【正文】 銅的溶液遇氨水變?yōu)榇渌{的現(xiàn)象，并建議用這種方法檢驗水中的氨。他工作的最大特點是對化學進行定量研究，廣泛使用了天平，并萌生了初始的物質(zhì)不滅的思想。 化學實驗在冶金方面也曾發(fā)揮過重要作用。最早的制陶、冶金和釀酒等活動，是低級的、缺乏理論指導的、不自覺的實踐活動；作為化學實驗原始形式的煉丹術，其實驗目的也只是追求長生不老藥或點金之術，變賤金屬為貴金屬。 近代化學實驗 17—19世紀，是近代化學實驗時期。作為近代化學科學的確立者，波義耳也是化學科學實驗的重要奠基人。他的這些觀點和主張，奠定了化學實驗方法論的基礎。因此，他還常被尊為定性分析化學的奠基者。他一生做過很多定量化學實驗，并依據(jù)實驗事實揭示了“水變成土”以及“火粒子”學說、“燃素說”的謬誤。這似乎是水變成了土的證據(jù)。為了檢驗這一假說，拉瓦錫重復了波義耳在密閉的燒瓶中煅燒金屬錫的實驗。 拉瓦錫的定量實驗研究，極大地豐富和發(fā)展了化學實驗方法論。正是在此基礎上，近代化學實驗才得以蓬勃發(fā)展，從而拓展了化學科學研究的領域，導致了許多重要化學理論的建立和發(fā)展。這使道爾頓發(fā)現(xiàn)了倍比定律。于是，他于1808年發(fā)現(xiàn)了氣體化合體積定律。hler，1800—1882)做了一個在化學實驗發(fā)展史上非常著名的實驗，即用氯化銨(NH4Cl)水溶液同氰酸銀(AgCNO)作用來制取氰酸銨(NH4CNO)。這一實驗成果，意義重大，動搖了傳統(tǒng)的“生命力論”的基礎，開辟了用無機物合成有機化合物的新天地。為此，維勒與李比希又共同研究了氰酸、雷酸和三聚氰酸，發(fā)現(xiàn)他們的化學組成完全相同，而性質(zhì)卻不相同。它是近代化學實驗發(fā)展史上非常重要的實驗手段之一。戴維的助手法拉第(，1791—1867)對電解過程進行了深入的研究，在他1834年發(fā)表的《關于電的實驗研究》這篇論文中，提出了著名的“法拉第電解定律”。在這一時期，人們創(chuàng)立或發(fā)展了諸如系統(tǒng)定性分析法、重量分析法、滴定分析法、光譜分析法、電解法等很多經(jīng)典的化學實驗方法。1841年，德國化學家富里西尼烏斯(，1818—1897)在他出版的教科書《定性化學分析導論》中對羅斯的系統(tǒng)定性分析法提出了修訂方案。羅斯在其編著的《分析化學實驗綜論》一書中提出了很多有效的新的分離方法，尤其是應用了緩沖溶液和配合掩蔽劑，這在分析化學發(fā)展中是一項重要的進步。 運用這些分析方法，在19世紀人們發(fā)現(xiàn)了鋯和鈦、鈹、鈾和釷、硒和碲、鉬、鎢、鉻、鎘、鍺、鈮、鉭、釩、釕、銠、鈀、鋨、銥等元素及一些稀土元素。隨著人工合成指示劑的出現(xiàn)，到了19世紀30—50年代，滴定分析法的發(fā)展達到極盛時期，其應用范圍顯著擴大，準確度大為提高，接近了重量分析法所能達到的程度。它是由德國化學家本生(，1811—1899)和基爾霍夫(，1824—1887)共同創(chuàng)立的。隨后人們又用這種方法發(fā)現(xiàn)了鉈、銦、鎵、鈧、鍺等。同古代化學實驗相比，近代化學實驗已不僅僅是獲得化學實驗事實的重要途徑、手段和方法，而且還具有驗證化學假說和檢驗化學理論、發(fā)現(xiàn)和合成新的化學物質(zhì)、推動化學分支學科建立和發(fā)展的作用。 3．發(fā)明和研制了較先進的實驗儀器和裝置 如精密天平、伏打電堆、光譜分析儀、“彈式”量熱計、磨口滴定管等等。 一 實驗內(nèi)容以結構測定和化學合成實驗為主 1．結構測定實驗 結構測定實驗源于人們對陰極放電現(xiàn)象微觀本質(zhì)的探討。1878年，英國化學家克魯克斯(Sir ，1832—1919)發(fā)現(xiàn)陰極射線能推動小風車，被磁場推斥或牽引，是帶電的粒子流。 1895年，德國物理學家倫琴(amp。次年，法國著名化學家瑪麗鐳曾被稱為“偉大的革命家”，克魯克斯尖銳地評論說：“十分之幾克的鐳就破壞了化學中的原子論”。1901年盧瑟福和英國年青的化學家索迪(，1877—1956)進行了一系列合作實驗研究，發(fā)現(xiàn)鐳和釷等放射性元素都具有蛻變現(xiàn)象。電子、放射性和元素蛻變理論奠定了化學結構測定實驗的理論基礎。在此之前，象氯化鈉這樣簡單的離子化合物的結構問題，對化學家來說都是一個難題，但運用這種方法之后，化學家才恍然大悟，原來其結構是如此簡單。40—50年代，有機物晶體結構分析工作更加蓬勃發(fā)展，最突出的是1949年青霉素晶體結構、1952年二茂鐵(金屬有機化合物)結構和1957年維生素B12結構的測定。 制備硼的氫化物，一直是久未攻克的化學難題。 有機合成在本世紀取得了突飛猛進的發(fā)展，合成了許多高分子化合物，如酚醛樹脂(1907年)、丁鈉橡膠(1910年)、尼龍纖維(1934年)。 1965年，我國科學家第一次實現(xiàn)了具有生物活性的結晶牛胰島素蛋白質(zhì)的人工合成，這對揭示生命奧秘具有重要意義；1972年美國化學家科勒拉(，1922—)等人使用模板技藝合成了具有77個核苷酸片斷的DNA，其后又合成了含有207個堿基對的具有生物活性的大腸桿菌DNA；1981年我國科學家又實現(xiàn)了具有生物活性的酵母丙氨酸t(yī)RNA的首次全合成，取得了又一突破。為克服這些不足，人們在對原有的化學實驗手段加以改進的同時，積極吸收現(xiàn)代各種科學技術的新成果，創(chuàng)造和發(fā)明了一大批現(xiàn)代化的實驗儀器和設備。如現(xiàn)代的分析天平，從稱量范圍來看，有常量分析天平(范圍：—100克)、微量分析天平(范圍：—20克)和介于二者之間的半微量分析天平；從種類來看，有等臂式天平和懸臂式超微量天平(，最大載重為1毫克)。阿斯頓利用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了氖、氬、氪、氙、氯等元素都有同位素存在；在71種元素中，他發(fā)現(xiàn)了天然存在的287種核素中的212種。運用這些實驗手段，能夠更精確地進行化學定量檢測，達到微(106)米、納(109)米、甚至皮(1012)米數(shù)量級，從而大大促進了化學實驗手段的精密化。 1．對傳統(tǒng)化學實驗方法的改進和完善 雖然現(xiàn)代化學實驗手段具有快速、靈敏、準確的特點，但由于一些實驗儀器和設備的價格比較昂貴、結構比較復雜、調(diào)試維修的任務較重，因此使它們的普及受到相當大的限制，從而使一些傳統(tǒng)的化學實驗方法仍有普遍利用和進一步改進、完善的必要和可能。1946年他又提出以鉻黑T作為絡合滴定的指示劑，從而奠定了EDTA滴定法的基礎。這些方法從原理上看，都超越了經(jīng)典方法的局限性，幾乎都不再是通過定量化學反應的化學計量，而是根據(jù)被檢測組分的某種物理的或物理化學的特性(如光學、電學和放射性等方面的特性)，因而具有很高的靈敏度和準確性。但使用這些儀器容易引起觀測上的主觀誤差，并易使測試人員眼睛疲勞，分辨能力降低。 40年代紅外技術開始在化學實驗研究中加以運用并得到較快的發(fā)展，人們可以根據(jù)紅外光譜來推斷分子中某些基團的存在。本世紀60年代，利用光電倍增管為接受器的多道光譜儀問世，使光譜定量分析的速度和自動化程度大為提高。其創(chuàng)始人是捷克斯洛伐克的化學家海洛夫斯基(，1890—1967)，他于本世紀20年代開始研究極譜分析法。 (3)色譜法。(，1900—1967)就曾運用層析法在維生素和胡蘿卜素的離析與結構分析中取得了重大研究成果，并于1938年獲得了諾貝爾化學獎。 4．質(zhì)譜法 質(zhì)譜法的基本原理是使化學試樣中的各種組分在離子源中發(fā)生電離，生成不同荷質(zhì)比的帶正電荷的離子，經(jīng)過加速電場的作用，形成了離子束，進入質(zhì)量分析器。此后，人們又相繼發(fā)明了速度聚焦質(zhì)譜儀、雙聚焦質(zhì)譜儀和離子源質(zhì)譜儀，使這種方法的適用性更加廣闊。最早的化學實驗室大概要算煉丹術士的實驗室，實驗室中的實驗設備和條件極其粗糙和簡陋，實驗者的實驗目的也只是為了尋求“長生不老”和“點石化金”的“仙藥”。李比希就曾在蓋自此之后，歐洲各大學都紛紛仿效，建立了自己的化學實驗室。他們這種集體式的合作研究，取得了驚人的成就。許多尖端實驗決不是任何個人、一般科研組織所能勝任的，而必須由國家統(tǒng)一規(guī)劃、組織協(xié)調(diào)各學科科學家來共同攻關。從這一時期到20世紀初，物理化學以化學熱力學的蓬勃發(fā)展為其特征。 1906年，Lewis提出處理非理想體系的逸度和活度概念以及測定方法，化學熱力學的全部基礎已經(jīng)具備。 1926年，量子力學研究的興起，不但在物理學中掀起了高潮，對物理化學研究也給以很大的沖擊。 價鍵法和分子軌道法已成為近代化學鍵理論的基礎。 電子學、高真空和計算機技術的突飛猛進，不但使物理化學的傳統(tǒng)實驗方法和測量技術的準確度、精密度和時間分辨率有很大提高，而且還出現(xiàn)了許多新的譜學技術。這些檢測手段對化學動力學的發(fā)展也有很大的推動作用。大容量高速電子計算機的出現(xiàn)，以及微弱信號檢測手段的發(fā)明孕育著物理化學中新的生長點的誕生。 在理論研究方面，快速大型電子計算機加速了量子化學在定量計算方面的發(fā)展。 中國物理化學發(fā)展史 中國物理化學的發(fā)展歷史，以1949年中華人民共和國成立為界，大致可以分為兩個階段。在這一情況下，時間不是一個變量。 化學體系的動態(tài)性質(zhì) 研究由于化學或物理因素的擾動而引起體系中發(fā)生的化學變化過程的速率和變