技术革命的历史里程碑。 驯服氮
埃里希·乔治·塞巴斯蒂安·安东·冯·法肯汉（1861-1922），德国战争大臣，第一次世界大战期间的总参谋长
在1914年底，第一次世界大战爆发后不久，致命的威胁隐隐地出现在德军身上。 没有人知道这种危险-前线没有士兵，后方没有平民。 敌人也不知道她。 德军逼迫比利时和法国的盟友，他们无法想象压倒性的德军即将遭受彻底的灾难。
只有德国战争部和参谋部知道真相。
从早到晚，他们四处奔波，数数不完。 前线的电话和调度不断响起，全国各地的电话和桌子上都响起，另外一个更令人震惊：
-仓库是空的！
-将最后一吨放入设备中！
“只剩下五个星期了。”
“还剩四个星期。”
-三天有足够的硝石。 它还考虑了运输中，货车中的，仓库中可用的，以及已经装载到工厂设备中的那些。 三周后，一切都会结束...
同时，战争刚刚爆发。
前端有无穷无尽的要求：墨盒，弹壳，弹壳！ 但是，为了生产子弹和弹壳，需要火药和炸药。 对于火药和炸药的生产，需要硝酸。 从硝酸盐获得硝酸。 还有硝石...
硝酸盐的取之不尽，位于遥远的智利太平洋海岸。 而且再也没有克被英国海军封锁再进入德国 舰队.
为什么德国人不提早储备硝酸盐？ 因为他们没想到战争会持续这么长时间。 战争部准备了大炮，步枪，炮弹，子弹-军队直接需要的一切。 德国人认为他们采购了不少于一年的产品。 好吧，他们认为战争应该在几个月后结束。 但是生活完全推翻了他们的计算。
在开始的第一天，战斗就以如此强大的力量展开，炮弹的储存开始以闪电般的速度下降。 一天之内，数千吨的铅和铁爆发进入战场。 依靠一个月的时间花了一周甚至一天的时间。 人们发明了机关枪和速射枪，但他们无法预先想象这将对战争产生多大的影响。
火药的德国制造商最先感受到错误计算的负担。
-更多的火药！ 更多TNT！ 更多的陨石！ -他们要求战争部。
-尼特！ 给硝酸盐！ -一致回答厂商。
硝石在赤道的另一边，在智利的范围内...
政府特工在整个德国范围内进行搜查，突袭了农民农场的房东财产。 庄严征用了每袋氮肥。 毕竟，硝石不仅用于生产炸药，还用于肥田。
一切都是徒劳的。 这场灾难正在逼近德国。 如今，当它驻扎在比利时，法国和波兰的数以百万计的军队尽管拥有成千上万个功能完善的机枪，机枪和榴弹炮完全没有武装时，势不可挡。
但是在战争结束之前很久，德国完全可以使用另一种完全取之不尽的氮原料。 在德国，这种来源足以生产炸药和化肥。 它比智利的矿藏丰富数千倍，而且无穷无尽。 这对于全球所有国家，和平与战争，任何时候和所有人民来说已经足够。 这个消息来源推迟了第一次世界大战中德国的军事失败。
在所描述的事件发生前十二年，1898年秋天，英国博物学家协会聚集在布里斯托尔市。 大会由学会主席物理学家威廉·克鲁克斯（William Crookes）宣布开幕。
威廉·克鲁克斯爵士（1832-1919），英国化学家，物理学家，伦敦皇家学会主席。 骗子进入 历史 作为发现discovered并首先在实验室中接受氦气的人
希望他像往常一样谈论新发现，谈论英格兰和其他国家的研究人员正在研究的最重要的科学问题。 但是克鲁克斯去了讲台上发出了可怕的警告。 通过大会与会者的首脑，他以轰动性的讲话对全人类讲话，听起来像是求救信号。
-我要谈的内容适用于全世界，所有国家和每个人。 今天，这是一个迫在眉睫的问题，对于子孙后代来说，这是一个生死攸关的问题。 英格兰和所有文明国家都面临饥饿的危险。 人口在增长，但土地很少。 世界已经习惯了这样一种想法，即在其他任何地方都有数百万英亩的免费耕地，您可以随时耕作以养活全球不断增长的人口。 但是，事实并非如此：很快将使用所有自由土地。 我们只剩下一种方法-集中施肥，以便从中收获更高的产量。
我们需要氮。 在哪里得到的？
三叶草会提供一定量的氮，但是已经使用了几年，这不能挽救局面。
我们在农田上施以硝酸盐，但在智利的储存量并不是无限的。 在二十到三十年内，他们将筋疲力尽。 然后世界将在深渊的边缘。
三十年是各国生命中的关键时刻。 出席会议的许多人可能将在1928年召开的英国协会下届会议上，他们将看到我的预测有多正确。 但是，这张阴沉的照片中有一束光线。 尽可能多的自由状态下的氮气。
我们必须学会绑定它，不惜一切代价绑定！
化学家必须对人类进行救援，威胁隐隐地笼罩在人类身上。 只有化学物质才能防止饥饿，并在地球上产生大量的...
我们需要氮。 在哪里得到的？
三叶草会提供一定量的氮，但是已经使用了几年，这不能挽救局面。
我们在农田上施以硝酸盐，但在智利的储存量并不是无限的。 在二十到三十年内，他们将筋疲力尽。 然后世界将在深渊的边缘。
三十年是各国生命中的关键时刻。 出席会议的许多人可能将在1928年召开的英国协会下届会议上，他们将看到我的预测有多正确。 但是，这张阴沉的照片中有一束光线。 尽可能多的自由状态下的氮气。
我们必须学会绑定它，不惜一切代价绑定！
化学家必须对人类进行救援，威胁隐隐地笼罩在人类身上。 只有化学物质才能防止饥饿，并在地球上产生大量的...
尽管氮意味着“无生命”，但没有它是不可能的。 人体的所有组织，肌肉，大脑，血液-一切都是由含氮物质构成的。 他从那里去哪里？ 它是凭空产生的吗？ 不，我们在呼吸时吞下的氮是从肺部排出的，它是完全不变的。 每天，我们每个人吸入约10公斤的大气氮，但我们的身体不会吸收其中的任何一个微粒！
我们不知道如何使用游离的中性氮。 呼吸不会使我们饱和。 动植物性食物中所含的氮只有在没有结合氮的情况下才消耗得更早。 我们吃的每个炸肉排或炒鸡蛋都是一定量的氮，这是我们从动物身上提取的最终形式。 动物从植物中吸收结合的氮，然后从土壤中提取氮。 它从肥料，腐烂的植物残渣进入土壤。
只有一些细菌可以直接从空气中提取生命所需的氮。 他们“吃掉”了游离的氮，将其结合，将其转变成复杂的含氮物质，从而形成了活细胞。 这类细菌大量生活在土壤和豆科植物的块茎中-三叶草，苜蓿。 这就是三叶草如此有益于播种的原因：三叶草使土壤中富含直接从空气中吸收的氮。
但是三叶草通常不足以弥补地下含氮物质的损失。 因此人们在遥远的智利发现了大量的化石氮盐-硝酸盐矿床。 含有“捕获的”氮的这种珍贵物质开始在全球范围内运输。 部分去军事企业，部分去田间化肥。
同时，无尽的自由氮海洋流过人们的头顶……
氮气...最亮的火焰立即熄灭。 动物死于窒息。
五分之四的无生命惰性氮气构成了我们的整个大气，而五分之一的空气是赋予生命的活性氧。 但是，尽管氮气与氧气紧密混合，但几乎从未与氧气接触。
如果以某种方式仍然可以将氮与氧结合，那么这种化合物将具有可怕的威力。 惰性氮然后变得充满活力和野性。 他不惜一切代价再次挣脱，摆脱了与氧气的暴力联系。 这是几乎所有爆炸物作用的基础。 在火药，炸药，三苯甲基，陨石中，氮气被俘虏。 他仅等待第一个火花，推动，引爆，以破坏将他固定在氧气附近的键。 活性氧在撞击炸药的可燃基部的同时被释放并立即燃烧。 因此发生了爆炸。
但是，如果氮非常容易和简单地释放，则很难结合。
在威廉·克鲁克斯（William Crookes）发出如此热情的呼吁七年后，一个人的手首次驯服了氮气。
在距离一个功能相当强大的水电站不远的挪威，两名研究人员伯克兰德教授和工程师艾德（Eide）建造了一座不寻常的工厂-一种燃烧空气氮的工厂。
克里斯蒂安·奥拉夫·伯恩哈德·伯克兰（1867-1917）
塞缪尔·埃德（1866-1940）
在工厂里有圆形的电炉，空气氮在其中燃烧，就像加燃料一样。 毕竟，我们周围的空气是可燃混合物。 它包含燃烧所需的任何数量的氧气和氮气，氮气可能被迫与氧气结合，即燃烧。 需要付出巨大的努力才能使其燃烧。
他们如何点燃Birkeland和Eide的氮？ 他们从大自然中借用了自己的方式。
在任何雷暴天气中，每当雷电击中，部分氮气就会燃烧掉。 强大的放电不仅将氧气变成有气味的臭氧，而且还从平衡状态中清除了“惰性”氮气，使其闪蒸并与氧气结合。
您是否在观看明亮的闪电时发现大气层本身在燃烧？
燃烧氮时，会形成腐蚀性的氮氧化物，并立即溶解在雨滴中。 事实证明，真正的硝酸会洒在地面上。 我们不会仅仅因为它被稀释而注意到这一点。 然而，它下降的幅度不小：每年每公顷平均约10公斤。
在伯克兰和艾德，人为地创造了闪电。
将强大的电流提供给两根铜棒，一根一根紧靠另一根。 杆之间有一个耀眼的弧线。 在强大的电磁体的帮助下，电弧被膨胀，拉伸，从而形成了巨大的火圈，高度高达两个人。 在温度达到4500度的圆形闪电中，空气不断吹散。
发生这种热变化的氮气别无选择，只能与氧气结合。
但是，他一离开炉子，就立即设法摆脱了束缚：氮氧化物出现后立即立即分解成其组成部分-分解为氮和氧。 为了使与这种劳动有关的氮气不能重新获得自由，必须以极高的速度立即冷却燃烧的空气。 只有这样，才能保护氮氧化物免于分解。 然后将它们溶解在水中并用石灰处理。
因此，伯克兰（Birkeland）和艾德（Eide）从空气中接收了人造硝酸盐-硝酸盐。
这是饥饿封锁环中的第一个缺口，潜移默化地走向了世界。
但是，新硝酸盐的生产仍然紧缺。 当燃烧空气时，消耗了大量电能，这大大增加了硝酸盐的成本。 仅在挪威和其他许多山区河流和瀑布提供廉价能源的其他地方，空气肥料的生产仍获得了一定回报。
Birkeland和Eide实际上证明了William Crookes对化学家的呼吁没有白费。 尽管如此，智利天然硝酸盐的储量却缓慢但确实减少了，但仍在世界上大多数国家的农业和军事工业中占统治地位。
在伯克兰（Birkeland）和艾德（Eide）刚要建立一个燃烧空气中的氮的工厂时，弗里茨·哈伯（Fritz Haber）尝试以不同的方式结合氮。
弗里茨·加伯（1868-1934），德国化学家，1918年诺贝尔化学奖获得者
最初，他进行了一个非常适度的实验室实验：将一根小的瓷管用电流加热到1000度，然后将两种气体（氮气和氢气）的混合物通过。
它应该带来什么？
在所有教科书和化学参考书中，都坚决地决定氮在任何情况下都不会与氢结合。
加伯仔细检查了从瓷管中逸出的气体后，坚信这几乎是正确的：氮气和氢气的混合物由于高温的作用根本不发生变化，只有极少的一部分-混合物的五十分之一。 但是，一小部分氮气会结合并结合在一起，形成新的复杂物质氨的小气泡。
Gaber认为一开始这还算不错。 如果氮甚至可以与氢结合，那么我们必须设法找到使氮容易和快速结合的方法。
多年来，Gaber一直在寻求这些资金。 他建立了无数实验，进行了复杂的理论计算，并最终实现了他的目标。 Gaber得出结论，氮氢混合物必须在加热之前进行强烈压缩。 实际上，由于高压，氮气与氢气的连接变得更好。
然后，Gaber为该反应选择了催化剂。 （催化剂被称为物质，仅靠它们的存在就能够加速各种化学转化。）并且在高温，高压和催化剂的三重影响下，氮被释放出来。 在厚壁的实验室设备中，类似于一桶稀奇古怪的大炮，氮气被压缩到200个大气压并加热到500-600度，并与氢气主动连接，形成有气味的刺激性氨。
1908年，Gaber向德国最大的化工厂之一提议，以他的方法开始从空气中生产氨。
实用的工业家起初不想听到它。 高压...高温...谁会冒险开始生产需要大炮件等装置的产品？ 射击时枪管内压力为3个大气压，温度为2500度。 但是至少它只持续百分之一秒！ 加伯建议建造能够在巨大压力和高温下昼夜连续工作的工厂机器。 此外，还要求它们不得在任何地方泄漏，所有连接都必须像任何压缩气瓶一样紧密。 哪里可以找到满足这种闻所未闻的要求的耐用金属？
尽管如此，Gaber还是说服工程师来检查他的实验室安装。
工程师赶到，事先确信他们在浪费时间。 但是，当他们的眼睛中的氮气直接从空气中吸收而变成苛性氨，氨从鼻子中抽出，流下了眼泪时，他们的心脏发抖。 太神奇了，太神奇了！ 作为经验丰富的化学家，公司代表非常了解游离氮是什么，这个小实验室奇迹向他们保证了丰厚的利润。
该协议已经达成。
工程师Karl Bosch承诺按照Haber的方法将氨水投入工厂生产。
卡尔·博世（1874-1940），德国化学家，工程师，1931年诺贝尔化学奖获得者
他必须克服闻所未闻的困难。 Haber催化剂太温和且对工厂工作敏感。 气体中最小的杂质“毒化”了他，使他变得无法使用。 我必须找到精巧而便宜的气体净化方法。 我必须选择新催化剂，同时要具有高活性，但要粗制且对“毒药”不敏感。
然而，最麻烦的是氨生产设备本身带来的麻烦。
世界上没有这种金属可以长时间承受高温和巨大压力以及气体的作用。 因此，没有任何事情要做，如何创建新的冶金学，寻找新的钢成分。
但是经过大量的工作，就有可能生产出一种神奇的重型金属钢。 在足以将普通钢撕成碎片的压力下，加热到500-600度的温度，这种令人惊奇的金属坚定地承担着其繁重的工作。 突然有新的不幸：事实证明氢气从设备内部泄漏！
这种轻快的，充满生气的气体-世界上最轻，最稀薄的物质，通过筛子像水一样渗透了稠密的金属。 此外，他对金属进行化学作用，使其变脆。 博世付出了巨大的努力，努力克服了这一障碍以及许多其他障碍。 1913年，在奥波（Oppau）市，第一家工厂终于启动，按照哈伯（Haber）的方法生产氨。 然后，在战争期间，当他们学会了将氨转化为硝酸时，德国开始狂热地建造越来越多的新工厂，用于从空气中生产氨，一个比另一个更强大。 这延迟了第一次世界大战中德国的军事失败。 还有什么，德国的空气四面被挡住了...
哈伯法一直是所有先进工业国家的财产。 他轻易地取代了伯克兰和艾德的方式。 智利硝酸盐也失去了以前的意义。 实际上，为什么要携带世界各地都能在家中，任何地方，任何地方获得的物质？ 智利的硝酸盐产量从2,5年的1925万吨（每吨原料的成本为45美元）下降到800年以每吨19美元的价格出售的1934万吨。 正如克鲁克斯曾经预测的那样，化学家确实使世界摆脱了饥饿的威胁。
如果我们没有完全了解其主要人物的命运：Fritz Haber博士和化学工程师Karl Bosch，这个故事将是不完整的。
弗里茨·加伯（Fritz Gaber）是当代最伟大的化学家之一。 他为德国所做的工作比其他任何人都多，比其所有将军，总司令多。 毕竟，他在整个战争期间都为军队和农业提供了氮气！ 如果不是加伯，德国不可能在封锁和饥荒中坚持四年以上。
加伯在化学品开发中发挥了关键作用 武器 在第一次世界大战期间。 战争爆发后不久，他领导了战争部的化学部门。 他的部分工作包括开发带有吸附过滤器的防毒面具。 他领导团队研究使用氯气和其他致命的战trench气体。
在谈到战争与和平时，加伯曾经说过：“和平时期，科学家属于世界，但在战争期间，他属于他的国家。” 盖伯（Gaber）是德国的爱国者，为他在第一次世界大战期间对德国的帮助而感到自豪，为此，凯撒（Kaiser）将这位不受军事年龄限制的科学家授予了上尉军衔。
2年1915月22日，加伯的妻子自杀。 她用属于他的枪射击自己，因此做出这样的决定是因为加伯亲自控制了1915年XNUMX月XNUMX日的第二次伊普尔战役中第一次成功使用氯气。
嘉宝（Gaber）的妻子克拉拉·伊默沃（Clara Immerwar）
1933年，纳粹分子在德国上台。 在以其杰出的科学工作而闻名于世的哈伯研究所，人们身着棕色制服。 剧烈的清洗开始了。 实验室空无一人，数十名科学家被扔到街上，驱逐出该国，其中一些人进入了集中营。 很快，现年1934岁的弗里茨·加伯（Fritz Gaber），诺贝尔奖获得者，第一次世界大战的英雄，不得不跟随他的工作人员。 尽管他本来会是一个热心的路德教会的，已经有XNUMX多年了，但他还是想起了一个“非雅利安人”的父亲。 这位伟大的科学家到了晚年，心痛，得罪和羞辱，发现自己已流亡。 英国城市剑桥大学急于为著名的流亡者提供庇护所和实验室。 但是对他的打击太大了。 加伯的职业生涯结束了。 XNUMX年XNUMX月，他因心脏病突发在异国他乡去世。
随后，在第二次世界大战之后，由于对1946年在其父亲的实验室中发明的旋风B物质带来的麻烦的认识，他的儿子德国人加伯（Gerber Gaber）自杀。 德国纳粹分子使用B型飓风摧毁了奥斯威辛集中营和其他死亡集中营的毒气室中的囚犯。
对于卡尔·博世而言，这并不容易。
他于21年1921月XNUMX日发生爆炸时，在奥珀镇附近的苯胺染料和化肥厂工作，该工厂还生产爆炸性成分和巴斯夫光气。
悲剧的直接原因是爆炸，当时爆炸物是用炸药压碎包装好的硫酸铵和硝酸铵库存而储存的，它们预期在附近采石场附近的农用肥料销售会出现季节性高峰。 在此之前，出于这些目的，长时间使用了不会引起爆炸的带有黑色粉末的纸板管。 但是，爆破承包商决定省钱，并使用了一种功能更强大的炸药rekarok（一种黄铁矿盐和汽油的混合物）来引发炸药混合物的爆炸，从而松散了堆积的盐。 12吨硫酸铵和硝酸盐的混合物爆炸，爆炸能量估计为4-5吨TNT当量。
在奥波（Oppau），有1000座建筑物中的800座被摧毁，7500人无家可归。 爆炸摧毁了附近的Frankenthal和Edigheim村庄。 附近车站的火车被甩开了轨道，在包括路德维希港和曼海姆在内的70公里半径内，所有建筑物的窗户都被打破了，甚至在300公里外的慕尼黑也听到了爆炸声。 爆炸后，漏斗留下了一个90乘125米，深度20米的漏斗，开始了强烈的大火，几天后才被扑灭。 561人成为灾难的受害者，超过一千五百人受伤和被烧死。
这是悲剧现场的一些照片。
奥珀（Oppau）的大灾难描述了A. N.托尔斯泰（A. N. Tolstoy）的小说《工程师加林的双曲面》描述了德国Anilinovaya Kompaniya化工厂的爆炸。
博世创建了当时最大的化学和技术集团IG法本（IG Farben）。 出于个人和职业原因，博世反对纳粹反犹太主义。 1933年他最亲密的同伙中有几个犹太人。 他看到了在镇压和遣散犹太学者方面的一个大问题，并批评了纳粹对科学怀有敌意的政治。 尤其是，博世拒绝了反犹太立法，并主张将犹太学者留在德国。 1933年被开除时，他向同事弗里茨·哈伯（Fritz Haber）提供了帮助，许多专家拒绝了他。 1935年XNUMX月，马克斯·普朗克（Max Planck）在加伯（Gaber）逝世周年纪念日之际举行的颁奖典礼上，博世与IG Farben董事会全体成员一起出席了会议。根据帝国科学，教育和公共教育部长伯恩哈德·鲁斯特（Bernhard Rust）的法令，博世禁止所有大学工人参加。
1937年，在纳粹法律的压力下，所有犹太裔IG Farben工人被解雇。
博世认为，工业，经济和科学领域的职位应由这些领域的专业人员担任，而不是纳粹政客。 为此，他与防止最坏情况的希望联系在一起。 他为时已晚，意识到这种希望是错误的，并成为纳粹政权罪行的帮凶。 博世告诉理查德·威尔斯塔特（RichardWillstätter）关于与希特勒的会晤，用他自己的话，他警告希特勒，驱逐犹太科学家将在XNUMX年前抛出德国物理学和化学。 对此，希特勒大声说道：“那么我们将在没有物理和化学的情况下工作一百年！” 然后他打电话给副官，并以夸张的礼貌宣布顾问卡尔·博世想离开。 博世从国际政治制裁中只能挽救国际声誉。
7年1939月1939日，博世在慕尼黑德国博物馆委员会年会上发表讲话，他说：“只有在自由的条件下，科学才能蓬勃发展，如果将科学置于如此令人窒息的政治，世界观和政治环境之中，经济和国家将不可避免地灭亡。种族限制，例如国家社会主义制度下的限制。” 随后，鲁道夫·赫斯（Rudolph Hess）要求博世被剥夺所有职位，并禁止公开演讲。 博世真的失去了他的各种职位，在国家社会主义者的压力下，博世被迫辞职，成为IG Farben董事会主席。 在他生命的最后几年，博世遭受了深深的沮丧，甚至在1940年企图自杀。 他于XNUMX年去世。
来源：
Nechaev I.化学武器。
布罗克豪斯和埃夫隆的百科全书。
维基百科。
化学家手册。 M.，1985年。
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