化学史话 贝采里乌斯与分析化学
贝采里乌斯(J.J.Berzelius ,1779—1848),瑞典化学家,现代化学命名体系的建立者,硅、硒、钍和铈等元素的发现者,以及催化等概念的提出者,被誉为分析化学大师。
1779年8月20日生于瑞典南部的乡村,父母是农民。4岁丧父,6岁随母改嫁,8岁丧母。幸运的是,作为牧师的继父虽不富有,但待贝采里乌斯兄妹俩像亲生儿女,提供了良好的教育。1796年,他考入乌普萨拉大学医学院,做家庭教师时自学法语、德语和英语,靠着微薄的助学金兼打临工读完了大学。尽管最初的求职也不顺利,但他依然保持乐观的人生态度。1807年,贝采里乌斯被任命为斯德哥尔摩大学教授。一年后又当选为瑞典科学院院士。1810年,他还担任了卡罗林外科医学院的化学与制药学教研室主任。从此,他连续进行了20年的原子量研究工作。在1810~1830年间,贝采里乌斯先把许多科学家的研究成果做了比较,确认水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的,测得氧的原子量是16。随后他又以氧作标准来测定其他元素的原子量,从而使原子量的测定工作大大地简化。他对当时已知40多种元素的2千多种单质或化合物进行了分析,克服重重困难,终于取得了惊人的成果。
1814年,他发表了第一个原子量表。1818年,贝采里乌斯所分析的数据更加丰富,更加精确,第二个原子量表内已列入47种元素。只是由于计算原则未变,使某些元素的原子量较实际值高了一倍到几倍。1826年,他发表的第三个原子量表,已全部完成了元素原子量的测定工作。除个别元素(如银、钾和钠)的原子量以外,几乎与现代值一样。到1830年时,贝采里乌斯已重新列出一张原子量表,表上的原子量与2000年所用的就完全相同了。
通过对化学亲和力的研究,使贝采里乌斯建立起电化二元论的学说,贝采里乌斯早年对电解过程做过仔细考察,特别是电解槽两极的电荷相反,电荷之间的吸引和排斥给他留下了深刻印象,促使他决心应用电学的观点来分析化合物组成和化学反应机理。1811年,经过更多实验后,他提出一个被认为更合理的化学亲和力理论,即电化二元论。
贝采里乌斯是当时最著名的分析化学家之一。他在测定原子量时,把许多新的分析方法、新试剂和新仪器引进分析化学中来,使定量分析的精确度空前提高。此外,他还对各种分析操作进行过细致的研究与改进。例如他曾指出,漏斗的锥角为60度时过滤速度最快,而且滤纸不能高出漏斗,否则溶剂在滤纸边缘会很快蒸发,使沉淀难以洗净。他对矿物学也做过长期系统的研究。在对矿物进行定量全分析时,发现其中大部分是“硅质”,硅质与其他金属氧化物的复合物,就是矿物的主要成分。贝采里乌斯把这类矿物,取名为“硅酸盐”,并对各种硅酸盐按其组成做了分类,这种分类法沿用至今。1814年,他发表了关于矿物新的纯化学分类法的论文,引起学术界极大重视。同时在矿物研究中,他还发现了一些新元素。例如1803年,发现铈;1817年,发现了硒;1828年,发现钍。另外,还发现了硅、钫、钽、锗等。1824年,他还发现了同分异构现象。
贝采里乌斯在科学研究上能成就一番伟业,并成为当时全球化学界的泰斗,源于他视野开阔,能正确把握科学方向,善于运用综合的思想方法和有创见的实验方式,以及不屈不挠的精神和非凡的想象力。