合成氨、化學(xué)武器和哈伯

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中化學(xué) 來(lái)源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
在化學(xué)發(fā)展史上,有一位化學(xué)家,雖早已長(zhǎng)眠地下,卻曾給世入留下過(guò)關(guān)于他的功過(guò)是非的激烈爭(zhēng)論。他就是本世紀(jì)初世界聞名的德國(guó)物理化學(xué)家、合成氨的發(fā)明者弗里茨•哈伯(FritzHaber)。

  

  贊揚(yáng)哈伯的人說(shuō):他是天使,為人類帶來(lái)豐收和喜悅,是用空氣制造面包的圣人;詛咒他的人說(shuō):他是魔鬼,給人類帶來(lái)災(zāi)難、痛苦和死亡,針鋒相對(duì)、截然不同的評(píng)價(jià),同指一人而言,令人愕然;哈伯的功過(guò)是非究竟如何,且看這位化學(xué)家一生所走過(guò)的輝煌而又坎坷的道路。

  

 。保福叮改辏保苍拢谷展錾谖骼镂鱽喌牟祭姿箘冢ìF(xiàn)為波蘭的弗羅茨瓦夫),父親是知識(shí)豐富又善經(jīng)營(yíng)的猶太染料商人,耳聞目睹,家庭環(huán)境的熏陶使他從小和化學(xué)有緣。哈伯天資聰穎,好學(xué)好問(wèn)好動(dòng)手,小小年紀(jì)就掌握了不少化學(xué)知識(shí),他曾先后到柏林、海德堡、蘇黎世求學(xué),做過(guò)著名化學(xué)家霍夫曼和本生的學(xué)生。大學(xué)畢業(yè)后在耶拿大學(xué)一度從事有機(jī)化學(xué)研究,撰寫過(guò)轟動(dòng)化學(xué)界的論文,哈伯19歲就破格被德國(guó)皇家工業(yè)大學(xué)授于博士學(xué)位,1896年在卡爾斯魯厄工業(yè)大學(xué)當(dāng)講師,1901年哈伯和美麗賢慧的克拉克小組結(jié)為伉儷。1906年起哈伯任物理化學(xué)和電化學(xué)教授。

  

 。保故兰o(jì)末化肥工業(yè)的出現(xiàn)和發(fā)展推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。隨著世界人口增長(zhǎng)對(duì)糧食的需求也日趨增大,再加上工業(yè)發(fā)展和軍事上的迫切需要,使人工固氮在本世紀(jì)初成了世界性的重大研究課題。僅管不少化學(xué)家耗費(fèi)了相當(dāng)大的精力,但仍未掌握一種較理想的人工固氮方法。

  

 。保梗埃的旯懊绹(guó)考察,回國(guó)后也采用高壓放電固氮,實(shí)驗(yàn)歷時(shí)一年效果不盡人意。后來(lái)從法國(guó)化學(xué)家用高溫、高壓合成氨發(fā)生爆炸的消息中獲得啟示,他也毅然采用該法進(jìn)行試驗(yàn),表現(xiàn)了他的果斷和勇氣。在歷經(jīng)無(wú)數(shù)次失敗后,1909年7月2日哈伯在實(shí)驗(yàn)室采用600℃、200個(gè)大氣壓和用金屬鐵作催化劑的條件下,人工固氮成功,平衡后氨的濃度達(dá)到6%,首次取得突破,當(dāng)年德國(guó)巴登苯胺純堿公司總經(jīng)理、工業(yè)化學(xué)家博施(CarlBosch),參觀了哈伯的實(shí)驗(yàn)室,確認(rèn)他的方法成功、有效,決定擴(kuò)大進(jìn)行中間試驗(yàn)。此后哈伯提出了原料氣循環(huán)使用的合理建議;博施也解決了從水煤氣中獲得氫氣的問(wèn)題。1910年建成新工藝流程的中試工廠。該公司的研究人員在化學(xué)家米塔斯(Mitas)的主持下,用2500種不同的催化劑經(jīng)上萬(wàn)次試驗(yàn),終于研制成功含有鉀、鋁氧化物作助催化劑的價(jià)廉易得的高效鐵催化劑。1911年巴登公司在德國(guó)奧堡建成世界第一座日產(chǎn)30噸合成氨的工廠。人稱這種合成氨方法為“哈伯-博施法”,這是具有世界意義的人工固氮技術(shù)的重大成就。是化工生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)高溫、高壓、催化反應(yīng)的第一個(gè)里程碑。合成氨的原料來(lái)自空氣、煤和水,因此是最經(jīng)濟(jì)的人工固氮法,從而結(jié)束了人類完全依靠天然氮肥的歷史,給世界農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來(lái)了福音;為工業(yè)生產(chǎn)、軍工需要的大量硝酸、炸藥解決了原料問(wèn)題)在化工生產(chǎn)上推動(dòng)了高溫、高壓、催化劑等一系列的技術(shù)進(jìn)步。合成氨的成功也為德國(guó)節(jié)省了巨額經(jīng)費(fèi)支出,哈伯、博施也一舉成名。

  

  作為合成氨工業(yè)的奠基人,哈伯也深受當(dāng)時(shí)德國(guó)統(tǒng)治者的青睞,他數(shù)次被德皇威廉二世召見,委以重任。1911年他擔(dān)任了威廉皇家物理化學(xué)和電化學(xué)研究所所長(zhǎng)兼柏林大學(xué)教授。1914年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)時(shí),哈伯參與設(shè)計(jì)的多家合成氨工廠已在德國(guó)建成。當(dāng)時(shí)唯有德國(guó)掌握壟斷了合成氨技術(shù),這也促成了德皇威廉二世的開戰(zhàn)決心。威廉認(rèn)為只要能源源不斷地生產(chǎn)出氨和硝酸,德國(guó)的糧食和炸藥供應(yīng)就有保證:再全力阻擾敵國(guó)獲得智利硝石就可以制限對(duì)方,德國(guó)就能獲勝。外國(guó)首腦和軍事專家也曾預(yù)測(cè):由于含氨化合物的短缺,大戰(zhàn)將在一年之內(nèi)結(jié)束。不料德國(guó)合成氨的成功使其含氮化合物自給有余,從而延長(zhǎng)了一次大戰(zhàn)的時(shí)間,哈伯的成功也給平民百姓帶來(lái)了災(zāi)難、戰(zhàn)爭(zhēng)和死亡,這大概是他料想不到的。

  

  一次大戰(zhàn)爆發(fā)后德皇為了征服歐洲,要哈伯全力為他研制最新式的化學(xué)武器,哈伯又兼任了化學(xué)兵工廠廠長(zhǎng),首先研制出軍用毒氣氯氣罐。大戰(zhàn)時(shí),德法兩軍在比利時(shí)伊普雷地區(qū)反復(fù)爭(zhēng)奪,對(duì)峙不下,德軍為了改變不利勢(shì)態(tài),統(tǒng)帥部采用了哈伯的建議,從而揭開了世界第一次化學(xué)戰(zhàn)的帷幕。

  

 。保梗保的辏丛拢玻比找归g,德軍在長(zhǎng)達(dá)6千米的戰(zhàn)線上秘密安放了數(shù)以千計(jì)的氯氣罐。第二天下午五時(shí),德軍借助有利的風(fēng)速以突襲的方式將180噸氯氣吹放至法軍陣地。剎那間在68千米寬的正面形成2米高的黃色氣體幕墻滾滾向前推進(jìn),縱深到達(dá)10-15公里,對(duì)手毫無(wú)防范,致使5千多人死亡,一萬(wàn)五千多人中毒致傷,伊普雷一役哈伯受到德皇嘉獎(jiǎng),也遭到各國(guó)科學(xué)家的強(qiáng)烈譴責(zé)。他卻被所謂的“愛國(guó)主義”所惑,繼續(xù)為德國(guó)統(tǒng)治者效勞,當(dāng)年又研制出新毒氣光氣,同年12月9日又在伊普雷戰(zhàn)線使用,從此以后西方各國(guó)競(jìng)相研制,使用化學(xué)武器,一發(fā)而不可收拾。化學(xué)武器在一次大戰(zhàn)中造成近130萬(wàn)人的傷亡,占大戰(zhàn)傷亡總?cè)藬?shù)4.6%,在歷史上留下了極不光彩的一頁(yè),哈伯則成了制造化學(xué)武器的鼻祖,人類的罪人。哈伯夫人克拉克曾經(jīng)在科學(xué)事業(yè)上一心一意支持丈夫,面對(duì)血腥的現(xiàn)實(shí)她也竭力反對(duì)哈伯的行為,她一再勸阻哈伯研制新毒氣芥子氣,但毫無(wú)效果。她絕望了,1915年克拉克夫人自殺身亡,希能最后喚醒哈伯的良知,他卻執(zhí)迷不悟,繼續(xù)為德皇賣命。歷史是公正的,她無(wú)情地嘲弄了哈伯的“愛國(guó)主義”,德國(guó)最終還是成了戰(zhàn)敗國(guó)。

  

 。保梗保改耆鸬浠始铱茖W(xué)院因哈伯在合成氨發(fā)明上的杰出貢獻(xiàn),決定授于他諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),因哈伯在研制化學(xué)武器上給人類帶來(lái)災(zāi)難的行為,使世界許多科學(xué)家提出異議,對(duì)此哈伯也辯解。最后終因其對(duì)人類的特殊貢獻(xiàn)而獲此殊榮,

  

  1933年希特勒上臺(tái),4月31日希特勒命令哈伯辭退由他主持的柏林物理化學(xué)研究所所內(nèi)全部猶太工作人頁(yè),哈伯抗?fàn)幷f(shuō):“我根據(jù)智力、知識(shí)、品格而不是血統(tǒng)選擇科研人員”,自己也毅然提出辭職。終于他也被稱為“猶太人哈伯”列入驅(qū)逐之列,研究所也隨之解體。由于法西斯的迫害,包括愛因斯但在內(nèi)的許多著名猶太科學(xué)家相繼離開德國(guó)。不久哈伯也受劍橋大學(xué)邀請(qǐng)前往講學(xué),以訪問(wèn)學(xué)者身份流亡英國(guó),并在劍橋的卡文迪許實(shí)驗(yàn)室工作。1934年他應(yīng)邀擔(dān)任巴勒斯坦著名反法西斯猶太人組織的西夫高級(jí)研究所所長(zhǎng)。1934年1月29日他在去意大利的途中,因心臟病發(fā)作在瑞士的巴塞爾逝世,終年66歲,就地安葬在巴塞爾公基。哈伯去世的消息,當(dāng)時(shí)德國(guó)法西斯當(dāng)局居然不作報(bào)道,還阻撓國(guó)內(nèi)有關(guān)人士舉行吊唁追悼活動(dòng)。

  

  回顧化學(xué)發(fā)展過(guò)程,化學(xué)史上每一個(gè)重大的化學(xué)成就都是在一定的社會(huì)背景條件下產(chǎn)生,合成氨的成功和實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)也不例外,它和當(dāng)時(shí)德國(guó)軍事上需要的刺激和推動(dòng)密切有關(guān)。一項(xiàng)重大的科技發(fā)明歷來(lái)就是一把鋒利的雙刃劍,在給人類帶來(lái)福音和實(shí)惠的同時(shí),也帶來(lái)了不幸和災(zāi)難,合成氨的發(fā)明同樣如此。生活在那個(gè)時(shí)代的哈伯,作為一位科學(xué)家是無(wú)法左右德國(guó)政治的,相反卻要被統(tǒng)治者所驅(qū)使和利用,他在研制化學(xué)武器上的行為也是可以理解的,何況是在所謂“愛國(guó)主義”的感召之下,為此哈伯本人也付出了沉重的代價(jià)。金無(wú)赤足,人無(wú)完人,對(duì)政治家尚且如此,何況是科學(xué)家?晚年哈伯面對(duì)德國(guó)法西斯的種種暴行,在身受其害的現(xiàn)實(shí)下也有所醒悟,最終也成了反法西斯戰(zhàn)線中的一員。

  

本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaozhong/1061864.html

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