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人工肥料的诞生氨气的合成

时间:2022-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:在人工合成肥料的探索之路上,许多科学家作出了贡献,其中,贡献最大的就是德国化学家哈柏。哈柏一生致力于化学平衡及气体反应等方面的研究,其中最杰出的成就是探索出来了有价值的合成氨法。目前,工业上生产氨气的方法几乎全部采用氢氮直接合成法,但“合成氨”的名称一直沿用至今。由于这一卓越贡献,哈柏荣获了1918年诺贝尔化学奖。

众所周知,农作物只有在肥料的作用下才能够茁壮成长,并且获得较高的产量。在人工合成肥料的探索之路上,许多科学家作出了贡献,其中,贡献最大的就是德国化学家哈柏。

1868年12月9日,哈柏出生在德国布雷斯劳一个犹太家庭。他的家境很富裕,从小他就受到良好的教育。哈柏先后在卡尔斯鲁厄工业大学、柏林大学和海德堡大学求学。获得博士学位后,哈柏曾在耶纳尔大学、卡尔斯鲁厄工业大学、柏林大学任教,并担任威廉物理化学及电化学研究所所长。

哈柏

哈柏一生致力于化学平衡及气体反应等方面的研究,其中最杰出的成就是探索出来了有价值的合成氨法。他以过渡金属锇为催化剂,将未反应的气体原料循环利用,得到了浓度为6%的氨气,这种方法被称为“哈柏法”。后来,这种方法经博许发展成为工业化生产方法,世称“哈柏—博许”。为了与其他制备氨气的方法相区别,人们将这种直接合成的产物称为“合成氨”。目前,工业上生产氨气的方法几乎全部采用氢氮直接合成法,但“合成氨”的名称一直沿用至今。

在合成氨气后,哈柏并没有停滞不前,他又提高了转化率,成功地解决了氨气的实际投产的问题。他所发明的这一流程立即被德国巴登苯胺纯碱公司接受和采用。1913年世界上第一座合成氨工厂建成投产了,产量很快达到日产30吨的水平,极大地缓解了现代社会粮食紧张的问题。由于这一卓越贡献,哈柏荣获了1918年诺贝尔化学奖。

氨气可以作为制备氮肥的原料。

在科学史上,哈柏是一位颇受争议的科学家。就他的科学成就而言,他是当之无愧的一流化学家,但是他曾把自己的聪明才智用到侵略战争的军事用途上,这一点遭到了科学界的一致谴责。后来,哈柏意识到了自己的严重错误,重新将全部精力投入到了科学研究中,并致力于加强各国科研机构的友好往来,最终得到了科学界的谅解。1934年1月29日,哈柏在途经瑞士巴塞尔城时,因心脏病发作死于途中。

学海拾贝

在地理上,哈柏也有一个重要的贡献。他通过大量研究,向世人宣布了大西洋底的中部,从南到北,有一条上万千米长的巨龙似的山脉。这条巨型海底山脉就是被后人称为“洋中脊”的海底构造。

如今,氨气在工农业生产中发挥着至关重要的作用。氨气不但可以直接作为肥料,而且农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、硫酸铵、氯化铵以及各种含氮混合肥和复合肥都是以氨气作为原料的。氨气在工业上主要用来制造炸药和各种化学纤维塑料,在冶金行业中用来提炼矿石中的铜、镍等金属,在医药行业用做生产磺胺类药物、维生素、蛋氨酸和其他氨基酸等。

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