尤斯图斯·冯·李比希(Justus von Liebig,1803年5月12日-1873年4月18日)是一位 德国 化学家,出生于德国 达姆施塔特 ,逝世于德国 慕尼黑 。他最重要的贡献在于农业和 生物化学 ,创立了有机化学。李比希作为大学教授,发明了现代面向实验室的教学方法,因此被誉为历史上最伟大的 化学 教育家 之一。
李比希认识到植物以盐的形式吸收 无机化合物 养分,通过他的研究,创立了现代矿物肥料的开端。 他还发现了氮对于植物营养的重要性,因此被称为“肥料工业之父”。 他开发了牛肉提取物制造工艺和现代分析方法,创立了《利比希化学纪事》杂志。 1831年,他与另外两名研究人员共同发现了麻醉剂 三氯甲烷 。
人物简介
德国 著名的化学家、化学教育家李比希1803年5月12日生于德国达姆斯塔特(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。
1820年在 波恩 大学学习,上了大学他来到了波恩,进入 埃尔朗根 大学并于1822年取得博士学位。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 约瑟夫·路易·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。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。1840年当选为 伦敦皇家自然知识促进学会 会员。1842年荣誉当选为法国科学院院士。1852年李比希任 慕尼黑 大学教授。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 亚历山大·冯·洪堡 的帮助和推荐到 约瑟夫·路易·盖-吕萨克 的实验室工作。
1873年4月18日卒于慕尼黑。
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 三氯甲烷 和 三氯乙醛 ;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 、氨、 氧化镁 、磷、 硝酸 以及钾、钠和铁的化合物等 无机化合物 ;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 有机化合物 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 弗里德里希·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 约瑟夫·路易·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 永斯·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
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 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 弗里德利希·凯库勒 ,以及被 德米特里·门捷列夫 誉为“ 俄罗斯 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 (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 氧化镁 ( 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 威廉·冯·洪堡 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 三氯乙醛 和 三氯甲烷 ,1832年和 弗里德里希·维勒 鉴定苯 乙酰 :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。
荣誉
1860年被选为 巴伐利亚州 科学院院长,还曾被选为 德国 。 法国 、 英国 、 俄罗斯 、 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 巴拉尔 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 。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。
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, 俄罗斯 的 齐宁 、 法国 的日拉尔、 英国 的威廉姆逊、 德国 的 霍夫曼 、 弗里德利希·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 三氯甲烷 (CHCl3)、 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”。