第六章 论酸的普通命名,尤其是从硝石和海盐中提取的酸的命名

根据上一章所制定的原则,极容易制定酸的系统命名法:由于酸这个词被用作全称术语,每种酸在语言上自然就由其基或根的名称区分开来。这样,我们就把酸的总称赋予磷、硫和炭的燃烧或氧化产物;这些产物分别被称为磷酸(phosphoric acid )、硫酸(sulphuric acid )和碳酸(crbonic acid )。

然而,在可燃物及部分可转化为酸的物体的氧化过程中,有一件值得注意的事情,即它们与氧可以有不同的饱和度,而且,所产生的酸虽然是由相同的元素结合而形成,但依比例的差异而具有不同的性质。关于这一点,磷酸,尤其是硫酸,给我们提供了例子。当硫与小比例的氧化合时,它就形成一种处于第一或较低氧化度的挥发性酸,该酸有刺激性气味,具有非常特殊的性质。用较大比例的氧,它就变成一种没有气味的固定的重酸,而且它与其他物体化合得到的产物与由前者提供的产物差异甚大。在这种情况下,我们的命名原则似乎是失败的;而且似乎不啰唆就难以由可酸化基的名称导出那些清楚地表达这两种饱和度或氧化度的术语来。然而,通过对这个问题的思考。或者更确切地说是出自这种情况的必然性,我们一直认为,简单地改变它们的特殊名称的词尾来表达酸在氧化过程的这些变体,是可以允许的。从前施塔尔所知道的由硫产生的挥发酸名叫亚硫酸(sulphurous acid (1) 。我们已经保留了这个术语,表示未被氧充分饱和的硫所产生的这种酸;用硫酸这个名称表示另一种完全饱和或氧化了的酸。因此,我们将用这种新的化学语言来说,硫在与氧化合的过程中可有两种饱和度:第一饱和度或低饱和度构成亚硫酸,该酸是挥发性的和刺激性的;而第二饱和度或高饱和度产生硫酸,该酸是固定的和无气味的。我们将采用词尾的这种差异表示所有取几种饱和度的酸。因此,我们就有亚硫酸、亚醋酸和醋酸(an acetous and an acetic acid )以及类似情况下的其他名称。

假若每种酸本身被发现时人们就知道其基或根的话,那么化学科学的这一部分就会极为简单,酸的命名法根本就不会像现在这样在旧的命名法中被弄得混乱不堪。例如,由于磷在其酸被发现之前就是一种已知的物质,因此这后一种物质当然就用一个由其可酸化基的名称导出的术语来表示。但是,当正好相反,一种酸的发现碰巧在其基的发现之前时,或者更确切地说,当它由之形成的可酸化基尚属未知时,用来表示二者的名称连极少的联系都没有;这样,不仅记忆被无用的名称所拖累,而且,甚至学生的心智,以及经验丰富的化学家的心智,都会充满错误的观念,只有时间和思考能够将其根除。我们可以举一个硫的例子,这个混乱的例子与酸有关:以前的化学家们由铁矾(the vitriol of iron)获得这种酸,由产生这种酸的物质的名称,给它取了个名字叫做矾酸(the vitriolic acid);而且,他们当时不知道,通过燃烧由硫获得的酸恰恰就是同一种酸。

以前称为固定空气(fixed air )的气态酸也发生过同样的事情;由于不知道这种酸就是炭与氧化的结果,人们就赋予它种种名称,这些名称没有一个真正表达了关于其本质或起源的观念。我们发现,如果把矾酸的名称变成硫酸,把固定空气的名称变成碳酸,那么,更正和修改与由已知基产生的这两种酸有关的老式语言,就极为容易;但是对于其基尚不知道的酸来说,不可能遵循这个方案;对于这些酸,我们只得采用一种相反的方案,不是由其基的名称来形成酸的名称,而是被迫由已知酸的名称来给未知基命名。对于由海盐获得的酸,情况就是如此。

为了使这种酸和它与之化合的碱基相分离,我们只有往海盐上倒硫酸;泡腾立即发生,带有很强的刺激性气味的白气出现,而且只要缓缓加热这种混合物,所有的酸就被驱除了。由于在我们大气的普通温度和压力下这种酸自然处于气态,因此我们就必须十分小心地将其保留在适当的容器之中。为了做小实验,最简单、使用起来最方便的装置由一个小曲颈瓶G(图版V,图5 )组成,里面导入很干 (2) 的海盐,然后我们到上一些浓硫酸,立即把曲颈瓶口放在事先充满水银的小广口瓶或玻璃钟罩A(同一个图版,同一幅图)之下。被分离出来的酸气按其比例进入广口瓶,到达水银的顶部,将其取代。当气体的分离减弱时,稍微加热曲颈瓶,然后逐渐加热,直至没有东西放出为止。这种酸气对水有非常强的亲和力,水吸引大量的酸气,这一点通过往装有这种气体的玻璃瓶中导入薄薄的一层水便可得到证明;因为全部酸气马上就消失而与水化合。

这后一个细节在意欲获得液态海盐酸的实验室和工厂里得到了利用;为此目的,要利用一个装置(图版IV,图1 )。其组成首先是一个平底曲颈瓶A,其中放进海盐,然后通过开口H导入硫酸;第二是一个球形瓶或容器cb ,用来容纳实验过程中放出的少量液体;第三是各有两个口、装有半瓶水的一套瓶子L、L、L、L,用来吸收经蒸馏分离出来的气体。这个装置将在本书的后一部分详加描述。

虽然我们既不能构成这种海盐酸,又不能分解它,但我们丝毫都不能怀疑,这种酸与所有其他酸一样,是由氧与一种可酸化基结合而成的。因此,我们照伯格曼先生和德·莫维先生的样子,由以前用来表示海盐的拉丁词muria 导出这个名称,把这种未知物质叫做盐基(muriatic base )或盐根(muriatic radical )。因此,由于不能确切地确定盐酸(muriatic acid )的组成成分,我们就用这个术语来表示这种挥发性酸,该酸在我们大气的普通温度和压力下保持气体形态,极容易大量地与水化合,其可酸化基与酸黏附得如此密切,以致迄今尚未设计出什么方法将它们分开。如果发现盐酸的这种可酸化基是一种已知物质,尽管它现在的身份尚属未知,那就必须用一个与其基的名称相类似的名称来代替其现名称。

与硫酸及其他几种酸一样,盐酸可以有不同的氧化度;不过,过量的氧对它产生的作用与同样情况对硫的酸(acid of sulphur)产生的作用相反。低氧化度使硫变成挥发性气态酸,它只以很小的比例与水混合,而高氧化度则形成具有许多强酸性质的酸,它极为固定,不能保持气体状态,但在高温下无气味而且以很大比例与水混合。而对于盐酸,发生的情况正好相反;用氧增加饱和度使其更具挥发性,更具刺激气味,更不易与水混合,并且削弱了其酸性质。我们起初倾向于按照我们给硫的酸命名同样的方式,给这两种饱和度命名,把氧化程度较小的叫做亚盐酸(muriatous acid ),把被氧饱和较多的称为盐酸。但是,由于后者在其各种化合作用中产生了非常特殊的结果,由于化学中尚不知有什么东西与其类似,因此,我们就把盐酸的名称留给了饱和程度较低者,而给后者一个复合的名称,即氧化盐酸(oxygenated muriatic acid )。

尽管从硝石(nitre or saltpetre )提取的这种酸的基或根较为熟知,但我们却认为只有同样用盐酸的名称来规定其名称才是恰当的。用与所描述的提取盐酸的程度相同的程序,用同样的装置(图版IV,图1 ),加入硫酸,从硝石提取它。按该酸放出的比例,它在球形瓶或容器中部分冷凝,其余部分被瓶子L、L、L、L中所盛的水所吸收;水依酸的浓度比例起初变绿,然后变蓝,最后变黄。在这个操作过程中,混有少部分氮气的大量氧气被分离出来。

这种酸与其他所有酸一样,由与一种可酸化基相结合的氧组成,而且恰恰就是已完全弄清氧就存在于其中的那第一种酸。它的两种组成元素结合得很弱,提供任何与氧的亲和力比这种酸特有的可酸化基对氧的亲和力更强的物质,就易于将这两种组成元素分离出来。最初,通过这种类型的某些实验发现,氮,即毒气或氮气的基,构成了其可酸化基或可酸化根,因而,硝石的酸实际上是一种硝酸,由作为其基的氮与氧化合而成。由于这些原因,我们很想能始终如一地遵循我们的原则,似乎不用氮的名称来称呼该酸,就得把该基命名为硝根(nitric radical );但是,下述考虑阻止我们采用这两个名称中的任何一个。第一,看来难以改变硝石的名称,这个名称在社会上、制造业和化学中已被普遍采用;另一方面,贝托莱先生已发现氮是挥发性碱或氨的基,我们认为根据这种酸而将它称作硝根也不合适。因此,我们仍然用氮这个术语表示这个部分大气的基,亦即硝根或氨根;而且,我们已经对硝石的酸命了名,按照其所处的低和高氧化度,将前者称为亚硝酸(nitrous acid ),将后者称为硝酸(nitric acid );这样,就保留了其得到适当修改的以前的名称。

几位极有名望的化学家曾经不赞成这样尊重这些旧术语,希望我们丝毫不要考虑古代的惯用法,而坚持完善一种新的化学语言;结果,由于沿着一条中间道路,使我们受到一个化学家宗派的非难,并且受到对立党派的忠告。

硝石的酸依其氧化度及作为其组成部分的氮和氧的比例,可以取许多独立的状态。它由第一或最低氧化态,形成一种特殊的气体,我们将依旧把它称为亚硝气(nitrous gas );它大约由两份重量的氧与一份重量的氮化合而成;它在这种状态不溶于水。氮在这种气体中并没有被氧饱和,相反,它对这种元素仍有很大的亲和力,而且甚至它一与大气候接触就将其从中吸引出来。亚硝气与大气的这种化合甚至已经成为确定空气含氧量的方法之一,从而也就成为弄清空气对健康的有益程度的方法之一。

氧的这种增加,使亚硝气转变成为一种强酸,该酸对水有很强的亲和力,而且其本身就有不同的氧化度。当氧与氮的重量比低于三比一时,该酸呈红色,并散发出大量的酸雾。它在这种状态经微热放出亚硝气,我们把处于这种氧化度的物质称为亚硝酸(nitrous acid )。

当四份重量的氧与一份重量的氮化合时,该酸清澈无色,在火中比亚硝酸固定,气味较少,而且其组成元素结合得较牢固。依照我们命名法原则,这种酸称为硝酸(nitric acid )。

因此,硝酸就是超载了氧的硝石酸;亚硝酸就是超载了氮或者说超载了亚硝气的硝石酸,后者就是没有被氧所充分饱和的、具有酸的性质的氮。对于这个氧化度,我们在本书的以后部分已经给它赋予了氧化物(oxyd )这个一般名称 (3)

————————————————————

(1) 英国化学家们以前用来表示这种酸的术语写作sulphureous ;不过我们认为像上面那样拼写才合适,因为这样可以更好地与后面所采用的nitrous (亚硝)、carbonous (亚碳)等等的词尾一致。我们一般用英语词尾icous 译述作者的带有iquecux 词尾的术语,几乎无任何其他变化。——E

(2) 为此目的,采用称为烧爆(decrepitation )的操作,此操作就在于在一个合适的器皿中使其处于近于炽热状态,以使其所有的结晶水蒸发。——E

(3) 严格按照新命名法的原则,表示氮处于几种氧化度的术语应当如下:氮、氮气(与热素化合了的氮)、氧化氮气、亚硝酸、硝酸,不过作者给出了他在这种情况中违背原则的理由。——E