专题一世界著名化学家的故事

-1-专题一世界著名化学家的故事主讲：潘桂丽通过化学史的讲解、科学家事迹的介绍，使同学们认识到科学的发展需要付出艰辛的劳动，科学家们为人类进步勇于牺牲的精神激励我们为科学、为祖国的繁荣富强而努力学习、积极拼搏，早日实现自己的人生梦想。第一节诺贝尔化学家诺贝尔（Nobel,A,1833年－1896年），生于瑞典的斯德哥尔摩。父亲是一位颇有才能的机械师、发明家。在诺贝尔出生的前一年，他家遭火灾，烧毁了全家家产，生活陷入困境。由于他父亲的一些发明受到俄国的欢迎，在1843年，诺贝尔全家迁到俄国的彼得堡。在俄国由于语言不通，他和两个哥哥都没有进学校，只能请教师到家里教俄、英、德、法等语言，然后才跟着俄国教师学习自然科学和工程技术。虽然诺贝尔身体很弱，但是他能发愤学习，不仅得到老师的赞扬，也受到父兄的喜爱。1848年回到瑞典，诺贝尔在父亲办的工厂里当助手。为了开阔眼界，学到更多的东西，1850年诺贝尔出国旅游学习，先后去过德国、法国、意大利和美国。由于他善于观察、分析，凡是耳闻、目睹的物质现像、变化规律、前人的创造发明，都成为他学习研究的对像，因而知识益丰，能力益强。当他两年后回到俄国时，已经成为精通几国语言的化学家了。诺贝尔回家后立即投入他父亲办的“诺贝尔父子机械铸造工厂”工作。他在生产实践过程中研究了地雷、水雷、炸药的生产流程，以及大炮和蒸气机的设计。在这里他不仅学到了许多适用的工艺技术，还懂得了怎样生产和管理工厂。克里米亚战争结束，军火工厂开始倒闭，1859年诺贝尔全家迁回了瑞典。此后，诺贝尔专搞创造发明，据不完全统计，他一生中共获得专利达355项，其中有关炸药的约127项。在炸药中有几项特别有意义，也是十分艰险的。硝化甘油对震动十分敏感，容易爆炸，储存、运输都很困难。诺贝尔的父亲对此进行了研究，但未解决问题。他经过50多次的实验，到1862年，才有较大的进展。他先将硝化甘油装在玻璃管里，再把玻璃管放进装满火药的锡管内，然后装上导火线。装好后，将导火线点燃，抛入水中，轰的一声火花四溅，爆炸力比黑火药大得多。这就是诺贝尔专利的雷管。初步的成功表明他弄清楚了引爆硝化甘油的办法，但这次爆炸的主体仍然是黑火药，对硝化甘油的敏感性仍未改变，-2-储存和运输的困难问题还是没有解决。1864年9月3日，是诺贝尔研究炸药极不幸的一天。在试验中发生了硝化甘油的爆炸，他们的实验室被炸成一片废墟，诺贝尔的五位助手，包括他的弟弟埃米尔都当场被炸死。诺贝尔因当时不在实验室而幸免于难。他的父亲也因这一沉痛打击，悲伤过度，得中风病而半身不遂。这次爆炸事故吓坏了附近的居民，他们纷纷向政府要求，不准诺贝尔在市内做实验，查封实验室。诺贝尔面临这样严峻的问题，仍然不屈不挠地决定继续研究下去。他把实验室搬到郊外马拉湖中一艘平底船上。经过一百多次的实验，他发现运用雷酸汞可以引爆硝化甘油,雷酸汞对震动非常敏感，稍微受到冲击或摩擦就能引起爆炸。发明了装有雷酸汞的雷管可以引起炸药的爆炸。这一难题的解决，是研究爆炸的一个重大突破。19世纪下半叶，欧洲的许多国家正处于工业革命的高潮，开发矿山，挖掘河道、修建铁路、开凿隧道都需要大量的烈性炸药，硝化甘油的上市受到了普遍的欢迎。诺贝尔及时在瑞典、英国、挪威等国家申请了专利，并在瑞典建成了世界第一座硝化甘油厂，随后又在德国建立了国外的生产硝化甘油的合资公司。由于硝化甘油存放的时间一长就会分解，强烈的震动也会引起爆炸，这就成为运输和储存的隐患。果然不久，在美国旧金山发生运输硝化甘油的大爆炸，整列火车被炸得粉身碎骨。德国的一家工厂因搬运时发生冲撞，引起爆炸把工厂变成废墟。一艘满载硝化甘油的轮船行使在大西洋，由大风浪颠簸引起的爆炸，使船和人都沉入海底。针对这些惨状，瑞典政府和其他国家先后下令禁止运输诺贝尔的炸药，并扬言要追究法律责任。这些问题非常严重，从而促使诺贝尔决心要生产出安全的炸药。经过反复实验，他终于找到一种合适的肥料，把适量的硅藻土掺合在硝化甘油中，得到一种安全的黄色炸药。这种炸药使诺贝尔重新获得信誉，生产黄色炸药的工厂很快获得了发展。诺贝尔认为，黄色炸药虽然解决了不安全的问题，但是不活泼硅藻降低了硝化甘油的爆炸力，因此,有必要继续研究下去。他想火棉是一种炸药，能否将它与硝化甘油混合呢?诺贝尔决心试试。1875年的一天，诺贝尔在试验中不慎划破了手，他顺手用火棉敷了伤口。夜里伤口疼痛不能入睡，于是他想，怎样才能使火棉与硝化甘油混合呢？可能使用含氮低的火棉会有更好的效果。他立即起床做试验，当天亮时，一种新型的胶质炸药研制出来了。胶质炸药不仅有高度的爆炸力，而且很安全，可以用热滚子碾磨，也可以在热蒸气下压成细条。这种炸药的发明在科技界引起了极大的反响，事实证明它是一种安全可靠、爆炸力强的新炸药。胶质炸药的发明，充分表明诺贝尔在这一领域里是出类拔萃的，然而他并没有就此裹足不前，他又投入混合无烟火药的研制。诺贝尔有着丰富的想像力，他-3-的研究内容并不局限于炸药，他还研究过合成橡胶、人造丝，电话、电池等。诺贝尔除了沉浸于钻研炸药外，在创建企业方面也显示出无比的才华。当硝化甘油炸药研制成功后，他立即组织了几场壮观的表演实验，以取得企业家对硝化甘油炸药的信任。同时联络有远见的企业家合资创办生产硝化甘油炸药的公司，他亲自出任公司的经理，还负责工程技术、公关、广告和财务等工作。为了发展他们的企业，不知疲倦地到处奔走，用各种方式广泛宣传，使新型炸药在许多企业中大显身手。例如，美国修建中太平洋铁路，使用硝化甘油炸药节省了几百万美元。黄色炸药的销量从1867年的11吨，到1874年已达到3120吨。诺贝尔公司到19世纪80年代已成为世界性的企业，他的几百座工厂和公司遍布于德国、英国、法国、美国、意大利、奥地利等20多个国家。由此可见，诺贝尔不仅是一位杰出的科学家、发明家，而且是一位有远见的、组织能力极强的企业家。诺贝尔之所以令人崇敬，不仅因为他是发明家、企业家，而在于他有伟大的胸怀和崇高的思想。他既善于创造财富，又善于把财产用在最有意义的地方。当他母亲去世时，他把母亲留给他的全部财产捐给瑞典的慈善事业，只留下母亲的照片作纪念。他认为：“金钱这种东西，只要能够解决个人的生活就行，若是过多了，它会成为遏制人类才能的祸害。”诺贝尔本着这样的思想，在临终时立了著名的遗嘱。遗嘱的内容为：“请把我的全部财产作为基金，以基金的利息作为奖金，并且把奖金分为五等分，作为下记的五种奖的奖金，它在每年奖给为人类作出了最有卓著贡献的人。（一）物理学奖：奖给这个领域有最重要发现或发明的人。（二）化学奖：奖给在这个领域有最重要发现或最要改良的人。（三）生物学和医学奖：奖给在这个领域有最重要发现的人。（四）文学奖：奖给在这个领域表明了理想主义的倾向，有最优秀作品的人。（五）和平奖：奖给为国与国之间的友好，撤除或裁减军备，召开和平会议以及实施和平会议的原则作出了最大努力的人。各奖的获奖人由下述各委员会确定：物理学奖、化学奖由瑞典科学院确定；生物学和医学奖由斯德哥尔摩洛林研究所确定；文学奖由斯德哥尔摩科学院确定；和平奖由挪威议会选出的五人委员会确定。不论世界上哪个国家的人都可以获奖。我衷心希望世界上最有成就的人获奖。1895年11月27日艾尔弗雷·诺贝尔”1901年，在诺贝尔逝世五年后的12月10日，在斯德哥尔摩举行了第一次诺贝尔奖金的授奖仪式。1969年，瑞典的银行又捐了一笔款，仍用诺贝尔的名义，增加了经济学奖。为纪念他对发展科学事业所作出的贡献，第102号元素被命名为锘（符号No）。诺贝尔科学奖的精神光芒四射，诺贝尔芳名永垂不朽。-4-第二节蔡伦蔡伦，字敬仲，湖南来阳县人。东汉明帝刘庄年（公元58一75）未，在宫掖做事。到汉和帝刘肇即位时，他做了皇帝的侍从宫官，传达诏令，掌管文书，参与军政机密大事。蔡伦很有才学，敦厚慎重，曾多次“直谏皇帝，指出其过失。后加位尚方令，在汉和帝年间即公元97年，掌管皇宫用的刀、剑等器械，这些器械无不精密、坚固，为后世所效仿。古时的书是相互间用绳子连接的可记载文字的竹片，纸则采用细薄的丝织品，纸贵书重，很不方便。蔡伦便动脑筋想办法，用树皮、麻头、破布、鱼网等材料制造纸张。公元105年，蔡伦将自造的纸呈给汉和帝，皇帝很重视。从此，世人都使用这种纸，称之为“蔡侯纸”。安帝年间（公元114年），和帝的皇后邓太后因蔡伦久侍宫中，封他为龙亭侯。以后，蔡伦在长乐宫中专管皇帝的车马事。公元118年，皇帝见经传文章多不正规，就命刘珍和良史校订经文经书中的谬误，指定蔡伦监管他们的工作。蔡伦受窦后（汉章帝刘旭后）的微辞授意，诬陷安帝祖母宋贵人。太后死后，安帝亲自处理政务，命令蔡伦自己到廷尉处接受处罚。蔡伦蒙受耻辱，遂洗净身体整戴衣冠，自杀而死。造纸术是我国的伟大发明，是我国人民对世界文明的伟大贡献，这一历史定论是无可非议的。由于蔡伦的努力，人们掌握了用树皮、麻头、破麻布、旧鱼网等廉价的原料，生产出适于书写的植物纤维纸，并使这种生产技术推广流传开来，这是蔡伦的重要贡献。后来人们沿用蔡伦生产纸的工艺，采用竹、藤、稻杆等其它原料，生产出形形色色的手抄纸，这是历史的进步。蔡伦总括出来的造纸工艺很快地随着纸张一齐外传了。至迟在公元285年传到了朝鲜，后又传到了日本。大约在唐朝，我国的造纸术传到了阿拉伯，再由阿拉伯传至欧洲，在造纸术的外传中，世界人民都承认这是中国的伟大发明，他们也都知道中国有一个蔡伦在其中作出了卓越的贡献。-5-第三节候德榜许多工业部门，尤其是纺织、肥皂、造纸、玻璃、火药等行业都需要大量用碱。古代那种从草木灰中提取碱液，从盐湖水中取得天然碱的方法是远远不能满足需求的。为此，1775年法国科学院用10万法郎的悬赏征求工业化的制碱方法。1788年，勒布兰提出了以氯化钠为原料的制碱法，经过4年的努力，得到了一套完整的生产流程。勒布兰制碱流程虽然在推广应用中不断地被完善，但是因为这方法主要是利用固相反应，又是高温操作，存在许多缺陷，生产不能连续，劳动强度大，煤耗量大，产品质量不高。面对这些问题，许多人有意改革它；到了1862年，比利时化学家索尔维实现了氨碱法的工业化，由于这种新方法能连续生产、产量大、质量高、省劳动力、废物容易处理，成本低廉，它很快取代了勒布兰法。掌握索尔维制碱法的资本家为了独享此项技术成果，他们采取了严密的保密措施，使外人对此新技术一无所知。一些技术专家想探索此项技术秘密，大都以失败告终。不料这一秘密竟被一个中国人运用智慧摸索出来了,他就是侯德榜。一、披露索尔维制碱法的秘密。侯德榜，1890年8月9日生于福建闽侯农村，少年时他学习十分刻苦，即使伏在水车上双脚不停地车水时，仍捧着书本认真读书。后来在姑母的资助下，他单身来到福州英华书院和闽皖路矿学堂读书。毕业后曾在津浦铁路符离集车站做过工程练习生。在工作之余，他抓紧时间学习，1911年考入清华留美预备学校。经过3年的努力，他以10门功课1000分的优异成绩被保送到美国留学。8年中，他先后在麻省理工学院、柏拉图学院、哥伦比亚大学攻读化学工程专业，1921年取得博士学位。在国外留学时，他时刻怀念祖国，惦记着处于水深火热之中的苦难同胞。这时候，在纽约他遇到了赴美考察的陈调甫先生。陈先生受爱国实业家范旭东委托，为在中国兴办碱业特地到美国来物色人才。当陈先生介绍帝国主义国家不仅对我国采取技术封锁，而且利用我国缺碱而卡我国民族工业的脖子时，具有强烈爱国心的侯德榜马上表示：“可以放弃在美国的舒适生活，立即返回祖国，用自己的知识报效祖国。”1921年10月侯德榜回国后，出任范旭东创办的永利碱业公司的技师长（即总工程师），他深刻地体会到创业之艰难。要创业首先需要实干的精神，他脱下了白领西服，换上了蓝布工作服和胶鞋，身先士卒，同工人们一起操作，哪里出现问题，他就出现在哪里，经常干得浑身汗臭，衣服中散发出酸味、氨味。-6-他这种埋头苦干的作风赢得了工人们、甚至外国技师的赞赏和钦佩。在他的带领下，技师、工人们团结一心，为建成中国自己的碱厂而奋战。虽然索尔维制碱法的原理很简单：先把氨气通入食盐水，然后向氨盐水中通入二氧化碳，