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木材跟什么有反应(氨水对木材有什么反应)

在日常生活中,我手机足球彩票app下载官网们会经常看到木头燃烧的现象,假如稍微仔细一点观察,我们就会发现当一块木头充分燃烧后只会剩下一点点的灰烬,通常情况下1斤木头燃烧后只剩不到1两的灰。那么问题就来了,除了这些灰烬之外,另外的9两多的物质哪去了?

木材跟什么有反应(氨水对木材有什么反应)  第1张

其实在很久很久以前,人们就在思考这个问题了,在探索的过程中他们也给出了很多理论来试图解释这一现象。在这些理论中,最有名的就是“燃素学说”了,该理论是1703年由德国化学家施塔尔在总结了前人的经验后提出来的,他认为木头燃烧后所失去的物质就是“燃素”,这种“燃素”是非常细小的微粒,它们可以存在于万物之内,也可以弥散在空气之中,当大量的“燃素”聚集起来时,就能够形成火焰。

在随后的几十年时间里,“燃素学说”在化学界里大行其道,直到1756年,俄国化学家洛蒙诺索夫在实验中将锡置入密封的容器里进行煅烧,然后发现容器里的物质在煅烧前后没有发生任何的质量变化,并且经多次实验后,他得出的结果都是一致的,于是他就对“燃素学说”提出了质疑,自此“燃素学说”在化学界里的地位就受到了挑战。

木材跟什么有反应(氨水对木材有什么反应)  第2张

1777年,法国著名化学家拉瓦锡通过同样的实验得出了同样的结果,这也正式宣告了“燃素学说”的终结,而取代它的则是“质量守恒定律”,这个定律指出,质量不能被创造,也不能被消失,在一个孤立系统中,不管发生什么变化或过程,其质量的总量永远都不会改变。

那么木头燃烧后减少的质量哪去了?难道质量不是守恒的吗?

世间万物都是由各种元素构成,一块普通木头的主要成分为木质素、纤维素、半纤维素等有机化合物和一定的水分,其元素比例大概为:碳(44%)、氧(42.5%)、氢(6%)、氮(0.5%),其他的则为一些微量元素如钾、钙、铁、镁、铜、锌、磷、硫……等等。木头燃烧的过程其实就是一系列的化学反应,其中涉及的化学反应方程式大致如下图所示。

木材跟什么有反应(氨水对木材有什么反应)  第3张

我们可以看到,理论上来讲这些化学反应的最终生成物都是气体(反应中生成的水会在高温环境下变成水蒸气),它们会迅速地弥散在空气中,而我们所看到的灰烬,其实就是木头中没有参与燃烧反应的残渣,比如说一些微量元素或者是无机盐等等。当然,对于没有完全燃烧的木头,还会剩下更多的物质。

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燃烧的木柴

因此可以说,根据“质量守恒定律”,木头燃烧前后的质量并没有改变,而之所以1斤木头燃烧后只剩不到1两的灰,只不过一些物质在这个过程中转变成了我们看不到的气体物质而已。

然而问题到这里还没有讨论结束,因为著名物理学家爱因斯坦又指出,质量只是物质的一种属性,它可以和物质的另一种属性——能量以一种非常确定的当量关系进行互相转换。也就是说,在一个孤立系统中,只要有能量的变化就一定伴随着质量的变化,反之亦然。

木材跟什么有反应(氨水对木材有什么反应)  第5张

木头在燃烧的过程中会释放出光和热,这说明了木头燃烧产生了能量,根据爱因斯坦的理论,这必定会造成质量的损失,损失了多少呢?根据质能方程 E = MC^2,可以得出这个损失的质量(M)等于木头燃烧所释放出的总能量(E)除以光速常量(C)的平方。

尽管这个损失的质量是一个非常非常小的数字(1斤木头燃烧后大约会出现 1.5 x 10^-10 克的质量损失),但这对于严谨的科学而言是不可忽视的,正因为如此,现代科学将“质量守恒定律”和“能量守恒定律”通过质能关系合并到了一起,统称“质能守恒定律”。

木材跟什么有反应(氨水对木材有什么反应)  第6张

至此我们就可以给出这个问题的准确答案了,那就是木头燃烧后减少的质量,绝大部分都没有真正的消失,它们只是从一种物质转化为另一种物质,但是在这个过程中,还是有极小的质量是真的消失了,因为它们转化成了能量。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

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