الشوكولاتة غذاء مثالي، صحي وشهي بقدر متساوٍ، مجدد نافع للقوى المستنفدة...وهي أفضل صديق لأولئك المشتغلين بالدراسات الأدبية.
Justus Freiherr von Liebig كان عالماً ألمانياً قدم مساهمات كبيرة في الكيمياء الزراعية والبيولوجية، ويعتبر من المؤسسين الرئيسيين للكيمياء العضوية. وكأستاذ في جامعة Giessen، ابتكر طريقة التدريس الحديثة الموجهة نحو المختبر، ولهذه الابتكارات، يُعتبر من أعظم مدرسي الكيمياء في التاريخ. وصفه البعض بـ "أب صناعة الأسمدة" لتركيزه على النيتروجين والعناصر النزرة باعتبارها مغذيات نباتية أساسية، وصياغته لقانون الحد الأدنى، الذي وصف كيف اعتمد نمو النبات على أندر مورد غذائي، بدلاً من إجمالي الموارد المتاحة. كما طور عملية تصنيع مستخلصات اللحوم البقرية، وبموافقته تأسست شركة تسمى Liebig Extract of Meat Company لاستغلال هذا المفهوم؛ وقدمت لاحقاً مكعبات مرق اللحم البقري من ماركة Oxo. كما روج لاختراع سابق لتكثيف البخار، أصبح يُعرف باسم مكثف Liebig.
الحياة المبكرة والتعليم
وُلد Justus Liebig في Darmstadt في عائلة من الطبقة الوسطى لـ Johann Georg Liebig وMaria Caroline Möser في أوائل مايو 1803. كان والده تاجر مواد جافة وعتاد منزلي يركب ويبيع الدهانات والورنيشات والأصباغ، التي طورها في ورشته الخاصة. منذ الطفولة، افتتن Justus بالكيمياء.
في سن الثالثة عشرة، عاش Liebig السنة بلا صيف، عندما دمرت فترة الشتاء البركاني غالبية محاصيل الغذاء في نصف الكرة الشمالي. كانت ألمانيا من بين الدول الأكثر تضررا في المجاعة العالمية التي تلت ذلك، ويقال إن هذه التجربة شكلت أعماله لاحقاً. نتيجة جزئياً لابتكارات Liebig في الأسمدة والزراعة، أصبحت مجاعة 1816 معروفة باسم "آخر أزمة بقاء عظيمة في العالم الغربي".
التحق Liebig بالمدرسة الثانوية في Ludwig-Georgs-Gymnasium في Darmstadt، من سن 8 إلى 14 سنة. غادر بدون شهادة إتمام، وتم تدريبه لعدة أشهر لدى الصيدلاني Gottfried Pirsch 1792–1870 في Heppenheim قبل عودته للوطن، ربما لأن والده لم يكن قادراً على دفع رسوم التدريب. عمل مع والده لمدة سنتين، ثم التحق بجامعة Bonn، حيث درس تحت إشراف Karl Wilhelm Gottlob Kastner، الزميل التجاري لوالده. عندما انتقل Kastner إلى جامعة Erlangen، تابعه Liebig.
غادر Liebig مدينة Erlangen في مارس 1822، جزئياً بسبب تورطه مع منظمة Korps Rhenania الراديكالية، وهي منظمة طلابية قومية، لكن أيضاً بسبب آماله في دراسات كيميائية أكثر تقدماً. الظروف محجوبة بفضيحة محتملة. في أواخر عام 1822، ذهب Liebig للدراسة في Paris بمنحة حصل عليها له Kastner من حكومة Hessian. عمل في المختبر الخاص لـ Joseph Louis Gay-Lussac، وصادقه أيضاً Alexander von Humboldt و Georges Cuvier 1769–1832. مُنح دكتوراه Liebig من Erlangen في 23 يونيو 1823، وقت طويل بعد مغادرته، نتيجة تدخل Kastner لصالحه. التمس Kastner إسقاط متطلبات الأطروحة، ومنح الدرجة في الغياب.
البحث والتطوير
غادر Liebig Paris للعودة إلى Darmstadt في أبريل 1824. في 26 مايو 1824، في سن الحادية والعشرين وبتوصية من Humboldt، أصبح أستاذاً غير عادياً في جامعة Giessen. كان تعيين Liebig جزءاً من محاولة لتحديث جامعة Giessen وجذب المزيد من الطلاب. تلقى راتباً صغيراً، بدون تمويل المختبر أو الوصول إلى المرافق.
تعقدت حالته بسبب وجود أعضاء هيئة تدريس موجودين: درس الأستاذ Wilhelm Zimmermann 1780–1825 الكيمياء العامة كجزء من كلية الفلسفة، تاركاً الكيمياء الطبية والصيدلة للأستاذ Philipp Vogt في كلية الطب. كان Vogt سعيداً بدعم إعادة تنظيم تدرس فيها الصيدلة بواسطة Liebig وأصبحت مسؤولية كلية الآداب، بدلاً من كلية الطب. وجد نفسه يتنافس بدون جدوى مع Liebig على الطلاب وأتعابهم للمحاضرات. رفض السماح لـ Liebig باستخدام المساحات والمعدات الموجودة، وفي النهاية انتحر في 19 يوليو 1825. فتحت وفيات Zimmermann وأستاذ Blumhof الذي درّس التكنولوجيا والتعدين الطريق أمام Liebig للتقديم على كرسي أستاذية كامل. تم تعيين Liebig على كرسي Ordentlicher في الكيمياء في 7 ديسمبر 1825، متلقياً راتباً أعلى بكثير وبدل مختبر.
تزوج Liebig من Henriette "Jettchen" Moldenhauer 1807–1881، ابنة موظف رسمي، في مايو 1826. كان لهما خمسة أطفال، Georg 1827–1903، Agnes 1828–1862، Hermann 1831–1894، Johanna 1836–1925، و Marie 1845–1920. على الرغم من أن Liebig كان لوثرياً و Jettchen كاثوليكية، يبدو أن اختلافاتهما الدينية تم حلها بشكل ودي بتربية أبنائهما في الديانة اللوثرية وبناتهما كاثوليكيات.
تحويل تعليم الكيمياء
اقترح Liebig وعدة زملاء إنشاء معهد للصيدلة والتصنيع داخل الجامعة. لكن مجلس الشيوخ، برفض لا هوادة فيه، رفض فكرتهم، قائلاً إن تدريب "الصيادلة والصانعين والمشروبات والصباغين والمقطرين" لم تكن مهمة الجامعة. اعتباراً من 17 ديسمبر 1825، حكموا بأن أي مؤسسة من هذا القبيل يجب أن تكون مشروعاً خاصاً. في الواقع، كان هذا القرار لصالح Liebig. كمشروع مستقل، يمكنه تجاهل قوانين الجامعة وقبول الطلاب المسجلين وغير المسجلين. تم الإعلان عن معهد Liebig على نطاق واسع في المجلات الصيدلانية، وافتتح في 1826. تم تدريس دروسه في الكيمياء العملية وإجراءات المختبر للتحليل الكيميائي بالإضافة إلى دوراته الرسمية في الجامعة.
من 1825 إلى 1835، كان المختبر موجوداً في غرفة حراسة في ثكنات مهجورة على حافة المدينة. كانت مساحة المختبر الرئيسية حوالي 38 م2 410 قدم مربع وتضمنت قاعة محاضرات صغيرة وخزانة تخزين وغرفة رئيسية بها أفران وطاولات عمل. يمكن استخدام عمود مفتوح بالخارج للتفاعلات الخطرة. يمكن لـ Liebig أن يعمل هناك مع ثمانية أو تسعة طلاب في المرة الواحدة. عاش في شقة ضيقة في الطابق فوقه مع زوجته وأطفاله.
كان Liebig أحد أوائل الكيميائيين الذين ينظمون مختبراً بشكله الحالي، متعاملاً مع الطلاب في البحث التجريبي على نطاق واسع من خلال مزيج من البحث والتدريس. مكنته طرق التحليل العضوي من توجيه العمل التحليلي للعديد من طلاب الدراسات العليا. كان طلاب Liebig من العديد من الدول الألمانية، بالإضافة إلى بريطانيا والولايات المتحدة، وساعدوا في خلق سمعة دولية لـ Doktorvater الخاص بهم. أصبح مختبره معروفاً كمؤسسة نموذجية لتدريس الكيمياء العملية. كما كان مهماً لتركيزه على تطبيق الاكتشافات في البحث الأساسي على تطوير عمليات وممنتجات كيميائية محددة.
في 1833، تمكن Liebig من إقناع المستشار Justin von Linde بتضمين المعهد داخل الجامعة. في 1839، حصل على أموال حكومية لبناء قاعة محاضرات ومختبرين منفصلين، صممهما المهندس المعماري Paul Hofmann. تميز مختبر الكيمياء الجديد بخزائن دخان زجاجية مبتكرة وأنابيب تهوية. بحلول عام 1852، عندما غادر Giessen إلى Munich، كان أكثر من 700 طالب في الكيمياء والصيدلة قد درسوا مع Liebig.
الأدوات
كان التحدي الكبير الذي واجهه كيميائيو القرن التاسع عشر العضويون هو نقص الأدوات وطرق التحليل لدعم التحليلات دقيقة وقابلة للتكرار للمواد العضوية. عمل العديد من الكيميائيين على مشكلة التحليل العضوي، بما فيهم الفرنسي Joseph Louis Gay-Lussac والسويدي Jöns Jacob Berzelius، قبل أن يطور Liebig نسخته من جهاز لتحديد محتوى الكربون والهيدروجين والأكسجين من المواد العضوية في عام 1830. تضمنت مجموعة ذكية من خمس بالونات زجاجية، تسمى Kaliapparat لاحتجاز منتج أكسدة الكربون في العينة، بعد احتراق العينة. قبل الوصول إلى Kaliapparat، تم توصيل غازات الاحتراق عبر أنبوب كلوريد الكالسيوم الملتص للرطوبة، الذي امتص واحتفظ بمنتج أكسدة الهيدروجين من العينة، وهو بخار الماء. بعد ذلك، في Kaliapparat، تم امتصاص ثاني أكسيد الكربون في محلول هيدروكسيد البوتاسيوم في البالونات الثلاث السفلى، واستخدم لقياس وزن الكربون في العينة. لأي مادة تتكون فقط من الكربون والهيدروجين والأكسجين، تم العثور على نسبة الأكسجين بطرح نسبة الكربون والهيدروجين من 100%؛ والباقي يجب أن يكون نسبة الأكسجين. تم استخدام فرن الفحم - صينية من الصلب الرقيق يتم وضع أنبوب الاحتراق فيها - للاحتراق. أدى وزن الكربون والهيدروجين بشكل مباشر، بدلاً من تقديره بشكل حجمي، إلى زيادة دقة القياس بشكل كبير. أتقن مساعد Liebig Carl Ettling تقنيات نفخ الزجاج لإنتاج Kaliapparat، وأظهرهما للزوار. سهّل Kaliapparat الخاص بـ Liebig تقنية التحليل العضوي الكمي وجعلها روتينية. يشير Brock إلى أن توفر جهاز تقني متفوق كان أحد الأسباب التي مكنت Liebig من جذب عدد كبير من الطلاب إلى مختبره. تم استخدام طريقة تحليل الاحتراق الخاصة به صيدلانياً، وبالتأكيد جعلت ممكناً العديد من المساهمات في الكيمياء العضوية والزراعية والبيولوجية.
روج Liebig أيضاً لاستخدام نظام تبريد مياه بتدفق معاكس للتقطير، لا يزال يُشار إليه باسم مكثف Liebig. نسب Liebig نفسه جهاز تكثيف البخار للصيدلاني الألماني Johann Friedrich August Gottling، الذي أجرى تحسينات في عام 1794 على تصميم اكتشفه بشكل مستقل الكيميائي الألماني Christian Ehrenfried Weigel في عام 1771، والعالم الفرنسي P. J. Poisonnier في عام 1779، والكيميائي الفنلندي Johan Gadolin في عام 1791.
على الرغم من أنها لم تُعتمد على نطاق واسع حتى بعد وفاة Liebig، عندما حظرت تشريعات السلامة أخيراً استخدام الزئبق في صنع المرايا، اقترح Liebig عملية لفضة أصبحت في النهاية أساس صنع المرايا الحديثة. في عام 1835، أبلغ أن الألدهيدات تختزل أملاح الفضة إلى فضة معدنية. بعد العمل مع علماء آخرين، اقترب Carl August von Steinheil من Liebig في عام 1856 ليرى ما إذا كان يمكنه تطوير تقنية فضة قادرة على إنتاج مرايا بصرية عالية الجودة للاستخدام في التلسكوبات العاكسة. تمكن Liebig من تطوير مرايا خالية من العيوب بإضافة النحاس إلى نترات الفضة الممونية والسكر. كانت محاولة لتسويق العملية و "طرد صنع مرايا الزئبق وتأثيره الضار على صحة العمال" غير ناجحة.
الكيمياء العضوية
كان أحد المتعاونين المتكررين لـ Liebig هو Friedrich Wöhler. التقيا في عام 1826 في Frankfurt، بعد الإبلاغ بشكل مستقل عن تحضير مادتين، حمض الكيانيك وحمض الفولمينيك، اللتين يبدو أنهما لهما نفس التركيب، لكن خصائص مختلفة جداً. الفولمينات الفضية التي حققها Liebig، كانت متفجرة، بينما السيانات الفضية التي وجدها Wöhler، لم تكن كذلك. بعد مراجعة التحليلات المتنازع عليها معاً، اتفقا على أن كليهما صحيح. أدى اكتشاف هذه والمواد الأخرى إلى أن يقترح Jöns Jacob Berzelius فكرة الأيزومرات، وهي مواد يتم تعريفها ليس فقط بعدد وأنواع الذرات في الجزيء، بل أيضاً بترتيب تلك الذرات.
في عام 1832، نشر Liebig و Friedrich Wöhler تحقيقاً عن زيت اللوز المر. حولوا النفط النقي إلى عدة مركبات مهلجنة، والتي تحولت بشكل إضافي في تفاعلات أخرى. خلال كل هذه التحولات، احتفظت "مركب واحد" الذي سموه البنزويل "بطبيعته وتركيبه دون تغيير في جميع ارتباطاته تقريباً مع الأجسام الأخرى
.jpg)
