看板 作者 jfsu (水精靈)標題 Re: [問卦] 哈伯法製氨,當年怎麼分餾氮? 0.0時間 Thu Mar 8 23:24:46 2018
※ 引述《wahaha99 (此方不可長)》之銘言:
: 最近在研究哈柏法製氨
: 要在 200倍大氣壓、400度下, 加入氧化鐵做為催化劑來製備
: 可是資料都說第一步是要把氮從空氣中分餾出來
: 我就納悶了...
: 1. 1908哈柏發明這個方式製造氨, 就是為了要便宜省錢、容易大量製造,
: 可是製造氨要把空氣冷卻到近零下兩百度,
: 以當年的技術來說, 便宜省錢不起來吧?
: 還是有加壓? 但加壓後很難分餾吧...?
: 2. 乾脆不分餾會怎樣? 空氣中的H會跟O重新結合、燒起來嗎?
: 有沒有八卦? 0.0
聊聊哈柏這個人的八卦好了。
時間: 1915年4月22日
地點: 比利時的伊柏(Ypres)。
少佐:「
單兵注意!」
Violet:「抬頭觀察!」
少佐:「此時發現炮聲低沉,
空氣中帶有大蒜味,單兵該如何處置?」
Violet:「
拔草測風向!將槍置於上風一臂可及之處,脫盔向右翻身,左手打開攜行袋,
右手取出防護面具,先拉耳帶再拉腮帶,做密合試驗,以手勢通知臨兵
(注意注意!迅速戴上防護面具),向左翻身,覆盔,不待命令向上風處
大步前進。」
不久,一陣黃白色的煙,緩緩飄向法軍的陣地。
少佐:「是
天理教的麒麟煙!」
中尉:「大家鎮定點,用尿可以解毒!」
少佐:「啊,撒尿,撒尿!」
眾人開始撒尿,Violet急了。
Violet:「我是女生該怎麼辦嗎?」
少佐:「不怕不怕,我的尿多分一半給妳!」
很快地,身邊一些還搞不清楚狀況的伙伴早已身處在煙霧之中。他們開始呼吸困難、
胸悶、劇烈嘔吐與頭痛,在10分鐘之內,伴隨一連串的慘叫聲倒下。
當時的場景可說地獄:肺部因大量吸入氯氣而引起血崩,如同溺水死一樣,差在這是
發生在陸地上。接著肺如刀割、從胃部和腹部咳出綠沫、膚色變成墨綠色和黃色,
最後痛苦而死。
少佐:「Violet...活下去,然後得到自由...。
我真心地...深愛著妳...」
虎帳笙歌留言:「少佐,你當時說的是甚麼意思?」
這場戰爭--第二次伊柏戰役,是史上第一個真正的毒氣戰。德軍放出170噸的氯氣,
造成法軍5000人死亡、14000人中毒。不過,德軍這邊也不好過。由於毒氣瓶必須靠
人工打開,施放者通常來不及躲避,這根本就是殺人1000自損800的地圖兵器,許多
德國士兵因此受傷甚至死亡。
你或許會問,不是有防毒面具嗎?拍謝齁,對付氯氣的防毒面具尚未問世。
(ps.1 最先使用毒氣的是法國,不過,用的是甲苯醋酸,稱不上是毒氣。
ps.2 整個一次世界大戰最終有78萬人因毒氣而終生殘缺,有9萬人死於毒氣。)
負責這場毒氣戰的技術指揮官:「
毒氣能投入戰爭真的是太好了。若能使戰爭早日
結束的話,就能拯救更多人的生命了。」
說這段話的人就是
哈柏(Fritz Haber, 1868.12.9~1934.1.29),以發明合成氨的
工業哈柏法聞名的猶太德國化學家,更是1918年諾貝爾化學獎得主。
之後,他更帶領團隊開發出芥子毒氣(Yperite),毒性比氯氣還要強10倍,是一種
窒息性光氣(phosgene),無色,一接觸皮膚就灼傷,進入人體後會引起肺氣腫與
肝功能障礙。
他的妻子----
克拉拉(Clara Immerwahr),
第一位在德國取得博士學位的女性,
也是一名化學家,請求他放棄這種慘無人道的武器,但哈柏生氣地說:
「這是能盡快結束戰爭的方式...我所做的一切,都是為了人類的和平,
為了祖國的戰爭!」
最後,他的的妻子受不了內心的愧疚,拿起哈柏的手槍自殺身亡。雖然如此,哈柏
仍舊幫德國打完最後一場戰爭。
時間拉回10年前。
作為猶太人的他,不容易在大學找到教職,一直到了30歲才被任用。38歲那年成為
化學教授,便開始把注意力放在將空氣中的氮以化合物的方式固定下來。
氮,是農作物成長必要養份中最缺乏的,傳統農業的氮肥,來自於細菌跟作物的
固氮能力,加上動物的糞便堆肥;這種氮肥產量有限。而用硝石(硝酸鈣)或是智利硝石
(硝酸納)所製得到副產物氨,也可以用在工業的原料或是肥料上,但礦產資源有限,
難免有枯竭的一天。
於是有科學家主張是否能把大氣中含量約80%的氮拿來利用。雖然如此,但大氣中的氮
是不可用的營養,因為氮分子以強大的三鍵結合在一起。氮必須被「固定」,即通過
自然或人為的過程轉換成某種生物可利用的形式。
最後,由哈柏和
卡爾‧博世(Carl Bosch)才開發出的方法成功地商業化。哈柏法
(Haber process) 是在
高溫高壓(攝氏 400 度, 200 大氣壓)之下,用氮氣跟氫氣
以 1:3 的比例,產生氨氣的工業製程。由於這是一種可逆反應,那些沒有完全參與
反應的氮跟氫仍會留下來,所以也不會造成浪費。
這個方式最困難的過程在於
如何製造耐高溫高壓的裝置(因為原料中的氫會腐蝕鐵製
的壓力鍋)。負責這項工程的博世還差點因壓力鍋爆炸而喪命,還好最後成功地以
低碳釩鋼完成。
此外,除了做成氮肥,也可以再透過奧士華法 (Ostwald process) 製成硝酸氨,
為火藥提供了穩定的原料來源。在第二次世界大戰之前,這些氨,幾乎都拿去做成
炸藥殺人了。
據說,當時的德國皇帝得知成功合成氨時,開心地說:「如此一來,我們就能安心
戰爭了。」因為有了氨,別說是火藥,因戰爭所需要的大量糧食也得以因製作出
農作物所需氮肥而輕易地獲得。
哈柏法產生的氨,做成的氮肥,解決了人類長久以來對於肥料的需求。近代農業技術
最大的進步可以說是化學肥料的發明,尤其是氮肥,讓農作物的單位面積產量至少
增為四倍,填飽了肚皮,因而讓世界人口在戰後五十年間,原本預估增長不會超過
10億,在哈柏法的氮肥支撐下,卻多養了三倍的人口!然而過度使用人造氮肥,
破壞了大自然中的氮循環,造成海洋湖泊優氧化,
哈伯解決了飢餓問題,因此得到諾貝爾獎,人們稱他是自空氣製造火藥與麵包的
「氮之煉金術師。」
第一次世界大戰結束後,德國被要求龐大的戰敗賠款,這位科學家為了德國,
企圖從海水提煉黃金來支付賠償金。但當他測海水中黃金濃度時,發現一噸海水
只有0.04毫克(目前認為更少),最後以失敗告終。
哈伯是如此忠誠於自己的國家,直到希特勒掌權。他
「被辭去」皇家威耳罕研究所
所長一職,他的一部份家人仍慘遭納粹迫害,死在集中營。
身心俱疲的他離開德國後,輾轉經由瑞士流亡到英國,但當地的民眾仍殘留著對他
的毒氣鎖產生的憎恨。1934年,他前往瑞士的途中病逝。
以上
reference
1.科學家的X檔案
2.Wiki
3.Violet Evergarden
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對流血一週仍然不死的生物千萬不能大意……。
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※ 同主題文章:
Re: [問卦] 哈伯法製氨,當年怎麼分餾氮? 0.0
03-08 23:24 jfsu.
→ SupCat: 對 你沒記錯 跟我想的一樣5F 03/08 23:25
推 kmshy: 好文給推9F 03/08 23:27
推 aqlec: 先推16F 03/08 23:29
推 P2P: 所以到底怎麼提純氮氣阿22F 03/08 23:30
推 kosoj6: 水精靈先推23F 03/08 23:30
推 sdbb: 這部人類霸權到底好看在哪?24F 03/08 23:31
噓 letitflame: 克拉克(Clara Immerwahr) 咦32F 03/08 23:32
推 zzro: 法國那位也寫一下 一戰不就是兩個化武科學家在那邊玩33F 03/08 23:33
噓 l88: 你完全沒回答到問題呀 還一堆人推34F 03/08 23:33
→ l88: 八卦版的水準真的是越來越....38F 03/08 23:33
推 JJ1622: 國家地理頻道拍的愛因斯坦生平影集有提到這段47F 03/08 23:37
→ rainxo6p: 學化學時真的不知道要尊敬他還是恨他…49F 03/08 23:37
推 wei115: 推
樓樓樓上可以再看一次50F 03/08 23:37
推 vivaz: 記得有看過忘記什麼頻道演科學家的模擬劇57F 03/08 23:42
推 ji31g42go61: 原PO知道我說誰吧?出自蘇老師化學五四三,推薦可看。60F 03/08 23:42
推 j30916: 嗯嗯 跟我想的沒有太大出入63F 03/08 23:43
推 Mikuni: 水精靈大好文必推!65F 03/08 23:44
推 asole: 這個過程在國家地理頻道的 世紀天才 節目有提到80F 03/08 23:55
推 taohjca: 是水精靈大大 快推86F 03/08 23:57
推 OdaTakeda: 這麼愛德國 還因為血統被逐出納粹德國87F 03/08 23:57
推 jajoy: 他的一部份家人仍慘遭納粹迫害,死在集中營。...88F 03/08 23:58
推 iem2000: 戰爭跟科技都一體兩面...要知道當初希特勒跟日本731人體89F 03/08 23:58
→ iem2000: 體試驗...多少也提供了數據給了現在醫學..91F 03/08 23:59
→ jajoy: 有拍成電影嗎 感覺很戲劇化92F 03/08 23:59
推 angerm1117: 分離出氮氣?? 點火直接燒掉氧氣行不行??94F 03/08 23:59
推 xxx83221: 人家說要聊哈伯 沒說要回答問題95F 03/09 00:00
推 shintz: 為什麼會有Violet啦XDDDD97F 03/09 00:02
→ MinusD: 克拉克 Clara?怎麼唸的...103F 03/09 00:07
推 pk90027: 不要認真的講幹話好嗎 xDD109F 03/09 00:11
推 namirei: Violet XD114F 03/09 00:16
推 nrxadsl: 愛因斯坦這部影集有提到119F 03/09 00:21
推 harrybbs: 有沒有人知道水精靈為什麼每個專業都懂啊???125F 03/09 00:32
推 eggbird: 水精靈也有看"紫羅蘭永恆花園"?129F 03/09 00:38
※ 編輯: jfsu (180.177.15.128), 03/09/2018 00:40:23
→ jfsu: 修正錯字。紫羅蘭永恆花園有追~第9集哭的好慘...132F 03/09 00:41
推 beermug: ptt以後應該增加訂閱某些帳號的功能137F 03/09 00:53
推 zames0625: 所以氮氣怎麼純化的R! 你講的高中就教了啊140F 03/09 00:58
推 torren: 第一次聽到他的故事143F 03/09 01:00
推 dalipkid: 感謝 用幽默風趣的筆法讓鄉民們長知識了151F 03/09 01:17
推 yannjiunlin: 可是沒用在現在中國人身上~可能太多也毒不完= =158F 03/09 01:32
推 herculex: 氮氣1772年就被分離出來了…162F 03/09 01:38
推 Anth: 推165F 03/09 01:40
噓 fk6418: 偷渡violet168F 03/09 01:57
推 L1ON: 只能推惹171F 03/09 02:08
推 metcc80211: 每次看到有帶入現在感的對話,真是笑死我了174F 03/09 02:28
噓 peiheng: 因為你要回答問題181F 03/09 03:01
推 lulocke: 這季霸權明明是比宇宙還遙遠182F 03/09 04:20
推 x0x: 好文190F 03/09 06:22
推 ter2788: 壓成水分餾而成 維基百柯就有了
至於價錢 加壓分餾怎樣都比礦石便宜吧 差別只是設備撐不撐的住
反倒是氫的製作比較麻煩194F 03/09 07:07
推 ter2788: 會說分餾很難可能需要先學習沸點 氮的沸點在-195.79度199F 03/09 07:25
推 cwh0105: 空氣去氧之後直接反應就行了吧,畢竟其他物質不會反應205F 03/09 07:45
推 wisey: 覺得你超厲害!207F 03/09 07:49
推 Devote: good211F 03/09 08:22
推 sk3s: 好文212F 03/09 08:24
推 adifdtd: 原來哈伯故事是這樣噢,瘋狂科學家阿。217F 03/09 08:36
推 evx: 長知識推218F 03/09 08:43
推 hqu: 負責這項工程的"博世"還差點因壓力鍋爆炸而喪命 博士 校一下220F 03/09 09:03
推 Asucks: 水精靈科普文必推221F 03/09 09:04
推 TitanEric: 優文 有興趣可以看天才-有講述到哈伯與愛因斯坦之間的故事 當然毒氣也有講224F 03/09 09:12
推 PONANZA: 毒氣鎖到底是什抹226F 03/09 09:15
噓 tozz: 幹啊我說那個問題咧?229F 03/09 09:42
推 hosong: 「氮之煉金術師。」230F 03/09 09:44
推 StuLeo: 未看先推232F 03/09 09:49
→ kevio: 卡爾‧博世(Carl Bosch) -->負責這項工程的"博世"(回上文)238F 03/09 10:19
推 soyjay: 推水精靈 世界化學歷史又上了一課246F 03/09 11:41
噓 arkdj: 人家問化學,你回答歷史?249F 03/09 12:23
推 gmoz: 金科拉253F 03/09 13:36
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