Шоколад — идеальная пища, столь же питательная, сколь и вкусная, благодетельный восстановитель истощённых сил...это лучший друг тех, кто занимается литературной деятельностью.
Justus Freiherr von Liebig был немецким учёным, сделавшим значительный вклад в сельскохозяйственную и биологическую химию, и считается одним из основоположников органической химии. Профессор Университета Гиссена, он разработал современный методологический подход к обучению химии, ориентированный на лабораторную работу, и благодаря таким инновациям считается одним из величайших преподавателей химии всех времён. Его описывают как «отца индустрии удобрений» за его подчёркивание роли азота и микроэлементов как необходимых питательных веществ для растений, а также за формулировку закона минимума, который описывал, как рост растений зависит от наиболее дефицитного питательного ресурса, а не от общего количества доступных ресурсов. Он также разработал производственный процесс для мясных экстрактов, и с его согласия была основана компания Liebig Extract of Meat Company для реализации этой концепции; позже она представила кубики мясного бульона марки Oxo. Он популяризировал более раннее изобретение для конденсации паров, которое стало известно как конденсатор Liebig.
Ранняя жизнь и образование
Justus Liebig родился в Дармштадте в семье среднего класса Johann Georg Liebig и Maria Caroline Möser в начале мая 1803 года. Его отец был торговцем сухими товарами и скобяными изделиями, который создавал и продавал краски, лаки и пигменты, разработанные в его собственной мастерской. С детства Justus был увлечён химией.
В возрасте 13 лет Liebig пережил год без лета, когда большинство продовольственных культур в Северном полушарии были уничтожены вулканической зимой. Германия была одной из наиболее пострадавших стран в разразившемся глобальном голоде, и эта опыт, как говорят, повлиял на его последующую работу. Частично благодаря инновациям Liebig в области удобрений и сельского хозяйства голод 1816 года стал известен как «последний великий кризис жизнеобеспечения в западном мире».
Liebig учился в гимназии Ludwig-Georgs-Gymnasium в Дармштадте с 8 до 14 лет. Уехав без свидетельства об окончании, он несколько месяцев был apprentice у аптекаря Gottfried Pirsch 1792–1870 в Heppenheim, прежде чем вернуться домой, возможно, потому что его отец не мог позволить себе оплатить его ученичество. Следующие два года он работал со своим отцом, затем учился в Боннском университете под руководством Karl Wilhelm Gottlob Kastner, деловой партнёр его отца. Когда Kastner переехал в Университет Erlangen, Liebig последовал за ним.
Liebig уехал из Erlangen в марте 1822 года отчасти из-за его участия в радикальной организации Korps Rhenania, националистической студенческой организации, но также из-за его надежд на более продвинутые химические исследования. Обстоятельства омрачены возможным скандалом. В конце 1822 года Liebig отправился учиться в Париж на гранте, полученном для него Kastner от правительства Гессена. Он работал в частной лаборатории Joseph Louis Gay-Lussac и также подружился с Alexander von Humboldt и Georges Cuvier 1769–1832. Докторская степень Liebig от Erlangen была присвоена 23 июня 1823 года, значительное время спустя после его отъезда, благодаря вмешательству Kastner в его пользу. Kastner просил, чтобы требование диссертации было отменено, и степень была присвоена in absentia.
Исследования и разработки
Liebig покинул Париж, чтобы вернуться в Дармштадт в апреле 1824 года. 26 мая 1824 года, в возрасте 21 года и по рекомендации Humboldt, Liebig стал профессором extraordinarius Университета Гиссена. Назначение Liebig было частью попытки модернизировать Университет Гиссена и привлечь больше студентов. Он получал небольшую стипендию без финансирования лаборатории и доступа к оборудованию.
Его ситуацию усложнило присутствие существующего факультета: профессор Wilhelm Zimmermann 1780–1825 преподавал общую химию в составе философского факультета, оставляя медицинскую химию и фармацию профессору Philipp Vogt медицинского факультета. Vogt охотно поддерживал реорганизацию, при которой фармация преподавалась бы Liebig и стала бы ответственностью факультета искусств, а не медицинского факультета. Zimmermann оказался неудачно конкурирующим с Liebig за студентов и их плату за лекции. Он отказался позволить Liebig использовать существующее помещение и оборудование и в конце концов покончил с собой 19 июля 1825 года. Смерти Zimmermann и профессора Blumhof, который преподавал технологию и горное дело, открыли возможность для Liebig подать заявку на должность полного профессора. Liebig был назначен на должность ординарного профессора химии 7 декабря 1825 года с значительно увеличенной зарплатой и лабораторным пособием.
Liebig женился на Henriette «Jettchen» Moldenhauer 1807–1881, дочери государственного чиновника, в мае 1826 года. У них было пятеро детей: Georg 1827–1903, Agnes 1828–1862, Hermann 1831–1894, Johanna 1836–1925 и Marie 1845–1920. Хотя Liebig был лютеранином, а Jettchen католичкой, их религиозные различия, похоже, были разрешены мирным путём, воспитав своих сыновей в лютеранской вере и своих дочерей как католичек.
Трансформация химического образования
Liebig и несколько его коллег предложили создать в университете институт фармации и производства. Однако Сенат категорически отклонил их идею, заявив, что обучение «аптекарей, мыловаров, пивоваров, красильщиков и уксусоделов» не является задачей университета. С 17 декабря 1825 года они постановили, что любое такое учреждение должно быть частным предприятием. Это решение на самом деле работало в пользу Liebig. Как независимое предприятие, он мог игнорировать университетские правила и принимать как студентов, так и не прошедших матрикуляцию. Институт Liebig широко рекламировался в фармацевтических журналах и открылся в 1826 году. Его классы практической химии и лабораторных процедур химического анализа преподавались в дополнение к формальным курсам Liebig в университете.
С 1825 по 1835 год лаборатория располагалась в казарме неиспользуемого казармы на окраине города. Основное лабораторное помещение составляло около 38 м2 410 кв футов в размерах и включало небольшую лекционную комнату, шкаф для хранения и главное помещение с печами и рабочими столами. Открытая колоннада снаружи могла использоваться для опасных реакций. Liebig мог работать там с восемью или девятью студентами одновременно. Он жил в маленькой квартире на полу выше со своей женой и детьми.
Liebig был одним из первых химиков, организовавших лабораторию в её современной форме, взаимодействуя со студентами в эмпирических исследованиях в большом масштабе благодаря комбинации научных исследований и преподавания. Его методы органического анализа позволяли ему руководить аналитической работой многих аспирантов. Студенты Liebig приехали из многих немецких государств, а также из Британии и Соединённых Штатов, и они помогли создать международную репутацию своего Doktorvater. Его лаборатория получила известность как образцовое учреждение для преподавания практической химии. Это было также значимо своим акцентом на применение открытий фундаментальных исследований к разработке конкретных химических процессов и продуктов.
В 1833 году Liebig смог убедить канцлера Justin von Linde включить институт в состав университета. В 1839 году он получил государственные средства для строительства лекционного зала и двух отдельных лабораторий, спроектированных архитектором Paul Hofmann. Новая химическая лаборатория отличалась инновационными стеклянными вытяжными шкафами и вентиляционными трубами. К 1852 году, когда он уехал из Гиссена в Мюнхен, более 700 студентов химии и фармации учились у Liebig.
Инструментарий
Значительной проблемой для химиков-органиков XIX века было отсутствие приборов и методов анализа, поддерживающих точный, воспроизводимый анализ органических материалов. Многие химики работали над проблемой органического анализа, включая французского Joseph Louis Gay-Lussac и шведского Jöns Jacob Berzelius, прежде чем Liebig разработал в 1830 году свою версию аппарата для определения содержания углерода, водорода и кислорода в органических веществах. Он включал остроумный набор пяти стеклянных колб, называемый Kaliapparat для улавливания продукта окисления углерода в образце после сгорания образца. Перед поступлением в Kaliapparat газы сгорания проводились через трубку гигроскопического хлорида кальция, который поглощал и удерживал продукт окисления водорода образца, а именно водяной пар. Далее, в Kaliapparat, диоксид углерода поглощался в растворе гидроксида калия в трёх нижних колбах и использовался для измерения веса углерода в образце. Для любого вещества, состоящего только из углерода, водорода и кислорода, процент кислорода находили путём вычитания процентов углерода и водорода из 100%; остаток должен быть процентом кислорода. Печь из древесного угля — поддон из листовой стали, в котором располагалась трубка сгорания — использовалась для сгорания. Взвешивание углерода и водорода напрямую, а не их объёмная оценка, значительно повысило точность измерения метода. Ассистент Liebig Carl Ettling усовершенствовал методы выдувания стекла для производства Kaliapparat и продемонстрировал их посетителям. Kaliapparat Liebig упростил технику количественного органического анализа и сделал её рутинной. Brock предполагает, что доступность превосходного технического аппарата была одной из причин, по которым Liebig смог привлечь столько студентов в его лабораторию. Его метод анализа сгорания использовался в фармацевтике и, безусловно, сделал возможным множество вкладов в органическую, сельскохозяйственную и биологическую химию.
Liebig также популяризировал использование противоточной системы охлаждения водой для дистилляции, которая до сих пор называется конденсатором Liebig. Сам Liebig приписал устройство конденсации паров немецкому фармацевту Johann Friedrich August Gottling, который сделал улучшения в 1794 году к конструкции, независимо открытой немецким химиком Christian Ehrenfried Weigel в 1771 году, французским учёным P. J. Poisonnier в 1779 году и финским химиком Johan Gadolin в 1791 году.
Хотя это не было широко принято до смерти Liebig, когда законодательство о безопасности наконец запретило использование ртути при изготовлении зеркал, Liebig предложил процесс серебрения, который в конечном итоге стал основой современного производства зеркал. В 1835 году он сообщил, что альдегиды восстанавливают соли серебра до металлического серебра. После работы с другими учёными Carl August von Steinheil обратился к Liebig в 1856 году с целью узнать, может ли он разработать методику серебрения, способную производить высококачественные оптические зеркала для использования в рефлективных телескопах. Liebig смог разработать безупречные зеркала путём добавления меди к аммиачному нитрату серебра и сахару. Попытка коммерциализировать процесс и «избавить рынок от ртутного зеркального производства и его вредного воздействия на здоровье рабочих» была неудачной.
Органическая химия
Одним из частых сотрудников Liebig был Friedrich Wöhler. Они встретились в 1826 году во Франкфурте после независимо доложенного о приготовлении двух веществ, циановой кислоты и фульминовой кислоты, которые, очевидно, имели одинаковый состав, но очень разные характеристики. Гремучий серебро, исследованный Liebig, был взрывоопасным, тогда как цианат серебра, найденный Wöhler, не был. После совместного рассмотрения оспариваемых анализов они согласились, что оба были действительны. Открытие этих и других веществ привело Jöns Jacob Berzelius к предположению идеи изомеров — веществ, определяемых не просто количеством и видом атомов в молекуле, но и расположением этих атомов.
В 1832 году Liebig и Friedrich Wöhler опубликовали исследование горького миндального масла. Они преобразовали чистое масло в несколько галогенированных соединений, которые затем были преобразованы в других реакциях. На протяжении этих преобразований «одно единственное соединение», которое они назвали бензоилом, «сохраняло свою природу и состав неизменными почти при всех своих ассоциациях с другими телами». Их эксперименты доказали, что группа атомов углерода, водорода и кислорода может вести себя как элемент, занимать место элемента и могла быть обменена на элементы в химических соединениях. Это положило основу доктрине сложных радикалов, которая может рассматриваться как ранний шаг в развитии структурной химии.
1830-е годы были периодом интенсивного исследования органических соединений Liebig и его студентами, и жёсткие дебаты о теоретических последствиях их результатов. Liebig опубликовал работы по самым разнообразным темам, в среднем написав 30 статей в год с 1830 по 1840 год. Liebig не только выделял отдельные вещества, но также изучал их взаимосвязи и способы их деградации и метаморфоза в другие вещества, ища подсказки к пониманию как химического состава, так и физиологической функции. Другие значительные вклады Liebig du
.jpg)
