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亨利·莫瓦桑

科普小知识2022-09-07 23:08:12
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亨利·莫瓦桑(法文:HenriMoissan,1852年9月28日-1907年2月20日),法国化学家,因首次制得单质氟等一系列发明获得1906年诺贝尔化学奖。1907年莫瓦桑死于心脏病,临终前他承认,氟夺走了他十年的生命。  

中文名:亨利·莫瓦桑

外文名:HenriMoissan

国籍:法国

出生日期:1852年9月28日

逝世日期:1907年2月20日

职业:无机化学家

1、人物生平

求学经历

莫瓦桑生于一个铁路职工家庭,家境贫寒,甚至难以供给他读书,直到莫瓦桑12岁时才开始入读小学。莫瓦桑读书时非常勤奋,成绩很好,对化学很有兴趣,但由于家境扃困,中学尚未毕业便不得不辍学以谋生计。


亨利·莫瓦桑

20岁时莫瓦桑进入一家药店做学徒工,在药店的工作使他获得了很多学习化学知识的机会。

1872年,法国自然博物馆馆长化学家弗雷米招聘助理实验员,莫瓦桑前往应聘,成功地进入了弗雷米的实验室工作。

1874年,莫瓦桑通过了法国中学会考,获得了中学毕业的学历,同年他转投巴黎药学院台赫伦教授的实验室。

1877年莫瓦桑获得理学学士学位。获得学士学位后,莫瓦桑继续在巴黎药学院从事研究工作,其研究课题是自然铁,他经过实验验证了自然铁是高度分散的金属铁,否定了此前德国化学家提出的自然铁是氧化亚铁的理论。

由于莫瓦桑在这一领域的出色工作,1879年莫瓦桑被任命为巴黎药学院实验室主任,不久后获得巴黎大学授予的博士学位。

制备氟单质

制备单质氟是莫瓦桑一生中最重要的工作之一,正是这项出色的工作使他获得了1906年的诺贝尔化学奖。制备单质氟是化学史上最困难的工作之一,1810年,法国化学家安培第一次提出氟这种元素的存在。在此后的76年中,戴维、诺克斯兄弟、鲁耶特、戈尔以及莫瓦桑的导师弗雷米等著名化学家先后进行过制备单质氟的尝试,均以失败而告终,一些人甚至因此而中毒死亡。

莫瓦桑首先尝试用氟化磷与氧气反应制备氟气单质,但是实验得到的是氟氧化磷。随后莫瓦桑开始寻找低温条件下处于液态的氟化合物,以进行低温电解实验制备氟气。他首先尝试了氟化砷,氟化砷室温下是一种液体,为了提高电导率,莫瓦桑向氟化砷中加入了氟化钾,但是反应过程中沉积在阴极的单质砷阻碍了电流的传导。莫瓦桑本人则因为长期接触氟化砷而中毒,不得不暂时中止了实验。

经过一段时间休养之后,莫瓦桑的健康状况有所好转,他随即重新开始制备氟的实验。这一次他选择液化的氟化氢作为电解液,在萤石质地的反应容器中用铂铱合金的电极进行电解,并且终于获得成功。

1886年6月28日莫瓦桑在巴黎药学院的导师德布雷致信法国科学院,介绍了莫瓦桑的实验。不久法国科学院组织了一个审查委员会,对莫瓦桑的实验进行审查。然而在第一次审查中,莫瓦桑的电解装置没有电流通过,也没有制备出氟气。莫瓦桑检查实验之后发现由于使用的氟化氢纯度过高,电导率很低,导致实验失败。数日后莫瓦桑在液态氟化氢中加入一定量的氟化钾重新实验,这一次实验成功并获得审查委员会的承认。为了奖励莫瓦桑,法国科学院发给他一万法郎的拉·卡泽奖金。四个月后,莫瓦桑被任命为巴黎药学院毒物学教授,并建立了一间私人实验室。两年后莫瓦桑获评为法国医学科学院院士,三年后获评为法国科学院院士。

其他研究

除了运用电解法制备出氟气,莫瓦桑还进行很多研究。莫瓦桑研究了纯化氟气的方法,他用液态空气冷凝法去除氟气中的氟化氢。莫瓦桑还深入研究了高纯度氟气的化学性质,他首次指出干燥而纯净的氟气并非像此前人们想象的那么活泼,它甚至能够短时间的存贮于玻璃器皿中。


工作中的莫瓦桑

莫瓦桑研究了氟的化合物,他先后合成了氟与铂、铱、碱土金属等的无机氟化合物;制备了氟代烃,并测定了这种化合物的性质;制备了六氟化硫并测定了其性质。由莫瓦桑首先制备的氟代烃是现在应用最广的制冷剂氟利昂的前身,而六氟化硫的化学性质非常稳定,在高温下亦不会分解,是应用非常广泛的气体绝缘材料。莫瓦桑对氟的研究最终发表于《氟及其化合物》(Lefluoretsescomposes)一书中。从1890年代起,莫瓦桑开始研究单质硼的制备,他在氢气气氛下用金属镁还原三氧化二硼获得高纯度的单质硼。

在制备单质硼的同时,莫瓦桑还从事人造金刚石的研究。他试图建立一种模拟天然金刚石形成的条件,将石墨和无定形碳转化为金刚石。莫瓦桑以铁为介质模拟必须的环境,他用石墨坩锅将金属铁加热熔融,在此过程中铁被碳饱和,随即迅速将熔融的铁液倒入水中冷却,由于含碳的铁在凝固过程中会发生膨胀,铁块的内部压强会迅速上升,从而模拟出一种高温高压的环境,待铁完全固化,用酸将金属融蚀便获得黑色的人造金刚石。用这种方法制造的金刚石粒度很小,不能作为宝石,但是可以用于工业用途。

莫瓦桑还长期从事金属氢化物的研究,他用氢气与多种金属反应制备了氢化钙、氢化钠、氢化钾、氢化铷等多种化合物并深入研究了其性质。莫瓦桑在这一领域的研究是具有开创性的。

莫瓦桑的另一项杰出贡献是发明了电炉。电炉又称作莫氏炉,其原理是利用电极间的弧光放电获得高温,这种电炉使得化学反应的温度提升到2000℃从而开创了高温化学这一新的研究领域。

2、获得荣誉

由于莫瓦桑在诸多领域的杰出贡献,他一生获得了很多荣誉。他曾经获得英国皇家学会的戴维奖、法国科学院的拉·卡泽奖、德国化学会颁发的霍夫曼奖。1906年莫瓦桑获得了诺贝尔化学奖。莫瓦桑病逝后,其独子死于第一次世界大战,他的遗产由巴黎药学院设立了两个奖学金,以莫瓦桑夫妇的名字分别命名为莫瓦桑化学奖和路更药学奖。 

3、亨利·莫瓦桑之系列故事

没能毕业的中学时代

亨利·莫瓦桑家境贫寒,自幼过着贫穷的生活。越是家境贫苦的孩子,越是有志气。莫瓦桑儿时最大的愿望就是上学,像其他孩子一样能背上书包走进学校,在课堂上认认真真地向老师学习。但是他太穷了,交不起学费,只能站在教室外面偷偷听课。他最受不了那些课堂上的学生对他的私下议论,那指指划划的神态,那小声的窃窃私语,都使他感到胸中好似压上了一块石头。为了学习他不得不忍下这一口气,等老师进了教室,关上门之后,他才慢慢地溜到教室外面,快下课时他又提前离去。就这样,他学到不少知识。


年轻时的莫瓦桑

上中学的时候,莫瓦桑遇到了一个很好的老师,这个老师叫查理?詹姆斯,是教数学的。他教学非常认真,总希望在他的学生中发现一个对数学有兴趣的学生。

一天,数学课后,学生们都争先恐后地跑到教室外面去玩了,莫瓦桑却静静地坐那里似乎在思考什么问题。“亨利,你在想什么问题吗?”“啊!老师,你看,这些题有点难,我不太会解。”莫瓦桑打开练习本,把题目展示在老师面前。

老师拿起练习本,看了看,他发现莫瓦桑做题所用的定理竟是课堂上还没有学习过的。“这是一个很好的孩子。”詹姆斯老师心里为之一振。“我这里还有一些很有趣的习题,你愿意做吗?不过可有点难啊!”老师抚摩着小莫瓦桑的头。

“当然想啦,很有趣吗?我不怕难题。”“那你就到我家里来吧。”

这样在课余的时间里,莫瓦桑就向詹姆斯教师学习数学。但是老师很快就发现,莫瓦桑最感兴趣的是化学和物理。老师的心里有点不快,不过老师还是很喜欢这个上进的孩子。应该尊重孩子的兴趣和爱好,老师还不时为莫瓦桑找来有关化学方面的参考书,满足他的需要。

但因为家境贫寒,莫瓦桑却无法继续在学校安心地上学了,他必须尽快地找一个工作,减轻父母的负担。

詹姆斯老师得知莫瓦桑的打算,感到十分婉惜,难道莫瓦桑要中途退学吗?

“你打算找什么样的工作?”詹姆斯老师问道。

“我看过许多有关化学的书,也许可以到药房去试一试。”莫瓦桑回答道。

“亨利,你听我说,你是一个有才华的孩子,你继续学下去一定会成为……”老师说不下去了。

就这样,莫瓦桑中学都没有毕业就走上了社会。  

就要死亡的人得救了

“救救我!救救我吧!”一个中年男子双手按着腹部,吃力地向巴黎的一家药房走来。他大口地喘着气,冷汗顺着面颊流下来,额头青筋暴起,难忍的痛苦使他眼斜鼻歪,神情十分吓人。他摇摇晃晃地向前迈了两步,便无力地倒在地上。

很快街上的人围了过来,药房的人也都放下手中的工作,出门察看发生了什么事情。老药剂师蹲下身,轻声地问道:“你哪里不舒服?”

“唉呀!肚子痛,痛死我了,我……我误食了砒霜,我中毒了。救救我吧!”中毒的中年男子有气无力地说着。

老药剂师摘下眼镜,望着蓝天,用手在胸前划了个十字,“天呐!”他看了一眼在地下抽搐的中毒者,“晚了,晚了。早一点来,或许……现在已经太晚了,谁也无能为力了。”老药剂师擦擦头上渗出的汗珠,脸色苍白,呆呆地站在一边。

“让我来看一看,也许还有救。”一个18岁左右的年青人从人群中挤出来。他是才到药房来做学徒的,人们都把目光集中到学徒身上。他,一个年青人有这么大本事吗?只见这个学徒转身走进药房,站在药橱前,先取下了一瓶吐酒石,这是能够引起呕吐的药品。然后又取下几瓶药,量好了药量,配制成解药,亲自把药喂到中毒者的口中。

服药后,中毒者的症状逐渐减轻,一个眼看就要死亡的人得救了。这件事很快就传遍整个巴黎。这个学徒就是后来成为著名化学家的亨利·莫瓦桑。

亨利·莫瓦桑用自学的知识,解救中毒者,一举闻名巴黎。  

科学博物馆里培育出来的天才

莫瓦桑不满足药店的工作,在那里他学到的知识太少了。他想到巴黎自然科学博物馆实验室工作,但未能如愿。1872年著名化学家艾得蒙?弗雷米的实验室招工,闻讯后,莫瓦桑赶去应试,弗雷米当场向莫瓦桑问了许多问题,这个小学徒工对答如流,结果,当场就被录用了。在弗雷米的实验室里,莫瓦桑学到了许多有关化学的知识。


亨利·莫瓦桑

1874年,莫瓦桑转入自然科学博物馆德埃朗教授的实验室。在自然科学博物馆里,经过德埃朗教授循循善诱的教导,莫瓦桑的学业有了很大的进步。他不仅取得中学毕业证书,还取得了自然科学学士的学位。

德埃朗教授还指导莫瓦桑进行一系列研究和实验活动,培养莫瓦桑对科学研究的兴趣。

1879年,莫瓦桑被任命为高等药学院实验室主任,同时被聘为农学院物理教研室助教。这时的莫瓦桑已放弃了当初想到化工企业去挣钱的想法。他在自然科学博物馆的5年里,不仅体会到科学发现的乐趣,还具有了比较系统的科学知识,掌握了进行科学实验的技能。他终于选择了从事科学研究工作的道路。

莫瓦桑首先选择的独立科研课题是继续他在博物馆实验室里对氧化铁的研究,很快,他获得了新的发现。不久,他又取得了从汞齐(即汞合金)制备铬、镍、锰、铁、钴等金属的研究成果。由于以上成就,巴黎大学授与莫瓦桑博士学位。

莫瓦桑多年来最感兴趣的课题是制取单质氟。如今他已有条件向这三目标奋飞了。

莫瓦桑认真总结了前人的经验教训,研究了几乎全部有关氟及化合物的著作。他想通过三氟化磷制取单质氟气,但没有成功。采用电解法从剧毒的三氟化砷电解氟的想法又因氟化砷不导电而告失败。

多次失败的打击并没有击垮他的意志,虽然实验室条件太差,他曾3次中毒,但他仍然毫不气馁,终于用电解法从加入氟化钾的氟化氢液体中得到单质氟。莫瓦桑的成就轰动了整个化学界。1892年和1893年,他又连续先后发明了高温电炉——莫氏炉和人造金刚石。由于莫瓦桑这些震惊世界的杰出成就,1906年,他获得了科学界的最高荣誉——诺贝尔化学奖。

莫瓦桑永远忘不了培养他的摇篮——科学博物馆。

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