在化学发展的历史长河中，法国科学家安托万-洛朗·德·拉瓦锡（Antoine-Laurent de Lavoisier）无疑是一位划时代的人物。他不仅为现代化学奠定了坚实的基础，还通过一系列开创性的实验揭示了空气的本质。其中，他测定空气成分的工作堪称经典，其背后的科学原理更是值得深入探讨。

空气的组成之谜

在拉瓦锡的时代，人们对空气的认识还停留在一种单一物质的层面上，认为它是一种不可分割的整体。然而，拉瓦锡凭借敏锐的洞察力和严谨的实验态度，大胆质疑这一传统观念，并着手研究空气的真实构成。

实验设计与操作

拉瓦锡的实验设计极为巧妙，他通过定量分析的方法，利用燃烧和金属氧化等过程来研究空气的性质。他的核心思路是：如果空气并非单一物质，那么将其与某些化学反应物结合时，应该能够观察到质量的变化，从而推测出空气的不同组成部分。

具体来说，拉瓦锡将一个密封的玻璃容器内充满空气，并将一定量的汞放入其中。随后，他加热汞，使其与空气中的氧气发生化学反应，生成氧化汞。这一过程中，他精确记录了反应前后容器内气体的质量变化。实验结果表明，经过一段时间后，大约有五分之一的空气被消耗，而剩余的四分之三则保持稳定，无法再支持燃烧或呼吸。

原理解析

从现代化学的角度来看，拉瓦锡的实验揭示了空气的主要成分——氮气和氧气的存在。他发现，氧气占空气总体积的大约五分之一，而其余部分主要是惰性气体（即氮气）。此外，他还进一步验证了燃烧现象的本质，指出燃烧并不是一种神秘的“燃素”释放过程，而是物质与氧气发生的剧烈氧化反应。

拉瓦锡的实验成功之处在于他采用了严格的定量分析方法，这使得他的结论具有极高的可信度。同时，他强调了实验数据的重要性，为后来的科学研究树立了典范。

科学意义

拉瓦锡的这项工作不仅是对空气成分的首次系统研究，更标志着近代化学的诞生。它打破了传统化学理论的束缚，推动了科学思维的革新。正是基于这些基础研究，人类才得以逐步揭开自然界中各种复杂现象的奥秘。

总结而言，拉瓦锡测定空气成分的原理在于通过化学反应观察气体质量的变化，从而推导出空气由多种组分构成的事实。这一成就不仅彰显了他的智慧与勇气，也为后续科学发展提供了宝贵的启示。