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尤斯图斯·冯· 李比希 ,男爵(Justus von Liebig,1803年5月12日出生于德国达姆施塔特,1873年4月18日逝世于德国慕尼黑)是一位德国化学家,他最重要的贡献在于农业和生物化学,他创立了有机化学。因此被称为“化学之父”。作为大学教授他发明了现代面向实验室的教学方法,因为这一创新,他被誉为历史上最伟大的化学教育家之一。他发现了氮对于植物营养的重要性,因此也被称为“肥料工业之父”。

人物简介

李比希

李比希

德国著名的化学家、化学教育家李比希1803年5月12日生于德国达姆施塔特(Darnistadt)一个经营药物、染料及化学试剂的小商人家庭。儿童时代,李比希随父亲制造过家庭药物和涂料,后来又当过药剂师的徒弟。少年时代的李比希对当时德国学校正规化、公式化一套的陈旧教育感到乏味,但却酷爱阅读化学书籍和动手做化学试验。
他1873年4月18日卒于慕尼黑。他父亲是医药、染料、颜料和化学药品商人。李比希自幼就接触到化学实验。1818年曾当药剂师的学徒。
李比希

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1820年在波恩大学学习,了上大学他来到了波恩,进入埃尔兰根大学并于1822年取得博士学位。当时中欧处于反动时期,李比希由于持有自由派的观点并积极参与政治活动而被通缉。他不得不离开波恩到了巴黎,在那里得到德国科学界泰斗洪堡的帮助和推荐到盖吕萨克的实验室工作。1824年完成了一系列雷酸化合物的研究。此时韦勒正在研究氰化物。他们分别写的文章同时在盖吕萨克主编的杂志上发表,盖吕萨克指出这两类不同的化合物具有相同的分子式。这是化学家首次发现不同化合物具有同样的分子式,从此诞生了“同分异构体”这个名词。同时也以此为契机与韦勒成为终生不渝的密友。从这一年开始他在一个叫吉森的小城的大学里教书,开创性地建立了学生普通实验室。李比希以极大的热情投入了有机化学。

转学

李比希

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1822年获哲学博士学位。同年到巴黎,常听J.-L. 盖-吕萨克和P.-L.杜隆等化学家的讲演。不久就在盖-吕萨克的实验室中工作。1824年回到德国,任吉森大学化学教授,创立了吉森实验室。1852年李比希任慕尼黑大学教授。1840年当选为英国皇家学会会员。1842年荣誉当选为法国科学院院士。

贡献

他作过大量的有机化合物的准确分析,改进了有机分析的若干方法,定出大批化合物的化学式,发现了同分异构现象。他在化学上的重要贡献还有:1829年发现并分析马尿酸;1831年发现并制得氯仿和氯醛;1832年与F.维勒共同发现安息香基并提出基团理论,为有机结构理论的发展作出贡献;1839年提出多元酸理论。1840年以后的30年里,他转而研究生物化学和农业化学。他用实验方法证明:植物生长需要碳酸、氧化、硝酸以及钾、钠和铁的化合物等无机物;人和动物的排泄物只有转变为碳酸、氨和硝酸等才能被植物吸收。这些观点是近代农业化学的基础。他大力提倡用无机肥料来提高收成。他还认为动物的食物不但需要一定的数量,还需要各种不同的种类,或有机物或无机物,而且须有相当的比例。他又证明糖类可生成脂肪。还提出发酵作用的原理。李比希一生共发表了318篇化学和其他科学的论文。著有《有机物分析》、《生物化学》、《化学通信》、《化学研究》、《农业化学基础》、《关于近世农业之科学信件》等。他还和维勒合编了《纯粹与应用化学词典》。1831年创办《药物杂志》并任编辑,1840年后此杂志改名为《化学和药物杂志》,他和维勒同任编辑。
当时有机物的分析技术还相当落后,他改进并完善了由盖吕萨克和泰纳尔提出的有机物燃烧分析法,使之根据产生的二氧化碳和水的量能够精确的确定碳和氢的含量。后来杜马又发明测定有机氮的好方法,这样就形成了完整的有机分析体系。吉森这个小地方也成为当时世界的化学中心,对19世纪德国成为化学强国起着重要作用。1845年他被封为男爵,1852年后因健康恶化而退出教学工作,但仍然从事力所能及的研究工作。并开始对生物化学产生了兴趣,对生命的活力是由体内食物氧化产生的能量提供的观点之建立起了积极作用。然而对发酵过程的理解却和贝采利乌斯犯了同样的错误。在对农业化学方面,他也是成功和失败并存。首先他正确地指出:土地肥力丧失的主要原因是,植物消耗了土壤里的生命所必需的矿物成分,诸如钠、钙、磷等。他还是第一个主张用化肥代替天然肥料进行施肥的人。不过,他错误的认为植物所必需的氮是从大气中直接吸收的,所以在他的化肥配料表中没有加入氮化物。这一点后来被纠正了,从而使农业生产发生了巨大的飞跃。
李比希

李比希

李比希从巴黎回国担任了吉森大学的化学教授,立即着手实施一项前所未闻的计划,那就是改革德国的传统化学教育体制与教学方式,探索造就新一代化学家的方法。当时德国大学中的化学教育,通常是把化学知识混杂在自然哲学中讲授,而且没有专门的化学教学实验室,学生得不到实验操作的训练。李比希深知,作为一个真正的化学家仅有哲学思辨是不够的,化学知识只有从实验中获得。而这种实验训练在那时的德国大学中还得不到。于是李比希下决心借鉴国外化学实验室的经验,在吉森建立一个现代化的实验室,让一批又一批的青年人在那里得到训练,从中培养出一代化学家。吉森实验室是一座供化学教学使用的实验室,它向全体学生开放,并在化学实验过程的同时进行讲授。
李比希为实验室教学编制了一个全新的教学大纲,它规定:开始,学生在学习讲义的同时还要做实验,先使用已知化合物进行定性分析和定量分析,然后从天然物质中提纯和鉴定新化合物以及进行无机合成和有机合成;学完这一课程后,在导师指导下进行独立的研究作为毕业论文项目;最后通过鉴定获得博士学位。李比希这种让学生在实验室中从系统训练逐步转入独立研究的教学体制,在他之前并未被人们认识到,而它为近代化学教育体制奠定了基础。

教授生涯

李比希

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教授化学是要教授作为科学的化学,而决不是单纯地传授应用技术。对于只是抱着学习应用技术目的而来的学生,他是断然拒绝的;但对为了造福于人类而学习化学知识的学生,则始终是支持的。李比希本人就是这样的表率。他认为这个问题不能本末倒置。他谆谆告诫学生们,应当首先为祖国和追求真理而努力,然后其余的东西才归属于自己。

机构创建

化学教学大纲的编制和李比希热诚而严谨的治学,使得化学教育运动在德国比在其他任何地方以更大的势头和更深远的影响发展起来,从而吸引着四面八方的学生拥向吉森大学,聚集于李比希门下。在李比希的精心指导下,通过实验室中的系统训练培养出了一大批闻名于世的化学家。其中名列前茅的有为染料化学和染料工业奠定基础的霍夫曼、发现卤代烷和金属钠作用制备烃的武慈、提出苯环状结构学说为有机结构理论奠定坚实基础而被誉为“化学建筑师”的凯库勒,以及被门捷列夫誉为“俄国化学家之父”的沃斯克列先斯基等。值得指出的是这些学生还在本国仿效吉森的做法,建立了一批面向学生的教学实验室,使吉森的化学教育模式在全世界得到积极推广,培养出众多著名的化学家,并形成了吉森一李比希学派,为世界化学发展作出了巨大贡献。

化学大师

1803年5月12日,李比希生于德国的达姆斯塔特(Darnistadt)。
父亲是一个染料制造商,家中有许多化学药品。小小的李比希经常自己动手做化学实验,他对实验和观察有着浓厚的兴趣。他把父亲店铺后边的厨房改造成自己的实验室,在阁楼上,自己偷偷做雷酸汞盐的实验。有一次他在做雷酸汞的实验时。引起了爆炸,震动了整个楼房,屋顶的一角也被炸毁了,但他本人没有受伤。对于这件事,李比希的父亲并没有责备他,反而说他有胆量、有追求精神。每当李比希回忆往事时,他都深有感触他说:童年的化学实验,激发了他的想象力和对化学的热爱。

青年时代

不远千里到波恩求学,他的第一个老师是卡斯特纳。后来,李比希又转到埃尔兰根大学学习,并于1822年获博士学位,博士论文的题目是《论雷酸汞的成分》。获博士学位以后,他又到法国巴黎继续深造。经洪堡特(A。 Von Htmboldt,1769一1859)教授推荐,他进入了盖·吕萨克实验室进行研究工作。在1822一1824两年的研究中,在探索各种有机化合物的同时,他系统地研究了雷酸盐。找到了防止雷酸盐爆炸的填充剂,发现用烘焙过的苦土(MgO)与雷酸盐相混和,可以非常有效地防止雷酸盐爆炸。李比希在1823年6月23日向科学院报告了他的研究成果。当时,会议主持人洪堡特教授对李比希说:“您的研究不仅本身具有重要意义,更重要的是这一成果使人们感到,您是一位有杰出才干的人。”

回到德国

前期

担任了吉森(Giessen)大学编外教授,两年以后升为正式教授,当时他年仅22岁。
李比希在化学上建树极多,除雷酸盐的研究成果之外, 1829年发现了马尿酸,18N年合成了氯醛和氯仿,1832年和维勒鉴定出苯乙酰基:1834年提出乙醇、乙醚等,都可视为乙基的化合物,并命名了乙基(C2H5一)。

后期

李比希和法国化学家杜马合作,在1837年10月23日呈送法国科学院的论文中指出:“无机化学中的‘基’是简单的多有机化学中的‘基’是化合物,这是二者的不同点。但是,在无机化学和有机化学中,化学的规律是一样的。”1838年,李比希还给“基”下了如下的定义。
1.有机化学中的“基”是一系列化合物中不变的部分。
2.“基”在化合物中,可被元素置换。
3.置换“基”的元素,可以被其他元素所取代。

想法

一个原子团满足以上三个条件中的两条就可以称为“基”。从此,有机化学中“基”的概念就确定了。
1837年,李比希还提出了有关多元酸的理论,开展了对有机酸的研究,说明了酸和氢的内在联系。1839年,李比希研究了“发酵”和“腐败”问题,对“发酵”和“腐败”做了理论说明。同时,他还研究了尿酸的衍生物、生物碱、氨基酸、胱胺、肌酸等多种有机化合物的结构和性质。
李比希对化学教学一贯尽心竭力,自1824年回国后,他发现德国的化学教育落后于法国,许多德国大学没有化学教授,化学课由医学博士讲授。化学实验教学的条件就更差了,全国只有汤姆逊设立的一处实验室,一些著名化学家的实验室,都是私人性质的。只能接受一两名学生做专题研究。为了改变这种情况,李比希加强了对实验室建设和化学教学法的研究,使化学教学真正具备了实验科学的特色。他的努力得到了校方和国家的支持,经过两年努力,他在吉森大学建立了一个完善的实验教学系统,他的实验室可以同时容纳22名学生做实验,教室可以供120人听讲,讲台的两侧有各种实验设备和仪器,可以方便地为听讲人做各种演示实验。

实验

后来被称为“李比希实验室”,由于这一实验室培养出一大批第一流的化学人才,所以成了全世界化学化工工作者注目和向往的地方。李比希实验室科研和教学的风格,很快传遗了全世界。李比希还制造和改进了许多化学仪器,如有机分析燃烧仪。李比希冷凝球、玻璃冷凝管等等。这些仪器方便耐用,所以德国的仪器制造商纷纷大量仿制,向外国输出。
为了发展化学教学,李比希还用新的体系编制了化学教学大纲。他认为,化学不仅是一门实验科学,同时直接关系到国家的命运和人民的生活。所以他认为:“学习化学的真正中心,不在于讲课,而在于实际工作。”他要求他的学生既会定性分析,又会定量分析,然后自行制备各种有机化合物。这样就可以培养出较强的实际工作能力。
李比希一生为化学事业培养了一大批第一流的化学家,俄国的齐宁、法国的日拉尔、英国的威廉姆逊、德国的霍夫曼、凯库勒,此外象富兰克兰、武兹等,都是李比希的学生。
李比希对无机化学、有机化学、生物化学、农业化学都做出了卓越的贡献。他发明和改进了有机分析的方法,准确地分析过大量的有机化合物,合成过氯仿(CHC13)、三氯乙醛(CCl3CHO)和多种有机酸,他还曾与他人合作,提出了化合物基团的概念以及多元酸的理论。李比希开创了农业化学的研究提出植物需要氮、磷,钾等基本元素,研究了提高土壤肥力的问题,因此,他被农学界称为“农业化学之父”。

荣誉

1860年被选为巴伐利亚科学院院长,还曾被选为德国。法国、英国、俄国、瑞典等国家科学院的院士或名誉院士。
1873年4月18日,李比希患感冒逝于德国的慕尼黑。李比希作为科学巨人,名震欧洲。但是,科学真理是无情的,他不屈从于权力,也不依附名家的威望,他只偏爱实事求是的人。
在著名化学家波拉德发现元素溴的前四年,李比希曾试着把海藻烧成灰,用热水浸泡,再往里面通氯气。他发现,在残渣底部沉淀着一种棕红色的液体。他反复做了几次实验,都得到同样的结果。如果继续下去,以当时李比希的实验设备和实验技术,完全有条件从这瓶液体中发现新元素溴。但是,李比希根本就没有做认真的化学分析,只是想,这些东西是通了氯气得到的,说明海藻中的碘和氯起了化学反应,生成了氯化碘。于是他在瓶子上贴了一个标签,上面写着“氯化碘”,然后就把这瓶液体放在柜子里,一放就是四年。1826年8月14日,法国化学家波拉德宣布,发现了新元素溴这种元素性质介于氯和碘之间,这一发现,震惊了化学界。李比希看到了波拉德的报告以后,顿时想起四年前他放到柜子里的那瓶“氯化碘”,他赶紧翻箱倒柜,找出了那瓶棕色液体,认真地进行了化学分析,分析结果使他激动又痛心。原来,那瓶棕色液体不含有氯,也不含有碘,更不是他猜测的“氯化碘”,其成分正是波拉德发现的新元素溴。如果四年前李比希采取严格的科学态度,认真分析那瓶棕色液体,那么发现元素溴的不是波拉德,而将会是李比希。 李比希失之交臂,他懊悔极了,恨自己粗心大意,恨自己进行了大半辈子的化学研究,却缺乏严格的科学态度。他为了警诫自己,特别把那瓶棕色液体放在原来的柜子里,并把柜子搬到大厅中,在上面贴上一个工整的字条:“错误之柜”。而且,他还把瓶子上的标签揭了下来,用镜框装上,挂在床头,不但自己看,还给朋友们看。李比希接受教训后,善于在异常现象发现问题,又能通过实验找出解决问题的途径,所以成为化学史上的巨人。
李比希用“错误之柜”警惕自己,教育学生。李比希逝世后,学术界对他十分怀念。人们把吉森大学李比希工作过的地方,改为李比希纪念馆,把李比希看成有机化学、生物化学和农业化学的开路人。
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