合成氨、化学武器和哈伯 - 江苏省淮安工业中等专业学校

合成氨、化学武器和哈伯
2005/12/2 　　网管中心　　　关注度:1356
合成氨、化学武器和哈伯
在化学发展史上，有一位化学家，虽早已长眠地下，却曾给世人留下过关于他的功过是非的激烈争论。他就是本世纪初世界闻名的德国物理化学家、合成氨的发明者弗里茨·哈伯（Fritz Haber）。
　赞扬哈伯的人说：他是天使，为人类带来丰收和喜悦，是用空气制造面包的圣人；诅咒他的人说：他是魔鬼，给人类带来灾难、痛苦和死亡，针锋相对、截然不同的评价，同指一人而言，令人愕然；哈伯的功过是非究竟如何，且看这位化学家一生所走过的辉煌而又坎坷的道路。
　１８６８年１２月９日哈伯出生于西里西亚的布雷斯劳（现为波兰的弗罗茨瓦夫），父亲是知识丰富又善经营的犹太染料商人，耳闻目睹，家庭环境的熏陶使他从小和化学有缘。哈伯天资聪颖，好学好问好动手，小小年纪就掌握了不少化学知识，他曾先后到柏林、海德堡、苏黎世求学，做过著名化学家霍夫曼和本生的学生。大学毕业后在耶拿大学一度从事有机化学研究，撰写过轰动化学界的论文，哈伯１９岁就破格被德国皇家工业大学授予博士学位，１８９６年在卡尔斯鲁厄工业大学当讲师，１９０１年哈伯和美丽贤慧的克拉克小组结为伉俪。１９０６年起哈伯任物理化学和电化学教授。
　１９世纪末化肥工业的出现和发展推动了农业生产的发展。随着世界人口增长对粮食的需求也日趋增大，再加上工业发展和军事上的迫切需要，使人工固氮在本世纪初成了世界性的重大研究课题。仅管不少化学家耗费了相当大的精力，但仍未掌握一种较理想的人工固氮方法。
　１９０５年哈伯赴美国考察，回国后也采用高压放电固氮，实验历时一年效果不尽人意。后来从法国化学家用高温、高压合成氨发生爆炸的消息中获得启示，他也毅然采用该法进行试验，表现了他的果断和勇气。在历经无数次失败后，１９０９年７月２日哈伯在实验室采用６００℃、２００个大气压和用金属铁作催化剂的条件下，人工固氮成功，平衡后氨的浓度达到６％，首次取得突破，当年德国巴登苯胺纯碱公司总经理、工业化学家博施（Carl Bosch），参观了哈伯的实验室，确认他的方法成功、有效，决定扩大进行中间试验。此后哈伯提出了原料气循环使用的合理建议；博施也解决了从水煤气中获得氢气的问题。１９１０年建成新工艺流程的中试工厂。该公司的研究人员在化学家米塔斯（Mitas）的主持下，用２５００种不同的催化剂经上万次试验，终于研制成功含有钾、铝氧化物作助催化剂的价廉易得的高效铁催化剂。１９１１年巴登公司在德国奥堡建成世界第一座日产３０吨合成氨的工厂。人称这种合成氨方法为“哈伯－博施法”，这是具有世界意义的人工固氮技术的重大成就。是化工生产实现高温、高压、催化反应的第一个里程碑。合成氨的原料来自空气、煤和水，因此是最经济的人工固氮法，从而结束了人类完全依靠天然氮肥的历史，给世界农业发展带来了福音；为工业生产、军工需要的大量硝酸、炸药解决了原料问题）在化工生产上推动了高温、高压、催化剂等一系列的技术进步。合成氨的成功也为德国节省了巨额经费支出，哈伯、博施也一举成名。
　作为合成氨工业的奠基人，哈伯也深受当时德国统治者的青睐，他数次被德皇威廉二世召见，委以重任。１９１１年他担任了威廉皇家物理化学和电化学研究所所长兼柏林大学教授。１９１４年第一次世界大战爆发时，哈伯参与设计的多家合成氨工厂已在德国建成。当时唯有德国掌握垄断了合成氨技术，这也促成了德皇威廉二世的开战决心。威廉认为只要能源源不断地生产出氨和硝酸，德国的粮食和炸药供应就有保证：再全力阻扰敌国获得智利硝石就可以制限对方，德国就能获胜。外国首脑和军事专家也曾预测：由于含氨化合物的短缺，大战将在一年之内结束。不料德国合成氨的成功使其含氮化合物自给有余，从而延长了一次大战的时间，哈伯的成功也给平民百姓带来了灾难、战争和死亡，这大概是他料想不到的。
　一次大战爆发后德皇为了征服欧洲，要哈伯全力为他研制最新式的化学武器，哈伯又兼任了化学兵工厂厂长，首先研制出军用毒气氯气罐。大战时，德法两军在比利时伊普雷地区反复争夺，对峙不下，德军为了改变不利势态，统帅部采用了哈伯的建议，从而揭开了世界第一次化学战的帷幕。
　１９１５年４月２１日夜间，德军在长达６千米的战线上秘密安放了数以千计的氯气罐。第二天下午五时，德军借助有利的风速以突袭的方式将１８０吨氯气吹放至法军阵地。刹那间在６８千米宽的正面形成２米高的黄色气体幕墙滚滚向前推进，纵深到达１０－１５公里，对手毫无防范，致使５千多人死亡，一万五千多人中毒致伤，伊普雷一役哈伯受到德皇嘉奖，也遭到各国科学家的强烈谴责。他却被所谓的“爱国主义”所惑，继续为德国统治者效劳，当年又研制出新毒气光气，同年１２月９日又在伊普雷战线使用，从此以后西方各国竞相研制，使用化学武器，一发而不可收拾。化学武器在一次大战中造成近１３０万人的伤亡，占大战伤亡总人数的４．６％，在历史上留下了极不光彩的一页，哈伯则成了制造化学武器的鼻祖，人类的罪人。哈伯夫人克拉克曾经在科学事业上一心一意支持丈夫，面对血腥的现实她也竭力反对哈伯的行为，她一再劝阻哈伯研制新毒气芥子气，但毫无效果。她绝望了，１９１５年克拉克夫人自杀身亡，希望能最后唤醒哈伯的良知，他却执迷不悟，继续为德皇卖命。历史是公正的，她无情地嘲弄了哈伯的“爱国主义”，德国最终还是成了战败国。
　１９１８年瑞典皇家科学院因哈伯在合成氨发明上的杰出贡献，决定授予他诺贝尔化学奖，因哈伯在研制化学武器上给人类带来灾难的行为，使世界许多科学家提出异议，对此哈伯也辩解。最后终因其对人类的特殊贡献而获此殊荣，
　１９３３年希特勒上台，４月３１日希特勒命令哈伯辞退由他主持的柏林物理化学研究所所内全部犹太工作人员，哈伯抗争说：“我根据智力、知识、品格而不是血统选择科研人员”，自己也毅然提出辞职。终于他也被称为“犹太人哈伯”列入驱逐之列，研究所也随之解体。由于法西斯的迫害，包括爱因斯坦在内的许多著名犹太科学家相继离开德国。不久哈伯也受剑桥大学邀请前往讲学，以访问学者身份流亡英国，并在剑桥的卡文迪许实验室工作。１９３４年他应邀担任巴勒斯坦著名反法西斯犹太人组织的西夫高级研究所所长。１９３４年１月２９日他在去意大利的途中，因心脏病发作在瑞士的巴塞尔逝世，终年６６岁，就地安葬在巴塞尔公基。哈伯去世的消息，当时德国法西斯当局居然不作报道，还阻挠国内有关人士举行吊唁追悼活动。
　回顾化学发展过程，化学史上每一个重大的化学成就都是在一定的社会背景条件下产生，合成氨的成功和实现工业化生产也不例外，它和当时德国军事上需要的刺激和推动密切有关。一项重大的科技发明历来就是一把锋利的双刃剑，在给人类带来福音和实惠的同时，也带来了不幸和灾难，合成氨的发明同样如此。生活在那个时代的哈伯，作为一位科学家是无法左右德国政治的，相反却要被统治者所驱使和利用，他在研制化学武器上的行为也是可以理解的，何况是在所谓“爱国主义”的感召之下，为此哈伯本人也付出了沉重的代价。金无赤足，人无完人，对政治家尚且如此，何况是科学家？晚年哈伯面对德国法西斯的种种暴行，在身受其害的现实下也有所醒悟，最终也成了反法西斯战线中的一员。