Жизнь и научная деятельность Юстуса Либиха

Московская  Государственная  Академия 
Тонкой Химической Технологии 
им. М.В. Ломоносова 
 
 
 
 

Кафедра неорганической химии 
 
 
 
 

Реферат 

«Жизнь  и научная деятельность Юстуса Либиха» 
 
 
 

     Группа  МЕ-51 

                               Студент: 

                                                  Акимов С.С.

                                         Преподаватель: 

                                     Плоткин С.С. 
 
 
 
 
 
 

Москва 2009

         Юстус Либих родился 12 мая 1803 года в Дармштадте. Его отец, владелец аптекарского магазина, как это было тогда принято, держал за городом небольшую примитивную мастерскую (точнее, лабораторию) для изготовления некоторых своих товаров. Поэтому юный Юстус познакомился с химией довольно рано.

         Тем не менее, отец отдал  его учиться в гимназию, где  делался упор на изучение гуманитарных предметов. Здесь преобладали древние языки, изящная литература и история, а естественные, или "реальные", как их тогда называли, дисциплины могли быть лишь слегка затронуты. Но Юстус сильно увлекался химией, и чем прилежнее и углубленнее работал он в аптеке отца, тем небрежнее и поверхностнее занимался он в школе. Учителя часто жаловались на его нерадивость.

          Юстус особенно любил работать с взрывчатыми смесями. Он научился у одного «химика», продававшего на ярмарках волшебные эликсиры, делать гремучие капсюли и даже сконструировал специальный прибор, чтобы прессовать их. Иногда тайком от учителей Юстус приносил взрывчатые смеси в класс. На переменах его школьные друзья устраивали во дворе настоящие стрельбища. Однажды во время урока в классе раздался страшный взрыв, устроенный молодым Либихом, за что его исключили из школы.

          Либих после этого стал учеником аптекаря. В аптеке в Тепленгейме Юстус зарекомендовал себя способным и трудолюбивым помощником.

          После трудового  дня Либих занимался различными экспериментами, изготовлял разнообразные взрывчатые смеси. Однажды, готовя разнообразные сочетания химикатов, Юстус получил вещество, обладающее свойствами кислоты, серебряные и ртутные соли которой взрывались (в частности ⁻С≡N⁺−O−Hg−O−N⁺≡C⁻).

          Однако не имея специальной посуды, Юстус собрал его в пустую гильзу от старой гранаты и поставил в угол, недалеко от камина. Гильзу он ничем не прикрыл, и влажное вещество вскоре высохло. Молодой химик не знал еще, что это вещество в сухом состоянии может взорваться даже от самого легкого прикосновения. А уже через несколько недель ему воочию пришлось убедиться в этом.

          Юстус положил пестик, которым растирал ингредиенты для нового синтеза, на стол, но тот покатился и упал на гильзу с взрывчаткой. Сильный грохот сотряс весь дом... После сильного взрыва, который снес крышу над мансардой, Юстус был изгнан из аптеки.

          Озабоченный будущим  сына, отец в 1820 году послал Юстуса в Боннский университет. Способности Либиха были замечены профессорами, которые разрешили работать молодому человеку в лаборатории. Юстусу предоставлялась теперь возможность приступить к настоящей исследовательской работе, и он продолжил опыты по установлению состава гремучей кислоты. Через два года, получив рекомендации профессоров, Либих уехал учиться в Париж.

          В то время в Париже работали Гей-Люссак, Тенар, Дюлонг, Шеврель. Там у Либиха появились большие возможности и для экспериментаторской деятельности. Он продолжал изучение свойств гремучей кислоты, но уже под руководством Гей-Люссака. Несмотря на большую опасность работы с солями этой кислоты, Либиху удалось проанализировать их и установить точный состав, а также изучить свойства и возможности получения этих веществ. Гей-Люссак был вполне удовлетворен работой молодого немецкого ученого и 28 июля 1823 года доложил результаты исследования во Французской Академии наук.

          Весной 1824 года Либих  возвратился в Дармштадт и  представил правительству рекомендации Гей-Люссака и Александра Гумбольдта. Положительные отзывы ученых о работе Либиха возымели силу, и руководство назначило 21-летнего Либиха профессором химии.

          Либих на собственные  средства организовал лабораторию  для студентов. Впервые студенты должны были систематически проводить занятия в лаборатории. Усвоив сначала качественный и количественный анализ, они затем занимались неорганическим синтезом, извлечением веществ из природных продуктов и заканчивали занятия по химии самостоятельным исследованием.

          Очень скоро новая  система обучения принесла свои плоды: под руководством Либиха в лаборатории выросли прославленные впоследствии химики – Эдуард Франкланд, Герман Фединг, Карл Фрезениус, Шарль Жерар, Август Гофман, Август Кекуле, Якоб Фольгард, Адольф Вюрц и многие другие.

          Последующая плодотворная работа Юстуса Либиха внесла огромный вклад в органическую, аналитическую и неорганическую химию, агрохимию, химию взрывчатых веществ, лабораторную технику, а также под пером гениального ученого вышли в свет многие учебники и научные статьи как в зарубежных, так и в основанных им журналах.

          В 1873 году Либих простудился. Врачи установили у него острую пневмонию, которая оказалась роковой для ученого. Умер Либих в Мюнхене 18 апреля 1873. 

    Достижения  в области органической химии 

          Либиху принадлежит  заслуга открытия важных органических соединений, разработка новых методов анализа органических веществ и синтеза новых групп соединений, создание теоретических основ органической химии. Особенно плодотворными оказались совместные исследования Либиха с Веллером. В 1832 году они показали, что в ряду превращений бензойная кислота – бензальдегид – бензоилхлорид – бензоилсульфид группа C₆H₅CO^–, названная впоследствии бензоилом, переходит без изменений из одного соединения в другое. Аналогичным образом, группа этилрадикал сохраняется в ряду спирт – эфир – этилхлорид – эфир азотной кислоты – эфир бензойной кислоты. Эти работы способствовали утверждению теории радикалов.

          Вместе с Жаном Дюма Либих исследовал многоосновные органические кислоты, предложил классификацию кислот по их основности. Раньше ученые принимали, что в состав всех кислот может входить только один атом водорода, способный замещаться на металл. Предположение английского химика Грэма о многоосновности неорганических кислот (1832 год) значительно изменило взгляды химиков относительно процессов нейтрализации. Результаты исследований органических кислот можно было правильно истолковать лишь в том случае, если принять возможность существования многоосновных органических кислот. Теория о многоосновности некоторых органических кислот, развитая Либихом в 1838 году, дала возможность правильно написать их формулы, объяснять образование кислых солей. В связи с этим, двадцатью годами позже Август Кекуле писал: «Современные взгляды на кислоты – это не что иное, как расширенная и углубленная теория Либиха о многоосновных кислотах».

          Изучая действие хлора на этиловый спирт, Либих получил две совершенно различные жидкости, одна из которых образовывалась при взаимодействии этилового спирта с сухим хлором и обладала острым, неприятным запахом. Это был хлораль (1832 год). Другая получалась при взаимодействии гипохлорита калия с этиловым спиртом и обладала сладковатым, приятным запахом, вызывая головокружение при продолжительном вдыхании ее паров. Новое соединение назвали хлороформом (1831 год).

          Несколько лет спустя (1835 год), окисляя этиловый спирт, Либих получил другую, быстро улетучивающуюся жидкость с отвратительным удушливым запахом – ацетальдегид.

          Кроме того, Либих  является создателем химической теории брожения и гниения. Также он изучал проблемы питания, предложил делить пищевые продукты на жиры, белки и углеводы, установил, что жиры и углеводы служат для организма своего рода топливом (1839 год). Разработал некоторые виды детского питания. 

    Достижения  в области неорганической химии и лабораторной техники 

          Либих многое сделал и в неорганической химии. Изучал галогены, получил бром (правда, счел его хлористым йодом). Исследовал активирующее действие платины, серебра, свинца, марганца, т.е. создал предпосылки для зарождения области, называемой ныне неорганическим катализом. Разработал ряд методов аналитической химии: метод отделения кобальта от никеля, определение синильной кислоты в лекарственных веществах, определение кислорода и т.д.

          К достижением Либиха относится создание различной химической посуды. В частности – знаменитый холодильник Либиха, используемый для перегонки органических веществ. 

    Достижения  в области агрохимии 

          Значительную часть  своего времени Либих посвятил агрохимии так как в то время все еще не было единого мнения относительно питания и развития растений. Восстановить плодородие почвы только удобряя почву навозом, оказалось невозможным, следовательно необходимо было искать более эффективные методы, а это требовало углубленных систематических исследований.

          Первые опыты Либих  провел на бесплодной почве в Фихтентале, исследовал влияние минеральных солей на развитие растений. Уже первые результаты показали, что калийные и фосфатные соли имели исключительно важное значение для развития растений. Почва теряла свое плодородие потому, что запасы этих солей в ней постепенно истощались. Блестяще сделанные выводы Либиха, изложенные им с большим мастерством и убедительностью, вызвали огромный интерес.

          В 1840 году вышла из печати книга Либиха «Органическая  химия в приложении к земледелию и физиологии». В ней ученый впервые  в истории науки научно обосновал  вопрос о плодородии почвы. Либих  утверждал, что кроме углерода, водорода, кислорода и азота, растения нуждаются и в ряде других элементов. Например, в сере, калии, фосфоре, кальции, железе, магнии, кремнии. Он доказал это детальным анализом золы сожженных растении. Руководствуясь этими выводами, Либих приступил к работе по получению искусственных удобрений. Он предполагал, что одним из самых необходимых элементов для растений является калий. Однако первоначальные попытки ввести в почву малорастворимые калиевые соли (Либих расплавил смесь тщательно измельченных карбонатов калия и натрия и затем измельчил расплав) не дали успешных результатов. Либих продолжил работу и исследовал растворимые соли. Эффект стал очевидным еще в начальной стадии роста растений. Контрольные не удобренные растения намного отстали в развитии от опытных. Удобрение способствовало росту и после нескольких дождей. Стало ясно, что вода не вымывает соли из почвы, хотя они и легко растворимы. Исследования ученого показали, что почва обладает свойством на длительное время задерживать растворимые соли и опасности их вымывания не существует.

          Статьи в защиту неорганической теории питания растений выходили из-под его пера одна за другой. Либих показал, что не только калийные удобрения, но и фосфорные  имеют исключительно важное значение для плодородия почвы. Он установил, что костная зола является превосходным источником снабжения почвы фосфором, но одновременно показал, что фосфат кальция из костей не усваивается растениями вследствие нерастворимости. Чтобы получить нужные результаты, костную муку необходимо было обработать серной кислотой для перевода в растворимый кислый фосфат кальция. Таким образом началось производство удобрений не только из костей, но и из природных фосфатов. Это положило начало той промышленности, без которой сегодня немыслимо сельское хозяйство. 

    Роль Либиха в становлении русской химической школы

         Заслуги Либиха были признаны во всем мире. Достаточно хорошо знали его труды и в России. Уже в 27 лет (1830г.) Юстус был избран иностранным членом-корреспондентом Петербургской академии наук. За свои труды, внесшие заметный вклад в российское земледелие, автор «Сельскохозяйственной химии» четырежды награждался русскими орденами. 
Либих охотно переписывался со многими русскими химиками, охотно предоставлял им места в своих лабораториях. Одним из первых русских ученых, приехавших учиться в Гисен к Либиху, был Александр Абрамович Воскресенский (1809–1880).