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瑞典著名化學家舍勒
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逍遙路
關鍵詞:
初中化學
來源:
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卡爾?威爾海姆?舍勒(Carl Wilhelm Scheele)(1742~1786)是瑞典著名化學家,氧氣的發(fā)現人之一,同時對氯化氫、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。由于經濟上的困難,舍勒只勉強上完小學,年僅14歲就到哥德堡的班特利藥店當了小學徒。藥店的老藥劑師馬了?鮑西,是一位好學的長者,他整天手不釋卷,孜孜以求,學識淵博,同時,又有很高超的實驗技巧。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,他簡直就象古希臘的蓋倫和中國的扁鵲、華佗一樣,他的高超醫(yī)術,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,對舍勒產生了極為深刻的影響。舍勒在工作之余也勤奮自學,他如饑似渴地讀了當時流行的制藥化學著作,還學習了煉金術和燃素理論的有關著作。他自己動手,制造了許多實驗儀器,晚上在自己的房間里做各種各樣的實驗。他曾因一次小型的實驗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,沒有被趕出藥店。舍勒在藥店里邊工作,邊學習,邊實驗,經過近8年的努力,他的知識和才干大有長進,從一個只有小學文化的學徒,成長為一位知識淵博、技術熟練的藥劑師。同時,他也有了自己一筆小小的“財產”??近40卷化學藏書,一套精巧的自制化學實驗儀器,正當他準備大展宏圖的時候,生活中出現了一個不幸,馬丁?鮑西的藥店破產了。藥店負債累累,無力償還債款,只好拍賣包括房產在內的全部財產。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,舍勒在馬爾摩城的柯杰斯垂姆藥店找到了一份工作,藥店的老板有點像馬丁?鮑西,很理解舍勒,支持他搞實驗研究。他們給了他一套房子,以便他居住和安置藏書及實驗儀器。從此,舍勒結束了游蕩生活,再不用為糊口奔波。環(huán)境安定了,他又重操舊業(yè),開始了他的研究和實驗。 讀書,對舍勒啟發(fā)很大,他曾回憶說,我從前人的著作中學會很多新奇的思想和實驗技術,尤其是孔克爾的《化學實驗大全》,給我的啟示最大。 實驗,使舍勒探測到許多化學的奧秘,據考證,舍勒的實驗記錄有數百萬字,而且在實驗中,他創(chuàng)造了許多儀器和方法,甚至還驗證過許多煉金術的實驗,并就此提出自己的看法。 舍勒后來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,這給他的學術活動提供了方便。馬爾摩城學術氣氛很濃,而且離丹麥的名城哥本哈根也不遠,這不僅方便了舍勒的學術交流,同時也使他得以及時掌握化學進展情況,買到最新出版的化學文獻,這對他自學化學知識有很大的幫助。從學術角度考慮,舍勒認為真正的財富并不是金錢,而是知識和書籍。因此,他特別注意收藏圖書,每月的收入,除了吃穿用,剩下的幾乎全部用來買書。舍勒勤學好問,潛心于事業(yè),為人正派,救困扶貧。因此,他的人品受到學術界的極高評價。舍勒研究化學專心致志,他對一切問題,都愿意用化學觀點來解釋。舍勒的好友萊茨柯斯在回憶他與會勒的交往以及舍勒的氣質時說舍勒的天才完全用于實驗科學,他有“驚人的記憶力和理解力,但似乎他只記住與化學有關的事情,他把許多事情都與化學聯系起來加以說明,他有化學家的獨特的思考方式。 在科平城,舍勒經營的藥店名氣很大,收入可觀。舍勒也十分喜歡這種把科學研究、生產商業(yè)活動有機地結合在一起的工作。雖然有幾所大學慕名請舍勒任教授,但都被他謝絕了,因為他的藥房確實是一個很好的研究場所,舍勒不愿意離開。舍勒一生對化學貢獻極多,其中最重要的是發(fā)現了氧,并對氧氣的性質做了很深入的研究。他發(fā)現氧的時間始于1767年對亞硝酸鉀的研究。起初,他通過加熱硝石得到一種他稱之為“硝石的揮發(fā)物”的物質,但對這種物質的性質和成分,當時尚不能解釋。舍勒為深入研究這種現象廢寢忘食,他曾對他的朋友說:“為了解釋這種新的現象,我忘卻了周圍的一切,因為假使能達到最后的目的,那未這種考察是何等的愉快。《@種愉快是從內心中涌現出來的!鄙崂赵磸投啻巫隽思訜嵯跏膶嶒,他發(fā)現,把硝石放在坩堝中加熱到紅熱時,會放出氣體,而加熱時放出的干熱氣體,遇到煙灰的粉末就會燃燒,放出耀眼的光芒。這種現象引起舍勒的極大興趣,“我意識到必須對火進行研究,但是我注意到,假如不能把空氣弄明白,那未對火的現象則不能形成正確的看法!鄙崂盏倪@種觀點已經接近“空氣助燃”的觀點,但遺憾的是他沒有殤沿著這個思想深入研究下去。 舍勒正式發(fā)現氧氣可以定在1773年以前,比英國的普利斯特列發(fā)現氧氣要早一年。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。 舍勒把這些實驗結果,整理成一本書,書名叫《火與空氣》,此書書稿1775年底送給出版家斯威德魯斯,但一直到1777年才出版,書稿在出版社壓了兩年。書稿不能按時出版,對此舍勒十分不快。舍勒發(fā)現氧的優(yōu)先權,正如他所擔心的那樣,真的因出版商的耽誤而被人奪去了,但人們仍承認他是氧的獨立發(fā)現人。 舍勒還對空氣的成分進行過出色研究,為此他做過許多杰出的實驗。 第一個實驗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。 第二個實驗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。 類似以上的實驗,舍勒曾做過多次,都發(fā)現空氣是復雜的。他對這類實驗做的假定性說明是:“空氣是由兩種性質不同的流體組成,其中一種表現出不能吸引燃素的性質,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”,火空氣實際上就是現在大家熟悉的氧氣。舍勒為了證明他的觀點,千方百計地制造純凈的“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”后來他又改進了實驗,能順利地收集大量的“火空氣”。值得指出的是,舍勒還做過“濁空氣”和“火空氣”的生物實驗。他把老鼠和蒼蠅放在寄封的濁氣中,過了一段時間老鼠和蒼蠅都死掉了。 與此同時,他把蜜蜂放在密閉的“火空氣”容器中,過了一個星期,蜜蜂還生活得很好。這些實驗足以證明,“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,舍勒本應對“火空氣”和“濁空氣”的性質有一個充分的認識,但是,非?上,舍勒并沒有能從他的出色實驗中,引出正確的結論。 舍勒終生篤信燃素說,認為燃素就和“以太”相似,濁氣是因為吸足了燃素所至,火空氣則是純凈的沒有吸過燃素的。他在理論上墨守成規(guī),這使他的發(fā)現黯然失色。之所以出現這種情況,一是舍勒缺乏理論思維的能力,二是和他生活的社會文化背景、化學理論背景有直接關系,當時燃素說盛行,沒人對這種學說提出懷疑,與舍勒交往的化學教授都對燃素說信奉不疑。再加上舍勒重實驗,輕理論,只要用現有的理論把他的實驗結果解釋一番他就滿足了,至于這種理論是否正確,他沒想到要去驗證。 當然,理論上的錯誤,人們不應責怪舍勒,無論如何,舍勒的杰出貢獻,給化學的進步帶來了巨大的影響。舍勒的研究涉及到化學的各個分支,在無機化學、礦物化學、分析化學、甚至有機化學、生物化學等諸多方面,他都做出了出色貢獻。舍勒除了發(fā)現了氧、氮等以外,還發(fā)現了砷酸、鋁酸、鎢酸、亞硝酸,他研究過從骨骼中提取磷的辦法,還合成過氰化物,發(fā)現了砷酸銅的染色作用,后來很長一段時間里,人們把砷酸銅作為一種綠色染料,并把它稱為“舍勒綠”。舍勒應當是近代有機化學的奠基人之一。1768年,他證明植物中含有酒石酸,但這個成果因為瑞典科學院的忽視,一直到1770 年才發(fā)表。舍勒還從檸檬中制取出檸檬酸的結晶,從腎結石中制取出尿酸,從蘋果中發(fā)現了蘋果酸,從酸牛奶中發(fā)現了乳酸,還提純過沒食子酸。統計表明,舍勒一共研究過21種水果和漿果的化學成分,探索過蛋自質、蛋黃、各種動物血的化學成分。當時的有機化學還很幼稚,缺乏系統的理論,在這種情況下,舍勒能發(fā)現十幾種有機酸,實在難能可貴。 舍勒還曾研究過許多礦物,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,發(fā)現了氫氟酸。同時探索了氟化硅的性質。他還測定過軟錳礦(二氧化錳)的性質。證明軟錳礦是一種強氧化劑。他用鹽酸與軟錳礦首次實現了下述反應: MnO2 +HCl?>MnCl2+H2O+ C12 他發(fā)現這種嗆人的黃色氣體(C12)能使染料退色,有許多奇特的性質。舍勒在生物化學中,解決了食醋長期保存的問題,這種方法后來被微生物學家所采用。舍勒一生完成了近千個實驗,因吸過有毒的氯氣和其他氣體,身體受到嚴重傷害,人們在他的筆記中發(fā)現,他還親口嘗過有劇毒的氫氰酸,他記錄了:“這種物質氣味奇特,但并不討厭,味道微甜,使嘴發(fā)熱,刺激舌頭!边@種親嘗劇毒品的記載,平靜得令人吃驚。 舍勒1775年當選為瑞典科學院成員,他的工作給人類帶來巨大的利益,他一生盡瘁于化學事業(yè),他認為化學“這種尊貴的學問,乃是奮斗的目標!鄙崂帐攀篮,瑞典人們十分懷念他,在他150和200周年誕辰時,人們給他舉行了隆重的紀念會,這種會議也成了化學家們進行學術交流的場所。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。
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