汉弗里·戴维
汉弗里·戴维(1778年12月17日-1829年5月29日),出生于康沃尔郡彭赞斯,英国化学家。
1801年,被皇家学会聘请,任化学讲师兼管实验室,先后任职副教授、教授。1812年,受封为爵士,出版了《化学哲学原理》。1813年,他任命法拉第为他的助手,使这个贫穷的订书工逐渐成为著名的科学家。1820年,戴维被选为皇家学会会长。1829年,在日内瓦逝世,终年51岁。他开创了农业化学,用电解法离析出金属钾和钠,后又分离出金属钙、锶、钡和镁。他在法国研究碘,指出碘是与氯类似的元素,并制备出碘化钾和碘酸钾等许多碘的化合物,后还证实金刚石和木炭的化学成分相同。
基本信息
- 中文名
汉弗里·戴维
- 出生日期
1778年12月17日
- 逝世日期
1829年5月29日
- 出生地
康沃尔郡彭赞斯1
- 主要成就
成功地制出了金属钾和钠
- 所属国家
英格兰
生平简介
1778年12月17日,戴维出生在英格兰彭赞斯城附近的乡村。父亲是个木器雕刻匠。戴维6岁入学,是个淘气、贪玩的学生。他衣服的两个口袋常常是一个装有钓鱼的器械,另一个装满各种矿石。他有惊人的记忆,富有情感,从小喜欢背诵诗歌、讲述故事。小学毕业后,父亲送他到彭斯城读书。老师认为他成绩最好的功课是将古典文学译成当代英语。另外,他还阅读过哲学著作,如康德的 先验论等,并且开始写诗。不过在城里,最吸引他的是医生配制药物时物质的各种奇异变化。他就常常偷偷躲入顶楼,用碗、杯、碟作器具,学做实验。从此,他对 化学实验的兴趣有增无减。1794年,戴维的父亲去世。他为谋生糊口就到药房做学徒。他一方面充当医生的好助手,学习行医的本领;一方面他为调制各种药物,用溶解、蒸馏的方法配制丸药和药水,真正操作起化学实验仪器。这时他就开始自学拉瓦锡的《化学纲要》等著作,以弥补自己知识的不足。这时恰好格勒哥里·瓦特(发明家 詹姆斯·瓦特的儿子)来此地。戴维闻讯后就登门求教,瓦特很喜欢这个聪明勤奋好学的年轻人,帮他解疑答惑。就这样,在学徒期间,戴维的知识有了很大的进步。1789年,瓦特介绍戴维到布里托尔一所气体疗病研究室当管理员。戴维对这里有更好的学习和实验机会感到称心如意。不久,研究室的负责人就发现他有精湛的实验技术,是个有前途的人才,就提出愿意资助戴维进大学学医。但这时,戴维已下定决心终生从事化学研究。1801年,戴维被皇家学会聘请,任化学讲师兼管实验室。由于他具有丰富的知识和高超的实验技术,在到职后的六个星期就被升为副教授,第二年提升为教授。在学院举办的讲座上,戴维以超群的智力和非凡的口才获得了出乎意料的成功。他很快就赢得了杰出的讲演者的口声,成为伦敦的知名人士。1803年,戴维被选为 英国皇家学会会员。1807年,出任学会秘书。1812年,他受封为爵士,出版了《化学哲学原理》。1813年他任命法拉第为他的助手,使这个贫穷的订书工逐渐成为著名的科学家。这是戴维对科学事业的又一重要贡献。1820年,戴维被选为皇家学会会长。1829年,在日内瓦逝世,终年51岁。
试验发现
戴维在气疗研究室戴维承担的一项任务是研究一氧化二氮的特性。有人认为这是一种有毒的气体,也有人
认为它能治疗瘫痪病。究竟是怎样的气体呢?戴维决心亲自试验一下。许多朋友劝阻他,认为这样做太危险。勇于探索的戴维却不以为然,立即投入了实验。有一次戴维制取了大量的一氧化二氮,装在几个大玻璃瓶里,放在地板上。这时医学家贝多斯来到了实验室,看到戴维做出的成绩非常满意。当他正在高兴地与戴维交谈,由于不灵便的 转身,胳臂碰到一个大铁 三角架,架子倒下来砸碎了装满一氧化二氮的玻璃瓶。贝多斯很难为情地弯下腰收拾玻璃瓶,同时喃喃地 说了一些表示歉意的话。戴维却认为这是不关紧要的,重新做一瓶是很容易的,用不着这样不安。戴维还没有说完这个实验的情况和今后的打算。他们的眼睛由于惊异而睁得大大的。一向以非常孤癖和 冷漠而闻名的贝多斯博士,突然带着令人费解的微笑盯着他说: “戴维,你太爱开玩笑了。你怎么可以把铁架子同玻璃器皿放在一起呢?它们相互碰撞起来的声音多么响啊!”接着,他大笑起来,笑声震撼了整个实验室。“的确是一件令人开心的事。”戴维同意他的意见,也大笑起来。这两位 科学家 面对面地站着,狂笑不止。这种不 平常的喧闹,引起了隔壁实验室助手的注
意。他打开门以后,站在门边楞住了。“他们怎么啦,患精神病了?”助手们助手捂住鼻子,大声喊道:“快出去!你们需要呼吸新鲜空气,你们中毒了!”贝多斯和戴维在新鲜空气中逐渐恢复了神志。但是头痛还没有消除,这说明,一些人所谓的“无毒气体”对他们的身体还是产生了有害的作用,还需要在新鲜空气里多呆些时间。在这次不愉快的事故中终究还有一些好处,那就是我们发现了这种气体的新性质。事后戴维在笔记本上写道:“我是知道进行这实验是很危险的,但是从性质上来推测可能不致危及生命。……当吸入少量这种气体后,觉得头晕目旋,如痴如醉,再吸四肢有舒适之感,慢慢地筋肉都无力了,脑中外界的形象在消失,而出现各种新奇的东西,一会儿人就象发了狂那样又叫又跳,……”戴维在气疗研究所研究气体对人体的作用时,基本上是在自己身上做实验。他发现 一氧化氮有刺激作用,以后又发现有麻醉作用。戴维这种勇于探索、敢于牺牲的精神、无疑是令人钦仰的。
电化学的成果
1799年 意大利物理学家 伏打发明了将 化学能转化为 电能的 电池,使人类第一次获得了可供实用的持续电流。1800年英国的尼科尔逊和 卡里斯尔采用 伏打电池 电解水获得成功,使人们认识到可以将电用于化学研究。许多科学家纷纷用电做各种实验。戴维在 思考,电既然能分解水,那么对于 盐溶液、固体化合物会产生什么作用呢?在皇家 科普协会繁忙的工作中,他开始研究各种物质的电解作用。首先他很快地熟悉了伏打电池的 构造和性能,并组装了一个特别大的电池用于实验。然后他针对 拉瓦锡认为 苏打、木灰一类化合物的主要成分尚不清楚的看法,选择了木灰(即苛性钾)作第一个研究对象。开始他将苛性钾制成饱和 水溶液进行电解,结果在电池 两极分别得到的是氧和氢,加大 电流强度仍然没有其它收获。在仔细分析原因后,他认为是水从中作祟。随后他改用 熔融的苛性钾,在电流作用下,熔融的苛住钾发生明显变化,在导线与苛性钾接触的地方不停地出现紫色 火焰。这产生紫色火焰的 未知物质因温度太高而无法 收集。再次总结经验后,戴维终于成功了。在1807年 皇家学会的学术报告会上,戴维是这样 介绍的:
将一块纯净的苛性钾先露置于空气中数分钟,然后放在一特制的白金盘上,盘上连接电池的 负极。电池 正极由一根白金丝与苛性钾相接触。通电后,看到苛性钾慢慢熔解,随后看到正极相连的部位沸腾不止,有许多 气泡产生,负极接触处,只见有形似小球、带 金属光泽、非常象永银的物质产生。这种小球的一部分一经生成就 燃烧起来,并伴有爆鸣声和紫色火焰,剩下来的那部分的表面慢慢变得暗淡无光,随后被白色的薄膜所包裹。这小球状的物质经过 检验,知道它就是我所要寻找的物质。
通过实验戴维进一步认识到,这种物质投入水中,沉不下来,而是在水面上急速奔跃,并发出咝咝 响声,随后就有紫色火花出现。这些奇异的现象使他断定这是一种新 发现的元素,它比水轻,井使水分解而释放出 氢气,紫色火焰就是氢气在燃烧。因为它是从木灰中提取的,故命名为钾。
对木灰电解成功,使戴维对电解这种方法更有信心,紧接着他采用同样方法电解了苏打,获得了另一种新的金属元素。这元素来自苏打,故命名为钠。
连续六个星期的紧张实验,把戴维累得形容枯槁,两眼窝陷,脸色苍白,但是他还是以坚强的毅力坚持着。1807年11月19日,他支撑着在学术报告会上介绍了发现钾、钠两元素的经过。暴风雨般的掌声和热烈的 祝贺,使戴维感到非常幸福,当他回到家中,病魔终于把他打倒。操劳过度招来的热病使他在死亡的边缘 挣扎了9个星期。由于公众的关心,医生的日夜看护,病势终于 好转了。
疾病丝毫也没挫减他的锐气和热情。当身体稍好一点,他又来到实验室,开始新的 攻关。从1808年3月起,他进而对石灰、苦土( 氧化镁)等进行电解,开始时他仍采用电解苏打的同样方法,但是毫不见效。又采用了其它几种方法,仍未获得成功。这时瑞典 化学家 贝采里乌斯来信告诉戴维,他和篷丁曾对石灰和水银混和物进行电解,成功地分解了石灰。根据这一提示,戴维将石灰和 氧化汞按一定比例混和电解,成功地制取了钙汞齐,然后加热蒸发掉汞,得到了银白色的 金属钙。紧接着又制取了金属镁、锶和钡。电化学实脸之花在戴维手中结出了丰硕的 果实。
戴维与法拉第
举世闻名的伟大化学家汉弗里·戴维(H.Davy,1778-1829)发现了 迈克尔·法拉第(M.Faraday,1791-1867)的才能,并将这位铁匠之子、小书店的装订工招收到大研究机关—— 皇家学院做他的助手。戴维具有 伯乐的慧眼,这已被人们作为 科学史上的光辉范例,争相传颂。戴维自己也为发现了 法拉第这位科学巨擘而自豪。他临终前在医院养病期间,一位朋友去看他,问他一生中 最伟大的发现是什么,他绝口未提自己发现的众多 化学元素中的任何一个,却说:“我最大的发现是一个人——法拉第!” 的确,如果没有戴维,法拉第的日记就不会那样显赫,近代电学发展的历史就要重写。戴维的功绩是伟大的, 不可磨灭的,他的伯乐精神至今仍是科学界乃至各界的楷模。然而,这位伟大的人物留给我们的,不仅有经验,还有他的教训,这就是 嫉妒的恶果。 一桩“剽窃案”
1820年, 丹麦物理学家 奥斯特(H.C.Oersted)在实验中发现了电流可以使磁针偏转的事实,于这年7月21日发表了他的实验报告《电的冲突对磁的作用的一些实验》,9月4日刚刚回国的法国科学家 阿拉果(Arago)立即向 法国科学院报告了这一实验。从此,电和磁的实验引起了法国和英国许多科学家的兴趣。人们纷纷重复奥斯特的实验,探索新的实验。安培、戴维、 沃拉斯顿、法拉第等都对此发生了兴趣,并着手进行实验。