Юстус фон Либих

Юстус фон Либих

нем. Justus Freiherr von Liebig

Дата рождения

12 мая 1803 года

Место рождения

Дармштадт

Дата смерти

18 апреля 1873 года

Место смерти

Мюнхен, Германская империя

Известен как

химик, основатель современной органической химии, один из основателей агрохимии

Бочка Либиха

Лаборатория Либиха в Гиссене, 1840

Современные холодильники Либиха

Современное воспроизведение кали-аппарата

Юстус фон Либих — деятель науки.

Происхождение

Как сообщается, его мать была еврейского происхождения.

Еврейские корни учёного пытались скрыть во времена Третьего Рейха.

Образование

Учился в Людвиг-Георгс-гимназии в Дармштадте, затем был учеником аптекаря, в университетах Бонна и Эрлангена, где и удостоился в 1823 докторской степени.

Карьера

С 1824 — экстраординарный профессор Гиссенского университета.

С 1825 — ординаторный профессор химии.

Инициировал создание в университете института фармации и технологии.

Вклад в науку

Создание приборов

Википедия отмечает:

В 1830 году Либих разработал свою версию аппарата для определения содержания углерода, водорода и кислорода в органических веществах. Изобретенный аппарат состоял из пяти стеклянных полых шариков и назывался кали-аппарат (Kaliapparat), он предназначался для захвата продуктов окисления углерода в образце после его сгорания. До входа в кали-аппарат газы сгорания проходили через трубку гигроскопичного хлорида кальция, который поглощал и удерживал продукт окисления водорода из образца, а именно водяной пар. Затем в кали-аппарате двуокись углерода абсорбировалась раствором гидроксида калия в трех нижних колбах и использовалась для измерения массы углерода в образце. Для любого вещества, состоящего только из углерода, водорода и кислорода, процент кислорода вычислялся путем вычитания процентов углерода и водорода от 100 процентов; остаток должен составлять процент кислорода. Для горения использовалась печь с древесным углем (лоток из листовой стали, в который была уложена трубка для сжигания и покрыта кусками тлеющего древесного угля). Непосредственное взвешивание углерода и водорода, в отличие от их объемной оценки, значительно повысило точность измерения метода. Помощник Либиха Карл Эттлинг разработал стеклодувную технику для производства калиаппарата и демонстрировал ее посетителям. Кали-аппарат Либиха упростил метод количественного органического анализа и сделал его рутинной процедурой. Брок предполагает, что наличие превосходного технического аппарата было одной из причин, по которым Либих смог привлечь столько студентов в свою лабораторию. Его метод анализа продуктов горения был использован в фармации. Также этот метод внес большой вклад в развитие органической, сельскохозяйственной и биологической химии.

Кроме того:

Несмотря на то, что при жизни Либиха законодательство не запрещало использование ртути при изготовлении зеркал, он предложил свой метод с использованием серебра, который в конечном итоге стал основой современного зеркального производства. В 1835 году он сообщил, что альдегиды превращают соли серебра в металлическое серебро. После работы с другими учеными немецкий физик и астроном Карл Август фон Штайнхейль обратился к Либиху в 1856 году, чтобы узнать, может ли он разработать метод серебрения, способный создавать высококачественные оптические зеркала для использования в отражающих телескопах. Либих смог создать зеркала без пятен, добавив медь к нитрату диамминсеребра и сахару. Попытка коммерциализировать процесс и «вытеснить ртутное зеркало и его вредное влияние на здоровье работников оказалась безуспешной. В 1832 году Юстус Либих и Фридрих Вёлер опубликовали исследование масла горького миндаля. Они превратили чистое масло в несколько галогенизированных соединений, которые затем были использованы в других превращениях. На протяжении этих преобразований «единственное соединение» (которое они назвали бензоилом) «сохраняет свою природу и состав неизменным почти во всех своих ассоциациях с другими телами». Их эксперименты показали, что группа, состоящая из атомов углерода, водорода и кислорода (бензоил), может вести себя как элемент, заменять собой элемент и может быть заменена на элемент в химических соединениях. Это заложило основу для доктрины сложных радикалов, что можно рассматривать как ранний шаг в развитии структурной химии.

Органическая химия

Википедия сообщает следующее:

Либих часто сотрудничал с Фридрихом Вёлером. Они встретились в 1826 году во Франкфурте после того, как одновременно и независимо друг от друга сообщили о приготовлении двух веществ: циановой кислоты и фульминовой кислоты, которые имели одинаковый состав, но очень разные характеристики. Фульминат серебра, исследованный Либихом, был взрывчатым, тогда как цианат серебра, найденный Вёлером, не был. Проанализировав спорные результаты вместе, они пришли к выводу, что оба правы. Открытие этих и других веществ привело Й.Я.Берцелиуса к идее изомеров, веществ, которые определяются не просто количеством и видом атомов в молекуле, но также расположением этих атомов.

В 1830-х с учениками занимался изучением органических соединений. Напечатал большое число работ. Не только выделял отдельные вещества, но и изучал их взаимосвязи и методы их превращений в другие вещества, ища ключи к пониманию, как химического состава, так и физиологической функции.

Прочая учёная деятельность:

Другим значительным вкладом Либиха в это время является изучение содержания азота в основаниях; исследование хлорирования и выделения хлораля (1832); идентификация этилового радикала (1834); окисление спирта и образование альдегида (1835); многоосновная теория органических кислот (1838) и разложение мочевины (1837).

Описывая анализ мочи, заявил:

Производство всех органических веществ больше не принадлежит только живым организмам. Мы должны рассматривать не только вероятность, но и уверенность, что мы сможем производить их в наших лабораториях. Сахар, салицин и морфин будут искусственно произведены. Конечно, мы еще не знаем, как это сделать, потому что мы еще не знаем предшественников, из которых возникают эти соединения, но мы их узнаем.

Питание растений

К 1840-х пытался использовать теоретические знания в органической химии к вопросам продовольствия. В труде «Die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Agriculturalur und Physiologie» («Органическая химия в ее применении к сельскому хозяйству и физиологии») (1840) показывалось, что химия способно изменить сельхозпрактику, повышая урожайность и уменьшая расходы:

В книге Либиха обсуждались химические превращения в живых системах, как растительных, так и животных, с изложением теоретического подхода к сельскохозяйственной химии. Первая часть книги была посвящена питанию растений, вторая - химическим механизмам гниения и разложения. Знание Либихом, как синтеза, так и разложения веществ привело его к тому, что он стал одним из первых адептов охраны природы, пропагандируя такие идеи, как переработка сточных вод. Либих сформулировал идеи о минеральной теории растительного питания и добавил его собственные убеждения о том, что неорганические вещества могут обеспечить питательными веществами так же эффективно, как и органические источники. В своей теории минеральных питательных веществ Либих определил химические элементы азот (N), фосфор (P) и калий (K) как необходимые для роста растений. Он сообщил, что растения приобретают углерод (C) и водород (H) из атмосферы и воды (H₂O). Подчеркивая важность наличия минералов в почве, он утверждал, что растения питаются азотными соединениями, полученными из воздуха. Это утверждение было источником споров на протяжении многих лет и оказалось верным для бобовых, но не для других растений.

При этом учёный

Популяризировал «Теорему минимума» Карла Шпренгеля (известную как Закон минимума, или закон ограничивающего (лимитирующего) фактора), заявив, что рост растений определяется не всеми доступными ресурсами, а ограниченным ресурсом. Развитие растений ограничено одним основным минералом, который находится в относительно малом запасе. Эту концепцию ограничения можно представить в виде «бочки Либиха», метафорической бочки, в которой каждая планка представляет собой элемент. Питательное вещество, планка которого короче, чем другие, заставит жидкость, содержащуюся в бочке, вылиться на этом уровне. Это качественное изображение принципов, используемых для определения применения удобрений в современном сельском хозяйстве.

Занимался вопросами удобрений:

Одним из его наиболее известных достижений является разработка азотного удобрения. В первых двух изданиях своей книги (1840, 1842) Либих писал, что содержащегося в атмосфере азота недостаточно, и утверждал, что азотное удобрение необходимо для выращивания здоровых сельскохозяйственных культур. Либих считал, что азот может поставляться в форме аммиака и признавал возможность замены химических удобрений на естественные (навоз животных и т. д.).

Физиология растений и животных

К 1842 напечатал труд «Chimie organique appliquée à la physiologie animaleet à la pathologie» («Химия животных, или Органическая химия в своих приложениях к физиологии и патологии») по химической теории метаболизма.

Кроме того, изучал дыхание, ферментацию и гниение.

Семья

Со своей супругой имел 5 детей.

Труды

• Einige Bemerkungen über die Bereitung und Zusammensetzung des Brugnatellischen und Howardschen Knallsilbers. In: Repertorium für die Pharmacie. Band 12. Nürnberg 1822, S. 412–426.
• Ueber die Verbindungen, welche durch die Einwirkung des Chlors auf Alkohol, Aether, ölbildendes Gas und Essiggeist entstehen. In: Justus Liebigs Annalen der Chemie Band 1, 1832, S. 182–230.
• Anleitung zur Analyse organischer Körper 1837, Verlag Vieweg, Braunschweig; 2. Aufl. 1853.
• Die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Physiologie und Pathologie. Braunschweig 1842.
• Die Chemie in ihrer Anwendung auf Agricultur und Physiologie 1840, Verlag Vieweg Braunschweig; 5. korr. und sehr vermehrte Aufl. 1843..
• Ueber das Studium der Naturwissenschaften und über den Zustand der Chemie in Preußen. Vieweg, Braunschweig 1840.
• Die Thierchemie, oder die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Physiologie und Pathologie 1842, Verlag Vieweg Braunschweig; 2. Aufl. 1843.
• Liebig, Geiger: Handbuch der Organischen Chemie – mit Rücksicht auf Pharmacie 1843, Verlag Winter, Leipzig und Heidelberg.
• Ueber einige Harnstoffverbindungen und eine neue Methode zur Bestimmung von Kochsalz und Harnstoff im Harn. In: Ann. Pharm. Band 85, 1853, S. 289–328.
• Liebig, Poggendorff, Wöhler: Handwörterbuch der reinen und angewandten Chemie Verlag Vieweg Braunschweig, 1. Band, 1842; 2. Band, 2. Aufl. 1858; 3. Band, 1848.
• Ueber Theorie und Praxis in der Landwirtschaft. Braunschweig 1856.
• Über das Verhalten der Ackerkrume zu den in Wasser löslichen Nahrungsstoffen der Pflanzen. München, Cotta, 1858.
• Chemische Briefe (Nr. 1–33) Leipzig und Heidelberg, 3. Aufl. 1851 und Chemische Briefe (Nr. 1–50) 1865 – wohlfeile Ausgabe 1865, Verlag Winter, Leipzig und Heidelberg.
• Ueber Gährung, über Quelle der Muskelkraft und Ernährung. Leipzig 1870.
• Suppe für Säuglinge. 3. Auflage. Braunschweig 1877.