“硫磺燃烧形成的无色气体会与水混合,因而我摇晃瓶子的时候,大部分气体都被石蕊试剂吸收了。我们知道这个,是因为它对石蕊试剂起了作用,因为它本身只是一种由没有气味的小颗粒物质生成的无色物质。我们来尝尝被气体混合物变红的溶液,就会知道这种无色气体是什么味道了。放心地把你们的手指放进去多沾一点,通过舌头品尝会给你们留下深刻的印象。”
叔叔做了示范之后,孩子们尝试了几次溶液以确定他们知道了它的味道。
“淡淡的酸味,”埃米尔砸吧着嘴说,“非常淡的酸味。”
“是很淡,但总还是有酸味的,那就是说是一种酸。”
“它根本没有磷酸那么酸,磷酸会侵蚀你的每块肉。”
“我们的味觉和石蕊试剂都可以证明,硫和氧结合以后形成了一种酸。这是一种看不见的气体,它刺激的气味会让人咳嗽,它的名字叫亚硫酸。”
朱尔斯说:“你告诉过我们另一种从硫中生成的酸——硫酸。我们检测硫酸的时候发现试剂变红了。那么,硫可以生成两种酸,是吗?”
“是的,孩子。硫可以生成两种酸,其中一种含氧量少,另一种含氧量多。含氧量少的酸性也更弱一点,酸味更淡一点,叫做亚硫酸。另一种含氧量多的酸性更强,酸味更浓,叫做硫酸。仅仅通过在普通空气中或者纯氧中燃烧,硫只能取一定量的氧,因此就变成了亚硫酸。但是通过化学中已知的间接的办法,硫可以和氧充分化合,这样就形成了硫酸。关于硫,我们已经了解的够多了。现在让我们看木炭在纯氧中燃烧会有什么结果。”
保罗叔叔在铁丝的一端绑上一块手指大小的木炭,在另一端穿过一张硬纸板,当作装氧的瓶子的瓶盖。然后,保罗叔叔用蜡烛的火焰点燃了木炭,但只点燃了其中一点,他把木炭放入氧中,就像刚才硫的实验那样。
随后的景象非常漂亮,埃米尔禁不住鼓起掌来。被蜡烛点燃的那一点上,有一点几乎看不见的火花,但是一放入瓶中,它就产生了明亮的火焰,燃烧炽热,极为诱人,火焰很快蔓延到整块木炭,很快把木炭变成了一个耀眼的小熔炉。它生成强烈的白光,小火花噼噼啪啪地向各个方向飞射,就好像瓶中关着许多流星一样。它可以在瞬间使木炭变得炽热,这是普通空气怎么也做不到的。目不转睛地看着这漂亮的奇观,埃米尔发表了他的看法:
“它的热量、闪耀的光亮和这些火花,我在风箱中燃烧木炭也可以做到。只要把木炭放在风箱口,它也会像在瓶子里一样燃烧。”
保罗叔叔接着说:“这是当然的。你用风箱吹出的是空气,空气是氧和大量的氮的混合物,氮会减弱氧的效应。但是风箱会不断地快速通风,这样空气就会持续帮助木炭燃烧,也能使木炭炽燃,看起来就好像瓶子里的效果一样。”
最后,瓶子里的氧用完了。没有燃烧的木炭渐渐地熄灭了,最后完全暗了下来。刚才关上的百叶窗又被重新打开,阳光照射了进来,之前关上是因为阳光会极大地影响实验的场面效果。
“燃烧后的木炭变成什么东西呢?这是我们现在要解决的问题,”保罗叔叔说,“瓶子中剩了一种看不见的气体,几乎没有气味。如果我们只相信我们的嗅觉和视力,我们可能会认为瓶子中的东西没有变化。然而我们需要用瓶子中的东西进行各种检测,检测比我们的嗅觉和视力更准确。通过检测我们会发现有一个明显的变化。首先,可以准确地预测,瓶子里的木炭在开始燃烧得非常旺盛,现在却已经不能燃烧了。那么用点燃的蜡烛伸进瓶子里也不会再燃烧了。看!我把燃烧的蜡烛探入瓶中,还没到瓶颈就突然熄灭了。因此可以确定瓶子中已经没有氧了,如果瓶中有氧的话,蜡烛一定会燃烧得非常剧烈。
“还有另一个实验:我把瓶中加一点石蕊试剂,摇晃瓶子,让它有机会完全接触液体。蓝色的试剂变成了淡红色。但是在氧中摇晃试剂,它的颜色不会有一丁点变化。因此,这是一种物质在氧中燃烧得到的酸类。我们现在确信,瓶中的氧已经被转化成其他气体,同样是透明的、不可见的,但是它已经具有完全不同的性质,这种区别非常明显,只可能是木炭(或者是碳,其实是同一种东西)和氧结合形成的。我们可以得出这个结论,瓶子中这种我们看不见的无色气体中至少含有微量的碳,也就是我们知道的煤炭中的坚硬沉重的物质。”
埃米尔赞同到道:“我现在知道那是一定的。但是以前如果有人这样对我说,而不能证明这种像空气一样看不见的气体中有碳,我一定不会相信。你说呢,朱尔斯?”
“很难相信我们看不见摸不着的东西里面含有碳。保罗叔叔,如果不是你一步一步地引导我们做实验,而只告诉我们瓶子中我们看不见的东西中含有碳,我们一定会非常震惊。现在证据就在这里,我们不能不相信。燃烧木炭已经把氧变成了另一种气体,这种气体可以使石蕊试剂变成红色,因此这样气体一定是一种酸。叔叔,你还没有告诉我们它的名字是什么。”
“你们可以尝试一下你们知道的化学语法,自己找出它的名字。”
“是这样!我都忘了。木炭也是一种碳,在碳的后面加上酸就成了碳酸。从燃烧木炭中生成的气体叫做碳酸。”
“碳酸也像其他的酸类那样有酸味吗?”埃米尔问道。
“当然也有酸味,但是碳酸的酸味很淡,我们几乎都察觉不到瓶子中装的这些碳酸的酸味。石蕊试纸不会变成明显的红色,而只会有一点淡淡的红色,这跟它酸味微弱的原因是一样的。但是以后会有机会让你们相信,碳酸也是有酸味的。现在让我们拿出第三瓶氧做实验。我准备在这瓶氧中点燃铁,以前埃米尔一定会认为这是不可能的。我燃烧铁,并不需要把它加热到炽热,就像铁匠把铁打成某种形状那样。我会用一片火绒点燃铁,就像点燃火药一样。”
“铁会被火绒点燃?”埃米尔好奇地问。