一斤木頭燃燒後,只剩下不到一兩的灰,還有9兩的物質去哪了?
2023-04-01 00:55:59 1
燃燒現象應該說是人類接觸到的第一個化學現象。根據我們的考古發現,180萬到130萬年前,有一個人現在被稱為工匠,並且已經開始使用「火」。火的使用極大地促進了人類社會的發展。從那時起,人類可以吃熟食了。咀嚼或消化不熟的食物非常困難。在我們的日常生活中,我們經常看到木材燃燒的現象。如果我們再仔細一點看,我們會發現當一塊木頭完全燃燒時,只剩下一點點灰燼。通常情況下,燃燒1公斤木材後,只剩下不到12%的灰燼。然後問題出現了。除了這些灰燼,其他92多種物質在哪裡?
科學家對這一現象做出了各種解釋。最著名的假說之一是「燃素說」,它是由德國化學家施塔爾在18世紀初提出的。他說燃素與其他元素結合形成一種化合物。燃素是一種可燃物質。木頭可以燃燒,因為它含有燃素。當木頭燃燒時,失去的部分質量就是燃素的失去部分。
在接下來的幾十年裡,「燃素理論」在化學領域變得流行起來,直到1756年,俄羅斯化學家洛蒙·諾索夫將錫放入密封容器中進行煅燒。然後他發現在煅燒前後容器中的物質沒有質量變化,經過多次實驗,他的結果是一致的。因此,他對「燃素理論」提出了質疑,從此它在化學領域的地位受到了挑戰。
後來,一個新的理論被建立起來,完美地解釋了燃燒後木材質量的損失。這個理論就是質量守恆理論。所謂的質量守恆定律意味著,在一個孤立的系統中,無論發生什麼反應,任何物質的總質量都不會改變。質量守恆定律是自然界最基本的定律之一。質量守恆定律意味著當物質發生任何反應時,質量不會消失,但是木材的燃燒會減少質量。這是怎麼回事?
木材由植物生長,其主要成分是纖維素,屬於多糖物質[。此外,木材中還有一些微量元素、無機鹽、氮化合物、硫化合物等。當木材燃燒時,多糖物質會與氧氣結合生成二氧化碳和水,而水在高溫下會以氣體的形式溢出。木材中只有一些無機鹽和微量元素不能蒸發,最後留下一堆灰燼。實質上,木材的燃燒過程是木材與空氣體反應,反應前後的總質量保持不變,但燃燒後大部分質量以氣體形式溢出進入空氣體,這部分質量不會隨著空而消失。