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18世纪化学的发展 约瑟夫·普利斯特里 发现氧气
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2022.06.18 广东

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约瑟夫·普利斯特里,英国神学家、持不同政见的牧师、自然哲学家、化学家、教育家和自由主义政治理论家。作为一位相当多产的作家,出版了150多部作品,他通常被认为发现了氧气,卡尔·威廉·舍勒和安托万·拉瓦锡分享这一荣誉

“It is known to all persons who are conversant in experimental philosophy, that there are many little attentions and precautions necessary to be observed in the conducting of experiments, which cannot well be described in words, but which it is needless to describe, since practice will necessarily suggest them; though, like all other arts in which the hands and fingers are made use of, it is only much practice that can enable a person to go through complex experiments, of this or any kind, with ease and readiness.”— Joseph Priestley, Experiments and Observations of Different Kinds of Air (1775)

“所有熟悉实验哲学的人都知道,在进行实验的过程中,有许多需要注意和防范的措施,不能用语言很好地描述,但无需描述,因为实践必然会暗示它们;不过,就像所有其他使用手和手指的艺术一样,只有许多练习才能使一个人能够轻松和准备地进行这种或任何类型的复杂实验。”—约瑟夫·普利斯特里,《不同种类空气的实验和观察》(1775) 

约瑟夫·普利斯特里Joseph Priestley1733-1804)

早年生活

1733年,约瑟夫·普利斯特里(Joseph Priestley ,1733-1804)出生在英国西约克郡的奥克韦尔大厅大厦附近。他的父亲约万斯·普利斯特里经营着一个收入微薄的小农庄,兼营毛织品的加工和裁缝,以维持一家人的生活;约瑟夫·普利斯特里是家中的长子,由于家境艰难,同外公、外婆一起度过了大部分童年。1739年,他的母亲去世了,他又被送到姑母家里居住。姑母家里经营着一个大农庄。普利斯特里在那里不用干活,唯一的任务就是学习。姑母一心要把他培养成一名神甫。但是,他的优裕生活没过上几年,姑夫就突然病逝了。心情悲痛的姑母成了靠遗产过活的寡妇,她身边没有一个子女。为了减轻经济负担,她把普利斯特里送进了教会学校,后来又把他送到离利兹城不远的布莱克先生家中。布莱克是一家啤酒厂的职员,他曾是普利斯特里的姑夫的朋友,家里生活比较富裕。

1749年左右,普利斯特里病得很重,他认为自己快死了。普利斯特里的病使他永久地口吃,当时他放弃了进入牧师的任何想法。

自幼漂泊不定的生活,养成了普利斯特里善于独立思考的性格。18岁那年,由于经常与基督教的牧师来往,他遭到了姑母的激烈责备。从此,他成了家庭的叛逆者。19岁时开始在达文特里的一所不墨守成教的学校学习神学和古代语言。他的思想从加尔文主义发展到一教主义。

后来,普利斯特里学习了法语、意大利语、德语以及阿拉伯语和阿拉伯语。此外,通过艾萨克·瓦茨、威廉的格雷夫桑德和约翰·洛克的作品,他还被接触了数学、自然哲学、逻辑学和形而上学。1752年,普利斯特里决定回到他的神学研究中,并被达文特里,一所持不同意见的学院录取,他一生的大部分时间都是一名牧师或教师。然而,他逐渐开始质疑耶稣的神性,同时接受了基督教的许多其他东西——在这个过程中,他成为了一个早期的一神论者。相信教育是塑造人们和世界未来的关键普利斯特里在他的一生中继续支持持不同意见的学院。

被任命为牧师和研究员

1755年起,他就在萨福克郡李约瑟市场的一个不墨守成教的教会中传教。1758年,普利斯特里接管了南特维奇的第二个牧师职位,并已经开始了物理实验,其中包括发电机和气泵。从1761年起,他在兰开夏郡的沃灵顿学院,一所私立商业学校担任教师。一年后,他被任命为牧师,并与玛丽·威尔金森结婚。从1763年起,他就参加了化学课程,从1765年起,他定期在伦敦上几个星期,在那里他遇到了顶尖的科学家包括本杰明·富兰克林,他鼓励普利斯特里进行电学实验。

电的历史

《电的历史》是普利斯特里已知的第一部科学作品,由于这一成就,他被授予英国皇家学会会员称号。人们相信他是受到了他在伦敦遇到的本杰明·富兰克林的启发。普利斯特里开始进行实验,以重复科学作品中报道的实验,后来他开始自己回答一些问题普利斯特里开始对自然和气体的研究感兴趣。由于他住在一家啤酒厂的旁边,普利斯特里能够获得大量的二氧化碳供应。在他的第一个关于这个主题的出版物中,约瑟夫·普利斯特里描述了如何使用碳酸盐水,模仿一些自然产生的起泡矿泉水。可能是受到了斯蒂芬·黑尔斯的作品的启发。

约瑟夫·普利斯特里设计的发电和储存装置

由约瑟夫·普利斯特里设计的用于发电和储存电力的装置,由安德鲁·贝尔为《Encyclopædia》(1768-71)雕刻的。通过用绳子连接滑轮,机器对准一个“橡胶”----一个球体旋转,“橡胶”由一块充满马毛的空心铜组成。由此产生的静电电荷积聚在地球表面,通过一簇电线(m)收集,并由黄铜线或棒(l)传导到“主导体”(k),这是一个由抛光铜制成的中空容器。金属棒可以插入导体的孔中,“将火传递到任何需要的地方。”

氧气的发现

普利斯特里开始检查不同物质可能释放出的“空气”。他设法分离和鉴定了包括氧气在内的大约八种气体。普利斯特里也被认为对理解光合作用做出了重要贡献。他证明了植物以某种方式改变了空气的成分。在他的一个著名的实验中,普利斯特里把一只老鼠放在一个空气罐子里,直到它死亡,他发现一只和植物保存在一起的老鼠可以存活下来。他提出了一个假设,即无论呼吸的动物和燃烧的蜡烛去除,植物都能恢复空气。

普利斯特里最著名的实验之一是在1774年进行的。他使用了一个12英寸宽的玻璃“燃烧透镜”,并将阳光聚焦在一个倒置的玻璃容器上,里面放了红色的氧化汞,并放置在一个汞池中。结果,这些气体被释放出来,他发现它“是普通空气的五到六倍”。经过进一步的测试,普利斯特里称他的发现是脱燃素空气dephlogisticated air)。他解释说,它能很好地支持燃烧,因为它没有燃素,因此可以在燃烧过程中可以吸收最大的量。瑞典药剂师卡尔·威廉·勒分离出了同样的气体,并观察到了类似的反应。舍勒称他的材料为“火空气”,但他直到1777年才发表他的发现。

约瑟夫·普利斯特里在气体实验中使用的设备

以后的生活

1772年,他受雇于谢尔本伯爵威廉·菲茨莫里斯-佩蒂,在他的家族所在地鲍伍德大厦担任图书管理员和私人教师;他一直把这个职位保留到1780年。1772年,约瑟夫·普利斯特里获得了英国皇家学会颁发的科普利奖章1774年到1780年间,他写了五卷本的著作《关于不同种类空气的实验和观察》。他越来越多地采取反三位一体的立场,并于1774年与西奥菲勒斯·林赛一起在埃塞克斯街教堂建立了伦敦的第一个一神派社区。因此,今天,他被认为是英国一教主义的联合创始人之一。他转向激进的改革主义一教主义,并受邀请作为天文学家参加詹姆斯·库克第二次探险

移民到美国

1780年左右,他和谢尔本伯爵发生了争执,所以他搬到了伯明翰。虽然伯明翰的情况非常有利,但他的神学观点和政治活动导致他与熟人分手。普利斯特里支持人权,也支持法国大革命的理想。他的一本书在1785年被异端公开焚烧。由于他支持法国大革命和其他几场围绕他的个人和异见者的长期冲突,1791年在伯明翰发生了为期四天的普利斯特里骚乱。普利斯特里失去了实验室、图书馆和大量未发表的手稿。他从伯明翰到伦敦,1794年移民到美国,在那里他被欢迎为科学家和宗教和政治自由的狂热捍卫者。他的密友包括约翰·亚当斯和托马斯·杰斐逊。他在宾夕法尼亚州当了一辈子作家。

反普利斯特里卡通阅读:“燃素博士,普利斯特里政治家或政治牧师!”复制品,英国皇家化学学会图书馆

詹姆斯·吉尔雷的政治漫画《伯明翰祝酒会,7月14日》(1791年)描绘了普利斯特里。

1791年7月14日,在英国伯明翰,对法国大革命支持者的愤怒让一群暴徒陷入了为期四天的狂热,通常被称为普利斯特里骚乱,以当地最突出的愤怒目标约瑟夫·普利斯特里命名。反对革命的英国政治漫画家詹姆斯·吉尔雷在7月14日出版了这幅漫画《伯明翰祝酒词》,他在版画中嘲笑普利斯特里。普利斯特里拿着一个完整的高脚杯主持祝酒,提供一个空的圣餐盘,并暗示一个要求是国王的头——由著名的自由主义者和严肃的异见教徒严厉模仿标志性的《最后的晚餐》。

1804年2月6日,普利斯特里死于美国宾夕法尼亚卅的诺赞巴兰镇,终年71岁。普利斯特里一生主要靠自学成为一位化学大师。其刻苦奋勉精神,堪称今人之典范。

进一步阅读

http://scihi.org/joseph-priestley-discovery-oxygen/

https://www.sciencehistory.org/historical-profile/joseph-priestley

https://www.britannica.com/biography/Joseph-Priestley

https://www.acs.org/content/acs/en/education/whatischemistry/landmarks/josephpriestleyoxygen.html

https://www.monticello.org/site/research-and-collections/joseph-priestley

https://iep.utm.edu/priestly/

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