- 自然科學名家名作中的為什么
- 隋國慶
- 2112字
- 2019-01-03 23:45:47
鋁的發明權應歸屬于誰?
金屬鋁是德國化學家維勒于1827年首先提煉出來的。鋁在現代生活中是僅次于鐵的重要金屬材料,它的發現具有重大意義。
16世紀時,德國的醫學、自然科學史家帕拉塞爾沙斯經過反復實驗證實:礬土中有一種還不知道名字的金屬氧化物。
1754年,德國化學家馬格拉斯分離了這種礬土,得到了這種金屬氧化物,它就是氧化鋁。
1807年,英國化學家戴維用電解法發現了鈉和鉀。繼而他又想用同樣的方法從氧化鋁中分解出鋁,但沒有成功。
幾年后,瑞典化學家伯齊利厄斯又進行了類似戴維的實驗,還是以失敗告終。
難道就沒有一點辦法了嗎?
1852年,丹麥一家不出名的化學雜志上發表了一篇物理和化學家兼醫師的厄斯泰德的論文。他用一種奇特的方法提煉出一塊金屬,顏色和光澤看起來像錫,這種金屬后來被證實為鋁??上щs志不出名,科學界沒有注意,發明者忙于研究電磁現象,也不重視。
1827年的一天,丹麥首都哥本哈根城厄斯泰德的住宅來了一位陌生的年輕人,年輕人向主人遞上名片,主人不禁一驚,這人竟是大名鼎鼎的德國化學家維勒。
“先生,我是從這本雜志上看到您的論文后,從德國專程趕來向您求教的。您得到的那種外表像錫的金屬據我猜測就是金屬鋁,我將協助您將這一實驗繼續下去?!本S勒很謙虛地說。
厄斯泰德很佩服這位年輕人,對他虛心學習的精神非常感動,很誠懇地說:“提煉這種金屬的實驗我目前不打算繼續下去,我正在忙于研究電磁現象,如果你有興趣,我將盡力幫助你,把我所整理的資料全部送給你?!?/p>
維勒,這位年輕的大學者感動得不知如何是好。
維勒一回到德國,立即著手鋁的提煉。他首先重復厄斯泰德的實驗,把黏土和木炭粉混合在一個容器中加熱,當燒到紅熱時通入氯氣,便有無水氯化鋁生成。把干燥、過量的無水氯化鋁與含1.5%金屬鉀的汞齊混在一起,加熱到紅熾,氯化鋁被分解,生成了鋁汞齊,汞揮發了,得到與厄斯泰德敘述一樣的金屬。
在實驗過程中,維勒觀察到鉀汞齊與氯化鋁作用后,生成的灰色熔塊在加熱后即部分氣化,放出鉀蒸汽和綠色煙霧。他想:這定是因為反應不充分,還有鉀、氯化鋁的殘余和其他雜質。氯化鋁的不純是得不到純凈鋁的原因。
怎么辦呢?維勒首先改進了制取原料的方法,用過量的熱碳酸鉀溶液加到沸熱的明礬溶液中,將得到的氫氧化鋁沉淀洗滌干燥后,再與木炭、糖和油脂等調成糊狀,放在密閉的坩堝中加熱,得到氧化鋁與炭的均勻致密的黑色混合物,將這種混合物加熱到紅熾,再通入干燥的氯氣,便蒸餾出純凈的氯化鋁。
維勒把純凈的無水氯化鋁與鉀放入坩堝中混合好,再把坩堝蓋緊緊縛住,開始以文火促其反應,不久坩堝便呈白熱化。待反應停止,坩堝冷卻后,把坩堝投在冷水中,這時有金屬鋁的灰色粉末分離出來。
1827年末,維勒發表文章介紹了自己提煉這種新金屬的方法,立即得到科學界的公認,他成為世界上第一個制取金屬鋁的人。
維勒制得的鋁分量極少,呈顆粒狀,大小沒有超過一個針頭,他辛辛苦苦工作了18個春秋,才提煉出一塊致密的鋁塊,而且還是含有鉀。鋁、鉑的氯化物。
1854年,擔任培松贊大學教授兼教務長的法國化學家亨利·德維爾,用鋼與無水氯化鋁反應,得到閃耀著金屬光澤的美麗小鋁球。德維爾高興異常,稱它為“來自黏土的白銀”。
1855年,他用這種方法制得了鋁板和鋁錠,在巴黎舉辦的世界博覽會上展出,轟動了世界。自此,他便開始研究工業化產鋁方法。
德維爾得到了拿破侖三世的支持,在耶維爾進行大規模的試驗,先從礦石中提取氧化鋁,再把它與木炭和食鹽混合,并在加熱條件下讓該混合物與干燥的氯氣反應,生成氯化鋁鈉,這種復鹽與過量金屬鈉共熱熔化,就得到了成錠的金屬鋁。
德維爾第一個制得了純凈的鋁,并使鋁的生產實現工業化,他成了一個了不起的人,但更了不起的是他與維勒的友誼。
當時,許多人見到德維爾制得了大量的純鋁,便對德維爾說:“你制的鋁才是真正的鋁,維勒所制的那個鋁算什么,雜質那么多?!薄澳愕戮S爾才堪稱是鋁的發明人。”“你應聲明:你才是世界上第一個制得金屬鋁的人。”……德維爾對這些話付之一笑。
他用一塊金屬鋁鑄成一枚紀念章,在上面恭恭敬敬地刻上了“F·維勒”和“1827”贈給了維勒,并宣布:“我始終承認維勒是世界上第一個制得鋁的人?!边@是一種多么高尚的品格??!德維爾雖然使鋁的生產實現了工業化,使鋁變成了商品,但由于造價太高,價格昂貴,鋁一時十分高貴,為群金之首。
1886年2月23日,年僅21歲的青年化學家豪爾,欣喜若狂地手握銀光閃閃的鋁球,跑進了他的老師——維勒的學生、美國俄柏林學院化學教授裘埃特的房間,報告他電解制鋁成功的消息。
這位風華正茂、才華橫溢的學生,用鐵鋁礦石做原料,把它溶在熔融的冰晶石中,又往熔鹽中加入氯化鈣,以進一步降低熔點,在他設備簡單的實驗室中,用自制的電流進行電解,制得了鋁。
幾乎在同時,與豪爾同齡的法國桑特——巴比學院的學生、年輕的化學家埃羅在電解冰晶石時,發現電解槽中的鐵陰極忽然熔化了,當時熔鹽的溫度是不能把鐵熔化的,他斷定鐵變成了某種合金。幾天后,他把氯化鋁鈉加到電解槽中,以求降低溫度,又發現碳陽極被腐蝕了。根據這一現象,他斷定是氯化鋁鈉吸收了潮濕的空氣,生成了氧化鋁,氧化鋁被電解析出了氧。于是,他也創立了氧化鋁冰晶石電解的工藝。這套新工藝大大降低了煉鋁的成本,使得鋁被大量生產應用。