卡尔·威廉·舍勒

卡尔·威廉·舍勒 - 生平简介

瑞典化学家舍勒是18世纪中期到18世纪后期欧洲一位相当出名的科学家。于1742年12月19日生在瑞典南部。他生活在化学还由错误的理论燃素说盛行的时代，尽管他也是拥护燃素说的，可是在实验方面他却发现了很多新的化学事实。

舍勒长期在瑞典的小城镇彻平的药房工作。早年曾在哥德堡、马尔默、乌普萨拉、斯德哥尔摩等地的药房短期工作过，他的大量研究是在彻平进行的。他的实验成果相当多，例如：至今还在使用的舍勒绿(Scheele抇sgreen)就是他发明的亚砷酸氢铜CuHASO3，仍然是著名的绿色颜料。舍勒经常处于穷困之中，他用简陋的仪器在寒冷的实验室中做了大量的实验工作，加上他经常在夜里工作，所以得了哮喘病，这使他在1786年5月21日，就病故了，终年仅44岁。他所发明的新化合物之多，几乎是18世纪时史无前例的。

卡尔·威廉·舍勒的第一篇论文是关于酒石酸的，发表于1770年。接下来又得到焦酒石酸。在1774年，他研究了二氧化锰，并且利用它制得了氯气。他制成了锰的许多化合物，例如：锰酸盐和高锰酸盐等。他还解释了玻璃的着色和脱色问题。在1775年，他研究了砷酸的反应，在1776年发表了关于水晶、矾石和石灰石的成分的论文，还从尿里第一次得到了尿酸。在1777年他制得了硫化氢，并且观察到，银盐被光照射以后，可以变色。在1778年他制得了升汞，从钼矿里制成了钼酸。他分析了空气里所含氧的比例，并且多天都重复作了这样的分析。实际上，他在1778年就知道空气里至少有两种元素。当时没有发表，所以现在化学史书上，把这项工作列在卡文迪许名下。1780年他证明了牛奶的发酸，是因为产生了一种乳酸，乳酸被硝酸氧化之后，得到粘液酸。

在1781年他发现了白钨矿，因为这是他首先发现的，所以化学上利用他的姓，名之为Scheelite。在1782年他首先制成了乙醚，在1783年他研究了甘油的特性。在差不多同时，他又研究了普鲁士蓝的特性和用法。记载了普鲁士酸（即氢氰酸）的性质、成分和化合物，当时他还不知道氢氰酸是一种很毒的物质。

在他生命的最后几年里，他研究了多种植物性酸类。例如：柠檬酸、苹果酸、草酸和五倍子酸等等的成分。

舍勒在1775年年2月4日当选为瑞典科学院的院士，他当时仅在彻平担任一个药物商人。由于他的主人去世了，他代表这个药店的主人成为这个城市最有名的药剂师。

舍勒的很多实验中的一部分，在他生前没有发表，一直到1892年纪念他诞生一百五十周年的时候，才有化学史家把他的日记和书信做了详细的整理，但也没有正式发表。

到1942年纪念舍勒诞生二百周年的时候，他的全部实验记录，经过重新整理之后，方才正式印刷发表出来。一共有八卷之多，其中大部分是瑞典文的，也有少数德文的。

在他这些日记和文件之中，最引人注意的是舍勒和甘恩这位大学教师的通信。这些信件里很明确的说明了舍勒在18世纪，对于化学实验所具有的能力和贡献。

由于舍勒发现了骨灰里有磷等物质。这使后来甘恩证明了骨头里面确有磷。在这以前，人们只知道尿里有磷，而发现骨头里有磷，是从舍勒开始的。他从萤石和硫酸的作用发现了氢氟酸。他又利用软锰矿和盐酸的作用，得到了氯气，但却误认为发现了燃素。他在1773年写给朋友的信里说：如果把软锰矿溶解在盐酸里，就得到了一种黄颜色的气体。他还发现了这种气体有漂白的作用。

舍勒在化学实验工作方面，涉及非常之广。实际上，他当时在国外，特别在法国很出名。例如：拉瓦锡在1774年写的书里，就用了相当大的篇幅，推崇舍勤的工作。他们还互相通信。尽管如此，舍勒始终坚信燃素说而不相信拉瓦锡的氧化学说。

从现在来看，舍勒的许多实验，在今天并不难做，可是在二百多年前，能够发现那么多化学成果是很不容易的。因此，舍勒虽然只活了四十四岁，而他对化学的贡献却是永远令人怀念的。

瑞典科学院为了纪念舍勒，铸造了一座铜像，矗立在斯德哥尔摩的广场上。

卡尔·威廉·舍勒 - 研究领域

舍勒的杰出贡献，给化学的进步带来了巨大的影响。舍勒的研究涉及到化学的各个分支，在无机化学、矿物化学、分析化学、甚至有机化学、生物化学等诸多方面，他都做出了出色贡献。

他是氧气最早的发现者，并对氧的性质作了深入的研究。他研究氧气开始于１７６７年对亚硝酸的研究。起初，他加热硝石得到一种称之为“硝石的挥发物”的性质，但对这种物质的性质和成分还不清楚。舍勒反复做加热硝石的实验，发现把硝石放在坩埚中加热到通红时，会放出干热的气体，遇到烟灰的粉末就会燃烧，放出耀眼的光芒。这种现象引起了舍勒极大的兴趣。他在１７７３年就用多种方法制得比较纯净的氧气。主要有：
（1）加热氧化汞（Hg0）；
（2）加热硝石（KNO3）；
（3）加热高锰酸钾（KMnO4)；
（4）加热碳酸银（AgCO3）、碳酸汞（HgCO3）的混合物。

舍勒把这些实验结果，整理成一本书，书名叫《火与空气》，此书书稿1775年底送给出版家斯威德鲁斯，但一直到1777年才出版，书稿在出版社压了两年。而英国化学家普利斯特里于１７７４年发现氧气后，很快就发表了论文，时间比舍勒还早。现在化学史上都认为舍勒和普利斯特里各自独立地发现了氧气。

舍勒在化学上的另一个重要的贡献，是发现了氯气。１８世纪的后期由于冶金工业的发展，开展了对各种矿石的研究。其中有一种叫做软锰矿的，舍勒经过３年功夫，确定它是一种新金属的氧化物，按当时的说法它是“脱燃素的新金属”，舍勒把这种金属定名为锰。舍勒在这种软锰矿的研究中发现了氯气。软锰矿不溶于稀硫酸和稀硝酸中，但能溶于盐酸，并立即冒出一种令人窒息的黄绿色气体，它和加热王水时所产生的气体相象，使人的肺极为难受。他用这种气体作了种种实验，发现它微溶于水，使水略有酸味；具有漂白作用，能合蓝色的纸条几乎变白，又能漂白有色花朵和绿叶；还能腐蚀金属；在这种气体中的昆虫会立即死去，火也立即熄灭。由于他虔信燃素学说，误认为这是由于“脱燃素的锰”（二氧化锰）从盐酸中夺去了燃素而产生了这种气体，因此称它为“脱燃素盐酸”，而没有认为它是一种元素。除了氧气、氯气外，在无机方面舍勒发现的还有氮气、砷酸、钼酸、钨酸、亚硝酸。在有机方面证明植物中含有酒石酸，从柠檬中制以出柠檬酸晶体，从肾结石中制取出尿酸，从苹果中发现苹果酸，从酸牛奶中发现乳酸，曾提纯过没食子酸。当时有机化学还很幼稚，在缺乏理论知识的情况下，舍勒能发现十几种有机酸，例如:①无机酸类:磷酸(1774)、砷酸(1775)、钼酸(1778)、钨酸(1781)；②其他无机化合物：氟化氢(1771)、砷化氢(1775)、亚砷酸铜(1778)、氰化氢和氰化物(1782)；③有机酸类：酒石酸(1770)、草酸(1776)、乳酸和尿酸(1780)、柠檬酸（1784）、苹果酸（1785）、没食子酸和焦性没食子酸(1786)；④其他有机化合物：酪朊和骨螺紫(1780)、乙醛和酯类(1782)、甘油(1783)等，是很不容易的。
此外，舍勒还对空气的成分进行过出色研究。

卡尔·威廉·舍勒 - 发现氧气

舍勒是氧气的最早发现者，他在1773年就用两种方法制得了比较纯净的氧气。第一种方法是将硝酸钾、硝酸镁、碳酸银、碳酸汞、氧化汞加热，就会放出氧气。第二种方法是将黑锰矿（二氧化锰）与浓硫酸共热，产生氧气。接着，他对氧气的性质作了研究，他发现，当一种物体在这种气体中燃烧后，这种气体便消失了，所以他把这种气体叫做“火气”。舍勒的研究成果发表在《论空气和火的化学》中，但这本书被出版商延误，直到1777年才出版。而英国化学家普利斯特里于1774年发现氧气后，很快就发表了论文，时间比舍勒还要早。现在，化学史上都认为舍勒和普利斯特里各自独立地发现了氧气。由于舍勒是燃素学说的信奉者，所以他认为燃烧是空气中的”火气”与燃烧物体中的燃素相结合的过程，火是“火气”与燃素形成的化合物，因此，舍勒与普利斯特里一样，虽然发现了氧气，但是都未能对燃烧现象作出正确的解释。

卡尔·威廉·舍勒 - 氧气实验

如果给点燃的蜡烛罩上一个玻璃罩，蜡烛燃烧一会儿就熄灭了，如果把玻璃罩内的空气全部抽掉，蜡烛立即熄灭；铁匠炼铁时，用风箱鼓进空气，火会烧得更旺。燃烧的物质为什么需要空气呢？舍勒对燃烧产生了浓厚的兴趣。

为了搞清这个问题，舍勒用各种不同的化学物质，放在密闭的容器里，一次又一次地进行试验。

有一天，舍勒在空烧瓶中放进一块白磷，塞上瓶塞，然后从瓶外稍稍加热，白磷立即燃烧起来，发出火光，冒出白烟。不久，火光灭了，浓雾也散了，而且瓶壁上沉积了一层白色物质。

待烧瓶刚凉，舍勒立刻把烧瓶倒扣进水中，然后拔出瓶塞，这时怪事发生了，水充满烧瓶体积的1/5以后，水面不再上升。他又重做了几遍实验，结果还是一样。

这是怎么回事？1/5的空气去哪儿了？带着这样的问题，舍勒又做了另一个实验。

他在一个小瓶里放进一些铁屑，在上面浇了些稀硫酸溶液，然后用插上玻璃管的软木塞塞住瓶口，放进盛水的玻璃缸里。将玻璃管生成的气体引出水面，用火舌点燃，又把一只空烧瓶底朝天罩在火舌上面。烧瓶的瓶口浸在水面下，这就使外部的空气没法进入瓶中。随着氢气在密闭的空间里燃烧，玻璃缸里的水，不断涌进烧瓶。当火焰完全熄灭了，进入烧瓶的水，依然只占烧瓶体积的1/5。

舍勒对这事迷惑不解。既然燃烧中用掉了1/5的空气，那么剩下的4/5空气为什么不消失？难道瓶里剩下的空气跟那些在燃烧中消失的空气不一样？

于是他又做了一连串实验，在烧剩下的空气中，放进蜡烛、炭、白磷，结果是，蜡烛立即熄灭，烧红的炭很快变黑，连易于燃烧的磷也不肯着火。把几只老鼠关进里面，马上窒息而死。　　

舍勒终于明白了，这种烧剩下的空气，的确跟“烧掉”的那部分空气性质不同。看来空气是由两种完全不同的成分组成的。他认为一种是“活空气”，它能帮助燃烧，于是把它叫做“火焰空气”；另一种是“死空气”，对火不起作用，老鼠会窒息而死，所以叫它“无用空气”。

舍勒更感兴趣的是“火焰空气”。经过多次实验，舍勒很快找到了制造纯“火焰空气”的方法。

舍勒在玻璃曲颈甑中装进一些硝石，放到炉子上加热，同时，在甑颈上缚上一个挤瘪了的牛尿泡。硝石熔化了，放出的气体使牛尿泡逐渐胀大起来。接着很快将牛尿泡取下来，把泡里的气体贮存在一个烧瓶里。把烧红的木炭、刚吹灭的木柴、磷分别放进这些烧瓶中，这时木炭四周火星迸裂，猛烈燃烧，发出白炽的光芒；带余烬的木柴重新燃烧起来了；磷爆发出火焰，竟亮得刺目。舍勒高兴得从实验室冲出来，摇着手里的一只瓶子喊着“火焰空气！火焰空气！”而“火焰空气”也就是氧气

卡尔·威廉·舍勒 - 迟来的辉煌

舍勒的生命是短暂的，但他所取得的成果却相当多，他一生发现的新物质有30多种，这在当时是绝无仅有的。在舍勒一生的发现中，最为突出的贡献是发现氧气和氯气。

舍勒的很多实验研究成果，生前没有发表。1892年，纪念他诞生150周年之际，化学史学者详细整理了他生前的日记和书信，但并没有正式发表。直到1942年，纪念舍勒诞生200周年的时候，他的全部实验记录经重新整理之后，才正式发表，共有8卷之多。

卡尔·威廉·舍勒 - 迟到的婚礼

有名的药剂师波耳在柯平镇突然去世，医务界同业公会会议一致推选舍勒为最合适的经理人选。1775年，舍勒来到了柯平镇。波耳的遗孀妮古娅是一位年轻貌美的妇女，他特地让出一部分房间供新任经理使用。

舍勒有充足的时间进行研究，他十分喜欢把科学研究、生产、商业活动有机地结合在一起。在工作之余，他也会和妮古娅谈谈话，这个年轻的孀妇渐渐占据了科学家的心灵，而在妮古娅心目中，舍勒也成了不可缺少的一部分。他们二人互相爱慕，但舍勒是事业型的人物，为了事业，他将妮古娅送到别墅中居住。

舍勒一生中完成了近千个实验，因吸过有毒的氯气和其他气体，身体受到严重的伤害。他还亲口尝过有剧毒的氢氰酸，他记录了当时的感觉：“这种物质气味奇特，但并不讨厌，味道微甜，使嘴发热，舌头。”他虽然视事业为生命，想一刻不停地工作下去，但身体状况的恶化使他常常卧床不起。

1785年整个冬天他都苦于风湿病的剧烈发作。命运好像在捉弄他，他一辈子为别人制药，而现在却不能找到医治自己疾病的药物。春天来了！舍勒觉得好一些。“妮古娅，只要我能站起来，咱们马上就结婚。”“是的。亲爱的。”妮古娅温存地答。1786年3月，他们举行了订婚仪式，但是病情在稍好些后，又恶化了。“妮古娅，看来，我活不长了，你把牧师请来，在家里举行结婚仪式吧。”他对心爱的人说。“好的，亲爱的”，妮古娅含泪答应了。

1786年5月19日，在经历10年的相恋之后，他们举行了婚礼。对于这对有情人来说，婚礼有些迟了，因为两天后，舍勒就离开了人间。