个人简介/约瑟夫·路易斯·盖·吕萨克
1804年,他两次乘气球升入高空,研究空气和地球磁场。发表了一些论文,其中批评了德国科学家洪堡,洪堡反而找到他并和他一起考察,访问了许多国家,共同进行科学研究。回国后成为工科大学的化学教授,后来又担任索邦大学物理学教授和巴黎植物园化学教授。1806年当选为法国科学院院士。
盖·吕萨克研究了气体的热膨胀问题,1802年发现了气体体积随温度改变的规律,人们称之为盖·吕萨克定律;1808年,发现了另一个化学定律,即气体相互反应时,常以简单的体积比相结合。这个定律是道尔顿原子论的重要论据,也是阿伏加德罗深入研究原子-分子学说的出发点。
1808年与法国化学家泰纳一起用钾作用于硼酸获得了单质硼;1813年发现氢碘酸和碘酸钾,分离出单质碘;1814年认识到无氧酸的存在,制得氢氰酸;1824年后,发明了银量法,绘出了最早的“溶解度曲线”,把容量分析推进了一步;还发明了化工生产用的“盖·吕萨克塔”;对同分异构现象、化学平衡等也有研究。
盖·吕萨克共发表过148篇论文,主要著作有:《湿法检验含银材料的实验规则》等。盖·吕萨克还是一位出色的教师。他的讲课才能吸引了许多学生。他还主办了《化学和物理常年鉴》,为科学事业献出了毕生的心血。
不信权威/约瑟夫·路易斯·盖·吕萨克
1797年,他进入巴黎工业学校学习。他之所以选择这所学校,一是因为该校学生一律享受助学金,可以减轻家庭的负担,二是该校学术水平较高,有不少著名的专家学者都在这里任教。像贝托雷这样的著名化学家,就在这里讲授有机化学课程。盖•吕萨克由于勤奋好学,热爱化学专业和实验技术,深得贝托雷等一些教授的赏识。1300年他毕业了,贝托雷留他给自己作助手。通过日常工作的接触,老教授发现这个学生思维敏捷,实验技巧很高,他深信自己发现了一个有培养前途的好苗子。于是,他放心地把自己的实验室交给了年轻的盖•吕萨克,让这个青年协助自己进行科学研究工作。
盖•吕萨克非常重视科学观察和实验。他总是认真地把实验数据及时地一一记录下来,每当坐下来的时候,他就全神贯注地研究起那些实验现象,分析实验数据。经过认真的反复思考,谨慎地得出自己的给论。他尊重事实而不迷信权威。因此,他能够洞察人们所不知的奥秘。发现科学真理。当时,贝托雷正在同化学家普鲁斯特围绕着定比定律进行一场激烈的学术争论。贝托雷让盖。吕萨克以实验事实来证明自己的观点,给对方以驳斥。然而,盖•吕萨克经过反复的实验,所记录到的事实都证明其导师的观点是错误的。他毫不犹豫地将这个结果如实地汇报给老师。贝托雷看完他的实验记录之后,不禁露出了微笑。他对盖•吕萨克说:“我为您而感到自豪。象您这样有才能的人,没有理由让您当助手,哪怕是给最伟大的科学家当助手。您的眼睛能发现真理,能洞察人们所不知的奥秘,而这一点却不是每一个人都能作到的。您应该独立地进行工作。从今天起,您可以进行您认为必要的任何实阶……”
气体化学/约瑟夫·路易斯·盖·吕萨克
在气体的实验中,盖•吕萨克发现,氧与氢化合时,氧气的体积差不多,总是氢气体积的一半。于是,他想到这简单的体积关系,可能同物质的原子结构有关。据此,他进而想到,其它气体在化合反应中可能都具有类似情况。但当时由于他的导师布里松教授的逝世,他不得不暂时中断了实验工作,返回巴黎。1806年,在法国科学院的庆祝大会上,盖•吕萨克当选为该院正式院士。其后,他继续自己对气体化学反应的研究。他往容器里充满等体积的氮和氧,然后让混和物通过电火花。于是就产生了新的气体一氧化氮。他发现:一体积的氧和一体积的氮,经化合得到了两体积的一氧化氮。进一步研究许多不同气体间的化学反应,使他注意到,在所有参加反应的气体体积和反应后生成的气体体积之间,总是存在着简单的比例关系。由此发现了一个重要的基本化学定律——气体化合体积定律,这个定律的发现,本来是从气体化学反应的角度,对道尔顿的原子论做了有力的证明,受到了化学界不少专家的重视。但唯独道尔顿本人难以理解和接受这一成果。他认为这会导致原子的破裂,从而违背他关于原子不可分割的基本思想。于是一场旷日持久的学术争论开始了。虽然,1811年意大利化学家阿佛加德罗提出的分子概念,有助于统一这一矛盾,然而化学家们普遍受着形而上学思维方式的支配,致使分子论的观点被冷落了近半个世纪。直到1860年分子论被普遍接受后,随着这场争论的平息,盖•吕萨克的气体化合体积定律,才得到了理论上的正确解释。
无机化学/约瑟夫·路易斯·盖·吕萨克
发明制备碱金属的新方法,是盖•吕萨克在无机化学中的又一贡献。当盖•吕萨克埋头于气体化学研究之际,英国化学家戴维以电解法制得了金属钾和钠,而震动了整个科学界。碱金属钾和钠像石蜡一样柔软,轻得能漂浮于水面之上,在常温下能与水发生激烈反应,产生火焰。消息传到巴黎,拿破仑就命令盖•吕萨克及其密友泰纳,用电解法制取金属钾和钠,提供给他们电力很强的电池。工作开始后,他俩发现,以电解法制得的新金属量很少。有没有别的简便方法呢?他们就此转入了新制备方法的摸索工作。他们抛开了电池,而把铁屑分别同苛性钾(KOH)和苛性钠(NaOH)混合起来,放在一个密封的弯曲玻璃管内加热。结果,在高温下熔化的苛性碱与红热的铁屑起化学反应,生成了金属钾和钠。这种方法既简单又经济,而且可以制出大量的钾和钠。然而,这种方法却有较大的危险性。在实验中曾几次发生爆炸事故,差点夺去了这两位科学家的生命,盖•吕萨克曾被炸伤,卧床40多天。但他们还是坚持用新方法制得的钾和钠进行实验,研究它们的各种性质与实际用途。他们测得钾的比重为0.874(现代值:0℃时为0.859),比戴维测的(0,6左右)更精确。他们的工作立即受到戴维本人的赞赏,新方法也很快被推广。
对元素研究/约瑟夫·路易斯·盖·吕萨克
1809年,盖•吕萨克与泰纳开始研究卤族元素。氯是1774年由瑞典化学家舍勒最早发现的。但当时误认为这种黄绿色的气体是化合物,1785年贝托雷则把它视为盐酸与氧的化合物,称之为“氧化盐酸”。1809年2月,盖•吕萨克根据他们反复实验的结果,在阿尔库伊学会的会议上,大胆地提出,‘氧化盐酸”是单质,不是化合物。这一见解引起了戴维的高度重视。1810年l1月,他在英国皇家学会宣读论文时,正式提出“氧化盐酸”是一种元素,命名为氯。
碘是1811年由法国人库特瓦首先发现的。他曾从海草灰中提取钾盐,但在制取过程中发现了一种未知的新物质,这种物质能腐蚀铜锅和实验器皿,给钾盐生产带来很大困难。库特瓦成功地分离出这种物质,把它交给化学家克莱曼和德索尔姆进行研究。但这两位化学家没有发表任何研究成果,就把这种新物质交给了英国化学家戴维去研究。得知此事后,盖•吕萨克非常着急,为了给自己的祖国争得荣誉,他日以继夜地工作着,要争取时间先于戴维宣布这一新的科学成果。他成功了,几天后他终于制得了这一新元素,并将它命名为碘,他还研究了碘的一些住质,并证明在氢碘酸中无氧。不久,戴维关于碘的研究报告也发表了,但盖。吕萨克为国争光的宏愿已经实现。
氟化物的研究,也曾是盖•吕萨克同泰纳合作的题目之一。吸入氟化氢蒸气曾给他们的身体带来过巨大痛苦,但这并没有动摇盖•吕萨克献身化学的决心。1809年,他们把氟化钙与硼酸混和加热;企图制备纯“氟酸”,以研究其性质。实验的结果却意外地制成了一种所谓的氟酸气”。后来证明,这种气体是硼的氟化物,即氟化硼(BF3)。同年,他制成了无水氢氟酸(HF)。
除了上述研究,盖•吕萨克还探讨了氰化物并首次制得了氰J1811年,他将氰化汞与浓盐酸一起蒸馏,制成无水氢氰酸,开创了氢氰酸的组成、性质的系统研究。同年,他加热分解氰化汞,发现生成一种可燃气体,经研究确定其组分为碳、氮二元素,他命名该气体为“氰”。
多才多艺/约瑟夫·路易斯·盖·吕萨克
盖•吕萨克是近代的一位伟大化学家,同时还是一位多才多艺的人。他的科学生涯始于物理学。1805年与洪堡德合作,曾周游欧洲各地,详细地考察过地磁的分布及其规律。1322年,他研究气体的热膨胀问题,发现了一条重要的定律:一定质量的气体,在压强不变的条件下,温度每升高(或降低)1℃,增加(或减少)的体积,等于它在0℃时体积的100/26666(现今为1/273)。这就是著名的盖•吕萨克定律。1826年,他被选为彼得堡科学院的名誉院土。
他特别重视把科学理论成果转化为生产力。他对硫酸制造工艺的改进,就是他对硫化物研究成果的重要应用。19世纪初流行铅室法制硫酸工艺,但氧化氮不能回收,造成严重污染。1827年,他建议在铅室后面,安装一个淋洒冷硫酸的“吸硝塔”,解决了工艺吸收氧化氮消除污染、降低硫酸成本的难题。为此,人们称吸收塔为“盖•吕萨克塔”。
盖•吕萨克不仅是杰出的科学家,也是一位社会活动家。1830年,他被任命为巴黎植物园的化学教授,同时当选为国民议会的议员。长期的繁忙和危险的工作,潮湿的实验室,使他身患严重的关节炎,健康状况日益恶化,但他顽强地同病魔博斗,坚持研究工作。1850年5月9日,这位著名化学家在巴黎逝世。这对当时世界科学中心的法国,无疑是个巨大的损失。
科学成就/约瑟夫·路易斯·盖·吕萨克
从1801年开始,盖·吕萨克对气体物理性质进行了系统的研究,很快就发现,任何气体在压强不变的情况下,热膨胀系数不变。1802年,他通过更深入的实验研究发现,在压强恒定的条件下,理想气体(盖·吕萨克称它是“永久气体”)“从冰点升高到水的沸点,……如果用百分温度计作标准(摄氏温标)”,温度每升高1℃,气体的体积就增大了原来体积的0.00375,近似于1/267。这就是盖·吕萨克定律。后来精确的实验证明,气体膨胀系数应该是1/273。
2.他创造乘气球升空7016米的记录。
在气球上,他的测量结果表明,高空磁场几乎没有任何变化,他从6636米高空收集的空气样品和接近地面的空气一样。
3.在化学方面,盖·吕萨克也有不少重要的发现。
1808年他发现了化学元素硼。1809年他用电火花使氮气和氧气的混合物变成了氧化氮。1812年发现了一种绿色气体,取名叫氯。1813年和法国化学家贝鲁兹一起发现了一种紫色物质,取名叫“紫罗兰色”,中文译作“碘”。