蓋?呂薩克

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蓋?呂薩克1778年12月6日生于法國利摩日地區(qū)的圣?雷奧納爾鎮(zhèn)。他生活的時代,煉金術(shù)的教條還對化學(xué)起巨大影響,蓋?呂薩克以勇敢無畏的科學(xué)精神,奮力探索,使人們擺脫了許多錯誤看法,推動了化學(xué)的進一步發(fā)展。
蓋?呂薩克首先發(fā)現(xiàn)了氣體化合體積定律,又發(fā)明了堿金屬鉀、鈉等的新制備方法,繼而發(fā)現(xiàn)了硼、碘等新元素,在化學(xué)上取得了巨大成就。由于蓋?呂薩克的杰出成就,法國成了當(dāng)時最大的科學(xué)中心。 老師,是您錯了 兩位化學(xué)家正在進行一場激烈的學(xué)術(shù)爭論。
“既然我們誰也說服不了誰,那就讓實驗事實說話吧!必愅欣讓ζ蒸斔固卣f。
“應(yīng)該如此”。普魯斯特回答。
貝托雷回到他的實驗室,看見他的助手蓋?呂薩克正疲倦地坐在椅子上。
“怎么樣,我讓你實驗的結(jié)果出來了嗎?”貝托雷親切地問。
“出來了!鄙w?呂薩克抖擻精神站了起來。
“拿給我看!”
“但是,老師,”蓋?呂薩克猶豫了一下,還是說道,“是您錯了”。
“哦?”貝托雷皺起了眉頭,接過實驗報告,看了起來,臉上顯出深深地失望。
但是,對于大科學(xué)家來說,真理比自尊心更可貴,貝托雷看完蓋?呂薩克反復(fù)實驗做出的報告后,臉上露出了微笑,他站起來,用手拍拍這位助手的肩膀,說道:“我為您感到自豪,像您這樣有才能的人,沒有理由讓您當(dāng)助手,哪怕是給最偉大的科學(xué)家當(dāng)助手,您的眼睛能發(fā)現(xiàn)真理,能洞察人們所不知的奧秘,而這一點卻不是每一個人都能作到的。您應(yīng)該獨立地進行工作,從今天起,您可以進行您認為必要的任何實驗。如果您愿意的話,請留在我的實驗室里工作吧,如果有一天,我能自稱是像您這樣的研究家的導(dǎo)師的話,將十分高興。祝您幸福,蓋?呂薩克。”
貝托雷走了,他連自己的失敗也忘了,因為他非常高興地看到:世界上又出現(xiàn)了一位偉大的化學(xué)家!法國將為有這樣一位驕子而自豪! 升空探索 1804年8月2日,天氣晴朗而炎熱,萬里無云,沒有一絲微風(fēng)。人們往巨大的氣球里填充著氫氣,用樹脂浸過的密織綢布在陽光下閃閃發(fā)光。
為了研究大氣現(xiàn)象和地磁現(xiàn)象的有關(guān)問題,蓋?呂薩克和他的好友,另一位科學(xué)家比奧決定要升到高空去采集樣品了。
氣球逐漸膨脹起來,幾個小時后,氣球離開了地面,平穩(wěn)地上升。
蓋?呂薩克和比奧坐在圓形吊籃里。“一路平安!”貝托雷教授高聲地為他們送行。
“祝你們成功!”另一位教授布里松也跟著大聲祝賀。但很快,他的聲音被聚集在一起的教授、科學(xué)工作者和大學(xué)生們的歡呼聲淹沒了。
這真是罕見的場面,氣球越升越高,孩子們高聲歡叫著。
送行的人群逐漸消失在他們下面無邊無際的深淵中。“咱們開始工作吧,”比奧說道。
“我正在觀察磁針的偏差。”
“我們升起多高了?”
“距海平面5800米。”
“我覺得耳朵很疼,頭暈!
高空反應(yīng)使比奧的狀況越來越不好,最后,他們勉強采集了一些空氣樣品,不得不著陸了。
這兩位勇敢的研究家忘我升空的消息引起了極強烈的反應(yīng),到處都在談?wù)撝@兩位航行家,當(dāng)人們第一次飛行的談?wù)撨沒有平息時,蓋?呂薩克就已決定再次進行升空試驗了。
一個半月以后,他單身進行了第二次升空探索。為了減輕負荷,提高升空高度,他盡量輕裝。當(dāng)氣球升至7016米時,他毅然把坐著的椅子等隨身物件仍了下來,使氣球繼續(xù)上升。 正在田間勞作的人們看到天上紛紛落下許多東西,還以為是出現(xiàn)了妖怪呢。
蓋?呂薩克創(chuàng)造了當(dāng)時世界上乘氣球升空的最高記錄。兩次探測的空氣樣品證明,在高空領(lǐng)域,地磁強度是恒定不變的,空氣的成分也基本相同,只有氧氣的含量隨著高度而減少。 征服鉀和鈉 英國人戴維用電流成功地分解了氫氧化鉀和氫氧化鈉,制得了兩種新的金屬。它們像蠟一樣柔軟,并能漂浮在水面,與水發(fā)生激烈反應(yīng),冒出火焰。
法國科學(xué)院為此授予戴維一枚勛章。同時也給本國的科學(xué)家提出任務(wù):提煉出這兩種金屬,任務(wù)最終交給了蓋?呂薩克和另一位年輕科學(xué)家泰納。在工業(yè)學(xué)校下面騰出兩大間房,制作了大功率的電池組,一切就緒,蓋?呂薩克和泰納開始工作了。
泰納從爐子上拿下坩堝,熔化的苛性鉀在坩堝里閃閃發(fā)光,泰納小心地把溶液倒入安有電極的容器里,蓋?呂薩克點著燈,然后接上電源,電極周圍立刻出現(xiàn)很多小的氣泡。這表明反應(yīng)開始了。
“我覺得,分離鉀進行得很慢!碧┘{一面觀察著反應(yīng)過程,一面說道。
“需要算出來一個小時能析出多少鉀,然后算出生產(chǎn)率是多少!鄙w?呂薩克答道。
“數(shù)量不會大的!
“這種方法看來不行。這樣制得鉀會比金子還要貴一倍!”
“應(yīng)該探索出一個花費較少的方法!
“是不是改用化學(xué)上常用的鹽類?”蓋?呂薩克若有所思。
他們改用了另一種方法,把帶鐵屑的苛性鉀和苛性鈉放進封閉容器里加熱,這種方法比以前好多了,可以制備出大量的金屬鉀和金屬鈉。但是,這個方法很危險,有幾次發(fā)生了猛烈爆炸,這兩位科學(xué)家差點因此喪命。
雖然如此,這兩位年輕的科學(xué)家并未停止工作,他們陸續(xù)制備了大量的鉀和鈉,可以隨便用來進行各項實驗了。
“鉀是化學(xué)反應(yīng)能力特別強的元素,它能從化合物中置換出許多元素,能不能利用鉀提取硼酸中所含有的元素呢?”蓋?呂薩克對泰納說。
“這個建議很高明!碧┘{高興地說道,“如果把硼酸加熱必定得到氧化物,但是,目前誰也不能把含在氧化物里的那個元素提取出來。”
他們決定試一試。
他們把硼酸加熱,得到了硼酸的晶體,把晶體研碎之后,放入瓷坩堝中。再從礦物油(鉀必須貯存在礦物油中)中取出一塊鉀,仔細撩凈,然后用刀子切成極小的塊,也放入瓷坩堝中。把蓋子蓋緊,就開始加熱。激烈的反應(yīng)開始了,淡黃綠色的火苗呼呼地從坩堝和坩堝蓋之間的縫隙中冒出來,幾分鐘后,坩堝和坩堝蓋被燒得通紅。
反應(yīng)結(jié)束后,蓋?呂薩克小心地揭下坩堝蓋,坩堝里滿是深褐色的粉末。他們開始對這種粉末進行分析,幾個星期后,他們確定它是一種新的物質(zhì)??一種新元素。他們把它叫做硼。 揭示原形 1809年,蓋?呂薩克同時被任命為工業(yè)學(xué);瘜W(xué)教授和索爾蓬納的物理學(xué)教授,但是,他仍然和泰納一起搞實驗工作,他們決定測定金屬鉀中氫和鉀的數(shù)量比,以及金屬鈉中氫和鈉的數(shù)量比。
因為,在當(dāng)時,這兩種金屬都被認為是氫的化合物,原因是這兩個金屬在酸中溶解時均能放出氫氣。
他們的實驗是這樣的,將純凈的氧氣充滿圓柱形的筒里,然后拿一塊稱過重量的鉀或鈉放進去,再點燃氧氣。當(dāng)氧氣燒完后,由于金屬中氫和氧的作用,將會生成水,把水干燥以后,收集起來,就能測出水的數(shù)量,進而測出氫的含量。但是奇怪,實驗做完了。居然一滴水也沒有。
“真是不可思議,難道是我們錯了?”
他們又重復(fù)了一次實驗,結(jié)果依然沒有生成水。
“也許整套裝置沒很好地吹凈?”
又換了一套裝置,一次,兩次……十次實驗做完了,結(jié)果仍然一樣。
“那就只好看看生成的氧化物究竟發(fā)生了什么變化吧!
對氧化物的分析表明:其中也不含有一點水份。
這個觀察結(jié)果成為以后許多重大的新發(fā)現(xiàn)的起點,那種關(guān)于金屬的錯誤認識被拋棄了。鉀和鈉的原形被揭示出來了,新的認識也由此建立。 和戴維競賽 1811年,法國人庫特瓦在從海草灰中制取鉀鹽的過程中,發(fā)現(xiàn)了一種未知的新物質(zhì),庫特瓦成功地分離出這種物質(zhì),并把它交給化學(xué)家克萊曼和德索爾母進行研究,但這位化學(xué)家沒有發(fā)表任何研究成果,就把這種新物質(zhì)交給了英國化學(xué)家戴維。
蓋?呂薩克得知這個消息后,非常著急,他對克萊曼說:“你們太輕率了,法國人可以研究出這種新物質(zhì),可你們把它交給了一個英國人,這回戴維將會發(fā)現(xiàn)這個新元素,為他的祖國掙得榮譽!
為了為自己的祖國爭光,蓋?呂薩克決心要和戴維比賽一下,他從庫特瓦那里取回了偶爾留下的一點那種新物質(zhì),開始了夜以繼日的研究。
幾天以后,蓋?呂薩克成功地得到了這種純凈的元素。一些小小的鱗片般的東西,像金屬一樣閃閃發(fā)亮,加熱時它們很快便蒸發(fā),沉甸甸的深紫色的蒸氣充滿了燒瓶。
“我們把這種元素叫做碘吧。”蓋?呂薩克自豪地看著這些紫色的精靈,碘(iode)的意思是紫羅蘭。
不久,戴維的研究報告也發(fā)表了,他們的競爭促進了科學(xué)的發(fā)展。蓋?呂薩克也實現(xiàn)了為國爭光的宏愿。 “蓋?呂薩克塔” 蓋?呂薩克在化學(xué)和物理學(xué)各個領(lǐng)域里富有成果的工作,受到歐洲科學(xué)的公認,1829年他當(dāng)選為彼得堡科學(xué)院名譽院士。
就在這個時候,一些生產(chǎn)硫酸的工廠主向蓋?呂薩克提出了請求。為了把二氧化硫氧化為三氧化硫,在含有二氧化硫的空氣中加入二氧化氮,就會生成三氧化硫和一氧化氮。用水把三氧化硫吸收后,剩余的氣體通過高大的煙囪排到大氣中去,但是,當(dāng)這些氣體和空氣混合在一起時,其中的一氧化氮立即就轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸。二氧化氮是有毒的棕褐色氣體,這種棕褐色煙霧從煙囪里冒出,不僅毒害著周圍的生物,而且也毒害著工廠里的工作人員,硫酸工廠附近的植物全部被毒死。這些硫酸廠就像在荒漠上的一座座兇險惡毒的火山,永不停息地升騰著毒性的煙團。必須采取緊急措施解決這個問題。
蓋?呂薩克投入了緊急的研究之中。他查明,氮的幾種氧化物能?解在硫酸里,他將這種溶液叫做含硝硫酸,它是沒毒的。
“不要讓這種廢氣從煙囪中排出,”蓋?呂薩克對廠主解釋道:“應(yīng)當(dāng)設(shè)法化廢為利。為此,要建造一座吸收塔,塔高10?15米,塔內(nèi)有耐酸的材料作襯里,廢氣從塔的底部進入,將硫酸從塔的上部噴淋下來,當(dāng)?shù)难趸镉龅搅蛩釙r便和它化合,成為含硝硫酸,含硝硫酸向下流去,可以收集起來重新利用,而排向大氣的就只有無毒的氣體!
1840年,蓋?呂薩克的想法在實踐中被采用,在生產(chǎn)硫酸的工廠里出現(xiàn)了吸收塔,這種塔至今仍然被稱作“蓋?呂薩克塔”。
長期的繁忙和危險的工作,潮濕的實驗室使他身患嚴(yán)重的關(guān)節(jié)炎,身體狀況日益惡化,但他頑強地同病魔斗爭,堅持研究工作,1850年5月9日,這位著名的化學(xué)家在巴黎逝世。

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