A. 四元素仮説(元素の転換)の否定実験B. 燃焼の本質解明実験
C. 水、空気の組成を決定
D. 元素(単体)表の発表
A. 四元素仮説(元素の転換)の否定実験:ペリカン実験(1770)
従来(アリストテレス)の考え:
水は土に元素転換される。
この説明が本当かどうかを調べる実験: 10.24, 1768に開始1) 8回蒸留した水(20.0grain)をペリカン型フラスコ(21.5grain) に入れる。
2) すこし煮立たせてから栓をし、
全体の重さを測る。
20.0+21.5=41.5grain
3) 煮沸を101日間続ける(2.1, 1769まで)。
水は白く濁り始める。
4) さまして全体の重さを測る。
41.5grainで不変。
・白い浮遊物:4.9grain + 水蒸発後の残りかす:15.5grain
合計:20.4grain → ペリカン型フラスコの内壁が溶けだした物
・空のペリカンフラスコの重さ:4.12grain、すなわち、減少量は17.38grain
差:3grainは沈殿物に含まれていた水分による(重量誤差)とした。
結論:水は土に変換されない。
(四元素仮説(元素の転換)を実験に基づいて否定)
B. 燃焼の本質解明実験
金属として水銀を選び、燃焼に伴う重量変化に注目。
(1)水銀をレトルト・フラスコに入れ、
口先を一定容量の閉鎖空間に導く
(水銀:4 once、空気の量:50 inch3)
12日間炉で加熱
<結果>
・水銀の表に赤い皮が生じる(水銀灰):45grain・空気の量:50 → 42 inch3に減少して止まる。
・残りの空気(「毒の空気(Azote)」):
ローソクの火が消える。
(2)水銀灰(45grain)を閉鎖空間に置き、レンズで集光して加熱
<結果>
・8 inch3空気の量が増える。・前の実験の残りの空気(42 inch3)と合わせると
50 inch3となり普通の空気と同じものであることを確認
【説明】:8 inch3の空気が水銀と結びついて水銀灰を生成し、水銀灰を加熱す ると同じ空気を遊離する。すなわち、燃焼とはその空気(「生命の空気」= 酸素)が金属あるいは可燃性物質と結びつくこと。
水銀 + 「生命の空気」------> 水銀灰
(“酸素”)
2 Hg + O2 ------> 2HgO
空気とは、「生命の空気」と「毒の空気(Azote)」の混合したもの
(元素ではない)。金属灰は金属と“酸素”との化合物。
金属はそれ以上簡単な元素に分解できないので、“単体”と見なす。
C. 水の組成を決定
水の合成実験(1783) <プリント参照>
水素と酸素の混合比を変えて燃焼させる。・容積比が2:1の時、水素も酸素も残らず完全に水に変わる
(水は水素と酸素から成る)。
・変化の前後で全体の重さは不変(燃素の存在を仮定する必要がない)。
水の分解実験(1785) <プリント参照>
沸騰させた水(水蒸気)を強熱した鉄管に通し、生じた水に不溶な気体を収集: この気体は水素であることを確認した。(水は、水素 を含む化合物である/元素ではない)