李比希-革新化學教育的化學大師

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1803年5月12日,李比希生于德國的達姆斯塔特(Darnistadt)。父親是一個染料制造商,家中有許多化學藥品。小小的李比希經常自己動手做化學實驗,他對實驗和觀察有著濃厚的興趣。他把父親店鋪后邊的廚房改造成自己的實驗室,在閣樓上,自己偷偷做雷酸鹽的實驗。有一次他在做雷酸汞的實驗時。引起了爆炸,震動了整個樓房,屋頂?shù)囊唤且脖徽Я,但他本人沒有受傷。對于這件事,李比希的父親并沒有責備他,反而說他有膽量、有追求精神。每當李比;貞浲聲r,他都深有感觸他說:童年的化學實驗,激發(fā)了他的想象力和對化學的熱愛。
青年時代的李比希,不遠千里到波恩求學,他的第一個老師是卡斯特納。后來,李比希又轉到埃爾蘭根大學學習,并于1822年獲博士學位,博士論文的題目是《論雷酸汞的成分》。獲博士學位以后,他又到法國巴黎繼續(xù)深造。經洪堡特(A。 Von Htmboldt,1769一1859)教授推薦,他進入了蓋?呂薩克實驗室進行研究工作。在1822一1824兩年的研究中,在探索各種有機化合物的同時,他系統(tǒng)地研究了雷酸鹽。找到了防止雷酸鹽爆炸的填充劑,發(fā)現(xiàn)用烘焙過的苦土(MgO)與雷酸鹽相混和,可以非常有效地防止雷酸鹽爆炸。李比希在1823年6月23日向科學院報告了他的研究成果。當時,會議主持人洪堡特教授對李比希說:"您的研究不僅本身具有重要意義,更重要的是這一成果使人們感到,您是一位有杰出才干的人。"
李比希1824年回到德國,擔任了吉森(Giessen)大學編外教授,兩年以后升為正式教授,當時他年僅23歲。
李比希在化學上建樹極多,除雷酸鹽的研究成果之外, 1829年發(fā)現(xiàn)了馬尿酸,18N年合成了氯醛和氯仿,1832年和維勒鑒定出苯乙;1834年提出乙醇、乙醚等,都可視為乙基的化合物,并命名了乙基(C2H5一)。
李比希和法國化學家杜馬合作,在1837年10月23日呈送法國科學院的論文中指出:"無機化學中的'基'是簡單的多有機化學中的'基'是化合物,這是二者的不同點。但是,在無機化學和有機化學中,化學的規(guī)律是一樣的。"1838年,李比希還給"基"下了如下的定義。
1.有機化學中的"基"是一系列化合物中不變的部分。
2."基"在化合物中,可被元素置換。
3.置換"基"的元素,可以被其他元素所取代。
李比希認為,一個原子團滿足以上三個條件中的兩條就可以稱為"基"。從此,有機化學中"基"的概念就確定了。
1837年,李比希還提出了有關多元酸的理論,開展了對有機酸的研究,說明了酸和氫的內在聯(lián)系。1839年,李比希研究了"發(fā)酵"和"腐敗"問題,對"發(fā)酵"和"腐敗"做了理論說明。同時,他還研究了尿酸的衍生物、生物堿、氨基酸、胱胺、肌酸等多種有機化合物的結構和性質。
李比希對化學教學一貫盡心竭力,自1824年回國后,他發(fā)現(xiàn)德國的化學教育落后于法國,許多德國大學沒有化學教授,化學課由醫(yī)學博士講授;瘜W實驗教學的條件就更差了,全國只有湯姆遜設立的一處實驗室,一些著名化學家的實驗室,都是私人性質的。只能接受一兩名學生做專題研究。為了改變這種情況,李比希加強了對實驗室建設和化學教學法的研究,使化學教學真正具備了實驗科學的特色。他的努力得到了校方和國家的支持,經過兩年努力,他在吉森大學建立了一個完善的實驗教學系統(tǒng),他的實驗室可以同時容納22名學生做實驗,教室可以供120人聽講,講臺的兩側有各種實驗設備和儀器,可以方便地為聽講人做各種演示實驗。
李比希建立的實驗室后來被稱為"李比希實驗室",由于這一實驗室培養(yǎng)出一大批第一流的化學人才,所以成了全世界化學化工工作者注目和向往的地方。李比希實驗室科研和教學的風格,很快傳遺了全世界。李比希還制造和改進了許多化學儀器,如有機分析燃燒儀。李比希冷凝球、玻璃冷凝管等等。這些儀器方便耐用,所以德國的儀器制造商紛紛大量仿制,向外國輸出。
為了發(fā)展化學教學,李比希還用新的體系編制了化學教學大綱。他認為,化學不僅是一門實驗科學,同時直接關系到國家的命運和人民的生活。所以他認為:"學習化學的真正中心,不在于講課,而在于實際工作。"他要求他的學生既會定性分析,又會定量分析,然后自行制備各種有機化合物。這樣就可以培養(yǎng)出較強的實際工作能力。
李比希一生為化學事業(yè)培養(yǎng)了一大批第一流的化學家,俄國的齊寧、法國的日拉爾、英國的威廉姆遜、德國的霍夫曼、凱庫勒,此外象富蘭克蘭、武茲等,都是李比希的學生。
李比希對無機化學、有機化學、生物化學、農業(yè)化學都做出了卓越的貢獻。他發(fā)明和改進了有機分析的方法,準確地分析過大量的有機化合物,合成過氯仿(CHC13)、三氯乙醛(CCl3CHO)和多種有機酸,他還曾與他人合作,提出了化合物基團的概念以及多元酸的理論。李比希開創(chuàng)了農業(yè)化學的研究提出植物需要氮、磷,鉀等基本元素,研究了提高土壤肥力的問題,因此,他被農學界稱為"農業(yè)化學之父"。
李比希一生獲得過許多榮譽, 1860年被選為巴伐利亞科學院院長,還曾被選為德國。法國、英國、俄國、瑞典等國家科學院的院士或名譽院士。
1873年4月18日,李比希國感冒逝于德國的慕尼黑。李比希作為科學巨人,名震歐洲。但是,科學真理是無情的,她不屈從于權力,也不依附名家的威望,她只偏愛實事求是的人。在著名化學家因拉發(fā)現(xiàn)元素溴的前四年,李比希曾收到一瓶棕紅色的液體,這是一位德國商人給他的,據(jù)說是海藻灰的濾液。商人希望李比希能分析說明這瓶液體的成分。以當時李比希的實驗設備和實驗技術,完全有條件從這瓶液體中發(fā)現(xiàn)新元素溴。但是,李比希根本就沒有做認真的化學分析,只用肉眼看了看,就匆忙斷定,瓶中之物是"氯化碘"然后就把這瓶液體放在柜子里,一放就是四年。1826年8月14日,法國化學家巴拉宣布,發(fā)現(xiàn)了新元素溴這種元素性質介于氯和碘之間,這一發(fā)現(xiàn),震驚了化學界。李比?吹搅税屠膱蟾嬉院,頓時想起四年前他放到柜子里的那瓶"氯化碘",他趕緊翻箱倒柜,找出了那瓶棕色液體,認真地進行了化學分析,分析結果使他激動又痛心。原來,那瓶棕色液體不含有氯,也不含有碘,更不是他猜測的"氯化碘",其成分正是巴拉發(fā)現(xiàn)的新元素溴。如果四年前李比希采取嚴格的科學態(tài)度,認真分析那瓶棕色液體,那么發(fā)現(xiàn)元素溴的不是巴拉,而將是李比希。
一個重大的科學發(fā)現(xiàn),李比希失之交臂,他懊悔極了,恨自己粗心大意,恨自己進行了大半輩子的化學研究,卻缺乏嚴格的科學態(tài)度。他為了警誡自己,特別把那瓶棕色液體放在原來的柜子里,并把柜子搬到大廳中,在上面貼上一個工整的字條:"錯誤之柜"。
李比希用"錯誤之柜"警惕自己,教育學生。李比希逝世后,學術界對他十分懷念。人們把吉森大學李比希工作過的地方,改為李比希紀念館,把李比希看成有機化學、生物化學和農業(yè)化學的開路人。

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