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从历史上看无机的酸洗理论 酸和碱在化学学科中的地位 酸和碱的概念几乎和化学本身一样悠久。在化学科学发展的历史长河中，也有许多蜿蜒的道路。酸碱概念是无机化学中的重要理论之一, 也是中学化学中的基本概念, 在化学学科中占有极为重要的地位。随着科学的发展, 酸和碱的范围愈来愈广泛, 更多的化学物质属于它们的范围之中, 因此对它进行系统的认识和分析就显得更加重要。历史上曾经有过几种不同的酸碱理论, 认识这些理论的产生、形成和发展的过程, 是人们追踪化学历史发展的重要线索。从这些理论中, 我们不但可以看出酸碱概念的历史演变, 而且还可看到它们对整个化学学科的影响, 笔者将按酸碱概念的演变顺序, 对历史上酸碱理论的发展进行综述。 一、 人们从早期就对酸进行了识别 1 国外碱的地位 最初, 人们对酸碱的认识是从观察事物的现象开始的。在我国古代典籍中, 对酸的记载比碱要早得多。《周礼·疡医》中有“以酸养骨”的说法。在五行学说出现以后, 人们开始用五行来解释五味, 其对应的关系为: 按照这种关系, 古代人们便把“酸”定义为“木味”, 这可能是由于古代人在选择食性植物时, 发现许多植物具有酸性的缘故。在发酵现象被人们认识以后, “酸”便成为“醋”的同义词。至于“碱”字, 原繁体字形为“卤咸”、“卤佥”, 初指土碱, 与人们的味觉没有多大的关系, 在古代的五味中也没有碱的地位。 在国外, 情况与我国类似。在古代的埃及、希腊、罗马, 人们知道果汁 (酒) 再进一步发酵便得到了酸, 酸的英文 (acid) 来自阿拉伯文 (acetum) , 这个字就意味着“变酸” (sour) ;而碱则指灰碱 (碳酸钾) , 碱的英语 (alkali) 这个词就是指plant askes (植物的灰分) 两个词的意思。以后人们认识了除alkali以外的更多的碱类物质, 于是人们便把它们统称为base。在我国近代化学史中, 对alkali和base这两个词, 在翻译时往往不加区别, 都叫做“碱”。 1663年, 英国化学家波义耳 (R.Boyle 1627—1691) 对酸的通性作了如此的描述:①有酸味;②有一种特殊的溶剂能力, 能溶解许多物质;③能使许多含有蓝色的植物染料 (如石蕊) 变红;④能与硫化物 (多硫化钾) 作用生成硫的沉淀;⑤与碱作用, 酸性消失, 生成中性的盐。到了1776年, 英国化学家卡文迪什 (H.Cavendish 1731—1810) 又补充了一条酸的性质;⑥很多酸 (如硫酸、盐酸等) 和锌、铁、锡等金属作用生成氢气。波义耳对碱的通性描述为①令人具有滑溜的感觉和去污的能力;②有溶解油和硫磺的作用;③有苦涩味;④有能够对抗酸的能力, 并能销毁酸;⑤能使因酸的作用变成红色的石蕊溶液变为蓝色。 笔者认为, 以上这些是古代人们在生产和生活实践中对酸碱现象的初步认识, 是酸碱理论产生和发展的启蒙阶段, 真正的近代酸碱理论是从拉瓦锡开始的。 2 酸的氧理论和“原理” 1770—1780年间, 法国化学家拉瓦锡 (A.L.Lavoisier 1743—1794) 企图从酸的组成来解释酸性现象, 提出了氧是酸的组成成分和“酸化要素”即“酸化的基”理论, 他认为凡是酸都应该含氧元素。这个酸的氧理论, 持续了七十年, 一直影响到十九世纪, 普遍地为人们所接受, 他明确指出, 非金属元素在氧中燃烧生成酸;金属元素在氧中燃烧生成碱。 3 酸概念的氢化 正当人们崇奉拉瓦锡酸的氧理论时, 1789年法国化学家贝托雷 (C.L.Bertholt 1748—1822) 首先揭示了这个理论的缺陷, 他发现氢氰酸 (HCN) 并不含有氧, 但其水溶液却有较弱的酸性。但是, 由于氢氰酸的酸性比较弱, 以致有人认为它根本够不上称为酸的资格, 所以拉瓦锡关于酸的氧理论并没有因此而动摇。后来, 英国化学家戴维 (H.Davy 1778—1829) 用普通的盐酸 (HCl) 来验证, 也同样证实了拉瓦锡的错误。 在1838年, 德国化学家李比希 (J.F.Vonliebig 1803—1873) 吸取了戴维等科学家研究的成果, 并结合自己的研究, 他重申并肯定认为:氢是酸的基本要素, 所有的酸都是“含有容易被金属取代的氢的化合物”, 这个酸概念的氢理论连续了近五十年。 由此我们可以看出, 早期人们对酸碱的认识基本上还是经验性的, 虽有一定的事实基础, 但夹杂着人们的一些猜想, 缺乏从分子本身严密的论证和论据。 二、 阿累尼乌斯酸钠的性质 1887年, 瑞典化学家阿累尼乌斯 (S.Arrhenius 1859—1927) 首次提出了著名的水——电离理论, 他认为:许多物质 (电解质) 在水中分解成带电的部分, 叫做离子, 酸是在水溶液中经电离产生H+离子的物质;碱是在水溶液中经电离产生OH