硫的氧化物

  在火山爆发时,同硫化氢一齐产生的还有二氧化硫,硫在空气中燃烧也变成二氧化硫。而在当时人们并不知道它是二氧化硫,只知道它是一种具有恶臭的气体。远在1702年化学家施塔尔曾经用碱性溶液,吸收硫磺燃烧的生成的气体,得到亚硫酸盐溶液,所以后来也将燃烧硫磺的气体叫做无水亚硫酸。但因二氧化硫能溶于水,故必须等到用汞槽代替水槽之后,才能收集到这种较纯的气体。英国化学家普利斯特里(Priestley,J.1733-1804)在1774年,用硫酸加热做实验。他说:“硫酸加热简单没有气体发生。……但这种气体却于意外发现。并且我认为这个发现,费了颇重的代价。即用蚀烧了更久的时间,还是没有气体。我觉得失望,乃将烛撤掉;但在我将玻璃瓶从汞槽撤开以前,一点水银经由曲管通入热酸;于是立刻之间,瓶中布满浓厚白烟,发出无限气体,经过的导管裂成碎片(我想是因为忽然发生的热),并且有些热酸泼到我的手上,手烫得非常利害,至今仍可看见受伤的痕迹。瓶中凝结的,有白色的似盐的物体,放出的臭,非常令人气窒。”普利斯特里第二天把少量的水银与硫酸放入瓶中加热,没等到硫酸沸腾就开始产生了大量的气体。用汞槽收集起来,跟上次取得的一样具有恶臭,既能被水吸收,又能灭烛。后来他又用铜、铁、银、硫分别和硫酸共热,都制出了这种具有恶臭的气体。这时才知道这种气体是由硫和氧组成的。

  在1772年,普利斯特里和道尔顿曾先后发现,在装有水银的密闭器中燃烧硫磺,结果在燃烧前后其中气体的体积不变。这一事实跟在相同条件下燃烧木炭一样,气体体积不发生变化,由此推知无水亚硫酸类似无水碳酸,在它们的组成中所含的氧如果变为气体,其体积应相同。道尔顿根据氧气的密度为1.1,测得无水亚硫酸的密度为2.3,所以他推断无水亚硫酸中硫与氧的重量几乎相等。1807年盖·吕萨克加热使硫酸盐分解,在汞槽上面收集分解的气体,再用苛性钾处理。他发现苛性钾吸收硫酸盐分解的无水亚硫酸,而剩下分解出来的氧气,并找出了二者容量上的比例。他说:“我所加热的第一种硫酸盐是硫酸铜。它首先放出水分;但到了曲颈瓶红热时,(无水)硫酸的白烟立刻发出,并带有云雾似的气体,(无水)亚硫酸有强臭,并且洗涤后,火柴能在其中复燃数次。那么这种气体是无水亚硫酸和氧气的混合物。……这两种气体,容量上几乎有2与1之比例。”他用硫酸亚铁加热,则与硫酸铜有些不同,所产生的氧气要少一些。其原因在于这种化合物中存在的亚铁,用去了一部分氧气。盖·吕萨克用硫酸铅做同样性质的实验,结果硫酸中分解出来的无水亚硫酸与氧气的容量比例也大约是2比1。如果在无水亚硫酸中硫与氧的重量之比是1:1,那么在无水硫酸(即三氧化硫)中硫与氧重量之比则应为1:1.5。这就是硫的两种氧化物中硫与氧应用的重量之比。由于当时还没有分子概念,因此只有这两种氧化物成分的重量比。

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