石蕊试纸的科学原理是什么(石蕊试纸是谁发明的)(1)

罗伯特·波义耳(Robert Boyle,1627—1691)

​在化学史上,有一位被马克思、恩格斯誉为“把化学确立为科学”的开创者,他的著作《怀疑派化学家》标志着近代化学的起源。他,就是被奉为“化学之父”的英国科学家——波义耳。

然而,这位“化学之父”自己却终身未婚。究其原因,可以用一句古诗来概括:曾经沧海难为水。按如今的标准,波义耳称得上是一位地地道道的“富二代”。他的父亲是爱尔兰最有权力,占有广大封地的李察大公爵。优裕的家境为他提供了良好的物质条件,但是,勤奋好学的波义耳却不留恋大都市纸醉金迷的生活,为了安静地钻研科学,他隐居到了乡下的庄园。在那里,他邂逅了此生的挚爱——一位乡间医生的女儿爱丽丝。

一次,两人在散步时,看到有农夫将泥土放进嘴里。波义耳不明就里,爱丽丝解释道:“土壤的酸碱性和农作物的生长关系密切,这些农夫是在用尝的方法来辨别土壤的酸碱性。但很多人也正因如此被感染上了疾病。亲爱的,请用你的才华来拯救那些可怜的农夫吧。”

爱丽丝的善良与博爱深深打动了波义耳,从此他刻苦钻研,希望能检测出土壤的酸碱性,但却始终没有突破。不久,爱丽丝因患肺结核撒手人寰。爱侣的心愿竟化作了遗愿,这使波义耳痛彻心扉、抱憾终身。

爱丽丝去世后,波义耳一直把女友最喜爱的紫罗兰花带在身边。​

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紫罗兰花

​有一天,波义耳的园丁把一篮美丽的紫罗兰送到书房里,当他欣赏紫罗兰的鲜艳和芳香后,随手摘了一束向实验室走去。他一边走一边沉思着,现在实验室里可能正在蒸馏矾类(重金属的硫酸盐)制取矾油(浓硫酸),不知道进行得怎样了?走到实验室把门推开,只见缕缕浓烟不断地从蒸馏器流到玻璃接受器。像往常一样他每天照例要检查实验人员的工作,这时候顺手把紫罗兰放在桌上,然后去倾注硫酸。一下子刺激性的硫酸蒸汽从瓶口冒出,很快漫延到桌子的周围。蒸馏完毕后,他拿起紫罗兰准备回到书房。这时他发现紫罗兰也在微微冒烟,因为酸沫溅在上面去了。他想应该把这些酸沫洗掉否则紫罗兰会遭到腐蚀,于是把花放在水盆里浸洗,自己坐在窗前。

过了一会儿发现盆子中出现奇迹!这些紫罗兰竟然变成了红色。波义耳把书本扔到一边,立刻拿起花篮回到实验室。要求实验员准备几个杯子,在每个杯子中装一种酸并注入一些水,然后他把紫罗兰分成若干小束分别放入各种酸溶液中。他静静地注意观察着,发现花朵的紫蓝色逐渐变成浅红色,过了一会儿全部变成红色了。

波义耳认为这种现象十分有意义,他根据许多种已知酸使紫罗兰变成红色的事、实,概括出这样的规律:不仅盐酸、硫酸能使紫罗兰变成红色,其它的所有酸也同样可以把紫罗兰从蓝色转变成红色。他认为这是一个很重要的发现,以后只需要把紫罗兰的花瓣放进一种溶液中能轻而易举地确定它是不是酸性。他们用水或酒精分别制取紫罗兰的水浸液或酒精浸液作为检查酸的溶液,比直接用紫罗兰花朵方便得多。​

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石蕊试纸的发明过程

​波义耳研究各种酸对紫罗兰的作用,从而联想到,紫罗兰对碱溶液是不是也有某种特殊的反应呢?是不是还有其它的有色植物,比紫罗兰的效果更好呢?如果要解决这个问题,也只有用实验室来回答。不畏疲劳、善于深思的波义耳为了寻求科学真理,进一步研究了有关鉴别酸、碱溶液的方法。他发现不仅紫罗兰、玫瑰花等或它们的浸液可以鉴别酸、碱溶液,其它不少的药草、地衣、有色树皮和植物的根都具有区别酸、碱溶液的作用。其中以石蕊的效果最后,遇酸变红,遇碱变蓝。他们不仅把石蕊制成浸液,而且用浸液把纸浸透、烤干,制成石蕊纸。

他把能区别酸、碱的这些药剂,称为酸碱指示剂,用石蕊制成的纸,称为石蕊试纸。把这种纸片放进被检验的溶液中,只要纸片改变了颜色,就能证明这种溶液是酸性还是碱性的。不仅用酸碱指示剂可以区分出酸、碱,而且根据变色的程度可以粗略地反映出酸、碱的程度。

波义耳还指出,酸除了具有酸味、能使指示剂变色外,还是一种强有力的溶剂;碱除了能使指示剂变色外,具有滑腻感和除垢的性质,它能溶解油类和硫磺,还具有与酸对抗和破坏酸的能力。

此后,波义耳终身未娶,将对爱侣的无尽怀念化作对科学的不懈追求。每当爱丽丝生日,他总要在她墓前献上一束鲜艳的紫罗兰……​

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