Justus von Liebig

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Justus Freiherr von Liebigはドイツの科学者で、農業化学および生物化学に大きな貢献をし、有機化学の主要な創設者の一人と考えられています。Giessen大学の教授として、彼は現代的な実験室指向の教授法を開発し、このような革新のために、すべての時代を通じて最高の化学教師の一人と見なされています。彼は窒素と微量ミネラルが必須の植物栄養素であることを強調し、利用可能なリソースの総量ではなく、最も不足している栄養素資源に植物の成長が依存していることを説明した最小の法則を定式化したことで、「肥料産業の父」と呼ばれています。彼はまた牛肉抽出物の製造プロセスを開発し、彼の同意を得て、この概念を利用するためにLiebig Extract of Meat Companyという会社が設立されました。その後、Oxoブランドの牛肉ブイヨンキューブが導入されました。彼は蒸気を凝縮するための以前の発明を普及させ、それはLiebig凝縮器として知られるようになりました。

初期の人生と教育

Justus Liebigは1803年5月初旬、Johann Georg LiebigとMaria Caroline Möserの中流家庭の息子としてDarmstadtで生まれました。彼の父は塗料、ワニス、および顔料を調合および販売する乾物雑貨商で、これらは自分の工房で開発されました。幼少期から、Justusは化学に魅了されていました。

13歳のとき、Liebigは夏のない年を経験しました。この年、北半球の大部分の食料作物は火山性の冬によって破壊されました。ドイツは続いた世界的な飢饉の中で最も被害を受けた国の一つであり、この経験はLiebigの後の仕事を形作ったと言われています。肥料と農業におけるLiebigの革新に一部起因して、1816年の飢饉は「西洋世界における最後の大きな存続危機」として知られるようになりました。

Liebigはドイツ語の文法学校Ludwig-Georgs-Gymnasium in Darmstadtに8歳から14歳まで通いました。修了証を取らずに退学し、1792年から1870年の間、Heppenheimの薬剤師Gottfried Pirschに数ヶ月間見習いとなり、その後自宅に戻りました。おそらく彼の父は彼の徒弟見習い費用を支払うことができなかったためです。彼は次の2年間父と一緒に働き、その後Bonn大学に通い、彼の父のビジネスアソシエイトであるKarl Wilhelm Gottlob Kastnerの指導を受けました。Kastnerがerlangen大学に移ったとき、Liebigは彼に従いました。

Liebigは1822年3月にErlangennを去りました。一部には過激な民族主義学生組織Korps Rhenaniaへの関与が原因でしたが、またより高度な化学研究への希望もありました。状況は可能なスキャンダルによって曇っています。1822年後半、Liebigはヘッセン州政府からKastnerが彼のために取得した助成金を受けてパリで研究するために行きました。彼はJoseph Louis Gay-Lussacの私立実験室で働き、またAlexander von HumboldtとGeorges Cuvier 1769-1832の友人でもありました。ErlangennからのLiebigの博士号は1823年6月23日に授与されました。かなりの時間が経過してから、Kastnerが彼に代わって介入したため授与されました。Kastnerは論文の要件を放棄し、学位が遠隔地で付与されることを嘆願しました。

研究開発

Liebigは1824年4月にパリからダルムシュタットに戻りました。1824年5月26日、21歳でHumboldtの推薦を受けて、LiebigはGiessen大学の特任教授(professor extraordinarius)になりました。Liebigの任命はGiessen大学を近代化し、より多くの学生を引き付けるための試みの一部でした。彼は小額の俸給を受け取りましたが、実験室資金や施設へのアクセスはありませんでした。

彼の状況は既存の教職員の存在によって複雑でした:教授Wilhelm Zimmermann 1780-1825は哲学部の一部として一般化学を教え、医療化学と薬学を医学部の教授Philipp Vogtに任せました。Vogtは薬学がLiebigによって教えられ、医学部ではなく芸術部の責任となる再編成を支持することに喜んでいました。Zimmermanは自分自身がLiebigと競争していることに気付きました。彼は学生とその講義料のためです。彼は既存のスペースと機器の使用をLiebigに許可することを拒否し、最終的に1825年7月19日に自殺を犯しました。Zimmermanと技術と採鉱を教えたProfessor Blumhofの死は、Liebigが正教授の職に申し込む道を開きました。Liebigは1825年12月7日に化学の常勤教授(Ordentlicher chair)に任命され、かなり増加した給与と実験室の手当を受け取りました。

Liebigは1826年5月に、州の役人の娘であるHenriette「Jettchen」Moldenhauer 1807-1881と結婚しました。彼らは5人の子供がいました:Georg 1827-1903、Agnes 1828-1862、Hermann 1831-1894、Johanna 1836-1925、Marie 1845-1920。Liebigはルター派でJettchenはカトリックでしたが、彼らの宗教の違いは息子をルター派で育て、娘をカトリックで育てることによって円満に解決されたようです。

化学教育の変革

Liebigと数人の仲間は、大学内に薬局と製造業の研究所を作成することを提案しました。しかし、上院は完全に彼らの考えを拒否し、「薬剤師、石鹸製造業者、ビール醸造業者、染料師、酢蒸留業者」の訓練は大学の課題ではないと述べました。1825年12月17日の時点で、彼らはそのような機関は民間事業である必要があると支配しました。この決定は実際にLiebigに有利に機能しました。独立した事業として、彼は大学のルールを無視し、登録された学生と未登録の学生の両方を受け入れることができました。Liebigの研究所は医学雑誌で広く宣伝され、1826年に開設されました。実践化学と化学分析の実験室手順のクラスはLiebigの大学での正式なコースに加えて教えられました。

1825年から1835年まで、実験室は町の端にある使用されていない兵舎の警備室に収納されていました。主な実験室スペースは約38 m2 410平方フィートのサイズで、小さな講義室、保管用クローゼット、およびオーブンと作業テーブルを備えたメインルームが含まれていました。外部のオープンコロネードは危険な反応に使用できました。Liebigは一度に8人か9人の学生と一緒にそこで働くことができました。彼は妻と子供たちと一緒に上の階の手狭なアパートに住んでいました。

Liebigは実験室を現在の形で組織する最初の化学者の一人であり、研究と教えの組み合わせを通じて大規模な経験的研究に学生と関わっていました。彼の有機分析法により、彼は多くの大学院生の分析作業を指導することができました。Liebigの学生はドイツ連邦州の多く、ならびにイギリスとアメリカからの出身であり、彼らはDoktorvaterの国際的な評判を作成するのに役立ちました。彼の実験室は実践化学の教育のためのモデル機関として名高くなりました。また、基礎研究の発見を特定の化学プロセスと製品の開発に適用することの強調に対して重要でした。

1833年、Liebigは首相Justin von Lindeに、研究所を大学内に含めるよう説得することができました。1839年、彼は建築家Paul Hoffmannによって設計された講義劇場と2つの独立した実験室を建設するために政府資金を獲得しました。新しい化学実験室は革新的なガラス面のヒュームキューポラと排気煙突を特徴としていました。1852年、彼がGiessenをミュンヘンに去るとき、700人以上の化学と薬学の学生がLiebigと一緒に研究していました。

計測器

19世紀の有機化学者が直面した重大な課題は、有機材料の正確で反復可能な分析をサポートするための機器と分析方法の欠如でした。多くの化学者がフランスのJoseph Louis Gay-LussacとスウェーデンのJöns Jacob Berzeliusを含む有機分析の問題に取り組みました。Liebigは1830年に有機物質の炭素、水素、および酸素含量を決定するための装置のバージョンを開発しました。これは、5つのガラス電球の巧妙な配列を含み、Kaliapparatと呼ばれ、試料の燃焼後に試料の炭素の酸化生成物をトラップしました。Kaliapparatに到達する前に、燃焼ガスは吸湿性の塩化カルシウムのチューブを通して導かれ、試料の水素の酸化生成物、すなわち水蒸気を吸収および保持しました。次に、Kaliapparatでは、二酸化炭素は3つの下部球の水酸化カリウム溶液に吸収され、試料中の炭素の重量を測定するために使用されました。炭素、水素、および酸素のみで構成される物質の場合、酸素の割合は炭素と水素の割合を100%から減算することによって見つけられました。残りは酸素の割合である必要があります。木炭炉(燃焼チューブが配置されていたシート鋼トレイ)が燃焼に使用されました。体積的に見積もるのではなく、炭素と水素を直接計量することにより、方法の測定精度が大幅に向上しました。Liebigのアシスタント、Carl Ettlingは、Kaliapparatを製造するためのガラスブローイング技術を完成させ、訪問者に実演しました。Liebigのkaliapparatは定量的有機分析の技術を簡素化し、それをルーチンにしました。Brockは、優れた技術装置の可用性がLiebigが彼の実験室に多くの学生を引き付けることができた理由の1つであることを示唆しています。彼の燃焼分析法は医学的に使用され、確かに有機、農業および生物化学への多くの貢献を可能にしました。

Liebigはまた、蒸留のための対流水冷却システムの使用を普及させ、それはまだLiebig凝縮器と呼ばれています。Liebig自身は、蒸気凝縮装置をドイツの薬剤師Johann Friedrich August Gottlingに帰し、彼は1794年にドイツの化学者Christian Ehrenfried Weigelによって1771年に独立して発見された設計、フランスの科学者P. J. Poisonnier 1779年、およびフィンランドの化学者Johan Gadolin 1791年に改善を加えました。

Liebigの死後に鏡を作成するのに水銀の使用を禁止する安全法制が制定されるまで広く採用されなかったが、Liebigは銀メッキのプロセスを提案し、最終的に現代的なミラー作成の基礎となりました。1835年、彼はアルデヒドが銀塩を金属銀に減らすことを報告しました。他の科学者と協力した後、Carl August von Steinheilは1856年にLiebigに接近して、反射望遠鏡の使用に適した高品質光学ミラーを製造することができる銀メッキ技術を開発できるかどうかを確認しました。Liebigは銅をアンモニア化硝酸銀と砂糖に加えることにより、欠陥のないミラーを開発することができました。プロセスを商業化し、「水銀鏡の製造とその労働者の健康に対する有害な影響を駆除する」試みは失敗しました。

有機化学

Liebigの頻繁な協力者の一人はFriedrich Wöhlerでした。彼らは1826年にフランクフルトで会いました。その後、彼らはシアン酸と瞬発酸の製備に関して独立して報告し、明らかに同じ組成を持っていましたが、特性が大きく異なります。Liebigが調査した銀爆薬は爆発的でしたが、Wöhlerが発見した銀シアネートはそうではありませんでした。争点のある分析を一緒に確認した後、彼らは両方とも有効であることに同意しました。これらおよび他の物質の発見は、Jöns Jacob Berzeliusに異性体の概念を提案するよう促しました。異性体は、分子内の原子の数と種類だけでなく、原子の配置によっても定義される物質です。

1832年、LiebigとFriedrich Wöhlerは苦いアーモンド油の調査を発表しました。彼らは純粋なオイルをいくつかのハロゲン化化合物に変換し、さらに他の反応でさらに変換されました。これらの変換全体を通じて、「単一の化合物」で彼らが「ベンゾイル」と名付けた「他のほぼすべての体との関係でその性質と組成を変わらず保持します。」彼らの実験は、炭素、水素、および酸素原子のグループが元素のように行動し、元素の位置を占め、化合物内の元素と交換できることを証明しました。これは、構造化学の発展における初期段階と見なすことができる化合物ラジカルの教義の基盤を築きました。

1830年代はLiebigと彼の学生による有機化合物の集中的な調査と、彼らの結果の理論的含意についての活発な議論の時期でした。Liebigは多くのトピックで公開され、個人的に1830年から1840年の間に年間平均30論文を発表しました。Liebigは個々の物質を単離しただけでなく、彼らの相互関係と彼らが劣化し、他の物質に変化する方法を研究し、化学組成と生理機能の両方の理解への手がかりを探しました。Liebigによる他の重要な貢献du