長生不老、點石成金是人們所追求的。 傳說中， 只要學會「煉金術」， 這些夢想都得以成真。 那煉金術跟科學有什麼關係？ 有太多人想要了解點石成金的秘密， 有各式各樣研究物質的理論出現， 隨著煉金術的風潮， 實驗的器具也開始蓬勃發展， 越來越多的研究需要實驗佐證…… 一場旋風式的科學革命就此展開。 十八世紀科學家史塔爾提出了燃素說來解釋燃燒現象， 這個理論影響了整個科學界。 燃素說簡單來說， 燃素就是控制燃燒的微粒。 有燃素的物質就可以燃燒， 反之則否。 而燃燒之後燃素就會逸散到空氣中， 剩下的灰燼就是少了燃素的物質。 但史塔爾的燃素說卻無法解釋， 為什麼金屬燃燒後反而變重了？ 為了研究燃素說， 科學家拉瓦節在密閉容器中進行碳、硫、磷 及汞等物質的實驗。 結果發現： 汞加熱變成氧化汞 所增加的質量等於空氣中所減少的質量， 所以拉瓦節認為物質在反應前後的總質量並不會發生改變， 因此提出質量守恆定律。 而拉瓦節為了確定空氣是否參加反應， 他設計了著名的鐘罩實驗。 通過這一實驗， 可以測量反應前後氣體體積的變化， 得到參與反應的氣體體積。 經過拉瓦節的實驗驗證， 物質反應會遵守質量守恆定律， 那麼我們又要怎麼說明化學反應在非密閉系統中的質量變化呢? 其實物質不會憑空消失， 若反應前後質量減少， 代表產生的物質散失在空氣中。 物質也不會無中生有， 若反應後質量增加， 代表外界的物質參與反應。 拉瓦節不僅推翻了燃素說， 也確立了元素的概念， 也就是物質最基本的組成是元素， 其無法再進一步分解出其他成分， 這些結果成為往後化學發展的基礎， 所以拉瓦節被世人譽為近代化學之父。 而法國另一位化學家 普魯斯特則研究了許多種化合物， 經由多次實驗， 發現對同一種化合物而言， 不論來源為何， 其中所含各成分元素間的質量比都固定， 此稱為「定比定律」， 又稱為「定組成定律」。 不論水是由海水純化取得， 或是淡水過濾而來， 水中所含成分元素的質量比都是一樣的。 氫的質量比氧的質量， 等於1乘以2比16乘以1， 等於2比16， 等於1比8。 而二氧化碳也是如此， 無論來源或製造方法， 二氧化碳中所含成分元素的質量比為： 碳的質量比氧的質量，等於12乘以1比16乘以2， 等於12比32，等於3比8。 定比定律的出現， 讓我們知道不論化合物的來源為何， 其間的組成比例都會一致。 反過來說， 當我們發現化合物的組成比例時， 即可推得其為何種化合物， 這也是目前檢測未知物的其中一個方式之一。 聽完定比定律的介紹， 接著請你應用此定律的概念， 練習找出答案！ 而英國的科學家道耳頓也發現不同的元素的原子 皆以簡單整數比相結合， 形成化學中的化合現象。 因此提出了倍比定律。 倍比定律是指二種元素構成不同的化合物時， 使一元素質量固定， 則另一元素質量成簡單整數比。 且僅適用於二種元素的化合物， 不適用於二種元素以上之化合物。 像是碳、氧可形成一氧化碳、及二氧化碳這兩種化合物， 取28g的一氧化碳， 其中碳占12g、氧占16g。 取44g的二氧化碳， 其中碳占12g、氧占32g， 碳的質量固定為12g， 則氧的質量比為16比32， 等於1比2， 為簡單整數比。 而氫、氧可形成水， 以及過氧化氫這兩種化合物， 其中取18g的水， 其中氫占2g、氧占16g。 取34g的過氧化氫， 其中氫占2g、氧占32g， 氫的質量固定為2g， 則氧的質量比為16比32， 等於1比2， 為簡單整數比。 接著請你應用倍比定律的概念， 來找出答案！ 質量守恆定律、定比定律和倍比定律 對道耳頓的原子論產生重大的影響， 原子論可以清楚解釋定比定律， 也可以說明倍比定律。 倍比定律的成功讓質疑原子論的聲音逐漸減弱。 學了這麼多我們來重點整理一下： 質量守恆定律， 是指任何一種化學反應， 其反應前後的總質量不變。 定比定律， 對同一種化合物而言， 不論來源為何， 其中所含各成分元素間的質量比都是固定的， 稱為定比定律。 倍比定律是指二種元素構成不同的化合物時， 使一元素質量固定， 則另一元素質量成簡單整數比。 且僅適用於二種元素的化合物， 不適用於二種元素以上之化合物。 大家要注意的是， 定比定律講的是同一種化合物， 而倍比定律講的是不同的化合物， 這兩個定律很容易搞混。 歷自17世紀末以來， 人類在一系列化學實驗中， 對各類型的反應進行定量研究， 並逐步意識到反應物與產物之間有確定的比例關係， 每種化合物都有確定的組成。 想問各位同學如何從微觀的角度， 來解釋今天教的這三個定律呢？ 歡迎在下方留言告訴我們你的答案哦！ 下次見囉， bye bye