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第14章 钾、钠等元素的发现

金属元素的故事

汉弗莱·戴维,1778年12月17日出生在英格兰彭赞斯城附近的一个木匠家庭里。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。但由于家境贫困,他没能在学校里继续学习,15岁那年便辍学了。

为谋生糊口戴维来到了彭赞斯镇外科医生博莱斯的药房里。药房的工作跟化学有密切关系。戴维利用这里的条件,读了不少书。他还被准许到博莱斯家族的图书室去阅览。他读了包括拉瓦锡在内的许多著名科学家的著作,大大丰富了化学知识。在这里他还做了不少比较难的化学实验,为此,人们送他一个“小化学家”的称号。

1798年,他的朋友将他介绍到克利夫顿的化学研究所工作。在那里,他在医生托玛斯·贝杜斯的指导下,研究各种新发现的气体对人体的作用。就是在这时戴维发现了“笑气”(N2O),人一吸入就会不自觉地兴奋发笑。到1801年他又被邀请到伦敦皇家学院去任讲师,第二年又升为教授。第三年,也就是他不满25岁的时候又当选为皇家学会的会员。

1801年,戴维被聘任职于皇家化学学院。1803年伦福德伯爵与妻子移居法国。因此戴维成为这个学院的实际支撑者。他所作的学术讲演,由于他雄辫的口才、渊博的知识、有力的论证和精巧的实验,博得了人们的赞赏。他的演讲吸引了一些著名的科学家和各界知名人士,大家都被他的才能折服。

不久,他就升为皇家化学学院的教授。

1807年10月6日,他用电解熔融苛性钾的方法,制出了金属钾,继这次巨大的成功之后,他又用同样方法制出了金属钠。同年11月19日,他向皇家学院递交了发现钾、钠的报告。这项科学成就开辟了用电化学方法发现元素的道路,在化学发展史上写下了光辉的一页。

就在这一年的12月,法国皇帝拿破仑决定,向在电学上创造出最好成绩的英国科学家汉弗莱·戴维颁发一枚勋章,以示嘉奖。

之后,戴维又用电解的方法制得了钙、锶、钡、镁等碱土金属和硼、硅等非金属。

此外,在1809—1814年,戴维还研究卤素。他用实验证明氯是一种元素,酸的主要成分是氢而不是氧,修正了舍勒把氯当作“脱燃素盐酸”和拉瓦锡的“酸必须含氧”的观点。同时他研究碘和氟,认为它们是跟氯类似的元素,并试图制取氟,但没有成功。

煤矿爆炸事故的发生,是因为矿灯引燃了煤矿中的沼气(即甲烷)。戴维从研究火焰与爆炸的关系入手,想设计出一种不致引发沼气燃烧爆炸的矿工照明用灯。

他的学生法拉第和他一起投入到了这项研究。工作进行了将近半年,于1816年终于成功地设计出一种安全矿灯。这种矿灯就是用一种网眼很小的金属网代替了矿灯的玻璃罩。因为金属丝网可以把火焰的热量传导开来,防止未燃气体达到燃点,爆炸也就不会发生了。这种矿灯使用效果很好。不久便被各煤矿普遍采用。人们把这种安全灯叫戴维灯,这种灯在世界上使用了100多年,直到20世纪30年代才改用电池灯。

1820年,戴维当选为英国皇家学会主席。此后,他依然坚持进行着电化学方面的研究。

由于长期在实验室中接触一些有毒的药剂和疯狂的工作,戴维的身体异常衰弱,虽然他到欧洲去遍访名医,但也无济于事,过早地于1829年5月29日在瑞士的日内瓦逝世,年仅51岁。

戴维谢世后,他的弟弟替他编了一部全集,书名是《汉弗莱·戴维爵士全集》,共九卷之多,成为化学史上的重要文献。 戴维一生还著有《化学哲学课程纲要》《化学哲学原理》《农业化学原理》等著作,并培养出了法拉第等著名的科学家。

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