定组成定律

自从发现了物质不灭定律，并在化学实验中使用天平以后，化学家们在研究工作中都开始重视物质的质量，定量地进行研究。既然在化学反应中，参加反应的物质的总质量等于反应后生成物的总质量，那么，在反应物质和生成物质之间，是不是存在着一定的化合比例关系呢？这还是一个谜。

18世纪末的一天，法国化学家普鲁斯特的老仆人，一大清早便开始在实验室里忙碌着扫地、整理仪器和书籍、洗刷瓶子。

门铃响了，邮递员送来了一只木箱子。

老仆人过去一看，喃喃自语道：“又是水……这已经是第14次收到装着水的木箱了。昨天刚刚收到来自日内瓦湖的水。”普鲁斯特为什么要从世界各个角落，收集各式各样的水呢？

难道他要开办一个水的“博物馆”？

这倒真是件怪事！

原来，普鲁斯特在探索这样一个秘密：“十个指头有长短，荷花出水有高低”，那么，世界上不同地方的水，它们的组成是不是一样的？

实验结果非常有趣：不管是北方的海水，还是南方的海水；不管是欧洲的水，还是非洲的水；不管是河水、湖水，还是井水、泉水；也不管是热水，还是冷水；总之，不管水来自哪里，除去这些水中所含的少量杂质后，所得的纯水的组成，一律都是含氧88.9和含氢11.1—没有一个例外。

普鲁斯特面对着桌子上排成排的瓶子，翻阅着几个月来辛辛苦苦工作所得的分析结果，终于从大量的实验数据中，斩钉截铁般地得出了这样的结论：水，是具有固定的组成的。

自然，这里说的仅仅是水，那么，其他的种种化合物是不是也像水一样具有固定的组成呢？结论还必须从严谨的实验中去探求。

1799年，普鲁斯特又拿了一种绿色的铜化合物—碱式碳酸铜进行化验。碱式碳酸铜这个名字听来似乎很陌生，其实，铜锅上的铜绿里就含有它，漂亮翠绿的孔雀石的主要成分也是它。

普鲁斯特首先化验了各种天然的碱式碳酸铜。在他的实验记录本上，

有着这样一排排同样的数据——

第一种化验结果：

含氧化铜69.4，二氧化碳25，水5.6。

第二种化验结果：

含氧化铜69.4，二氧化碳25，水5.6。

第三种化验结果：

含氧化铜69.4，二氧化碳25，水5.6。

…………

天然碱式碳酸铜的化验结果是如此，人造的怎么样呢？接着，普鲁斯特又把天然的孔雀石溶解在硝酸中，再加入碳酸钾，重新得到绿色的沉淀物—人造的碱式碳酸铜沉淀。

他化验了人造的碱式碳酸铜，结果依然是：含氧化铜69.4，二氧化碳25，水5.6。

又是完全吻合！

普鲁斯特对待科学研究工作，既严肃，又缜密。他虽然做了不少碱式碳酸铜的分析工作，但是，他还是觉得做得不够多。为了进一步获得更丰富的资料，他写了许多信，给各国的科学院和朋友们，请求他们从世界各地寄来各种矿石。

普鲁斯特接着分析了来自西班牙和日本的两种矿砂—硫化汞，测得的结果都是含86.2的汞和13.8的硫。他化验了来自秘鲁和俄国西伯利亚的两种氯化银，测得的结果也都是含75.3的银和24.7的氯。他又分析了来自世界各地的海盐、湖盐、岩盐，测得的结果都是含39.3的钠和60.7的氯。

普鲁斯特前后花了七年的工夫，认真地做了上千次的化学分析实验，他从大量的事实中，终于得出了这样的结论：任何纯净的化合物都具有固定的组成—不管这种化合物是从什么地方得到的，也不管这化合物是用什么方法制取的。在化学上，这就是著名的“定组成定律”，又叫“定比定律”。

科学的发展总是曲折的。真理，常常是在争论中才得到进一步的考验和证实。1799年，普鲁斯特发表了定组成定律后，马上受到法国科学家贝索勒的激烈反对。

贝索勒是拉瓦锡的学生。1799年，贝索勒在埃及发表了自己的《化学亲和力定律》一文，这个定律，恰恰和普鲁斯特的定组成定律相反。

贝索勒在《化学亲和力定律》这篇论文中写道：“一个化合物是没有固定的组成的。每一种物质可以按照随便什么比数同另一种物质化合。”

贝索勒和普鲁斯特一样，也是一个严谨的科学家。贝索勒并不是没有根据、凭空臆测地反对定组成定律，他也进行了许多实验，对铁的氧化物进行了定量分析，所测得的结果是：铁和氧可以按各种不同的比例化合。

因此，这两位科学家便各说各有理，在法国的《物理》杂志上，你一篇论文我一篇论文地争论开了。从1799年，一直争论到1808年，前后达9年之久。

争论并不是坏事。有不同的意见，就应该争论，只要双方都抱着去伪存真、追求真理的态度，那么，通过争论，就一定能够求得真理，达到统一。普鲁斯特十分虚心地阅读了贝索勒的论文，反复考虑，觉得他所讲的也很有道理。

为了弄清事实，普鲁斯特很仔细地开始进行铁的氧化物的分析工作。分析的结果表明：的确，在不同的铁矿中，铁和氧的比数常常不一样—贝索勒并没有错！然而，普鲁斯特不光是重复做了贝索勒做过的实验，他还进一步做了许多新的实验，最后终于发现：原来，由铁和氧组成的化合物有好几种，而天然的铁矿，常常是这好几种铁的氧化物的混合物。普鲁斯特确定，由铁和氧组成的化合物有三四种，其中最常见的是三氧化二铁，含氧30、含铁70，而另一种是氧化铁，含氧22、含铁78。在天然的铁矿中，这两种铁的氧化物都有，而且是以不同的比例相混合的。显然，在这样的混合物中，铁和氧的比数就会是多种多样的，就像九曲黄河里的水一样，水流急的地方泥沙就多，水流缓的地方泥沙就少，泥水是个混合物，其中水和泥的比数各不相同。但是，纯净的水和纯净的沙，它们的成分各自都是固定不变的。也就是说，定组成定律只是针对纯净的化合物而言，而不适用于各种混合物。

“灯不拨不亮，理不辩不明。”通过争论，普鲁斯特终于胜利了，他的定组成定律不仅没有被驳倒，反而在争论中得到了进一步的丰富，因为他从铁的氧化物的分析中，发现两种元素以不同的比数能生成两种或两种以上不相同的化合物。

在争论中，贝索勒虽然输了，但他仍然非常高兴，他为找到了真理而高兴，而且承认普鲁斯特的定组成定律是完全正确的。

定组成定律，其实从拉瓦锡所做的实验中早就可以看出来：因为水银在加热到第12天以后，空气中的氧气差不多都和水银生成了氧化汞，这时，虽然水银还剩下很多，但是氧化汞的量却很少增加—这说明水银和氧是以一定的比数化合的，不然，氧化汞的量为什么就不再增加了呢？只不过拉瓦锡把注意力全集中到研究燃烧的本质上去了，而没有留意这一点。

因此，直到20多年后，方由普鲁斯特发现了这一定律。

定组成定律是物质不灭定律的一个新的发展，它说明了：在进行化学反应时，不仅反应后物质的总质量等于反应前物质的总质量，而且在反应中各种物质是按一定的比数进行化合的，因此任何纯净的化合物都有固定的组成。