羅怕特·威廉·本生 - 本生簡歷
本生1812年出生于德國的格丁根,是四個兄弟中最年輕的一個。中學(xué)畢業(yè)后在格丁根大學(xué)讀化學(xué)。19歲獲得博士學(xué)位,從1830年到1833年他周游西歐。在這段時間里他在吉森結(jié)識了弗里德里!べM迪南·龍格和尤斯圖斯·馮·李比希,在波恩結(jié)識了亞歷山大·米切利希。哥廷根
回到德國后他在哥廷根大學(xué)任教,他開始試驗研究砷酸的金屬鹽的可溶性。他的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了至今仍在使用的用氫氧化鐵作為砷中毒的解毒藥的辦法。
卡塞爾
1836年本生繼弗里德里!ぞS勒赴卡塞爾,他在那里任教兩年后赴馬爾堡大學(xué)聘請任教。他的工作為他很快帶來了新的名聲,但他自己幾乎死于砷中毒。在一次試驗中一個試驗瓶爆裂,一塊玻璃屑飛入他的一個眼珠,導(dǎo)致他一眼失明。1841年本生發(fā)明了碳電極。這樣的碳電極可以在威廉·羅泊特·格魯夫發(fā)明的電池中取代昂貴的鉑電極。
海德堡
1852年本生赴海德堡繼任列奧波德·格麥林的教授位。他使用硝酸成功地利用電解的方法獲得了純的金屬如鉻、鎂、鋁、錳、鈉、鋇、鈣和鋰。他與亨利·羅斯科合作多年來研究使用氫和氯來制作鹽酸的問題。
1859年本生中斷了與羅斯科的合作開始與古斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫研究加熱的金屬的放射光譜。通過光譜分析人們可以在火焰中觀測化學(xué)物質(zhì)的典型的譜線。為此本生完善了專門的法拉第發(fā)明的汽燈,后來這種汽燈被稱為本生燈。
1860年/61年本生和基爾霍夫在一個泉水中發(fā)現(xiàn)了銫和銣。通過他們的研究人們才能夠解釋太陽光譜中的夫瑯和費線,這是現(xiàn)代天文學(xué)的一個重要基礎(chǔ)。
2004年本生的助手為他做試驗和教課寫下的筆記被發(fā)現(xiàn),那位助手的一個后代(現(xiàn)在加利福尼亞州任教授)將這些筆記送給了海德堡大學(xué)。
晚年
本生78歲退休后開始研究他一直作為愛好的地理學(xué)。1899年在德國海德堡逝世。
羅怕特·威廉·本生 - 生平事跡
本生獲博士學(xué)位以后,因出色的研究工作,得到了一筆補助金,固而使他有可能在1830一1833年步行到歐洲各地游學(xué),他到過法、奧、瑞士等國,遍訪化工廠、礦產(chǎn)地和知名實驗室,結(jié)識了許多知名科學(xué)家。這次游學(xué),對他以后的學(xué)術(shù)研究有很大幫助。1833年,本生游學(xué)結(jié)束,先后擔(dān)任了哥廷根大學(xué)等學(xué)校的教師,1843年到布勒斯勞任化學(xué)教授,在這里,他結(jié)識了物理學(xué)家基爾霍夫,此后,二人長期合作研究光譜學(xué)。1852年,本生在海德堡任教授,一直從事化學(xué)教學(xué)和研究。 在長期的教學(xué)生涯中,本生講授《普通實驗化學(xué)》課程,為學(xué)生做了許多出色的演示實驗,課堂上在自己研制的煤氣燈上,他用玻璃管很快就可以制作出所需的儀器,他的這種高超的技巧使他的學(xué)生們非常佩服。他研制的實驗煤氣燈,后來被稱為本生燈,一直到現(xiàn)在,許多化學(xué)實驗室,人們還使用這種燈。此外,他還制成了本生電池、水量熱計、蒸氣量熱計、濾泵和熱電堆等實驗儀器。
本生對科學(xué)有著廣泛的興趣,他早期研究過有機化學(xué),但過一段時間后,又去專攻無機化學(xué)。他一生做的最重要的工作是進行無機分析,他曾分析和鑒定過上千種無機物質(zhì),發(fā)展了無機分析和測量技術(shù)。
1834年,本生系統(tǒng)地研究了砷酸鹽和亞砷酸鹽,他發(fā)現(xiàn)水合三氧化二鐵可以用來作砷中毒的解毒劑,認(rèn)為三氧化二鐵可以與砷結(jié)合成亞砷酸鐵,形成既不溶于水也不溶于體液的化合物,他的這一發(fā)現(xiàn),”至今還有使用價值。
1835一1836年,本生研究了一系列的氰化物,指出亞鐵氰化銨、亞鐵氰化鉀是相同晶型的,還發(fā)現(xiàn)了亞鐵氰化銨和氯化銨的復(fù)鹽。在有機化學(xué)領(lǐng)域,本生研究過二甲砷基化合物,指出二甲砷基是一種含砷的有機化合物。他在1837一1842年間,圍繞這一課題,發(fā)表了五篇論文。但在1843年,在做二甲砷氰化物的研究時,實驗裝置發(fā)生了爆炸,炸瞎了他的右眼。
羅怕特·威廉·本生 - 科學(xué)研究
第一個二甲砷基化合物是1760年卡代首先制出的,他把等重量的醋酸鉀和氧化砷混和物攪拌蒸餾,得到了一種褐色的稠狀物,此物易發(fā)煙而有惡臭,但當(dāng)時人們不知道它的組分。為了解答這個問題,本生對這種物質(zhì)進行了深入研究,經(jīng)一系列實驗,從中離析出二甲砷基氧(C4H12As2O)。此外,本生還詳細地研究了二甲砷基的衍生物,獲得了氯、碘、氟等元素的二甲砷基化合物,并用蒸氣密度的方法測定了這些物質(zhì)的分子量,從而得出它們的化學(xué)式。他經(jīng)過研究指出,只須研究一下這類化合物,我們就可從中找出一個不變的組分,它可以用C4H12As2O來表示。構(gòu)成這個組分的元素,彼此以很強的親合力化合鄉(xiāng)在與其他元素化合或分解對,它保持不變,這就是一個有機化合物的基。
1853年,本生在講學(xué)時指出,二甲砷基的基,應(yīng)當(dāng)寫成As( CH3)2,因為它存在著兩個甲基,這種寫法已接近了現(xiàn)代的形式。他甚至還指出,自由二甲砷基的結(jié)構(gòu)式應(yīng)為As2( CH3)4。到1858年,本生已正確地提出了幾乎所有二甲砷基化合物,他的這些研究,為有機結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展,提供了堅實的實驗基礎(chǔ)。本生還從熔融的氯化物中制出了金屬鈉和鋁,用電解法制出了鋰、鋇、鈣、鐳。他甚至提煉出鈰、鑭等稀土元素,并精確地用自制儀器測定了這些金屬的比熱。
1852年到1862年約10年間入本生與羅斯合作研究光化學(xué)。他采用等體積的氫和氯在光熾下進行反應(yīng)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn),光照射化學(xué)物質(zhì)使之產(chǎn)生反應(yīng)的情況,與光的波長有關(guān)。如單獨照射預(yù)先放人反應(yīng)器中的氯氣。不會改變其反應(yīng)的誘導(dǎo)期,當(dāng)溫度在18°C一26°C時,反應(yīng)只有極小的進展,但如果有氧存在。則氧顯示出明顯的催化作用。本生和羅斯通過研究,還估計出太陽的輻射能、指出太陽在一分鐘內(nèi)輻射出的光能,等于25X1021立方米的氫氣和氯氣混和轉(zhuǎn)化為氯化氫所需要的能量。
本生燈
本生燈的發(fā)明是在1855年,是在本生來到海德堡不久,當(dāng)時海德堡大學(xué)正在新建化學(xué)實驗室。在此以前,這座城市已經(jīng)開始供應(yīng)煤氣,本生感到很幸運,于是就開始考慮在新建的實驗室里能夠用上合適的煤氣燈的問題。這種燈應(yīng)該具有小型、簡便、溫度高、火焰無色無光等優(yōu)點,而且當(dāng)煤氣量大時火焰不跳動,量少時又不熄滅,火焰沒有縮回倒燃的危險。應(yīng)當(dāng)努力滿足這些條件。在經(jīng)過多次失敗之后,終于制出了像現(xiàn)在使用那樣的煤氣燈,F(xiàn)在我們都很習(xí)慣了,似乎忘記了它的來之不易。在實驗室工作的人們應(yīng)當(dāng)時常把它拆解開,仔細檢點,對其發(fā)明者應(yīng)該表示敬意。本生燈像是由本生新鍛造出來的一把名劍,佩帶著它的名將將會有更為驚人之藝,在戰(zhàn)斗中將能建立更多的功勛。
本生進一步對這種燈的火焰結(jié)構(gòu)和各部位的性質(zhì),進行了分析和研究,測定了它的溫度(最高達2300度),并對各部位的用途做出了說明。自從貝采里烏斯以來,一直被認(rèn)為是化學(xué)分析上重要器具之一的吹管,可以認(rèn)為是已經(jīng)被淘汰了。因為利用這種本生燈能夠輕易地得到氧化焰或還原焰。另外,用這種煤氣燈可以測定各種金屬或鹽類的熔點和揮發(fā)速度。而且如果把不揮發(fā)性的耐熱物質(zhì)在火焰的高溫部位進行強熱時則能得到強光。由此,人們能夠開始預(yù)測到照明工業(yè)將會出現(xiàn)一個巨大發(fā)展。
本生燈的溫度可達230O°C,且沒有顏色,正因為這一點人使他發(fā)現(xiàn)了各種化學(xué)物質(zhì)的顏色反應(yīng)。不同成分的化學(xué)物質(zhì),在本生燈上的燒時,出現(xiàn)不同的焰色,這一點引起他極大的注意,成了他以后建立光譜分析的機遇。本生在他發(fā)明的燈上的燒過各種化學(xué)物質(zhì),他發(fā)現(xiàn),鉀鹽的 燒時為紫色,鈉鹽黃色,鋸鹽洋紅色,鋇鹽黃綠色,銅鹽藍綠色。起初,他認(rèn)為,他的發(fā)現(xiàn)會使化學(xué)分析極為簡單,只要辨別一下它們的燒時的焰色,就可以定性地知道其化學(xué)成分。但后來研究發(fā)現(xiàn),事情絕不那樣簡單,因為在復(fù)雜物質(zhì)中,各種顏色互相掩蓋,使人無法辨別,特別是鈉的黃色,幾乎把所有物質(zhì)的焰色都掩蓋了。本生又試著用濾光鏡把各種顏色分開,效果比單純用肉眼觀察好一些,但仍不理想。
1859年,本生和物理學(xué)家基爾霍未開始共同探索通過辨別焰色進行化學(xué)分析的方法。他們決定,制造一架能辨別光譜的儀器。他們把一架直筒望遠鏡和三棱鏡連在一起,設(shè)法讓光線通過狹縫進入三棱鏡分光。這就是第一臺光譜分析儀!肮庾V儀”安裝好以后,他們就合作系統(tǒng)地分析各種物質(zhì),本生在接物鏡一邊的燒各種化學(xué)物質(zhì),基爾霍夫在接目鏡一邊進行觀察、鑒別和記錄。他們發(fā)現(xiàn)用這種方法可以準(zhǔn)確地鑒別出各種物質(zhì)的成分。1860年5月10日,本生和基爾霍夫用他們創(chuàng)立的光譜分析方法,在狄克海姆礦泉水中,發(fā)現(xiàn)了新元素銫;1861年2月23日,他們在分析云母礦時,又發(fā)現(xiàn)了新元素銣。此后,光譜分析法被廣泛采用。1861年,英國化學(xué)家克魯克斯用光譜法發(fā)現(xiàn)了鉈;1863年德國化學(xué)家賴希和李希特也是用光譜法發(fā)現(xiàn)了新元素銦,以后又發(fā)現(xiàn)了鎵、鈧、鍺等。本生在化學(xué)上建樹極多。他研究過火山、氣體,制作過本生電池和鎂照明材料,1853年,他發(fā)明了利用硫酸對游離碘作容量分析的方法:1868年,他創(chuàng)造了用革取的辦法分離鈀、銠、釕、銥的方法。此外,他還在1875年,對稀土元素階光譜作了統(tǒng)一研究和描述。晚年,他還制造了一架蒸氣量熱器,用來測定某些物質(zhì)的比熱。
最令人驚奇的是,本生和基爾霍夫創(chuàng)造的方法,可以研究太陽及其他恒星的化學(xué)成分,為以后天體化學(xué)的研究打下了堅實的基礎(chǔ)。本生一生獲得過許多榮譽。1842年,他被選為倫敦化學(xué)會的外國會員,1853年擔(dān)任德國科學(xué)院的通訊院士;18842年,被法國科學(xué)院聘為外國會員;1860年,英國皇家學(xué)會授予他榮譽獎?wù)拢?877年,本生和基爾霍夫共同獲得了戴維獎:1890年,本生獲得了英國工藝學(xué)會的何爾伯獎。本生對榮譽、勛章、獎?wù)潞艿,他對他的學(xué)生和朋友說:“這些榮譽和獎?wù)碌膬r值,全在于它們能使我的母親感到高興,可惜,她已經(jīng)不在人世了!北旧幌矚g政治性的社交,尤其不樂于和顯貴們交往,他認(rèn)為那是浪費時間,1886年,海德爾堡大學(xué)舉行建校五百周年慶祝活動時,請了許多顯貴參加紀(jì)念大會,校長和顯貴們紛紛致詞,許多人對本生的事業(yè)進行了贊揚,但本生卻睡著了,學(xué)生的活動驚醒了他,他說他夢見一試管掉在地上了。 電解制法
本生研究金屬的電解制法。經(jīng)過多次反復(fù),最后找到的方法是先把金屬的氯化物熔化后再進行電解。開始時是由氯化鎂制鎂(1852年),接著連續(xù)地制出了鋁、鈉、鈣、鋇、鋰、鉻和錳等。這些金屬之中,有的是本生初次分離出來的(如鋰等),但多數(shù)是戴維或維勒用過去的方法制出過的。不過,以前的舊方法,就其數(shù)量來說不但不能滿足工業(yè)上的需要,就連實驗室研究的用量也難以滿足。所以,本生提出的新方法確有劃時代的意義。同時,這些金屬的珍貴性質(zhì)也一個接著一個地被人們所掌握了。
最使本生發(fā)生興趣的是鎂。它在燃燒時能發(fā)出美麗的強光。能夠應(yīng)用在信號或照明等其它方面。另外,由于這種光富有化學(xué)作用,也能應(yīng)用于照像攝影或光線的化學(xué)作用的研究上。本生就在這個問題上同他的學(xué)生羅斯科合作,開始了光化學(xué)的研究。
他應(yīng)用電解金屬化合物的方法,以后又分離出來很多珍貴的金屬,如銫、銣、鈰、鑭、釹、鐠(Didymium)和銦等。測定這些元素原子量的最簡便方法,是根據(jù)杜隆—培蒂原理從比熱值進行計算。但是由于它們都是稀有金屬,分析的試樣都是極其微量的,如果用過去的方法來測它們的比熱將有困難,所以本生就用獨創(chuàng)的熱量計來解決,也就是所說的冰熱量計(1870年)。這種簡便裝置可以先用它稱量出冰溶解時的重量,然后再根據(jù)冰的溶解熱就可算出熱量。以后,本生又制出了蒸氣熱量計(1887年),測定了鉑、玻璃和水的比熱。這是他這位將近80歲的老化學(xué)家所顯示出的壯年氣概的實驗。
此外,當(dāng)把本生電池的電流通入量氣管中時可迸發(fā)出火花。這項實驗時常應(yīng)用在氣體分析上,以后又用在稀土類金屬元素的光譜分析研究上,并起了很大作用。
本生電池
本生電池是本生在30歲那年,也就是1841年發(fā)明的。從此便開始了一聯(lián)串的大發(fā)現(xiàn)和重要研究。本生電池只是把過去的格羅夫電池的白金陽極改為碳(陰極是用鋅),優(yōu)點是長期電力不減弱,并且經(jīng)濟上便宜。在其它的新電池發(fā)明以前,這是最《地球化學(xué)》。
本生使用這種電池進行了水的電解,測定了鋅和水的化學(xué)當(dāng)量,證實了法拉第定理,又根據(jù)水的電解發(fā)明了電量計。
本生把許多電池接在一起形成高壓電流后,通入弧光燈時則生成耀眼的強光(1843年)。實際上,把電應(yīng)用在照明上確有實際效果的實驗,就是從這開始的。
根據(jù)檢查弧光燈亮度的需要,本生又創(chuàng)制了光度計(1844年)。其實只是在紙面上滴些油的十分簡單的儀器,但是當(dāng)皇太子弗里德里希親王看后卻驚嘆的說:“這真使人大吃一驚,油也成為了不起的東西了!
羅怕特·威廉·本生 - 淡漠榮譽
本生在化學(xué)上建樹極多。他還研究過火山、氣體,制作過本生電池和鎂照明材料;1853年,他發(fā)明了利用硫酸對游離碘作容量分析的方法;1868年,他創(chuàng)造了用萃取的辦法分離鈀、銠、釕、銥的方法。此外,他還在1875年,對稀土元素階光譜作了統(tǒng)一研究和描述。晚年,他還制造了一架蒸氣量熱器,用來測定某些物質(zhì)的比熱。本生一生獲得過許多榮譽。1842年,他被選為倫敦化學(xué)會的外國會員;1853年,擔(dān)任德國科學(xué)院的通訊院士;1842年,被法國科學(xué)院聘為外國會員;1860年,英國皇家學(xué)會授予他榮譽獎?wù)拢?877年,本生和基爾霍夫共同獲得了戴維獎:1890年,本生獲得了英國工藝學(xué)會的何爾伯獎。本生對榮譽、勛章、獎?wù)潞艿,他對他的學(xué)生和朋友說:“這些榮譽和獎?wù)碌膬r值,全在于它們能使我的母親感到高興,可惜,她已經(jīng)不在人世了。”
本生不喜歡政治性的社交,尤其不樂于和顯貴們交往,他認(rèn)為那是浪費時間。1886年,海德爾堡大學(xué)舉行建校五百周年慶;顒訒r,請了許多顯貴參加紀(jì)念大會。校長和顯貴們紛紛致詞,許多人對本生的事業(yè)進行了贊揚,但本生卻睡著了。學(xué)生的活動驚醒了他,他說他夢見一試管掉在地上了。
本生為了事業(yè),終生未娶,有人曾給他介紹女友,他一次也沒主動去追求。學(xué)生們問他為什么不結(jié)婚,他都是說:“我總是沒有功夫。”本生70歲時,給他的好友寫信說:“垂暮之年,來日不多,回憶過去的歡樂,其中最使我快樂的是我們共同進行的研究工作。”本生為了事業(yè),終生未娶,有人曾給他介紹女友,他一次也沒主動去追求,學(xué)生們問他為什么不結(jié)婚,他都是說:“我總是沒有功夫!
1899年8月16日,本生與世長辭,享年88歲。本生是在化學(xué)史上具有劃時代意義的少數(shù)化學(xué)家之一,他和基爾霍夫發(fā)明的光譜分析法,被稱為“化學(xué)家的神奇眼睛”。
羅怕特·威廉·本生 - 突出貢獻
本生是一個不太重視理論的技藝高超的實驗家。他在55年的教學(xué)和研究生涯中取得多方面的成就。1837年研究有機砷化合物,證實新鮮氫氧化鐵可解砷毒;1846年制定了氣體分析的準(zhǔn)確方法;還發(fā)展了碘定量法;發(fā)現(xiàn)了鐵氰化銨和氯化銨的復(fù)鹽;測定了鐵氰化銨和鐵氰化鉀的組成和結(jié)晶;由鈉和鋁的熔融氯化物制備出鈉和鋁;研制出分離鈀、銥、釕和銠的方法;用電解法制備鎂和鈰等。本生最突出的貢獻是光譜學(xué)。1859年同基爾霍夫一起研究光譜學(xué),發(fā)現(xiàn)每種元素都有其特征發(fā)射光譜,從而發(fā)明了光譜分析法,并于1860-1861年從礦泉水中先后發(fā)現(xiàn)了銫和銣兩種元素。主要著作有:《氣體測量方法》、《光譜化學(xué)分析》、《火焰反應(yīng)》等。他發(fā)明了許多化學(xué)儀器,如本生電池、油斑光度計、本生燈、吸收比色計、濾泵、冰量熱計等。
本生是在化學(xué)史上具有劃時代意義的少數(shù)化學(xué)家之一,他和基爾霍夫發(fā)明的光譜分析法,被稱為“化學(xué)家的神奇眼睛”。
羅怕特·威廉·本生 - 相關(guān)詞條
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羅怕特·威廉·本生 - 參考資料
1.http://www.3320.net/blib/c/read/9/4411/8981.htm
2.http://huaxue.rcjy.com.cn/shenghuo/ShowClass.asp?ClassID=30&page=1
3.http://sce.scnu.edu.cn/webcai/history/index/name/bensbiography.html