卡爾·威爾海姆·舍勒(Carl Wilhelm Scheele)(1742~1786)是瑞典著名化學(xué)家,氧氣的發(fā)現(xiàn)人之一,同時(shí)對(duì)氯化氫、一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮等多種氣體,都有深入的研究。
742年12月19日,舍勒生于瑞典的斯特拉爾松。由于經(jīng)濟(jì)上的困難,舍勒只勉強(qiáng)上完小學(xué),年僅14歲就到哥德堡的班特利藥店當(dāng)了小學(xué)徒。藥店的老藥劑師馬了·鮑西,是一位好學(xué)的長(zhǎng)者,他整天手不釋卷,孜孜以求,學(xué)識(shí)淵博,同時(shí),又有很高超的實(shí)驗(yàn)技巧。馬丁·鮑西不僅制藥,而且還是哥德堡的名醫(yī),在哥德堡的市民看來(lái),他簡(jiǎn)直就象古希臘的蓋倫和中國(guó)的扁鵲、華佗一樣,他的高超醫(yī)術(shù),在廣大市民中,像神話一樣地流傳著。名師出高徒,馬丁·鮑西的言傳身教,對(duì)舍勒產(chǎn)生了極為深刻的影響。舍勒在工作之余也勤奮自學(xué),他如饑似渴地讀了當(dāng)時(shí)流行的制藥化學(xué)著作,還學(xué)習(xí)了煉金術(shù)和燃素理論的有關(guān)著作。他自己動(dòng)手,制造了許多實(shí)驗(yàn)儀器,晚上在自己的房間里做各種各樣的實(shí)驗(yàn)。他曾因一次小型的實(shí)驗(yàn)爆炸引起藥店同事的許多非議,但由于受到馬丁·鮑西的支持和保護(hù),沒(méi)有被趕出藥店。舍勒在藥店里邊工作,邊學(xué)習(xí),邊實(shí)驗(yàn),經(jīng)過(guò)近8年的努力,他的知識(shí)和才干大有長(zhǎng)進(jìn),從一個(gè)只有小學(xué)文化的學(xué)徒,成長(zhǎng)為一位知識(shí)淵博、技術(shù)熟練的藥劑師。同時(shí),他也有了自己一筆小小的“財(cái)產(chǎn)”——近40卷化學(xué)藏書(shū),一套精巧的自制化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器,正當(dāng)他準(zhǔn)備大展宏圖的時(shí)候,生活中出現(xiàn)了一個(gè)不幸,馬丁·鮑西的藥店破產(chǎn)了。藥店負(fù)債累累,無(wú)力償還債款,只好拍賣(mài)包括房產(chǎn)在內(nèi)的全部財(cái)產(chǎn)。這樣,舍勒失去了生活的依托,失業(yè)
了。他只好孤身一人,在瑞典各大城市游蕩。后來(lái),舍勒在馬爾摩城的柯杰斯垂姆藥店找到了一份工作,藥店的老板有點(diǎn)像馬丁·鮑西,很理解舍勒,支持他搞實(shí)驗(yàn)研究。他們給了他一套房子,以便他居住和安置藏書(shū)及實(shí)驗(yàn)儀器。從此,舍勒結(jié)束了游蕩生活,再不用為糊口奔波。環(huán)境安定了,他又重操舊業(yè),開(kāi)始了他的研究和實(shí)驗(yàn)。
讀書(shū),對(duì)舍勒啟發(fā)很大,他曾回憶說(shuō),我從前人的著作中學(xué)會(huì)很多新奇的思想和實(shí)驗(yàn)技術(shù),尤其是孔克爾的《化學(xué)實(shí)驗(yàn)大全》,給我的啟示最大。
實(shí)驗(yàn),使舍勒探測(cè)到許多化學(xué)的奧秘,據(jù)考證,舍勒的實(shí)驗(yàn)記錄有數(shù)百萬(wàn)字,而且在實(shí)驗(yàn)中,他創(chuàng)造了許多儀器和方法,甚至還驗(yàn)證過(guò)許多煉金術(shù)的實(shí)驗(yàn),并就此提出自己的看法。
舍勒后來(lái)工作的馬爾摩城柯杰斯垂姆藥店,靠近瑞典著名的魯恩德大學(xué),這給他的學(xué)術(shù)活動(dòng)提供了方便。馬爾摩城學(xué)術(shù)氣氛很濃,而且離丹麥的名城哥本哈根也不遠(yuǎn),這不僅方便了舍勒的學(xué)術(shù)交流,同時(shí)也使他得以及時(shí)掌握化學(xué)進(jìn)展情況,買(mǎi)到最新出版的化學(xué)文獻(xiàn),這對(duì)他自學(xué)化學(xué)知識(shí)有很大的幫助。從學(xué)術(shù)角度考慮,舍勒認(rèn)為真正的財(cái)富并不是金錢(qián),而是知識(shí)和書(shū)籍。因此,他特別注意收藏圖書(shū),每月的收入,除了吃穿用,剩下的幾乎全部用來(lái)買(mǎi)書(shū)。舍勒勤學(xué)好問(wèn),潛心于事業(yè),為人正派,救困扶貧。因此,他的人品受到學(xué)術(shù)界的極高評(píng)價(jià)。舍勒研究化學(xué)專心致志,他對(duì)一切問(wèn)題,都愿意用化學(xué)觀點(diǎn)來(lái)解釋。舍勒的好友萊茨柯斯在回憶他與會(huì)勒的交往以及舍勒的氣質(zhì)時(shí)說(shuō)舍勒的天才完全用于實(shí)驗(yàn)科學(xué),他有“驚人的記憶力和理解力,但似乎他只記住與化學(xué)有關(guān)的事情,他把許多事情都與化學(xué)聯(lián)系起來(lái)加以說(shuō)明,他有化學(xué)家的獨(dú)特的思考方式。
在科平城,舍勒經(jīng)營(yíng)的藥店名氣很大,收入可觀。舍勒也十分喜歡這種把科學(xué)研究、生產(chǎn)商業(yè)活動(dòng)有機(jī)地結(jié)合在一起的工作。雖然有幾所大學(xué)慕名請(qǐng)舍勒任教授,但都被他謝絕了,因?yàn)樗乃幏看_實(shí)是一個(gè)很好的研究場(chǎng)所,舍勒不愿意離開(kāi)。舍勒一生對(duì)化學(xué)貢獻(xiàn)極多,其中最重要的是發(fā)現(xiàn)了氧,并對(duì)氧氣的性質(zhì)做了很深入的研究。他發(fā)現(xiàn)氧的時(shí)間始于1767年對(duì)亞硝酸鉀的研究。起初,他通過(guò)加熱硝石得到一種他稱之為“硝石的揮發(fā)物”的物質(zhì),但對(duì)這種物質(zhì)的性質(zhì)和成分,當(dāng)時(shí)尚不能解釋。舍勒為深入研究這種現(xiàn)象廢寢忘食,他曾對(duì)他的朋友說(shuō):“為了解釋這種新的現(xiàn)象,我忘卻了周?chē)囊磺,因(yàn)榧偈鼓苓_(dá)到最后的目的,那未這種考察是何等的愉快啊!而這種愉快是從內(nèi)心中涌現(xiàn)出來(lái)的。”舍勒曾反復(fù)多次做了加熱硝石的實(shí)驗(yàn),他發(fā)現(xiàn),把硝石放在坩堝中加熱到紅熱時(shí),會(huì)放出氣體,而加熱時(shí)放出的干熱氣體,遇到煙灰的粉末就會(huì)燃燒,放出耀眼的光芒。這種現(xiàn)象引起舍勒的極大興趣,“我意識(shí)到必須對(duì)火進(jìn)行研究,但是我注意到,假如不能把空氣弄明白,那未對(duì)火的現(xiàn)象則不能形成正確的看法。”舍勒的這種觀點(diǎn)已經(jīng)接近“空氣助燃”的觀點(diǎn),但遺憾的是他沒(méi)有殤沿著這個(gè)思想深入研究下去。
舍勒正式發(fā)現(xiàn)氧氣可以定在1773年以前,比英國(guó)的普利斯特列發(fā)現(xiàn)氧氣要早一年。他制取氧氣的方法比較多,主要有:
(1)加熱氧化汞(Hg0);
(2)加熱硝石(KNO3);
(3)加熱高錳酸鉀 (KMnO4);
(4)加熱碳酸銀(Ag2CO3)、碳酸汞(Hg2CO3)的混合物。
舍勒把這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果,整理成一本書(shū),書(shū)名叫《火與空氣》,此書(shū)書(shū)稿1775年底送給出版家斯威德魯斯,但一直到1777年才出版,書(shū)稿在出版社壓了兩年。書(shū)稿不能按時(shí)出版,對(duì)此舍勒十分不快。舍勒發(fā)現(xiàn)氧的優(yōu)先權(quán),正如他所擔(dān)心的那樣,真的因出版商的耽誤而被人奪去了,但人們?nèi)猿姓J(rèn)他是氧的獨(dú)立發(fā)現(xiàn)人。
舍勒還對(duì)空氣的成分進(jìn)行過(guò)出色研究,為此他做過(guò)許多杰出的實(shí)驗(yàn)。
第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是把濕鐵屑放在倒置于水中的密閉容器中、幾天以后,鐵屑生銹,空氣大的減少了1/4,容器中剩下的3/4空氣,可以使燃燒的蠟燭熄滅。
第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是把一小塊白磷置于倒置于水中的密閉容器中,讓白磷在密閉容器中燃燒,器壁上沉積了一層白花,并且空氣的體積減少了1/4。
類(lèi)似以上的實(shí)驗(yàn),舍勒曾做過(guò)多次,都發(fā)現(xiàn)空氣是復(fù)雜的。他對(duì)這類(lèi)實(shí)驗(yàn)做的假定性說(shuō)明是:“空氣是由兩種性質(zhì)不同的流體組成,其中一種表現(xiàn)出不能吸引燃素的性質(zhì),即不助燃,而占空氣總量1/3到1/4的另一種流體,則特別能吸引燃素;即能助燃。舍勒還把不助燃的空氣稱為“濁空氣”,把助燃的空氣稱為“火空氣”,火空氣實(shí)際上就是現(xiàn)在大家熟悉的氧氣。舍勒為了證明他的觀點(diǎn),千方百計(jì)地制造純凈的“火
空氣”,他用加熱硝石的方法和加熱氧化汞的方法,用牛尿泡收集了約2升的“火空氣”后來(lái)他又改進(jìn)了實(shí)驗(yàn),能順利地收集大量的“火空氣”。值得指出的是,舍勒還做過(guò)“濁空氣”和“火空氣”的生物實(shí)驗(yàn)。他把老鼠和蒼蠅放在寄封的濁氣中,過(guò)了一段時(shí)間老鼠和蒼蠅都死掉了。
與此同時(shí),他把蜜蜂放在密閉的“火空氣”容器中,過(guò)了一個(gè)星期,蜜蜂還生活得很好。這些實(shí)驗(yàn)足以證明,“火空氣”可以幫助燃燒,維持生命,相反,“濁空氣,不能幫助燃燒,不能維持生命。到此,舍勒本應(yīng)對(duì)“火空氣”和“濁空氣”的性質(zhì)有一個(gè)充分的認(rèn)識(shí),但是,非?上В崂詹](méi)有能從他的出色實(shí)驗(yàn)中,引出正確的結(jié)論。
舍勒終生篤信燃素說(shuō),認(rèn)為燃素就和“以太”相似,濁氣是因?yàn)槲懔巳妓厮,火空氣則是純凈的沒(méi)有吸過(guò)燃素的。他在理論上墨守成規(guī),這使他的發(fā)現(xiàn)黯然失色。之所以出現(xiàn)這種情況,一是舍勒缺乏理論思維的能力,二是和他生活的社會(huì)文化背景、化學(xué)理論背景有直接關(guān)系,當(dāng)時(shí)燃素說(shuō)盛行,沒(méi)人對(duì)這種學(xué)說(shuō)提出懷疑,與舍勒交往的化學(xué)教授都對(duì)燃素說(shuō)信奉不疑。再加上舍勒重實(shí)驗(yàn),輕理論,只要用現(xiàn)有的理論把他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果解釋一番他就滿足了,至于這種理論是否正確,他沒(méi)想到要去驗(yàn)證。
當(dāng)然,理論上的錯(cuò)誤,人們不應(yīng)責(zé)怪舍勒,無(wú)論如何,舍勒的杰出貢獻(xiàn),給化學(xué)的進(jìn)步帶來(lái)了巨大的影響。舍勒的研究涉及到化學(xué)的各個(gè)分支,在無(wú)機(jī)化學(xué)、礦物化學(xué)、分析化學(xué)、甚至有機(jī)化學(xué)、生物化學(xué)等諸多方面,他都做出了出色貢獻(xiàn)。舍勒除了發(fā)現(xiàn)了氧、氮等以外,還發(fā)現(xiàn)了砷酸、鋁酸、鎢酸、亞硝酸,他研究過(guò)從骨骼中提取磷的辦法,還合成過(guò)氰化物,發(fā)現(xiàn)了砷酸銅的染色作用,后來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間里,人們把砷酸銅作為一種綠色染料,并把它稱為“舍勒綠”。舍勒應(yīng)當(dāng)是近代有機(jī)化學(xué)的奠基人之一。1768年,他證明植物中含有酒石酸,但這個(gè)成果因?yàn)槿鸬淇茖W(xué)院的忽視,一直到1770 年才發(fā)表。舍勒還從檸檬中制取出檸檬酸的結(jié)晶,從腎結(jié)石中制取出尿酸,從蘋(píng)果中發(fā)現(xiàn)了蘋(píng)果酸,從酸牛奶中發(fā)現(xiàn)了乳酸,還提純過(guò)沒(méi)食子酸。統(tǒng)計(jì)表明,舍勒一共研究過(guò)21種水果和漿果的化學(xué)成分,探索過(guò)蛋自質(zhì)、蛋黃、各種動(dòng)物血的化學(xué)成分。當(dāng)時(shí)的有機(jī)化學(xué)還很幼稚,缺乏系統(tǒng)的理論,在這種情況下,舍勒能發(fā)現(xiàn)十幾種有機(jī)酸,實(shí)在難能可貴。
舍勒還曾研究過(guò)許多礦物,如石墨礦、二硫化銅礦等,提出了有效地鑒別礦物的方法。他在研究螢石礦時(shí),發(fā)現(xiàn)了氫氟酸。同時(shí)探索了氟化硅的性質(zhì)。他還測(cè)定過(guò)軟錳礦(二氧化錳)的性質(zhì)。證明軟錳礦是一種強(qiáng)氧化劑。他用鹽酸與軟錳礦首次實(shí)現(xiàn)了下述反應(yīng):
MnO2 +HCl—>MnCl2+H2O+ C12
他發(fā)現(xiàn)這種嗆人的黃色氣體(C12)能使染料退色,有許多奇特的性質(zhì)。舍勒在生物化學(xué)中,解決了食醋長(zhǎng)期保存的問(wèn)題,這種方法后來(lái)被微生物學(xué)家所采用。舍勒一生完成了近千個(gè)實(shí)驗(yàn),因吸過(guò)有毒的氯氣和其他氣體,身體受到嚴(yán)重傷害,人們?cè)谒墓P記中發(fā)現(xiàn),他還親口嘗過(guò)有劇毒的氫氰酸,他記錄了:“這種物質(zhì)氣味奇特,但并不討厭,味道微甜,使嘴發(fā)熱,刺激舌頭。”這種親嘗劇毒品的記載,平靜得令人吃驚。
舍勒1775年當(dāng)選為瑞典科學(xué)院成員,他的工作給人類(lèi)帶來(lái)巨大的利益,他一生盡瘁于化學(xué)事業(yè),他認(rèn)為化學(xué)“這種尊貴的學(xué)問(wèn),乃是奮斗的目標(biāo)。”舍勒逝世后,瑞典人們十分懷念他,在他150和200周年誕辰時(shí),人們給他舉行了隆重的紀(jì)念會(huì),這種會(huì)議也成了化學(xué)家們進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的場(chǎng)所。舍勒的遺作,大部分都整理出版了。在科平城和斯得哥爾摩都為他建立了紀(jì)念塑像,他的墓地前立有一塊樸素的方形墓碑,碑上的浮雕是一位健美男子,高擎著一把燃燒的火炬。
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chuzhong/851590.html
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