锗的发现者C·温克勒教授
尊重历史,对某些重大事件进行纪念活动,是化学界的优良传统之一。通过了解分析事件发生的历史材料,回顾促成事件发生的学者的生平和成就,师生们可以温故知新,教学相长,可以收到更好的育人效果。
本刊(指《化学教育》¾编者注)1994年12月刊出的陈青川、杨惠芬所撰《锗与人类》的文章,曾提及锗的发现.发现锗的人是克雷门斯·亚历山大·温克勒教授(C1emens Alexander Winkler,1838-l904),他是19~20世纪之交的著名化学家,他在无机化学、分析化学和应用化学领域,在培养人材方面,颇多建树。1996年恰值锗被发现110周年,本文在这里记述C++温克勒教授的生平,介绍他为化学的发展奋斗的事迹,以资纪念。
一、从矿山一少年到热爱化学的冶金技师
C·温克勒1838年12月26日生于德国的夫赖贝格(Freiberg)。他的父亲,库尔特·亚历山大·温克勒(Kurt Alexander Winkler),1825~1826年曾奉派赴瑞典学习先进的冶金技术,就学于贝尔则留斯(J.J. Berzelius,1779-l848)及塞夫斯特朗姆(N.G.Sefstroem,1787-1845, 钒元素的发现者)等大师,回国后被任命为“高级仲裁试金师”。他与夫人(Elmonde Schramm)共养育了3子、3女,C·温克勒行二。后K.温克勒因担任私营蓝色颜料联合企业的领导职务,举家迁往矿山,并仿照贝尔则留斯的模式为
企业建立了试验室:分析原料和产品,开展试验研究,制备多种化学品,还以此为基地开办了学习班培训青年员工。
颜料联合企业座落在荒僻山林间。C·温克勒在这样的环境里度过了自己的童年和少年,12岁进夫赖贝格、德累斯登(Dresden)等地中学学习。每逢假日回到父母身边时,最爱去父亲的实验室逗留,很早就受到化学的启蒙教育。
两年以后,C·温克勒进入开姆尼茨(Chemnitz)的技术学校学习。1857年进入夫赖贝格矿业学院之前也参加了他父亲开办的学习班,因而入学后获准在一年级即可进入化学实验室。C·温克勒在矿业学院学习进步很快,
1859年就发表了《论杂砷铜矿(condurite)的组成》的论文,他的分析技术已相当熟练,并能参考罗塞教授(II.Rose,1795~1864)及格梅林教授(L.Gmelin,1788-1853)编著的两种《手册》解决疑难,在专业方面已初露头角。
在矿业学院学习二年以后,C·温克勒被安排在皇家颜料工厂从事生产与经营工作。直到1862年5月K·温克勒逝世,C·温克勒才调入其父亲原来领导的企业里。同年结婚(夫人为Minna Pohl Groitzsch),共生有4子,2女。至此他才得以投入他热爱的科学研究活动,在分析方法改进和无机化学小型试验、化学工艺学方面(如钴与镍的分离,镍和砷存在下容量法测定钴,关于钴酸的研究,精制石墨,碘氢酸的制备等)做了大量工作,并以《论硅合金与硅砷金
属》一文(1864)获莱比锡大学博士学位,几年后晋升为冶金技师。其它重点研究工作则有:对1863年新发现的元素铟做了系统研究,1865~1867年连续发表了4篇论文全面报告对铟的自然存在,制备方法,理化性质,当量及其硫酸
盐、草酸盐、氧化物、卤化物等多种盐类的研究成果。他测得铟的当量为37.8,以此为基础确定的原子量113.4(1870),曾被视为标准原子量沿用约40年。
1867年开始对钴与镍的原子量测定问题进行研究:他分别以纯钴、纯镍与中性金氯酸钠溶液作用称量析出的金,求测其当量进行推算,二者的原子量十分接近。C·温克勒坚持此项研究达30年,在1889、1893、1898年仍有新的
成果发表,取得与本世纪初理直兹(T.W.Richards,1868~l928)的58.97(Co)、58.68(Ni)及现代通用的58.9332(Co)、58.69(Ni)日趋接
近的数值,后并担任1899年成立的国际原子量委员会委员。
为了解决所在工厂燃放二氧化硫污染环境的问题,他对铅室法制硫酸的技术问题做了深入研究,写成《对硫酸生产中给·吕萨克凝聚装置中化学过程的研究》(1867),为改善德国硫酸生产状况铺平了道路。
基础性的《论工业气体分析》长篇论文(1872),总结了阶段成果,引起学术界的极大关注。
二、重视分析化学教育的化学教授
经科永贝教授(A.W. H.Kolbe,1818~1884)推荐,C·温克勒于1873年9月1日受聘于矿业学院任化学教授,迁来夫赖贝格。开始在没有助手的条件下,照料50个学生的实验并主讲无机实验化学(理论化学)、分析化学、化学工程3门课程。
C·温克勒教授十分重视分析化学教育。他认为分析化学实践除有其实用价值外,还可以教会学生实验操作和计算技能,学会对现象的精确观察,特别是可以培养起学生爱整洁、有条理、追求准确的好习惯、好作风。这是每个化学家必备的素质,它不是与生俱来的,只能通过分析化学实践这样的必要途径后天培养。在他的实验室里,地板上找不到一根火柴棒,一丁点滤纸片,没有待洗的器皿,没有堆放的无用器物。他不但亲自洗涤自己用过的器皿,有时还挽起袖子帮助不够整洁的学生清理台面,擦洗试剂瓶,以无言的督促代替训斥和批评。他要求学生试验要有计划,操作必须规范。他的实验室从来不许报出未经校核的数据,一贯严细成风,反映着一种现代化学的新精神。他说“一项真正成功的无机化学课题的实施,要求人不能只是理论化学家。不能是只会机械操作的人,而应是肯于思维有组织能力的专家,对每一步骤都能做出理论的阐述,还要十分熟练地掌握化学运算,要以敬业的态度,整洁条理的作风,尤其是追求真理的精神对待一切要做的事”(1900)。
C·温克勒教授深受学生的敬爱,对自己的工作兴味专注,能将枯燥的东西讲得津津有味。声音不太洪亮略带一点沙哑,一节课讲下来毫无倦容,他以自己对科学的热情感染着听众,配合讲演的实验总是十分成功。矿业学院的环境对热心研究工作的C·温克勒教授是如鱼得水,学术不断取得新进展逐步走向成熟。
19世纪,60~70年代,由于焦油染料工业的发展,社会呼唤发烟硫酸生产的工业化,为此而攻关的人不少。其中C·温克勒教授参照一份英国专利( 1831年,铂催化法生成SO3)以裂解普通硫酸为原料完成《接触法实现亚硫酸向硫酸酐的变换以制备发烟硫酸的试验》(1875)及《制取发烟硫酸》(1877),影响很大,学术界认为他是德国催化法硫酸工业的先行者和推进者之一。
工业气体分析是C·温克勒教授长期耕耘的领域之一,对仪器装置,对分析方法都做有不少改进、完善和创新。继1872年长篇论文之后,又写出总结性的《工业气体化学研究导论第一册定性分析》(1876)及《工业气体化学研究导论第二册定量分析》(1877~1879)两部专著。为大学写的《工业气体分析教本》(1885、1898、1902年,一、二、三版),曾被[1] [2] 下一页
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