弗里茨·哈伯
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弗里茨·哈伯,德国化学家,1868年12月9日出生在德国西里西亚布雷斯劳(现为波兰的弗罗茨瓦夫)的一个犹太人家庭。1909年,成为第一个从空气中制造出氨的科学家,使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面,加速了世界农业的发展,因此获得1918年瑞典科学院诺贝尔化学奖。一战中,哈伯担任化学兵工厂厂长时负责研制、生产氯气、芥子气等毒气,并使用于战争之中,造成近百万人伤亡,遭到了美、英、法、中等国科学家们的谴责。1934年1月29日,哈伯因突发心脏病逝世于瑞士的巴塞尔。
人物介绍
弗里茨·哈伯,哈伯法合成氨的发明者
Fritz Haber 1868一1934
在化学发展史上,有一位化学家,虽早已长眠地下,却曾给世人留下过关于他的功过是非的激烈争论。他就是上世纪初世界闻名的德国物理化学家、合成氨的发明者弗里茨·哈伯(Fritz Haber)。
赞扬哈伯的人说:他是天使,为人类带来丰收和喜悦,是用空气制造面包的圣人;诅咒他的人说:他是魔鬼,给人类带来灾难、痛苦和死亡,针锋相对、截然不同的评价,同指一
人而言,令人愕然;哈伯的功过是非究竟如何,且看这位化学家一生所走的辉煌而又坎坷的道路。
1868年12月9日哈伯出生于西里西亚的布雷斯劳(现为波兰的弗罗茨瓦夫),父亲是知识丰富又善经营的犹太染料商人,耳闻目睹,家庭环境的熏陶使他从小和化学有缘。哈伯天资聪颖,好学好问好动手,小小年纪就掌握了不少化学知识,他曾先后到柏林、海德堡、苏黎世求学,做过著名化学家霍夫曼和本生的学生。大学毕业后在耶拿大学一度从事有机化学研究,撰写过轰动化学界的论文,哈伯19岁就破格被德国皇家工业大学授于博士学位,1896年在卡尔斯鲁厄工业大学当讲师,1901年哈伯和美丽贤慧的克拉克小姐结为伉俪。1906年起哈伯任物理化学和电化学教授。
生平经历
执迷于化学工业
从小就对化学工业有力浓厚的兴趣。
高中毕业后,哈伯先后到柏林、海德堡、苏黎世上大学。上学期间,他还在几个工厂中实习,得到了许多实践的经验。他喜爱德国农业化学之父李比希的伟大职业--化学工业。
读大学期间,哈伯在柏林大学霍夫曼教授的指导下,写了一篇关于有机化学的论文,并因此获得博士学位。1904年,哈伯在两位企业家答应给予大力支持开始研究合成氨的工
业化生产,并于1909年获得成功,成为第一个从空气中制造出氨的科学家。使人类从此摆脱了依靠天然氮肥的被动局面,加速了世界农业的发展。哈伯也从此成了世界闻名的大科学家。为表彰哈伯的这一贡献,瑞典科学院把1918年的诺贝尔化学奖颁给了哈伯。由于在第一次世界大战中,哈伯担任化学兵工厂厂长时负责研制、生产氯气、芥子气等毒气,并使用于战争之中,造成近百万人伤亡。虽然按照他自己的说法,这是"为了尽早结束战争",但哈伯这一行径,仍然遭到了美、英、法、中等国科学家们的谴责,哈伯的妻子伊美娃也以自杀的方式以示抗议。
成立学术中心
1919年第一次世界大战以德国失败而告终。战后的一段时间里,哈伯曾设计了一种从海水中提取黄金的方案。希望能借此来支付协约国要求的战争赔款。遗憾的是海水中的含金量远比当时人们想象的要少得多,他的努力只能付诸东流。此后,通过对战争的反省,他把全部精力都投入到科学研究中。在他卓有成效的领导下,威廉物理化学研究所成为世界上化学研究的学术中心之一。根据多年科研工作的经
验,他特别注意为他的同事们创造一个毫无偏见、并能独立进行研究的环境,在研究中他又强调理论研究和应用研究相结合。从而使他的研究所成为第一流的科研单位,培养出众多高水平的研究人员。为了改变大战中给人留下的不光彩印象,他积极致力于加强各国科研机构的联系和各国科学家的友好往来。他的实验室里将近有一半成员来自世界各国。友好的接待,热情的指导,不仅得到了科学界对他的谅解,同时使他的威望日益增高。然而,不久悲剧再次降落在他身上。1868年12月9日哈伯出生在德国的布里斯劳(即波兰的弗劳茨瓦夫市)的一个犹太商人家庭。1933年希特勒篡夺了德国的政权,建立了法西斯统治后,开始推行以消灭"犹太科学"为已任的所谓"雅利安科学"的闹剧,尽管哈伯是著名的科学家,但是因为他是犹太人,和其他犹太人同样遭到残酷的迫害。法西斯当局命令在科学和教育部门解雇一切犹太人。弗里茨·哈伯这个伟大的化学家被改名为:"Jew·哈伯",即犹太人哈伯。他所领导的威廉研究所也被改组。哈伯于1933年4月30日庄严地声明:"40多年来,我一直是以知识和品德为标准去选择我的合作者,而不是考虑他们的国籍和民族,在我的余生,要我改变认为是如此完好的方法,则是我无法做到的。"随后,哈伯被迫离开了为她热诚服务几十年的祖国,流落他乡。首先他应英国剑桥大学的邀请,到鲍
波实验室工作。4个月后,哈伯的心脏病发作,于1934年1月29日在瑞士逝世。
哈伯虽然被迫离开了德国,但是德国科学界和人民并没有忘却他,就在他逝世一周年的那天,德国的许多学会和学者,不顾纳粹的阻挠,纷纷组织集会,缅怀这位伟大的科学家。
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。
按照能斯特(H. W. Nernst)理论,气体的电极电势由电极上气体的有效浓度决定。哈伯认识到,电极电势由阴阳两极气体活度的比值所决定。在1898年发表的关于硝基苯的电化学还原反应的论文中,哈伯首次提出电极电势决定还原能力的观点,认为电极电势越高,还原剂的还原能力越强。早期的研究者通常用比较恒定的电流密度,逐渐增大阴极的电势。哈伯认为,这样相当于使用还原性逐渐增强的一系列化学还原剂,同时生成一系列主要还原产物。哈伯计划在电解过程中改变电流,在电流密度-电极电势曲线的转折点下,保持被极化阴极的电势恒定,这样,释放出的氢用来还原去极剂。为了从低的阴极电势开始,逐步分离主要的还原产物,哈伯用氢超电势低的铂(有时用镍)作电极。他认为,氢超电势高的电极如锌,会产生很强的还原反应。他采纳勒金的建议,使用辅助电极测定和控制阴极的电势,用薄壁毛细玻璃管将辅助电极和阴极相连,这样就消除了通过电解液的电势降。
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。氧化偶氮苯作