成的運作原理 不是指基本元素 到了十七世紀 貝歇爾認為所有固體物質 都含有流質土、玻璃狀土以及肥土 這三種土剛好又能對應上三元素 後來貝歇爾的學生──斯塔爾 又透過觀察與分析 得出物質燃燒時 肥土會釋出變成灰 金屬生鏽時 也有可燃性的肥土會從中釋出 變成金屬灰或生鏽 因此 斯塔爾認為肥土 比原本定義的更為重要 把它重新命名為「燃素」 聽完小數蛙的解釋 大家露出恍然大悟的表情 但狐狸貓突然想到 之前討論質量守恆時 也有探討過燃素 它也有 無法解釋的現象 螢幕前的你 可以幫大家找出答案嗎? 如果根據燃素說的觀念 每個可燃物質都含有燃素 當物質燃燒時 會失去燃素 灰燼的質量就會因此而減輕 但有科學家發現 把錫加熱成白色固體時 質量會變重 梨梨跟麥麥浮出疑問 所以燃素說也有無法解釋的情況 該怎麼辦呢? 狐狸貓搶答說 我知道 這時該換拉瓦節出場了! 沒錯 小數蛙接著說 拉瓦節先試著讓鑽石 在聚集的陽光下加熱 發現鑽石燃燒後 什麼都沒剩 所以燃燒應該跟空氣有關 為了繼續研究燃燒跟空氣的關係 他先嘗試燒了當時 被認為含有大量燃素的磷 結果燃燒後 它的產物質量果然變重了! 拉瓦節沒有急著下判斷 他繼續實驗 觀察鉛、鐵等 不同物質燃燒前後的質量 最後他確定 燃燒會從空氣中吸取某些物質 空氣並不是一種單純的氣體 而是混合物 只有部分空氣會參與燃燒 麥麥追問 那個加入燃燒的部分空氣是什麼呢? 是氧氣嗎? 小數蛙神秘一笑說 拉瓦節發現 燃燒後的物質溶於水後 很多都呈現酸性 所以他認為酸性物質 一定包含這種氣體 也就把這種氣體命名為「酸素」 也就是現在我們說的「氧氣」 聽完小數蛙的介紹後 大家對於自己要做的這款桌遊 又更瞭解了 狐狸貓將今天學到的知識 做了一個重點整理: 四元素理論中 提出自然界存在四種元素: 土、水、火、風 帕拉塞爾蘇斯透過燃燒木頭的現象 提出鹽、水銀、硫磺組成的三元素說 貝歇爾認為所有固體物質 都由流質土、玻璃狀土、肥土組成 並能 與三元素對應 斯塔爾透過觀察、分析 得出物質燃燒時 肥土會釋出變成灰 金屬生鏽時 也有可燃性的肥土 會從中釋出 變成金屬灰或生鏽 因此將肥土重新命名為「燃素」 拉瓦節藉由實驗得知 燃燒會從空氣中吸取某些物質 且燃燒後的物質溶於水後 多呈現酸性 所以將這種氣體 命名為「酸素」 也就是「氧氣」 最後 請一起想一想 你是否曾在生活中 看過什麼氧化還原反應呢? 歡迎留言分享給我們 下次見囉!bye-bye~