氨气的发现与合成.doc
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1、氨气的发现与合成阅读资料 氨气的发现与合成1727年英国的牧师、化学家哈尔斯(Hales,S.16771761),用氯化铵与石灰的混合物在以水封闭的曲颈瓶中加热,只见水被吸入瓶中而不见气体放出。1774年化学家普利斯德里重作这个实验,采用汞代替水来密闭曲颈瓶,制得了碱空气(氨)。他还研究了氨的性质,发现它易溶于水、可以燃烧,还发现在氨气中通以电火花时,其容积增加很多,而且分解为两种气体;一种是可燃的氢气;另一种是不能助燃的氮气。从而证实了氨是氮和氢的化合物。其后戴维等化学家继续研究,进一步证实了2容积的氨通过火花放电之后,分解为1容积的氮气和3容积的氢气。19世纪以前,农业生产所需氮肥的来源,
2、主要是有机物的副产物和动植物的废物,如粪便、种子饼、腐鱼、屠宰废料、腐烂动植物等。那时哨石的产量很有限,而且主动用于军工业生产。1809年,智利的沙漠地区发现了一个巨大的硝酸钠矿床,很快就开发利用。到1850年世界上硝盐的供应,主要是智利。随着农业的发展和军工生产的需要,迫切要求建立规模巨大的探索性的研究。他们设想,能不能把空气中大量的氮气固定下来。于是开始设计以氮和氢为原料的合成生产氨的流程。尤其是在1847年,德国发生了农业危机,首都柏林爆发了抢夺粮食的“土豆革命”,引起了政府重视生产粮食,因而开展了对土壤的研究。在土壤的肥料问题上,曾经流行一种腐殖质理论,认为作物是依赖土壤中的腐殖质为养
3、料的。而腐殖质这种东西只能来源于腐败的动植物体,因此肥料的来源是有限的。当时德国的著名化学家李比希致力于研究植物所需要的碳和氢的来源问题。为此,他对稻草和其它许多干草的分析中发现,植物中含碳的量不是因土壤的条件不同而有所不同,因此他支持植物中的碳来自大气的观点。他在分析各种植物的汁液时,发现其中都含有氨,同时发现雨水中也有氨。大气中的氮很不活泼,也不能直接被植物所吸收,而氨却容易被植物吸收,因此他判断植物是通过吸收氨来获得含氮养料的。李比希的实验结论,第一,指出腐殖质理论的局限性,把植物氮的来源限制于腐殖质;第二,指出了腐殖质理论的表面性,只知道植物氮来源于腐殖质,而不知道氮是怎样被植物吸收的
4、;第三,指明了开辟新的氮肥源的重要性。1900年法国化学家勒夏特利是最先研究氢气和氮气在高压下直接合成氨的反应。很可惜,由于他所用的氢气和氮气的混合物中混进了空气,在实验过程中发生了爆炸。在没有查明发生事故的原因的情况下,就放弃了这项实验。德国化学家能斯特(Nernst,W.1864-1941),对于研究具有重大工艺价值的气体反应有兴趣,民研究了氮、氢、氨的气体反应体系,但是由于他在计算时,用了一个错误的热力学据,以致得出不正确的理论,因而认为研究这一反应没有什么前途,把研究停止了。虽然在合成氨的研究中化学家遇到的困难不少,但是,德国的物理学家、化工专家哈伯(Haber,F.18681934)
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