約瑟夫·路易斯·蓋·呂薩克

約瑟夫·路易斯·蓋·呂薩克出生於法國上維埃納省的聖利奧納德，法國化學家和物理學家。他對氣體的物理化學做出了巨大的貢獻。他在非法毒品方面也做出了許多發現。

基本介紹

• 本名：約瑟夫·路易斯·蓋·呂薩克
• 出生時間：1778年9月6日
• 主要作品：《濕法檢驗含銀材料的實驗規則》
• 主要成就：發現氯

個人簡介

法國化學家和物理學家蓋·呂薩克，1778年9月6日生於塞因特-倫納德。父親是檢察官。少年時代，恰逢法國大革命，耽誤了讀書。16歲後，他抓緊學習，1797年考入著名的巴黎工業學校，畢業後成為實驗室助教。 1804年，他兩次乘氣球升入高空，研究空氣和地球磁場。發表了一些論文，其中批評了德國科學家洪堡，洪堡反而找到他並和他一起考察，訪問了許多國家，共同進行科學研究。回國後成為工科大學的化學教授，後來又擔任索邦大學物理學教授和巴黎植物園化學教授。1806年當選為法國科學院院士。

蓋·呂薩克研究了氣體的熱膨脹問題，1802年發現了氣體體積隨溫度改變的規律，人們稱之為蓋·呂薩克定律；1808年，發現了另一個化學定律，即氣體相互反應時，常以簡單的體積比相結合。這個定律是道爾頓原子論的重要論據，也是阿伏加德羅深入研究原子-分子學說的出發點。

1808年與法國化學家泰納一起用鉀作用於硼酸獲得了單質硼；1813年發現氫碘酸和碘酸鉀，分離出單質碘；1814年認識到無氧酸的存在，製得氫氰酸；1824年後，發明了銀量法，繪出了最早的“溶解度曲線”，把容量分析推進了一步；還發明了化工生產用的“蓋·呂薩克塔”；對同分異構現象、化學平衡等也有研究。

蓋·呂薩克共發表過148篇論文，主要著作有：《濕法檢驗含銀材料的實驗規則》等。蓋·呂薩克還是一位出色的教師。他的講課才能吸引了許多學生。他還主辦了《化學和物理常年鑑》，為科學事業獻出了畢生的心血。

不信權威

約瑟夫·路易斯·蓋·呂薩克是法國著名的化學家與物理學家。他1778年12月6日出生在法國利摩日地區的聖·雷奧納爾鎮。蓋·呂薩克的父親是當地的一名檢察官，他們的家境在當地是比較富裕的。但是，在蓋·呂薩克11歲那年，法國爆發了1739年資產階級大革命。不久，革命的浪潮衝擊了這個家庭。1793年，其父困涉嫌而被捕。家庭的社會地位和經濟生活發生了重大變化。蓋·呂薩克在本地只受過初等教育，以後就到了巴黎。 1797年，他進入巴黎工業學校學習。他之所以選擇這所學校，一是因為該校學生一律享受助學金，可以減輕家庭的負擔，二是該校學術水平較高，有不少著名的專家學者都在這裡任教。像貝托雷這樣的著名化學家，就在這裡講授有機化學課程。蓋·呂薩克由於勤奮好學，熱愛化學專業和實驗技術，深得貝托雷等一些教授的賞識。1300年他畢業了，貝托雷留他給自己作助手。通過日常工作的接觸，老教授發現這個學生思維敏捷，實驗技巧很高，他深信自己發現了一個有培養前途的好苗子。於是，他放心地把自己的實驗室交給了年輕的蓋·呂薩克，讓這個青年協助自己進行科學研究工作。

蓋·呂薩克非常重視科學觀察和實驗。他總是認真地把實驗數據及時地一一記錄下來，每當坐下來的時候，他就全神貫注地研究起那些實驗現象，分析實驗數據。經過認真的反覆思考，謹慎地得出自己的給論。他尊重事實而不迷信權威。因此，他能夠洞察人們所不知的奧秘。發現科學真理。當時，貝托雷正在同化學家普魯斯特圍繞著定比定律進行一場激烈的學術爭論。貝托雷讓蓋。呂薩克以實驗事實來證明自己的觀點，給對方以駁斥。然而，蓋·呂薩克經過反覆的實驗，所記錄到的事實都證明其導師的觀點是錯誤的。他毫不猶豫地將這個結果如實地匯報給老師。貝托雷看完他的實驗記錄之後，不禁露出了微笑。他對蓋·呂薩克說：“我為您而感到自豪。象您這樣有才能的人，沒有理由讓您當助手，哪怕是給最偉大的科學家當助手。您的眼睛能發現真理，能洞察人們所不知的奧秘，而這一點卻不是每一個人都能作到的。您應該獨立地進行工作。從今天起，您可以進行您認為必要的任何實階……”

氣體化學

蓋·呂薩克在化學上的貢獻，首先在氣體化學方面，他發現了氣體化合體積定律。他的工作始於對空氣組成的研究。他為了考察不同高度的空氣組成是否一樣，冒險乘坐氣球升入高空進行觀察與實驗。1804年8月2日，天氣晴朗，萬里無雲，炎熱的天氣，不見一絲微風。他和自己的好友、法國化學家比奧用浸有樹脂的密織綢布做成一個巨大的氣球，裡面充進氫氣。膨脹的氣球在陽光下閃閃發光，蓋。呂薩克與比奧坐進了氣球下面懸掛的圓形吊籃里。氣球徐徐上升，他們揮手同歡呼的送行者們告別。貝托雷教授親臨現場，隨著大家呼喊著：“一路平安”。他們在緩慢上升的氣球吊籃里，忙著進行空氣樣品的採集，不斷測量著地磁強度。緊張的工作使他們顧不上由於高空反應帶來的頭昏、耳痛等身體的不適。凍得渾身發抖，仍頑強地堅持這次考察活動，終於取得了大量第一手資料。但是，蓋·呂薩克對首次探險的收穫並不滿足。一個半月以後，他單身進行了第二次升空探索。為了減輕負荷，提高升空高度，他儘量輕裝。當氣球升至7016米時，他毅然把椅子等隨身物件扔了下來，使氣球繼續上升。正在田間勞作的人們看到天上紛紛落下許多東西，都不清楚究竟發生了什麼事。而蓋·呂薩克卻創造了當時世界上乘氣球升空的最高記錄。兩次探測的結果表明，在所到的高空領域，地磁強度是恆定不變的；所採集的空氣樣品，經分析證明，空氣的成分基本上相同，但在不同高度的空氣中，含氧的比例是不一樣的。 在氣體的實驗中，蓋·呂薩克發現，氧與氫化合時，氧氣的體積差不多，總是氫氣體積的一半。於是，他想到這簡單的體積關係，可能同物質的原子結構有關。據此，他進而想到，其它氣體在化合反應中可能都具有類似情況。但當時由於他的導師布里松教授的逝世，他不得不暫時中斷了實驗工作，返回巴黎。1806年，在法國科學院的慶祝大會上，蓋·呂薩克當選為該院正式院士。其後，他繼續自己對氣體化學反應的研究。他往容器里充滿等體積的氮和氧，然後讓混和物通過電火花。於是就產生了新的氣體一氧化氮。他發現：一體積的氧和一體積的氮，經化合得到了兩體積的一氧化氮。進一步研究許多不同氣體間的化學反應，使他注意到，在所有參加反應的氣體體積和反應後生成的氣體體積之間，總是存在著簡單的比例關係。由此發現了一個重要的基本化學定律——氣體化合體積定律，這個定律的發現，本來是從氣體化學反應的角度，對道爾頓的原子論做了有力的證明，受到了化學界不少專家的重視。但唯獨道爾頓本人難以理解和接受這一成果。他認為這會導致原子的破裂，從而違背他關於原子不可分割的基本思想。於是一場曠日持久的學術爭論開始了。雖然，1811年義大利化學家阿佛加德羅提出的分子概念，有助於統一這一矛盾，然而化學家們普遍受著形上學思維方式的支配，致使分子論的觀點被冷落了近半個世紀。直到1860年分子論被普遍接受後，隨著這場爭論的平息，蓋·呂薩克的氣體化合體積定律，才得到了理論上的正確解釋。

無機化學

發明製備鹼金屬的新方法，是蓋·呂薩克在無機化學中的又一貢獻。當蓋·呂薩克埋頭於氣體化學研究之際，英國化學家戴維以電解法製得了金屬鉀和鈉，而震動了整個科學界。鹼金屬鉀和鈉像石蠟一樣柔軟，輕得能漂浮於水面之上，在常溫下能與水發生激烈反應，產生火焰。訊息傳到巴黎，拿破崙就命令蓋·呂薩克及其密友泰納，用電解法製取金屬鉀和鈉，提供給他們電力很強的電池。工作開始後，他倆發現，以電解法製得的新金屬量很少。有沒有別的簡便方法呢？他們就此轉入了新製備方法的摸索工作。他們拋開了電池，而把鐵屑分別同苛性鉀（KOH）和苛性鈉（NaOH）混合起來，放在一個密封的彎曲玻璃管內加熱。結果，在高溫下熔化的苛性鹼與紅熱的鐵屑起化學反應，生成了金屬鉀和鈉。這種方法既簡單又經濟，而且可以制出大量的鉀和鈉。然而，這種方法卻有較大的危險性。在實驗中曾幾次發生爆炸事故，差點奪去了這兩位科學家的生命，蓋·呂薩克曾被炸傷，臥床40多天。但他們還是堅持用新方法製得的鉀和鈉進行實驗，研究它們的各種性質與實際用途。他們測得鉀的比重為0．874（現代值：0℃時為0．859），比戴維測的（0，6左右）更精確。他們的工作立即受到戴維本人的讚賞，新方法也很快被推廣。

對元素研究

硼元素的發現，是蓋·呂薩克研究金屬鉀的用途時派生出來的另一成果。19世紀初，硼酸的化學成分還是一個謎。1808年6月，蓋·呂薩克和泰納宣布，他們曾把鉀作為試劑去分解硼酸，實驗中，當把鉀作用於熔化的硼酸時，得到了一種橄欖灰色的新物質。經過了5個月的深入研究後，他們肯定了這是一種新的單質，取名為硼（bore）。還提出了發現新元素的專利申請。同年l1月30日，他們在《理化年報》上撰文，豪邁地宣稱：“硼酸的組成如何，現在已不成問題了。實際上，我們已經能夠把硼酸隨意地進行分解或重新合成了。” 1809年，蓋·呂薩克與泰納開始研究鹵族元素。氯是1774年由瑞典化學家舍勒最早發現的。但當時誤認為這種黃綠色的氣體是化合物，1785年貝托雷則把它視為鹽酸與氧的化合物，稱之為“氧化鹽酸”。1809年2月，蓋·呂薩克根據他們反覆實驗的結果，在阿爾庫伊學會的會議上，大膽地提出，‘氧化鹽酸”是單質，不是化合物。這一見解引起了戴維的高度重視。1810年l1月，他在英國皇家學會宣讀論文時，正式提出“氧化鹽酸”是一種元素，命名為氯。

碘是1811年由法國人庫特瓦首先發現的。他曾從海草灰中提取鉀鹽，但在製取過程中發現了一種未知的新物質，這種物質能腐蝕銅鍋和實驗器皿，給鉀鹽生產帶來很大困難。庫特瓦成功地分離出這種物質，把它交給化學家克萊曼和德索爾姆進行研究。但這兩位化學家沒有發表任何研究成果，就把這種新物質交給了英國化學家戴維去研究。得知此事後，蓋·呂薩克非常著急，為了給自己的祖國爭得榮譽，他日以繼夜地工作著，要爭取時間先於戴維宣布這一新的科學成果。他成功了，幾天后他終於製得了這一新元素，並將它命名為碘，他還研究了碘的一些住質，並證明在氫碘酸中無氧。不久，戴維關於碘的研究報告也發表了，但蓋。呂薩克為國爭光的宏願已經實現。

氟化物的研究，也曾是蓋·呂薩克同泰納合作的題目之一。吸入氟化氫蒸氣曾給他們的身體帶來過巨大痛苦，但這並沒有動搖蓋·呂薩克獻身化學的決心。1809年，他們把氟化鈣與硼酸混和加熱；企圖製備純“氟酸”，以研究其性質。實驗的結果卻意外地製成了一種所謂的氟酸氣”。後來證明，這種氣體是硼的氟化物，即氟化硼（BF3）。同年，他製成了無水氫氟酸（HF）。

除了上述研究，蓋·呂薩克還探討了氰化物並首次製得了氰J1811年，他將氰化汞與濃鹽酸一起蒸餾，製成無水氫氰酸，開創了氫氰酸的組成、性質的系統研究。同年，他加熱分解氰化汞，發現生成一種可燃氣體，經研究確定其組分為碳、氮二元素，他命名該氣體為“氰”。

多才多藝

在從事科研和教學的同時，蓋·呂薩克還積極參加由貝托雷等化學家舉辦的學術會議，由此結識了很多著名的專家學者，拉普拉斯、洪堡德、泰納等人都是他的摯友與合作者。在學術交流中，他虛心求教於人，又不迷信古今的權威，善於獨立思考。1809年，蓋·呂薩克被任命為工業學校的化學教授和索爾蓬納的物理學教授。他與泰納合作，以充分的實驗事實證明鉀和鈉都是元素，糾正了認為這兩種金屬都是氫的化合物的傳統觀念。又如，自拉瓦錫之後，形成一個傳統的錯誤觀點，認為一切酸中都必含有氧。硫化氫具有酸性，因此硫磺也含有氧。蓋·呂薩克通過實驗證明，硫、磷等物質中都不含氧，它們是元素，不是化合物。同樣，氯化氫的水溶液是酸但不含氧。所以酸類可分為含氧酸和無氧酸兩類，並非所有的酸都含氧。 蓋·呂薩克是近代的一位偉大化學家，同時還是一位多才多藝的人。他的科學生涯始於物理學。1805年與洪堡德合作，曾週遊歐洲各地，詳細地考察過地磁的分布及其規律。1322年，他研究氣體的熱膨脹問題，發現了一條重要的定律：一定質量的氣體，在壓強不變的條件下，溫度每升高（或降低）1℃，增加（或減少）的體積，等於它在0℃時體積的100/26666（現今為1/273）。這就是著名的蓋·呂薩克定律。1826年，他被選為彼得堡科學院的名譽院土。

他特別重視把科學理論成果轉化為生產力。他對硫酸製造工藝的改進，就是他對硫化物研究成果的重要套用。19世紀初流行鉛室法制硫酸工藝，但氧化氮不能回收，造成嚴重污染。1827年，他建議在鉛室後面，安裝一個淋灑冷硫酸的“吸硝塔”，解決了工藝吸收氧化氮消除污染、降低硫酸成本的難題。為此，人們稱吸收塔為“蓋·呂薩克塔”。

蓋·呂薩克不僅是傑出的科學家，也是一位社會活動家。1830年，他被任命為巴黎植物園的化學教授，同時當選為國民議會的議員。長期的繁忙和危險的工作，潮濕的實驗室，使他身患嚴重的關節炎，健康狀況日益惡化，但他頑強地同病魔博斗，堅持研究工作。1850年5月9日，這位著名化學家在巴黎逝世。這對當時世界科學中心的法國，無疑是個巨大的損失。

科學成就

1．蓋·呂薩克在物理學方面的主要貢獻，是發現了蓋·呂薩克定律。 從1801年開始，蓋·呂薩克對氣體物理性質進行了系統的研究，很快就發現，任何氣體在壓強不變的情況下，熱膨脹係數不變。1802年，他通過更深入的實驗研究發現，在壓強恆定的條件下，理想氣體(蓋·呂薩克稱它是“永久氣體”)“從冰點升高到水的沸點，……如果用百分溫度計作標準(攝氏溫標)”，溫度每升高1℃，氣體的體積就增大了原來體積的0.00375，近似於1/267。這就是蓋·呂薩克定律。後來精確的實驗證明，氣體膨脹係數應該是1/273。

2．他創造乘氣球升空7016米的記錄。

在氣球上，他的測量結果表明，高空磁場幾乎沒有任何變化，他從6636米高空收集的空氣樣品和接近地面的空氣一樣。

3．在化學方面，蓋·呂薩克也有不少重要的發現。

1808年他發現了化學元素硼。1809年他用電火花使氮氣和氧氣的混合物變成了氧化氮。1812年發現了一種綠色氣體，取名叫氯。1813年和法國化學家貝魯茲一起發現了一種紫色物質，取名叫“紫羅蘭色”，中文譯作“碘”。