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文章编号：1005－6629(2011)02－0059－04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
燃烧的氧化理论是近代化学史上第一个科学的化学理论，它取代错误的却又盛极一时的燃烧理论(燃素说)是一个比较漫长的历史过程，几乎贯串于整个十八世纪。在这个过程中出现了一个令人值得关注与反思的历史现象。那就是，燃素说最终被淘汰。并非由于它的内在不合科学逻辑性。而在于当时化学家们对燃烧过程所发生的现象作了直观的理解，从而颠倒了真实的关系，映象被当作了原形。燃素说必须要有一个彻底的变革。而促使这个变革成为现实的动力并非来自化学的传统力量，而主要来自对气体的实验研究：而使得这个变革成为现实的化学实则有两种类型：一种是以H·卡文迪许、普利斯特里和舍勒为代表的实验化学家。他们擅长实验操作。注重经验事实。但不善于理论思维及逻辑推理，且又囿于传统理论。因此，面对准确的实验结果，却得出了错误的结论。尽管他们如此坚持燃素理论，但是他们通过自己的实验工作却为推翻它而做了必要准备，这是他们所始料未及的。
另一种是以法国化学家拉瓦锡为代表的具有理论色彩的化学家，他具有理论家和实验家的双重素质，但就其本质上来说是一个创新型的理论家。他能够把当代实验化学家的实验工作及其成果承受下来。并用自己的定量实验予以充实和加强，接着通过严格的合乎逻辑的步骤。阐明所得实验结果的正确解释，提出燃烧的氧化理论。对于拉瓦锡及其氧化说，将在后续文章中加以讨论。在这里，我们还是继续探讨实验化学家中的另两位重要的代表人物——英国化学家普利斯特里和瑞典化学家舍勒。探讨的重点主要是：他们怎样发现了将会使化学及其燃烧理论发生革命的元素——氧：而这种伟大的实验发现又为什么没有在他们手中结出丰硕的理论成果?
1 普利斯特里
约瑟夫·普利斯特里(Joseph Priestley)，英国实验化学家。1733年出生于英国利兹，英国皇家学会会员；晚年移居美国，曾任宾夕法尼亚大学化学教授。1804年病故于美国宾夕法尼亚州。普利斯特里终身以牧师或教师为业。一生的贡献主要是在化学、电学、自然哲学和神学四个方面，曾被誉为“十八世纪百科全书式的学者”，在英、美两国深受人们尊敬。在英国利兹迄今还保存有他的全身塑像。作为永久纪念。在美国化学会，如今还以能获得普利斯特里奖章作为个人从事化学科学事业的最高荣誉。
普利斯特里一生有两次重要的跟他人的会晤，伴随而来的是两次重要的机遇。第一次是在1765年，经人介绍会晤结识了著名的美国科学家兼政治家本杰明·富兰克林。受到他的鼓励与感染，促使普利斯特里注意力转向电学研究。尔后两人保持良好的书信联系，进一步使普利斯特里下决心从神学转向科学的研究。1767年，普利斯特里第一部著作《电学史》正式出版，获得好评、声名鹊起。不久，他当选为英国皇家学会会员。这一次的会晤是富兰克林给普利斯特里以机会，而被他抓住了并取得成功。第二次会晤是在1774年秋，在巴黎，他同拉瓦锡的见面。当时普利斯特里无意问。将自己刚发现氧的讯息传递给了拉瓦锡。而此时拉瓦锡正在多方寻觅实验事实，准备给燃素说以致命一击。而这一次会晤，倒是普利斯特里给了拉瓦锡以机会，而他自己却将手中机会拱手相让，失之交臂。
以下，就让我们回顾普利斯特里独立发现氧的过程。
首先，其发现的背景是普利斯特里的科学研究开始由电学转向气体的实验研究，而契机是“固定空气”(即二氧化碳)的被发现。尽管“固定空气”早在1755年由英国实验化学家布莱克(Joseph Black1728－1799)发现。但引起普利斯特里关注是在1767年。当时他从外地返回故乡利兹，住在一家啤酒厂的隔壁。有机会经常观察到从发酵的大桶中有二氧化碳气体放出。由此开始他对气体的实验研究活动。普利斯特里从布莱克加热白镁石(碱式碳酸镁)或石灰石可得到“固定空气”这一实验案例受到启迪。联想到其它各种固体物质中是否存在有不同“空气”?
普利斯特里以他的勤奋和坚韧。在气体化学领域里探索并取得辉煌的业绩，其大部分反映在他公开出版的气体化学方面的论文《各种空气的观察》(1772年)、专著《各种空气的实验和观察》中(三卷本，1774－1777年)，并获得英国皇家学会的嘉奖。仅在1772－1775年间，他分离并命名的气体就有：“硝空气”(一氧化氮)、“亚硝蒸汽”(二氧化氮)、“减缩亚硝空气”(氧化亚氮)、酸性空气(氢氯酸)、“可燃性空气”(一氧化碳：普利斯特里还用火焰识别这种气体和由金属与酸作用产生的另一种可燃空气——氢气)、“矾酸或硫酸空气”(二氧化硫)、“碱质空气”(氨)、“氟酸空气”(氟化硅)和“脱燃素空气”(氧气)等。
在众多发现的气体中，最具有革命性的和有重要意义的则是氧气的发现。以下，就是普利斯特里发现氧气的主要过程：
1775年8月1日普利斯特里准备用大凸透镜(或火镜)加热一种红色沉淀物水银烧渣(俗称“三仙丹”，其成分为氧化汞)、目的是试图从中提取出某种“空气”。他把这种物质装满在小玻璃瓶中，当聚焦日光使之加热时，它就逐渐转变为水银(汞)，同时发现有种“空气”被赶出。当普利斯特里收集这种“空气”达到所用装置容量的三、四倍时，他放水进去，发现水不能被“空气”吸收。但却惊奇地看到一种难以形容的景象——那就是蜡烛在这种新“空气”中以极强烈的火焰燃烧……当时。普利斯特里真不知道怎么解释才好。受好奇心驱使，普利斯特里还尝试用老鼠和自身去体验对这种新“空气”的感觉。他发现，老鼠在这种新空气中鲜活的时间为相同容积的普通空气中的两倍。并且，取出以后还能很好地存活。颇有意思的是普利斯特里自己吸入这种新空气后，自我感觉十分良好：称自己“胸部经过好久一段时间仍感到特别的轻松畅快”。因此，他还推荐可在医学方面使用这种新空气(现在人们已用吸氧或高压氧舱来治疗气体中毒和肺炎等)。普利斯特里还自我调侃地说：“谁知道将来这种纯空气不变成一项时髦的奢侈品呢：但到现在为止，只有两只老鼠和我有过吸入这种气体的特权。……造物主给我们准备的新空气，好到我们值得领受的地步!”如今，“氧吧”的普及及其疗效已将普利斯特里两百多年前的猜想变成了现实。
事实上，就在这一天。普利斯特里通过实验已经提取到了氧气，但他是否真正认识到这是一种新的元素发现呢?普利斯特里面对他所制得的新空气，明确指出：它不溶于水、能助燃，使蜡烛发出耀眼的光。他对此还用流利的燃素说加以解释：蜡烛燃烧时放出燃素，在一密闭容器中燃烧过一段时间就熄灭是因为空气为燃素所饱和。所以普通空气能助燃是因为它只是被燃素部分地饱和。还能再吸收更多一些燃素。物质在普通空气中燃烧仅有适度的火焰，然而在新空气中，火焰就特别明亮。所以，普利斯特里推 断。这种新空气必然含有燃素极少或不含燃素，因此称之为“脱燃素空气”。
由此可见。普利斯特里当时并没有认识到。自己已经发现了新的气体元素，没有要用“氧气”(Oxygen)这个名称，而是从燃素说的角度加以命名，采用了“脱燃气空气”予以冠名。在他看来，他只是发现了一种“特殊的空气”而已。传统燃素说的束缚，使得普利斯特里最终没有认识到：在他手中已经握有了一把有希望去打开科学燃烧理论之门的钥匙。燃烧的氧化理论跟他失之交臂，令人婉惜。有学者曾评击普利斯特里：“当真理碰到鼻尖的时候。还是没有得到真理。”——话说得似乎尖锐刻薄了一些，但也是不无道理的。实际上，普利斯特里对自身在科学活动中存在的缺点也是有自知之明的。他曾经中肯地对自己作出过坦率的批语：“我有慎重地全面地对待事实这个好习惯，但从中得出的结论，往往不是非常靠得住。”普利斯特里的大多数实验结果是相当准确的，问题是他总是应用陈旧的燃素说去解释这些新的实验结果，从而导致错误。这是令人遗憾的，但也值得人们引以为戒：当新的实验事实与旧的理论产生矛盾时，科学工作者是选择固守成见，还是勇于创新去开拓新的理论领域?这是值得我们思考的问题。
2 舍勒
无独有偶。跟普利斯特里同时代又可说是“同场竞技”的是瑞典实验化学家舍勒(Carl Wiehelm Seheele,1742－1786)。舍勒工作生活在化学还由错误的燃素说理论盛行和统治的时代。尽管他同普利斯特里一样笃信和拥护燃素说。但是他在实验方面作出了大量第一流的化学发现。而正是这些发现所积累的实验事实，构筑成了否定燃素说、确立燃烧氧化理论的物质基础。
舍勒早期曾在瑞典各地奔波，在多处药店工作。1751年在哥德堡做药剂师学徒，并开始研究化学。以后长期在瑞典小镇彻平从事药剂师工作，过着艰苦的平民生活。舍勒为人谦虚平和，一生经常处于穷困之中。但他经常利用余暇应用简陋的仪器，在寒冷的、条件较差的实验室中勤奋研究与探索，度过了许多漫漫长夜。由于积劳成疾，得了哮喘病不幸于1786年病故，终年仅44岁。生命虽然短暂。但他留下的化学成果。即发现新元素化合物之多。在十八世纪是绝无仅有的。1775年2月，他被推选为瑞典科学院院士，这对于年仅32岁的研究人员来说是个崇高的褒奖。舍勒通过发现从无机界到有机界的多种物质而丰富了化学发现的历史，他以一个平凡而又伟大的“化学发现家”而名垂化学史册。
以下列出舍勒一生中重要的元素化合物的发现：
(1)1769－1770年，从萤石制取氟化硅及氟氢酸；从酒石制取酒石酸
(2)1771－1773年，多种方法制备及发现氧气(火空气)
(3)1774年，研究“黑镁氧矿”(天然二氧化锰)发现氯、锰及氧化钡；从骨灰中制取磷、由硝酸和磷作用制取磷酸
(4)1775年，制备砷酸、砷化氢；从安息香制取安息香酸(苯甲酸)
(5)1776年，用硝酸氧化砂糖制草酸、用尿石制尿酸
(6)1777年，制取硫化氢和粗的多硫化氢；研究光对银盐的作用，发现氯化银的感光性
(7)1778年，制取钼酸；用砷酸铜制颜料，发明著名的“舍勒绿”(亚砷酸铜)
(8)1779年，用碳制石墨；鉴别和发现辉钼矿(MOS2)
(9)1780年，从酸败的乳液中制取乳酸和粘酸
(10)1781年，制取钨酸
(11)1782年，由木炭或石墨、碳酸钾和氯化铵制取氢氰酸、氰酸钾等氰化物；制备安息香酸酯(苯甲酸酯)、乙醛等
(12)1783年，从油酯制甘油
(13)1784－1785年，从柠檬汁制柠檬酸，从苹果汁制苹果酸
(14)1786年，制取没食子酸……
在以上众多的重要发现中最值得关注的当然是氧气的发现，细致的读者可以“发现”：舍勒制得、发现氧气的时间比普利斯特里更早。它表明舍勒应是氧气的最早发现者，具体来说，氧作为周密的计划的实验所预期的结果，应该说还是舍勒首次得到的。他获得氧气的过程主要经历了以下若干步骤：
(1)火和空气。除了对众多无机物与有机物的实验研究之外，舍勒对于火的奥秘的探索也抱有很大兴趣。他的着眼点是，如果认识了火的奥秘就可以进一步揭示出由于火引起的许多化学变化的真相。但是，这位精心细致的化学家。却是从更根本上着手的。他认为，要研究火的问题。就先应当研究空气，因为火是一种燃烧现象，而燃烧是由空气引起的。于是，他就先从空气人手开始了他的研究工作。那么，在舍勒、普利斯特里时代。人们对空气的认识究竟知道了多少呢?对于包围着大地的无所不在的空气，虽然看不见、摸不着，但自古以来人们一直认为它是客观存在着的东西。在古代。一些自然哲学家就认为空气是一种元素或实物。到了波义耳时代，人们已经测知空气的重量，并具有大气压力，以致波义耳还发现了空气受外压影响可以压缩或膨胀的重要定律(波义耳定律：PV=C，这在前文已叙述过)。当时科学家们已经阐明：物质的燃烧必需要有空气的存在：动物的呼吸和植物的生长都离不开空气，并开始进行了有关实验。此外，人们还知道：空气中含有水分和二氧化碳(布莱克发现的“固定空气”)等少量不纯物质，并已知可以采用适当方法将它们清除。总之，到了舍勒时代，他面临的空气问题。就是要确定空气中哪种成分是燃烧所必需的，哪一部分则不是的。也就是要确定空气中有哪两种主要成分。
(2)空气的两种成分。舍勒设计了多组实验来加以实施之。例如，他分别用硫肝溶液(即硫的石灰水溶液)、亚麻子油、用水湿润的铁屑等物质与空气接触。舍勒认为，这类物质均是富有燃素的可燃物质。他观察到：界定体积的空气长久地接触这些物质后，体积会发生减缩。也就是说，空气都会损失一部分。经过几天以后，大约三分之一至四分之一(实际上应是近五分之一)的空气被吸收；剩下的气体(其容积约占空气的三分之二到四分之三)可使燃烧的小蜡烛熄灭即不支持燃烧。舍勒认为，剩下的空气与普通的空气不同，它不含有可燃物质。所以，可得出初步判断：“空气由两种性质不同的流体(气体)组成”。其中一种丝毫也不表现吸引燃素的性质，另一种则特别倾向于这种吸引(即助燃)，它是物质燃烧所必需的。舍勒把普通空气的这两种成分。分别称为“浊空气”(不助燃，后被命名为氮)和“火空气”(助燃，后被命名为氧)。为了确证“火空气”的存在，舍勒继续进行了一系列制取氧气的实验活动。
(3)“火空气”(或氧气)的制取。制备实验之一：舍勒选择所谓矾油(浓硫酸或发烟硫酸)同硝石一起在曲颈瓶(带有较长弯曲颈管的蒸馏烧瓶)中高温蒸馏。不久生成发烟硝酸；当反应临近结束刚放出红色蒸气(二氧化氮)时，他撤去连接曲颈瓶的接受器，代之以套上一个排除了空气的并盛有石灰水的动物膀胱制成的容器。结果，红色蒸气被石灰水吸收，膀 胱中仅留下从硝酸中产生出来的无色气体。舍勒在其中点燃小蜡烛，结果发出耀眼的光芒。——“火空气”被制取成功，并初步证实它的成分跟普通空气中的能助燃的那部分的组成相同。这也可说是历史上首次在实验室中制取氧气取得成功的范例。
制备实验之二：舍勒还把黑锰矿(二氧化锰)和少量硫酸混合成糊状，然后放入曲颈瓶中加热。并依照前述实验的方法把膀胱紧套在曲颈瓶的口上。以收集所产生的气体。对这种气体进行检验后可判断出。它恰好是同从发烟硝酸中得到的气体是一样的。即都属“火空气”。接着，舍勒以极大的热情沿着“火空气”(氧气)被发现的足迹乘胜前进。他进行了一系列的制备实验：硝酸镁、硝酸汞、氧化汞、碳酸银、氧化银、砷酸混以黑锰矿、磷酸混以黑锰矿等都成功地制出了能够使物质更好燃烧的同样气体——“火空气”(或氧气)。
(4)进一步证实：在空气中支持燃烧的气体，就是同“火空气”一样的气体。舍勒用以前进行过的空气实验的做法，观察氢气、蜡烛、木炭或硫磺等在“火空气”中的燃烧状况。果真证实了这种“火空气”是一开始就包含在普通空气里。此外，舍勒又从另一方面做了验证。也就是如同以往观察过的那样，占有空气的三分之二到四分之三容积的所谓“浊气”(即氮气)比空气本身轻。那么，作为另一成分的“火空气”(即氧气)就应当比空气重，舍勒对此进行了实验测定。结果证明，他的推想是正确的。
至此，舍勒完成了制取与探索“火空气”(氧气)的全过程。并进行了富有时代特征的总结。他指出：“我们周围的空气是由两部分组成的。一部分是‘火空气’。占空气体积的1／3至1／4。是物质燃烧不可缺少的部分。另一部分是‘浊空气’，其体积约为前者的三、四倍。它与其说不支持燃烧，还莫如说是阻碍燃烧。正如碳酸气(即二氧化碳)一样：如果它不存在，则能发出更明亮的光，燃烧也就更旺盛。反之，则使火焰变得软弱而阴暗。”
总之，舍勒发现氧，不仅作为科学实验的结果是伟大的。而且它的发现过程的始末，还给人们提示了一个发现者进行周密和细致研究的科学途径，这是很有现实意义的。有幸的是舍勒本人对于这个“火空气”(氧气)发现的全过程已经做过详细的原始记录，便于我们查考与研究学习。这个记录及论述发表在他的代表作《论空气与火的化学》上面，其中几乎所有的实验是在1773年以前作的。这本著作1775年就已送到印刷所去，但遗憾的是直到1777年才出版。而此时，舍勒的不少发现(尤其是氧的发现)已为普利斯特里独立作出并且公开发表了。普利斯特里1774年发现氧气后。很快就发表了有关论文。时间比舍勒还要早。现在，化学史上一般都认为舍勒和普利斯特里各自独立地发现了氧气。
最后，指出以下一点也许是必要的：舍勒尽管是位十八世纪伟大的化学发现者，但他在化学理论上建树甚微。他同普利斯特里一样信奉传统的燃素理论。认为燃烧是空气中的“火空气”“与可燃物质中的燃素相结合的过程：火是”火空气“与燃素形成的化合物。因此，舍勒与普利斯里一样：虽然发现了氧气，但是都未能对燃烧现象作出正确的理论解释。也就是说。他们发现了氧气。但没有真正认为氧气及其在燃烧中的作用。他们的理论思维能力被传统的燃素说严重束缚而不能自拔。这样，推翻错误的传统的燃素说，而代之以建立科学的燃烧理论的任务将历史地落在法国化学家拉瓦锡身上。
参考文献：
[1][日]山冈望，化学史传[M]，北京：商务印书馆,1995年8月第1版：39～51.
[2][英]J.R.柏廷顿，化学简史，北京：商务印书馆，1979年5月第1版：114～127
燃烧的氧化理论是近代化学史上第一个科学的化学理论，它取代错误的却又盛极一时的燃烧理论(燃素说)是一个比较漫长的历史过程，几乎贯串于整个十八世纪。在这个过程中出现了一个令人值得关注与反思的历史现象。那就是，燃素说最终被淘汰。并非由于它的内在不合科学逻辑性。而在于当时化学家们对燃烧过程所发生的现象作了直观的理解，从而颠倒了真实的关系，映象被当作了原形。燃素说必须要有一个彻底的变革。而促使这个变革成为现实的动力并非来自化学的传统力量，而主要来自对气体的实验研究：而使得这个变革成为现实的化学实则有两种类型：一种是以H·卡文迪许、普利斯特里和舍勒为代表的实验化学家。他们擅长实验操作。注重经验事实。但不善于理论思维及逻辑推理，且又囿于传统理论。因此，面对准确的实验结果，却得出了错误的结论。尽管他们如此坚持燃素理论，但是他们通过自己的实验工作却为推翻它而做了必要准备，这是他们所始料未及的。
另一种是以法国化学家拉瓦锡为代表的具有理论色彩的化学家，他具有理论家和实验家的双重素质，但就其本质上来说是一个创新型的理论家。他能够把当代实验化学家的实验工作及其成果承受下来。并用自己的定量实验予以充实和加强，接着通过严格的合乎逻辑的步骤。阐明所得实验结果的正确解释，提出燃烧的氧化理论。对于拉瓦锡及其氧化说，将在后续文章中加以讨论。在这里，我们还是继续探讨实验化学家中的另两位重要的代表人物——英国化学家普利斯特里和瑞典化学家舍勒。探讨的重点主要是：他们怎样发现了将会使化学及其燃烧理论发生革命的元素——氧：而这种伟大的实验发现又为什么没有在他们手中结出丰硕的理论成果?
1 普利斯特里
约瑟夫·普利斯特里(Joseph Priestley)，英国实验化学家。1733年出生于英国利兹，英国皇家学会会员；晚年移居美国，曾任宾夕法尼亚大学化学教授。1804年病故于美国宾夕法尼亚州。普利斯特里终身以牧师或教师为业。一生的贡献主要是在化学、电学、自然哲学和神学四个方面，曾被誉为“十八世纪百科全书式的学者”，在英、美两国深受人们尊敬。在英国利兹迄今还保存有他的全身塑像。作为永久纪念。在美国化学会，如今还以能获得普利斯特里奖章作为个人从事化学科学事业的最高荣誉。
普利斯特里一生有两次重要的跟他人的会晤，伴随而来的是两次重要的机遇。第一次是在1765年，经人介绍会晤结识了著名的美国科学家兼政治家本杰明·富兰克林。受到他的鼓励与感染，促使普利斯特里注意力转向电学研究。尔后两人保持良好的书信联系，进一步使普利斯特里下决心从神学转向科学的研究。1767年，普利斯特里第一部著作《电学史》正式出版，获得好评、声名鹊起。不久，他当选为英国皇家学会会员。这一次的会晤是富兰克林给普利斯特里以机会，而被他抓住了并取得成功。第二次会晤是在1774年秋，在巴黎，他同拉瓦锡的见面。当时普利斯特里无意问。将自己刚发现氧的讯息传递给了拉瓦锡。而此时拉瓦锡正在多方寻觅实验事实，准备给燃素说以致命一击。而这一次会晤，倒是普利斯特里给了拉瓦锡以机会，而他自己却将手中机会拱手相让，失之交臂。
以下，就让我们回顾普利斯特里独立发现氧的过程。
首先，其发现的背景是普利斯特里的科学研究开始由电学转向气体的实验研究，而契机是“固定空气”(即二氧化碳)的被发现。尽管“固定空气”早在1755年由英国实验化学家布莱克(Joseph Black1728－1799)发现。但引起普利斯特里关注是在1767年。当时他从外地返回故乡利兹，住在一家啤酒厂的隔壁。有机会经常观察到从发酵的大桶中有二氧化碳气体放出。由此开始他对气体的实验研究活动。普利斯特里从布莱克加热白镁石(碱式碳酸镁)或石灰石可得到“固定空气”这一实验案例受到启迪。联想到其它各种固体物质中是否存在有不同“空气”?
普利斯特里以他的勤奋和坚韧。在气体化学领域里探索并取得辉煌的业绩，其大部分反映在他公开出版的气体化学方面的论文《各种空气的观察》(1772年)、专著《各种空气的实验和观察》中(三卷本，1774－1777年)，并获得英国皇家学会的嘉奖。仅在1772－1775年间，他分离并命名的气体就有：“硝空气”(一氧化氮)、“亚硝蒸汽”(二氧化氮)、“减缩亚硝空气”(氧化亚氮)、酸性空气(氢氯酸)、“可燃性空气”(一氧化碳：普利斯特里还用火焰识别这种气体和由金属与酸作用产生的另一种可燃空气——氢气)、“矾酸或硫酸空气”(二氧化硫)、“碱质空气”(氨)、“氟酸空气”(氟化硅)和“脱燃素空气”(氧气)等。
在众多发现的气体中，最具有革命性的和有重要意义的则是氧气的发现。以下，就是普利斯特里发现氧气的主要过程：
1775年8月1日普利斯特里准备用大凸透镜(或火镜)加热一种红色沉淀物水银烧渣(俗称“三仙丹”，其成分为氧化汞)、目的是试图从中提取出某种“空气”。他把这种物质装满在小玻璃瓶中，当聚焦日光使之加热时，它就逐渐转变为水银(汞)，同时发现有种“空气”被赶出。当普利斯特里收集这种“空气”达到所用装置容量的三、四倍时，他放水进去，发现水不能被“空气”吸收。但却惊奇地看到一种难以形容的景象——那就是蜡烛在这种新“空气”中以极强烈的火焰燃烧……当时。普利斯特里真不知道怎么解释才好。受好奇心驱使，普利斯特里还尝试用老鼠和自身去体验对这种新“空气”的感觉。他发现，老鼠在这种新空气中鲜活的时间为相同容积的普通空气中的两倍。并且，取出以后还能很好地存活。颇有意思的是普利斯特里自己吸入这种新空气后，自我感觉十分良好：称自己“胸部经过好久一段时间仍感到特别的轻松畅快”。因此，他还推荐可在医学方面使用这种新空气(现在人们已用吸氧或高压氧舱来治疗气体中毒和肺炎等)。普利斯特里还自我调侃地说：“谁知道将来这种纯空气不变成一项时髦的奢侈品呢：但到现在为止，只有两只老鼠和我有过吸入这种气体的特权。……造物主给我们准备的新空气，好到我们值得领受的地步!”如今，“氧吧”的普及及其疗效已将普利斯特里两百多年前的猜想变成了现实。
事实上，就在这一天。普利斯特里通过实验已经提取到了氧气，但他是否真正认识到这是一种新的元素发现呢?普利斯特里面对他所制得的新空气，明确指出：它不溶于水、能助燃，使蜡烛发出耀眼的光。他对此还用流利的燃素说加以解释：蜡烛燃烧时放出燃素，在一密闭容器中燃烧过一段时间就熄灭是因为空气为燃素所饱和。所以普通空气能助燃是因为它只是被燃素部分地饱和。还能再吸收更多一些燃素。物质在普通空气中燃烧仅有适度的火焰，然而在新空气中，火焰就特别明亮。所以，普利斯特里推 断。这种新空气必然含有燃素极少或不含燃素，因此称之为“脱燃素空气”。
由此可见。普利斯特里当时并没有认识到。自己已经发现了新的气体元素，没有要用“氧气”(Oxygen)这个名称，而是从燃素说的角度加以命名，采用了“脱燃气空气”予以冠名。在他看来，他只是发现了一种“特殊的空气”而已。传统燃素说的束缚，使得普利斯特里最终没有认识到：在他手中已经握有了一把有希望去打开科学燃烧理论之门的钥匙。燃烧的氧化理论跟他失之交臂，令人婉惜。有学者曾评击普利斯特里：“当真理碰到鼻尖的时候。还是没有得到真理。”——话说得似乎尖锐刻薄了一些，但也是不无道理的。实际上，普利斯特里对自身在科学活动中存在的缺点也是有自知之明的。他曾经中肯地对自己作出过坦率的批语：“我有慎重地全面地对待事实这个好习惯，但从中得出的结论，往往不是非常靠得住。”普利斯特里的大多数实验结果是相当准确的，问题是他总是应用陈旧的燃素说去解释这些新的实验结果，从而导致错误。这是令人遗憾的，但也值得人们引以为戒：当新的实验事实与旧的理论产生矛盾时，科学工作者是选择固守成见，还是勇于创新去开拓新的理论领域?这是值得我们思考的问题。
2 舍勒
无独有偶。跟普利斯特里同时代又可说是“同场竞技”的是瑞典实验化学家舍勒(Carl Wiehelm Seheele,1742－1786)。舍勒工作生活在化学还由错误的燃素说理论盛行和统治的时代。尽管他同普利斯特里一样笃信和拥护燃素说。但是他在实验方面作出了大量第一流的化学发现。而正是这些发现所积累的实验事实，构筑成了否定燃素说、确立燃烧氧化理论的物质基础。
舍勒早期曾在瑞典各地奔波，在多处药店工作。1751年在哥德堡做药剂师学徒，并开始研究化学。以后长期在瑞典小镇彻平从事药剂师工作，过着艰苦的平民生活。舍勒为人谦虚平和，一生经常处于穷困之中。但他经常利用余暇应用简陋的仪器，在寒冷的、条件较差的实验室中勤奋研究与探索，度过了许多漫漫长夜。由于积劳成疾，得了哮喘病不幸于1786年病故，终年仅44岁。生命虽然短暂。但他留下的化学成果。即发现新元素化合物之多。在十八世纪是绝无仅有的。1775年2月，他被推选为瑞典科学院院士，这对于年仅32岁的研究人员来说是个崇高的褒奖。舍勒通过发现从无机界到有机界的多种物质而丰富了化学发现的历史，他以一个平凡而又伟大的“化学发现家”而名垂化学史册。
以下列出舍勒一生中重要的元素化合物的发现：
(1)1769－1770年，从萤石制取氟化硅及氟氢酸；从酒石制取酒石酸
(2)1771－1773年，多种方法制备及发现氧气(火空气)
(3)1774年，研究“黑镁氧矿”(天然二氧化锰)发现氯、锰及氧化钡；从骨灰中制取磷、由硝酸和磷作用制取磷酸
(4)1775年，制备砷酸、砷化氢；从安息香制取安息香酸(苯甲酸)
(5)1776年，用硝酸氧化砂糖制草酸、用尿石制尿酸
(6)1777年，制取硫化氢和粗的多硫化氢；研究光对银盐的作用，发现氯化银的感光性
(7)1778年，制取钼酸；用砷酸铜制颜料，发明著名的“舍勒绿”(亚砷酸铜)
(8)1779年，用碳制石墨；鉴别和发现辉钼矿(MOS2)
(9)1780年，从酸败的乳液中制取乳酸和粘酸
(10)1781年，制取钨酸
(11)1782年，由木炭或石墨、碳酸钾和氯化铵制取氢氰酸、氰酸钾等氰化物；制备安息香酸酯(苯甲酸酯)、乙醛等
(12)1783年，从油酯制甘油
(13)1784－1785年，从柠檬汁制柠檬酸，从苹果汁制苹果酸
(14)1786年，制取没食子酸……
在以上众多的重要发现中最值得关注的当然是氧气的发现，细致的读者可以“发现”：舍勒制得、发现氧气的时间比普利斯特里更早。它表明舍勒应是氧气的最早发现者，具体来说，氧作为周密的计划的实验所预期的结果，应该说还是舍勒首次得到的。他获得氧气的过程主要经历了以下若干步骤：
(1)火和空气。除了对众多无机物与有机物的实验研究之外，舍勒对于火的奥秘的探索也抱有很大兴趣。他的着眼点是，如果认识了火的奥秘就可以进一步揭示出由于火引起的许多化学变化的真相。但是，这位精心细致的化学家。却是从更根本上着手的。他认为，要研究火的问题。就先应当研究空气，因为火是一种燃烧现象，而燃烧是由空气引起的。于是，他就先从空气人手开始了他的研究工作。那么，在舍勒、普利斯特里时代。人们对空气的认识究竟知道了多少呢?对于包围着大地的无所不在的空气，虽然看不见、摸不着，但自古以来人们一直认为它是客观存在着的东西。在古代。一些自然哲学家就认为空气是一种元素或实物。到了波义耳时代，人们已经测知空气的重量，并具有大气压力，以致波义耳还发现了空气受外压影响可以压缩或膨胀的重要定律(波义耳定律：PV=C，这在前文已叙述过)。当时科学家们已经阐明：物质的燃烧必需要有空气的存在：动物的呼吸和植物的生长都离不开空气，并开始进行了有关实验。此外，人们还知道：空气中含有水分和二氧化碳(布莱克发现的“固定空气”)等少量不纯物质，并已知可以采用适当方法将它们清除。总之，到了舍勒时代，他面临的空气问题。就是要确定空气中哪种成分是燃烧所必需的，哪一部分则不是的。也就是要确定空气中有哪两种主要成分。
(2)空气的两种成分。舍勒设计了多组实验来加以实施之。例如，他分别用硫肝溶液(即硫的石灰水溶液)、亚麻子油、用水湿润的铁屑等物质与空气接触。舍勒认为，这类物质均是富有燃素的可燃物质。他观察到：界定体积的空气长久地接触这些物质后，体积会发生减缩。也就是说，空气都会损失一部分。经过几天以后，大约三分之一至四分之一(实际上应是近五分之一)的空气被吸收；剩下的气体(其容积约占空气的三分之二到四分之三)可使燃烧的小蜡烛熄灭即不支持燃烧。舍勒认为，剩下的空气与普通的空气不同，它不含有可燃物质。所以，可得出初步判断：“空气由两种性质不同的流体(气体)组成”。其中一种丝毫也不表现吸引燃素的性质，另一种则特别倾向于这种吸引(即助燃)，它是物质燃烧所必需的。舍勒把普通空气的这两种成分。分别称为“浊空气”(不助燃，后被命名为氮)和“火空气”(助燃，后被命名为氧)。为了确证“火空气”的存在，舍勒继续进行了一系列制取氧气的实验活动。
(3)“火空气”(或氧气)的制取。制备实验之一：舍勒选择所谓矾油(浓硫酸或发烟硫酸)同硝石一起在曲颈瓶(带有较长弯曲颈管的蒸馏烧瓶)中高温蒸馏。不久生成发烟硝酸；当反应临近结束刚放出红色蒸气(二氧化氮)时，他撤去连接曲颈瓶的接受器，代之以套上一个排除了空气的并盛有石灰水的动物膀胱制成的容器。结果，红色蒸气被石灰水吸收，膀 胱中仅留下从硝酸中产生出来的无色气体。舍勒在其中点燃小蜡烛，结果发出耀眼的光芒。——“火空气”被制取成功，并初步证实它的成分跟普通空气中的能助燃的那部分的组成相同。这也可说是历史上首次在实验室中制取氧气取得成功的范例。
制备实验之二：舍勒还把黑锰矿(二氧化锰)和少量硫酸混合成糊状，然后放入曲颈瓶中加热。并依照前述实验的方法把膀胱紧套在曲颈瓶的口上。以收集所产生的气体。对这种气体进行检验后可判断出。它恰好是同从发烟硝酸中得到的气体是一样的。即都属“火空气”。接着，舍勒以极大的热情沿着“火空气”(氧气)被发现的足迹乘胜前进。他进行了一系列的制备实验：硝酸镁、硝酸汞、氧化汞、碳酸银、氧化银、砷酸混以黑锰矿、磷酸混以黑锰矿等都成功地制出了能够使物质更好燃烧的同样气体——“火空气”(或氧气)。
(4)进一步证实：在空气中支持燃烧的气体，就是同“火空气”一样的气体。舍勒用以前进行过的空气实验的做法，观察氢气、蜡烛、木炭或硫磺等在“火空气”中的燃烧状况。果真证实了这种“火空气”是一开始就包含在普通空气里。此外，舍勒又从另一方面做了验证。也就是如同以往观察过的那样，占有空气的三分之二到四分之三容积的所谓“浊气”(即氮气)比空气本身轻。那么，作为另一成分的“火空气”(即氧气)就应当比空气重，舍勒对此进行了实验测定。结果证明，他的推想是正确的。
至此，舍勒完成了制取与探索“火空气”(氧气)的全过程。并进行了富有时代特征的总结。他指出：“我们周围的空气是由两部分组成的。一部分是‘火空气’。占空气体积的1／3至1／4。是物质燃烧不可缺少的部分。另一部分是‘浊空气’，其体积约为前者的三、四倍。它与其说不支持燃烧，还莫如说是阻碍燃烧。正如碳酸气(即二氧化碳)一样：如果它不存在，则能发出更明亮的光，燃烧也就更旺盛。反之，则使火焰变得软弱而阴暗。”
总之，舍勒发现氧，不仅作为科学实验的结果是伟大的。而且它的发现过程的始末，还给人们提示了一个发现者进行周密和细致研究的科学途径，这是很有现实意义的。有幸的是舍勒本人对于这个“火空气”(氧气)发现的全过程已经做过详细的原始记录，便于我们查考与研究学习。这个记录及论述发表在他的代表作《论空气与火的化学》上面，其中几乎所有的实验是在1773年以前作的。这本著作1775年就已送到印刷所去，但遗憾的是直到1777年才出版。而此时，舍勒的不少发现(尤其是氧的发现)已为普利斯特里独立作出并且公开发表了。普利斯特里1774年发现氧气后。很快就发表了有关论文。时间比舍勒还要早。现在，化学史上一般都认为舍勒和普利斯特里各自独立地发现了氧气。
最后，指出以下一点也许是必要的：舍勒尽管是位十八世纪伟大的化学发现者，但他在化学理论上建树甚微。他同普利斯特里一样信奉传统的燃素理论。认为燃烧是空气中的“火空气”“与可燃物质中的燃素相结合的过程：火是”火空气“与燃素形成的化合物。因此，舍勒与普利斯里一样：虽然发现了氧气，但是都未能对燃烧现象作出正确的理论解释。也就是说。他们发现了氧气。但没有真正认为氧气及其在燃烧中的作用。他们的理论思维能力被传统的燃素说严重束缚而不能自拔。这样，推翻错误的传统的燃素说，而代之以建立科学的燃烧理论的任务将历史地落在法国化学家拉瓦锡身上。
参考文献：
[1][日]山冈望，化学史传[M]，北京：商务印书馆,1995年8月第1版：39～51.
[2][英]J.R.柏廷顿，化学简史，北京：商务印书馆，1979年5月第1版：114～127