本文作者:浓浓桂花香

木头燃烧后只剩下一堆灰烬,其余质量去哪了?

浓浓桂花香 6个月前 ( 03-16 ) 157

人类花费数百年的时间,才真正认识了燃烧的本质,最初的化学家用燃素学说解释燃烧现象,直到18世纪,拉瓦锡才用实验否定了燃素学说,并建立了现代化学,后来总结出质量守恒定律。

燃烧现象

燃烧是生活中最常见的现象之一,比如木头在燃烧时,其中的碳元素就会和空气中的氧气结合为二氧化碳气体,最后只剩下一堆灰烬,灰烬的主要成分是无机盐,比如碳酸钾、硅酸盐等等,以及部分微量元素。

燃素学说

在几百年前,人们对燃烧的本质认识不够,甚至发展出一些错误的理论,其中最著名的就是燃素学说,受机械唯物论的影响,燃素学说在十七世纪的欧洲非常流行。

燃素学说认为,燃烧产生的火焰是无数活泼的微粒,这些微粒叫做燃素,燃素存在于各种实体物质当中,当燃素从实体物质中大量溢出时就形成了火焰。

燃素学说能解释部分燃烧的现象,比如木炭燃烧后质量减少被认为是损失了燃素的质量,燃烧需要氧气是因为空气能把物质中的燃素吸取出来等等,但是燃素学说无法解释金属锡在空气中煅烧和镁在空气中燃烧后质量增加的问题。

在1756年,俄国科学家洛蒙诺索夫在密闭容器中煅烧金属锡(生成氧化锡),然后称量整个密闭容器的总质量,发现前后的质量没有发生变化;在1777年,现代化学之父的法国化学家拉瓦锡,重复了洛蒙诺索夫的实验。

经过多位科学家的完善,最后总结出化学反应中质量守恒的结论,后来英国科学家约翰·道尔顿提出原子理论,认为化学反应是物质当中原子的重新排列和组合,由于单个原子质量是不变的,所以化学反应当中质量守恒。

现在我们知道,燃烧就是一种剧烈发光发热的化学反应,火焰其实是处于游离或者半游离状态的气体分子,而且燃烧不一定需要氧气,比如镁条可以在二氧化碳中燃烧,氢气可以在氯气中燃烧等等。

木头的燃烧

木头是植物生长出来的,主要成分是纤维素,而纤维素属于多糖物质[(CHO)n],除此之外,木头中还存在一些微量元素、无机盐、氮的化合物、硫的化合物等等。

当木头燃烧时,多糖物质会与氧气结合,生成二氧化碳和水,而水在高温下以气体形式溢出,只有木头中的部分无机盐和微量元素无法蒸发,最后留下一堆灰烬。

从本质上说,木头的燃烧过程就是木头和空气发生化学反应,反应前后的总质量保持不变,但是很大一部分质量在燃烧后以气体形式溢出在空气中,这部分质量并没有凭空消失。

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