化学人物介绍——1918年诺贝尔化学奖奖得主哈伯
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是天使还是魔鬼——哈伯是天使,还是魔鬼——哈伯000是天使,还是魔鬼——哈伯他是一位伟大的化学家,在我们中学教材中介绍的合成氨法就是由其发明的,正是有了这种固氮方法,生产足够的粮食供地球上不断增长的人口所需才成为可能。
但他又是一名首创毒气战的元凶,在第一次世界大战中曾被协约国指控为战争罪犯,他对成千上万人的死亡负有责任。
有人说他是天使,有人说他是魔鬼,他就是哈伯——一个化学史上备受争议的人物。
哈伯(Fritz Haber)于1868年12月9日生于德国布雷斯劳城(今波兰弗罗茨瓦夫市)的一个犹太家庭。
他的父亲是一位成功的商人,主要经营天然染料,是天然蓝色染料靛蓝的主要进口商。
哈伯从小就对化学工业有着浓厚的兴趣。
他曾先后到柏林大学、海德堡大学、苏黎世大学求学,做过著名化学家霍夫曼和本生的学生。
最后,他在利伯曼(Karl Theodor Liebermann, 1842-1914)指导下获得了博士学位,而利伯曼曾在1868年和格雷贝(Carl Graebe, 1841-1927)用煤焦油人工合成了第一种橙红色染料——茜素。
大学毕业后,哈伯加入了家庭事业,成为了一名推销员。
然而不久,哈伯就意识到,染料市场正在发生剧烈地变化。
虽然当时还没有新的合成染料能够足以取代靛蓝,但哈伯看到由于茜素的大量生产,过去作为红色染料天然资源的茜草已退出了市场,他明白将来肯定是人工合成染料的天下了,而且这一切用不了多久 [Y1] 。
他因此与父亲产生了分歧。
1892年他离开公司 [Y2] ,重新研究有机化学,发表了轰动化学界的论文,但他对当时德国实验有机化学那一套学风——“教授研究什么他就干什么”不感兴趣,因而在不到两年的时间里他又离开了。
当时物理化学作为一门新的科学分支正待兴起,催化剂、反应速度、化学平衡、电离学说是当时研究的时髦课题。
他最终选择了物理化学,“这远非由于纯理论兴趣”,而是他认为物理化学可以很好地与实际应用相结合。
【初中化学】哈伯的学术成就电化学还原获得编外讲师职位后,哈伯开始从事电化学研究。
他的第一项成果,是硝基苯的还原作用。
这项研究,使他声名鹊起。
这时的哈伯,最擅长的仍是有机化学,但同时,他又将新学到的物理化学知识应用于有机化学中。
盖特曼(l.gattermann)及其他的化学家,对硝基化合物的电化学还原反应进行过研究,获得大量的不同还原态产物。
当时的研究似乎表明,这些还原产物的性质和相对比例,取决于电解质的酸碱度、电流密度、通电时间和金属电极的性质。
认为还原作用是由初生态氢引起的。
但这种观点,无法解释初生态氢在活性上的巨大差异。
1898年,哈伯确立了电极电势的重要性,澄清了电化学中的一些错误认识。
按照能够斯特(h.w.nernst)理论,气体的电极电势由电极上气体的有效率浓度同意。
哈伯认识到,电极电势由阴阳两极气体活度的比值所同意。
在1898年刊登的关于硝基苯的电化学还原成反应的论文中,哈伯首次明确提出电极电势同意还原成能力的观点,指出电极电势越高,还原剂的还原成能力越弱。
早期的研究者通常用比较恒定的电流密度,逐渐减小阴极的电势。
哈伯指出,这样相等于采用还原性逐渐进一步增强的一系列化学还原剂,同时分解成一系列主要还原成产物。
哈伯计划在电解过程中发生改变电流,在电流密度-电极电势曲线的转折点下,维持被极化阴极的电势恒定,这样,放出的氢用以还原成回去极剂。
为了从高的阴极电势已经开始,逐步拆分主要的还原成产物,哈伯用氢逊于电势高的铂(有时用镍)并作电极。
他指出,氢逊于电势低的电极例如锌,可以产生很强的还原成反应。
他接纳勒金的建议,采用辅助电极测量和掌控阴极的电势,用薄壁毛细玻璃管将辅助电极和阴极相连,这样就消解了通过电解液的电势再降。
他用铂作阴极,在低电势下电解硝基苯的碱溶液,出乎原先的预料,得到主要产物是氧化偶氮苯。
根据巴姆贝格(barmberger)一系列有关硝基苯、亚硝基苯和苯胲还原的研究,哈伯证明电化学还原反应和普通的化学还原反应遵循同样的步骤:rno2(硝基苯)→rno(亚硝基苯)→rnhoh(苯胲)→rnh2(苯胺),其它产物来源于副反应。
历届诺贝尔化学奖得主简介(1901-2009)自1901年诺贝尔奖首次颁奖起,至2006年为止,全世界有476人获得诺贝尔奖,其中诺贝尔物理奖得主有162人。
在这476位诺贝尔奖得主中,有四位曾两次获奖。
其中,波兰裔法国女物理学家、化学家Marie Sklodowska Curie(玛丽‧居礼)(即居礼夫人)获得1903年的诺贝尔物理奖与1911年诺贝尔化学奖美国物理学家John Bardeen(约翰‧巴丁)获得1956年与1972年的诺贝尔物理奖。
在所有得奖科学家中,有三对夫妻共同得奖。
法国物理学家Pierre Curie(皮耶‧居礼)和Marie Sklodowska Curie (玛丽‧居礼)夫妇获得1903年物理奖。
在所有得奖科学家中,包含有5对父子。
共同得到1915年物理奖的是William Henry Bragg & William Lawrence Bragg(布拉格父子);分别得到1906年物理奖和1937年物理奖的是Joseph John Thomoson & George Paget Thomson(汤姆逊父子);分别得到1922年物理奖和1975年物理奖的是Niels Bohr & Aage Niles Bohr(波尔父子);分别得到1924年物理奖和1981年物理奖的是Karl Manne Georg Siegbahn & Kai Manne Borje Siegbahn(赛格巴恩父子)。
在所有得奖科学家中,有10位女性科学家。
其中得到物理奖的是1903年得奖的Marie Sklodowska Curie(玛丽‧居礼)与1963年得奖的Maria Goeppert Mayer(玛丽雅‧梅耶)。
在所有得奖科学家中,有6位是华裔科学家。
分别是1957年物理奖的杨振宁和李政道;1976年物理奖的丁肇中;1986年得化学奖的李远哲;1997年得物理奖的朱棣文;1998年得物理奖的崔琦。
哈伯法合成氨的发明者哈伯哈伯法合成氨的发明者哈伯哈伯(公元1868~1934)翻阅诺贝尔化学奖的记录,就能看到1916~1917年没有颁奖,因为这期间,欧洲正经历着第一次世界大战,1918年颁了奖,化学奖授予德国化学家哈伯。
这引起了科学家的议论,英法等国的一些科学家公开地表示反对,他们认为,哈伯没有资格获得这一荣誉。
这究竟是为什么?哈伯与诺贝尔化学奖随着农业的发展,对氮肥的需求量在迅速增长。
在19世纪以前,农业上所需氮肥的来源主要来自有机物的副产品,如粪类、种子饼及绿肥。
1809年在智利发现了一个很大的硝酸钠矿产地,并很快被开采.一方面由于这一矿藏有限,另一方面,军事工业生产炸药也需要大量的硝石,因此解决氮肥来源必须另辟途径。
一些有远见的化学家指出:考虑到将来的粮食问题,为了使子孙后代免于饥饿,我们必须寄希望于科学家能实现大气固氮.因此将空气中丰富的氮固定下来并转化为可被利用的形式,在20世纪初成为一项受到众多科学家注目和关切的重大课题.哈伯就是从事合成氨的工艺条件试验和理论研究的化学家之一.利用氮、氢为原料合成氨的工业化生产曾是一个较难的课题,从第一次实验室研制到工业化投产,约经历了150年的时间。
1795年有人试图在常压下进行氨合成,后来又有人在50个大气压下试验,结果都失败了。
19世纪下半叶,物理化学的巨大进展,使人们认识到由氮、氢合成氨的反应是可逆的,增加压力将使反应推向生成氨的方向:提高温度会将反应移向相反的方向,然而温度过低又使反应速度过小;催化剂对反应将产生重要影响。
这实际上就为合成氨的试验提供了理论指导。
当时物理化学的权威、德国的能斯特就明确指出:氮和氢在高压条件下是能够合成氨的,并提供了一些实验数据.法国化学家勒夏特里第一个试图进行高压合成氨的实验,但是由于氮氢混和气中混进了氧气,引起了爆炸,使他放弃了这一危险的实验.在物理化学研究领域有很好基础的哈伯决心攻克这一令人生畏的难题。
历年诺贝尔化学奖获得者及其获奖原因1901年范霍夫 (Jacobu s Henric us van't Hoff,1852—1911) 荷兰人,第一个诺贝尔化学奖获得主-范霍夫研究化学动力学和溶液渗透压的有关定律。
1902年E.费歇尔(Emil Fische r,1852—1919) 德国人,研究糖和嘌呤衍生物的合成。
1903年阿累尼乌斯(Svante August Arrhen ius,1859—1927) 瑞典人,提出电离学说。
1904年威廉·拉姆赛(Willia m Ramsay,1852—1916) 英国化学家,发现了稀有气体。
1905年拜耳 (Adolfvon Baeyer,1835—1917) 德国人,研究有机染料和芳香族化合物1906年莫瓦桑 (HenriMoissa n,1852—1907) 法国人,制备单质氟1907年爱德华·布赫纳 (Edward Buchne r,1860--1917) 德国人,发现无细胞发酵现象1908年欧内斯特·卢瑟福 (Ernest Ruther ford,1871—1937) 英国物理学家,研究元素蜕变和放射性物质化学1909年弗里德里希·奥斯瓦尔德(Friedr ich Wilhei n Ostwal d,1853—1932) 德国物理学家、化学家,研究催化、化学平衡、反应速率。
1910年奥托·瓦拉赫 (Otto Wallac h,1847—1931) 德国人,研究脂环族化合物1911年玛丽·居里(MarieCurie,1867—1934)(女) 法国人,发现镭和钋,并分离镭。
第一位诺贝尔化学奖女科学家-玛丽·居里1912年维克多·梅林尼亚 (Victor Grigna rd,1871—1935) 法国人,发现用镁做有机反应的试剂。
历年诺贝尔化学奖得主及其成果
以下是历年诺贝尔化学奖得主及其成果的部分介绍:
1901 年:雅各布斯·范特霍夫(Jacobus Henricus van't Hoff)因发现了化学动力学和热力学的原理以及渗透压定律而获得诺贝尔化学奖。
1902 年:赫尔曼·费歇尔(Hermann Emil Fischer)因对糖和嘌呤的合成做出的贡献而获得诺贝尔化学奖。
1905 年:阿道夫·冯·拜尔(Adolf von Baeyer)因对有机染料和芳香族化合物的研究而获得诺贝尔化学奖。
1907 年:爱德华·比希纳(Eduard Buchner)因发现了无细胞发酵的原理而获得诺贝尔化学奖。
1908 年:欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)因对放射性物质和原子结构的研究而获得诺贝尔化学奖。
1909 年:威廉·奥斯特瓦尔德(Wilhelm Ostwald)因对催化作用、化学平衡和反应速率的研究而获得诺贝尔化学奖。
1910 年:奥托·瓦拉赫(Otto Wallach)因对脂环族化合物的研究而获得诺贝尔化学奖。
1911 年:玛丽·居里(Marie Curie)因发现了镭和钋元素,并对放射性物质的研究做出了巨大贡献而获得诺贝尔化学奖。
以上只是历年诺贝尔化学奖得主的一小部分,他们的研究成果在化学领域产生了深远的影响,并为现代化学的发展奠定了基础。