Потребителски вход

Запомни ме | Регистрация
Постинг
07.05 12:43 - Фриц Якоб Хабер
Автор: yordanmitev89 Категория: Хоби   
Прочетен: 212 Коментари: 1 Гласове:
3

Последна промяна: 14.06 21:08


                                                                            Фриц Хабер
                                                                 (9.12.1868 – 29.01.1934)

                                            image

         Фриц Хабер е роден на 09.12.1868 г. в Бреслау - Германия, днес Вроцлав, Полша. Родителите му са първи братовчеди от хасидско еврейско семейство. Баща му търгува с пигменти, бои и фармацевтични продукти, а майка му умира при раждането – смърт, която бащата никога не прощава на сина си и отношенията им цял живот са трудни. Детето расте умно и артистично, захласва се по Гьоте и по литературата изобщо, но вуйчо му го запалва по химията и тя става голямата му любов. Семейството му не е много религиозно и той цял живот се чувства повече германец, отколкото евреин.

         Получава прекрасно образование – учи химия в три университета (Хумболтов Университет в Берлин или Берлински Университет "Фридрих Вилхелм", Технически Университет - Берлин и Хайделбергски Университет или Университет "Рупрехт - Карлс" - Хайделберг), ходи на практика в различни химически фабрики и опитва да се включи в бизнеса на баща си, но двамата само се карат и затова Хабер поема към академичната научна кариера. Тъй като за евреи обаче по това време това е било много трудно, той се обръща в лутаранството (най - старото протестантско течение в християнството). Занимава се с различни теми - изследва химията на горенето, загубата на топлинна енергия в парния двигател, създава електроди за регистрация на окислително-възстановителните процеси, издава няколко книги, а през 1906 става професор по така известната тогава физическа химия (позната днес като физикохимия) и електрохимия. После се захваща и с идеята за промишлен синтез на амоняк, а когато я реализира, бързо забогатява.

                                         image

         Прекарва дълги години в безплодни опити да фиксира азот от въздуха. Съществуват няколко големи проблема. Първо – огромното налягане и температура (за времето си), които се опитва да постигне, унищожават апаратурата, преди да може да бъде постигната желаната реакция. Дори загубва един от колегите си в жестока лабораторна експлозия. В крайна сметка прочутият инженер Роберт Ле Росиньол конструира специален цилиндър, направен от кварц и подсилен със стоманена жилетка. Това позволява да бъде постигнато налягане от 200 atm. и температура от 600 ℃. Това не е достатъчно – необходим е катализатор, открит в лицето на елемента осмий – Os и уран – U, като е избран осмий за целта (по обясними причини). На 20 март 1909 година трудът му е увенчан с успех. Малко по-късно, немският химик и металург Карл Бош купува патентът му, заменя скъпия катализатор осмий с промотирано (поресто) желязо (Fe) и наистина индустриализира синтеза на амоняк, понеже елементът осмий по това време, а дори и днес е невъобразимо скъп (в днешно време са разработени различни катализатори, като по - популярен е този, на основата на бисмут - Bi). По това време, Карл Бош заема ръководна позиция в тогава набиращата популярност химическа фабрика на BASF край Рейн.

image

         Немската преса гърми , че благодарение на този процес , светът получава достъп до неизчерпаеми количества синтетични торове , които задоволяват апетита на земеделските посеви към азот , за производство на „хляб от въздух“. Дори и в днешно време могат да се прочетат статии за „реакцията , която храни светът“. Това, разбира се, не е точно така. Откритието води до увеличаване на реколтите по целия свят. Посевите се нуждаят от повече азот, като за целта са били използвани птичи тор – гуано (богат повече на фосфор – P) от Южна Америка и нитрати – главно Чилска селитра от Чили (NaNO3 - натриев нитрат). Промишленото производство на амоняк дава възможност за промишлено производство на азотна киселина (процес на Оствалд – 1909 г.), а това от своя страна – на амониев нитрат, който освен синтетичен тор е много добър окислител. Процесът на Хабер – Бош се оказва изключително полезен за военни цели при производството на експлозиви. Дори и днес, амониевият нитрат се използва като експлозив при добиването на медна руда – смесва се с бензин или дизел и се детонира. Заради свободния си режим на продажба и експлозивните си свойства, амониевият нитрат е често използван при терористични атаки. Поради тази причина, в някои държави (напр. Германия), продажбата на чист, несмесен с други вещества, амониев нитрат от физически лица е забранена със закон.

image

         Съединението е богато на азот, който се съдържа както в катиона (NH4+), така и в аниона (NO3-). Това го прави предпочитан изкуствен тор. Силно хигроскопичен е - абсорбира влагата от въздуха, като според условията може да се втвърди или втечни. Разтваря се добре в течен амоняк !!! Високата му разтворимост във вода, както и слабото му задържане в почвите, води до измиването му и попадане в подпочвените води. Прекаленото торене води до екологични проблеми и до повишаване на нитратите в земеделските култури и водите. Тъй като амониевата селитра дава най - бързи резултати при торене, с нея често се злоупотребява. 

         Трябва да се отбележи обаче, че промишленото производство на амоняк е в основата на тежкият неорганичен, а и органичен синтез. Самият той се получава от суровина органично съединение, какъвто е природният газ. Това сериозно разклаща класификацията на изучаваните най - вече в университетите дисциплини като "Органична Химична Технология", "Неорганична Химична Технология" и пр. , но не се отдава значително внимание на този факт. Интересно е да се отбележи , че през 1828 г. , Фридрих Вьолер (германски химик) получава за пръв път карбамид (органично съединение) по изкуствен начин - при реакция между калиев цианат и амониев сулфат. Това противоречало на тогавашните схващания, че органичните съединения могат да се синтезират само от органични такива или от живи същества чрез т.нар. "жива сила" (via vitalis) , т.е. теория на витализма и поставя началото на органичната химия такава, каквато я познаваме днес.
         
image

         От определен процес от промишленото производство на амоняк може да се получи метанол (CH3OH), от него форалдехид (CH3CHO), респ. формалин (стабилизиран с метанол формалдехид), а с карбамид дава лепила за мебелната промишленост (карбамидформалдехидни смоли). Карбамидът също се получава чрез смесване на амоняк и въглероден двуоксид, предварително получен и очистен от отпаден продукт от амонячният синтез.

    image

         Амониевият нитрат е нестабилно ендотермично съединение. Добре се разтваря във вода, като разтворът силно изстива (разтваря се добре и в течен амоняк). При удар, сухата сол експлодира. Това му качество от една страна, а от друга, че е кислородосъдържащо съединение, което лесно отдава кислородните си атоми, го определят като съставна част на един клас експлозиви, по – малко чувствителни от динамита, но по качества близки до него. През Първата и Втората световна война е бил широко използван за експлозиви и снаряди. Тези експлозиви съдържали от 50 % до 80 % амониев нитрат. Без него, Първата световна война е щяла да приключи за няколко месеца, понеже британската флотилия е била блокирала водните трасета към южноамериканските залежи на натриева селитра.

          image

         Работата с него обаче е изключително опасна !!! През май, 1921 г. , във фабриката на BASF (Badische Anilin und Soda Fabrik - Баденска Фабрика за Анилин и Сода) в Опау (дн. Лудвигсхафен), Германия е предизвикана най - голямата и зловеща експлозия на амониев нитрат в историята - избухнали са около 4500 тона селитра. Работниците използвали слаби експлозиви, за да раздробят сбития нитрат, като процедурата се е считала за безопасна. При инцидента са убити 509 души, ранени са 1917. Полученият кратер бил с размери 165 м дължина, 96 м ширина и 1.5 м дълбочина. Тъй като на практика всички, участвали в инцидента са загинали, точните причини и хронологияна събитията не са ясни. Прочутите халета на фабриката са полуразрушени. 
         
                   image

         Твърденията за начин за получаване на неограничено количество синтетични торове са силно преувеличени, което поражда сериозни съмнения. Въпреки развитието на техниката и технологиите , масов глад съществува и до днес в страни от Третия свят в Африка, Азия, Южна, дори и в Северна Америка (Мексико) както и в страни под тоталитарна диктатура. На практика, процесът на Хабер – Бош реализира правата реакция на директен синтез между азот и водород. Азотът се извлича от атмосферата, понеже 70 % от атмосферният въздух представлява азот. Голямото технологично предизвикателство, което е в сила и до днес, е ефтиното получаване на водород или синтез - газ, от който се извлича водород (Hydrogen and Syngas Technology). В миналото са били използвани въглища (от които е бил получаван т.нар. генераторен газ), след което за известно време мазут, а днес се използва природен газ, който освен че не е неизчерпаем, е и доста скъп и цената и доставките му могат да доведат до сериозни икономически положения за дадена държава.

         След като му се присъжда Нобеловата награда, Хабер изнася запомняща се реч. В нейния край той заявява, че човечеството сигурно скоро ще открие по-ефикасен метод за синтез на амоняк. Сто години по-късно това още не се е случило. Договорът му с BASF гласял, че ще получава пфениг и половина за всеки тон тор, произведен чрез неговият метод. Само за няколко години Хабер става милионер.

         Изобретява през 1909 г. стъкленият електрод, използван за определяне на водородния показател (pH) на разтворите, който също се използва и до днес.

        Движи се в най-реномираните научни кръгове и става близък приятел със светила като Алберт Айнщайн и Макс Планк. Познава се с министри и милионери и често говори със самия Кайзер Вилхелм, който проявява жив интерес към неговите научни занимания. Поема кормилото на новосъздадения Институт по електро- и физикохимия в Берлин. Ражда ми се син - Херман и се преместват във великолепен нов дом в един от най-скъпите квартали на немската столица. За броени месеци институтът на Хабер печели реномето на водеща сила в световната химия. Инвестиции валят отвсякъде. Клара обаче не е щастлива – тя тъне в жестока депресия. Амбицията на съпругъг й е изконсумирала мечтите й. Той има нужда от жена, която да се грижи за домакинството и да обслужва многобройните му високопоставени гости. Клара се превръща в безгласна „хаус фрау“ – това, от което винаги се е страхувала.


                                          image

        През 1901 Фриц Хабер се жени за Клара Имервахер – еврейска красавица от Бреслау. Завършва с отличен местния Берслауски Университет с вземането на всяващият по това време ужас изпит "Вербандсекзамен". На 12.12. 1900 г. става първата жена - доктор на химическите науки в Германия. Известна с борбата си за равностойни права на жените. Тя също е приела лутеранството, но съвместният живот с Хабер не е особено щастлив. В консервативното немско общество, не може да работи по специалността си, затова помага на мъжа си в изследванията, превежда за него от и на английски научни статии и книги. С възхода на кариерата му обаче той все повече се нуждае не от научен партньор, а от жена домакиня, която да посреща височайшите гости. Скандалите в семейството зачестяват още повече, когато научава за заниманията му с бойни отровни вещества, по – известни като химически оръжия, а трагедията настъпва след първата газова атака в Ипр. Клара Имервахер се застрелва със служебното оръжие на съпруга си (Люгер П06, Luger P06) в градината на къщата им. Намира я полумъртва 13-годишният им син Херман, за когото това остава травма цял живот. Още на сутринта, Хабер заминава за Източния фронт, за да организира нова газова атака, този път срещу руски войски, оставяйки сина и и прислугата да се справят с ужаса у дома. През 1946, когато научава, че изработеният в института на баща му пестицид „Циклон Б” е използван от нацистите за изтребване на хора в концлагерите, Херман изпада в тежка депресия и малко след това също се самоубива. 

         Покрайнините на Ипър, Белгия, 22 април 1915 година - под ръководството на Хабер се разтоварвaт 5700 стоманени съда, изпълнени със 167 тона течен хлор. Подредени са в шесткилометрова линия, насочена към френските окопи. Хабер изчаква най-подходящия полъх на вятъра и дава сигнал вентилите на газовите бутилки да се отворят. Хлорът е по-тежък от въздуха и след като вятърът го пренесе до окопите, газът пропадна директно в противника. Веднъж попаднала в дихателните пътища, хлорната молекула реагира с влажните мукозни мембрани и се превръща в солна киселина. Тъканите и aлвеолите биват разядени отвътре, а при по – продължително вдишване и по – голяма концентрация, дробовете се наводняват с течност. Хиляди френски пехотинци буквално се удавят на суша. Очевидци твърдят, че след газовата атака гледката била ужасяваща: труповете били синкаволилави от хипоксия, а лицата им – изкривени в жестоки конвулсии. Лишени от въздух, някои са разкъсали дрехите си и дори са опитали да разкъсат гърлата си. В този ден Фриц Хабер не само лично уби хиляди хора, но създаде първото средство за масово унищожаване в света и собственоръчно сложи началото на химическото оръжие в новата история на човечеството. "От този момент нататък науката изгуби своята невинност", казва историкът Ернст Петер Фишер, и пояснява: "Дотогава целта на науката се е състояла в това да подобрява условията на живот на хората, а сега изведнъж тя започва да създава условия за унищожаването на човешки живот". След битката край Ипр, на Хабер му е присъдено военното звание капитан. За справка, широко разпространена теза е, че първото използвано бойно отровно вещество е Иприт , също на фронтовата линия край Ипр, откъдето идва и името му. Това не е така. Ипритът е много по – смъртоносен, но за тази цел за пръв път е бил използван хлор.

image

         Хабер се връща на фронта, а до края на войната се жени повторно за красивата секретарка Шерлот Нейтън, две години след смъртта на Клар Имервар. На сватбата им се появява във военна униформа и пруски шлем. Получава Нобелова награда за работата си по синтез амоняк, но в същото време е заплашен от арест за военни престъпления заради използването на отровния газ хлор върху хора. Под негово ръководсво, институтът му придобива печална слава по света. Синтезира нови бойни газове и развива по - ефикасни методи за тяхното разпръскване. Ръководи заводи за хлор, фосген и иприт. Разработва нови противогази и абсорбиращи филтри.

         В следвоенна Германия продължава да демонстрира предаността си. Когато страната е изправена пред тежка криза заради огромните репарации, които трябва да плаща след Първата Световна Война, химикът е категоричен, че може да извлече злато от морската вода – експеримент, който разбира се НЕ завършва с чудо, което подсилва съмненията за грандоманските му идеи.

         Хабер играе важна роля за развитието на химическите оръжия през Първата световна война. В известен смисъл химическите оръжия, използвани в Първата световна война, изправят един срещу друг нобеловите лауреати Фриц Хабер и французина Виктор Гриняр.

image

         Когато проучва ефектите на отровните газове, Хабер открива проста математическа връзка между концентрацията (C) на газа и времето (t), за което той се вдишва, която се изразява с формулата C * t = k, където k е константа. С други думи, излагането за дълго време на малко количество газ може да има същите последствия (например смърт), каквито би имало излагането на голямо количество за кратко време. Тази връзка е известна като Закон на Хабер. Хабер се защитава от обвиненията за нехуманност, свързани с използването на бойни отровни вещества, като цинично казва, че „Смъртта е смърт, независимо по какъв начин е причинена“ и че чрез използването на бойни отровни вещества, войната ще свърши по – бързо.

         Той и неговите колеги бележат значителен прогрес в разработването на пестицидни газове през 20-те години на ХХ век. В тази серия от опити влиза и зловещият цианиден газ Циклон Б. Години по-късно, именно този газ е широко използван за избиването на евреи и военнопленници от нацистите в газовите камери на концлагерите. Сред жертвите, по ирония на съдбата, са и много роднини и близки на самия Хабер.

         Циклон Б e определен като инсектицид, съдържащ циановодородна киселина. За справка ,Ейджънт Ориндж (Agent Orange), който САЩ използват във войната с Виетнам, е химическо средство за обезлистяване. Американците го използват, за да намалят гъстата растителност на страната, с цел да подобрят видимостта за войските си. До днес земята на Виетнам е заразена от тази отрова. Тя и е причина за редица малформации сред новородените. Както стана известно, през 2017 г. в Сирия също са употребени химически оръжия (по всяка вероятност зарин), в резултат на което са загинали хиляди.

                                       image

          На 07.04.1933 г., правителството на Адолф Хитлер приема злокобният "закон за реставрация на обществените служби". Според него, всички граждани без арийско потекло трябва незабавно да бъдат отстранини от обществените позиции, които заемат. Фриц Хабер е в окаяно здравословно състояние. Втората му съпруга го е напуснала преди няколко години. Разминава се с международен съд, но е отлъчен оо социалните и научни кръгове извън Германия. Хората гледат на него като на масов убиец. Все още заема ръководна позиция в института „Кайзер Вилхелм”. Посрещнат е от портиера на института с думите „Евреинът Хабер няма място тук“. Властите му разпореждат да изгони всички евреи от института, но той отказва и сам напуска. В мотивите си пише: „През 40-годишната си служба винаги съм подбирал своите сътрудници по тяхното интелектуално развитие и характер, а не според произхода на бабите им и не искам в последните години от живота си да изменям на този принцип”. Веднага получава покани от цял свят, но отива в Кембридж за няколко месеца. След това Хаим Вайцман, бъдещият първи президент на Израел, го кани в новия изследователски институт „Даниел Сиф”, сформиран в администрираната тогава (от Англия) Палестина.

         Фриц Хабер тръгва за Светите земи, но сърцето му не издържа и през 1934 получава инфаркт в Базел. В завещанието си пише, че иска да бъде погребан заедно с първата си съпруга - Клара Имервахер, като останките й са пренесени до гробището, близо до Базел..............................

         На практика, не е ясно какъв е точно приносът на Фриц Хабер за амонячният синтез – нито предлага подходящ източник на водород, нито сам конструира цилиндърът, играещ ролята на реактор, нито предлага подходящ катализатор, нито достига до промишлено получаване (което от своя страна е свързано с голяма специфика на материалите , конструкцията и действието на синтез – колоната). Единственото, което прави е, че се нагърбва с тежката задача за директен синтез, заради голямото количество азот в атмосферния въздух , т.е. фиксирането на атмосферен азот. Ученът, който най – много допринася за индустриализацията на амоняк е немският химик и металург Карл Бош. Незнайно защо, това се преписва дори и днес на Фриц Хабер.

                                          image

          Алберт Айнщайн е един от малкото хора, които може би от съжаление не прекъсват кореспонденцията си с него. Накрая той заключва: „Животът на Хабер беше трагедията на германския евреин – трагедията на несподелената любов”.



Гласувай:
3
0




1. анонимен - Интересно,
07.05 13:26
От много аспекти интересно.
цитирай
Търсене

За този блог
Автор: yordanmitev89
Категория: Хоби
Прочетен: 1033
Постинги: 1
Коментари: 1
Гласове: 2
Архив
Календар
«  Октомври, 2019  
ПВСЧПСН
123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
28293031