化学战,化学战剂

很多人都关注了化学战和化学战剂的话题，但是大家都不是很了解，接下来听小编的讲解吧！

弗里茨哈伯，“化学战之父”，拯救了数十亿人免于饥饿，双手沾满鲜血|来源维基百科

介绍

他是第一位发现如何从空气中获取氮肥的化学家，由于他的发现，数十亿人将不再遭受饥饿，诺贝尔委员会授予他科学领域的最高荣誉。但因提出并推广在第一次世界大战战场上使用氯气，他也因流血牺牲而被昵称为“化学战之父”。他就是弗里茨哈伯。

作者|杨硕

编辑|夏志江

1898年9月，英国皇家学会会员威廉克鲁克斯发表演讲，他说“——人类即将面临粮食危机。旧的农业生产方法不可持续，粮食已经所剩无几。”’”提出了一个紧迫而关键的题。虽然土地在开垦，但“人类的饥饿口却不断长大”[1]，解决办法可以用一个词来概括氮。

氮是生物体的重要元素，也是生产化肥、农药和炸药的原料。它来源广泛，约占大气的78%，但其稳定的性质使得生物体很难直接利用它。传统农业通过人类和动物粪便的集约化回收、种植豆类和实行轮作来增加土地的氮含量并提高其肥力。

19世纪初，在距离秘鲁海岸不远的一个小岛上发现了数百万吨数百年来积累的鸟粪。鸟粪富含有机质、氮磷化合物，被认为是最好的。仅1869年就开采了超过550,000吨鸟粪[2]。1856年，美国甚至颁布了《鸟粪群岛法案》，允许美国公民对含有鸟粪矿藏的无主岛屿拥有主权，必要时国家可以派军队保护它们。[3]然而，由于过度开采，这些优质化肥很快就耗尽了。

1870年代，秘鲁南部智利发现富氮硝酸矿，暂时缓解了氮肥短缺危机。到1900年，智利占世界化肥产量的三分之二[4]。然而好景不长，经过几十年的开采，智利的硝酸矿也出现了枯竭的迹象。

这引起了大西洋彼岸德国的担忧。19世纪末至20世纪初，德国快速发展，欧洲工业中心从英国转移到德国，同时德国人口开始快速增长。从1870年到1910年，德国人口在短短40年间从3950万迅速增加到6350万[5]。对氮肥的需求也日益增加，当时德国是智利硝酸盐的最大进口国。

智利硝酸矿日益枯竭，战争恐惧——一旦战争爆发，德国硝石的海上航线将被英国人切断，他们将面临粮食和弹药短缺的困境。——德国人意识到，他们认为，我们必须找到一种将固氮工业化的方法，将空气中丰富的氮转化为含氮化合物。

然而，研究已经停滞。科学家试图通过与氢反应形成氨来固定氮，但氮是稳定的，每对原子之间都有三个共价键。打破这些共价键需要大量的能量，并且在工业上无法实现。

这个题直到犹太人弗里茨哈伯的出现才得到解决。

更强的哈珀

FritzHaber1868年出生于东普鲁士布雷斯劳的一个犹太家庭。[6]哈伯的父亲是一位制造染料和油漆的富商，希望哈伯继承父亲的生意，但热衷于化学工业的哈伯对商业毫无兴趣。

从1886年起，哈伯开始在柏林大学、海德堡大学和柏林工业大学学习。1891年，哈伯在柏林工业大学化学教授卡尔利伯曼的指导下获得了著名的博士学位。

哈珀第一次关注氮题并不是出于解决人类食物题的责任感，而是因为一次意外。1903年，哈伯收到奥地利一家化工厂经理的来信，他在化学品中检测出了刺激性的氨，希望获得商业化大量生产氨的技术，向哈伯寻求帮助。

哈伯的研究结果是，氮气在1000摄氏度的高温下与氢气反应生成氨，但由于热量使氨迅速分解，最终混合物中的氨含量微乎其微，生产结果证明毫无价值。“这是人与自然之间徒劳的斗争，”[7]他告诉他的经理们，他们发现这项技术很难实施，并在科学期刊上发表了结果。

哈伯的实验结果引发了沃尔特能斯特的著名题。能斯特认为哈伯的实验夸大了氨的合成量，并乐观地估计了氨合成的难度。他冷笑道“哈伯教授，请正确使用你的内容”[7]。能斯特比哈伯大四岁。此前，他因发现热力学第三定律而被认为是科学界冉冉升起的学术新星。能斯特的怀疑让哈伯感到愤怒和羞愧，强烈的自尊心让他进入实验室决心证明能斯特是错的。

通过多次实验，哈伯发现高压有助于降低反应所需的温度[8,9]。在助手罗塞格尔的帮助下，哈伯建造了一台高压实验装置。在朋友恩格勒的努力下，哈伯与巴斯夫建立了合作伙伴关系并获得了研究经费。反应的有效进行还需要催化剂，在对镍、锰、铂和多种其他稀有元素进行实验后，哈伯发现了一种合适的催化剂——锇。

1909年3月，哈伯成功地进行了合成氨的实验，并兴奋地向同事们喊道“下来！我们有氨了！”实验结果立即报告给巴斯夫。公司董事长布兰克的态度突然变得冷漠起来，他缓缓说道“昨天，我们的一个高压釜在7个大气压的压力下发生了爆炸。”这意味着它无法使用。布兰克对实验结果并不满意。然而，存在一个明显的题，即反应所需的催化剂锇不仅稀有而且价格昂贵。

尽管面临两大挑战，巴斯夫研究员卡尔博世认为，该公司值得冒扩大生产的风险。博世的不懈努力将哈伯的发明推向了工业化生产。后世也将这种方法称为“港湾”。博施展了咒语。”

第一次世界大战后，世界各国开始广泛采用哈伯-博世工艺进行固氮。哈伯还因发现如何从氮合成氨而获得1918年诺贝尔化学[10]。学者们计算出，使用哈伯-博世工艺生产的肥料可能养活了战后三分之一的人口，如果没有这项技术，当今世界上大约20亿人将无法生存。要做到这一点。同时，化肥的使用保持了耕地的肥力，大大减少了开垦新土地的需要，并保护了许多森林、草原、山脉和湖泊。

“化学战之父”

如果没有第一次世界大战，哈伯港早就因其杰出贡献而载入史册。

然而，1911年，就在哈伯发现如何将氮合成氨的两年后，他被德国威廉二世任命为新成立的威廉皇帝物理化学和电化学研究所所长，哈伯的工作得到了认可。皇帝还希望哈伯能够发明武器来打败敌人，这极大地鼓舞了哈伯狂热而极端的“爱国主义”感情，这也给哈伯的人生带来了转折。

1914年，第一次世界大战爆发。战争开始后不久，德军陷入僵局，哈伯向帝国最高统帅部提出了史无前例的使用氯气的建议。四年后获得诺贝尔的化学家成为“化学战之父”。

1915年，哈伯开始训练他的士兵如何利用天气将氯气吹入敌方战壕，迫使他们放弃阵地，甚至可能杀死他们。当有人这一行动是否违反了1907年禁止气武器的海牙公约时，哈伯回说，“如果战争能以这种方式早点结束，无数的生命将被拯救。”[7]。

参考

[1]CharlesMasterMind:2005开启化学战时代的诺贝尔获得者弗里茨哈伯的兴衰。

[2]理查德琼斯自然的呼唤该死的秘密2020

[3]

[4]MattRidley创新起源科技进步史2021

[5]德国人口统计——维基百科

[6]

[7]托马斯哈格(ThomasHager)，《空气炼金术》:一位犹太天才，一位注定失败的大亨，以及养活世界却助长希特勒崛起的科学发现2008

[8]汤姆斯坦迪奇的咬舌史[M]中信出版社2014年

[9]VaclavSmil丰富地FritzHaber、CarlBosch和世界粮食生产的转型2004

[十]

[11]

[12]

化学战和化学战剂的话题已经一一解完毕，希望对诸位有所帮助。