元素分析的先驱-起源

著名的化学家和科学家Justus von Liebig通过元素分析带我们踏上了一段想象的时光之旅,并首先回顾了过去。
几个世纪以来,科学家们一直在寻求确定有生命和无生命物质的定量和定性组成。这些先驱者对知识的渴望为元素分析仪领域奠定了基础。元素分析影响着我们的日常生活,尽管我们并没有真正注意到它。一个重要的应用领域涉及各种产品的开发和质量控制,例如食品和制药行业的产品,以及汽车制造中使用的金属。此外,元素分析可以为环境和气候保护措施提供重要的决策依据,从而为清洁环境做出贡献。
元素分析仪已经有125年的历史了,但这种分析方法的起源要早得多。我知道这一点,因为我是元素分析领域的先驱之一。哦,对不起。我忘了自我介绍:我叫Justus von Liebig。

我出生于1803年,1824年至1852年在德国Giessen担任化学教授,之后搬到了慕尼黑自己的研究所,在那里生活和工作,直到150年前去世,享年70岁。但我的精神永存,看着世界如何继续发展。我不无自豪地说,我被视为我一生中最著名的化学家和科学家之一,我经常被称为有机化学之父。我利用我在Giessen的实验室进行实验和教学,使我成为科学实验研究所有分支的先驱。你可以看看我在Giessen的Liebig博物馆的实验室,直到今天。
我谦虚地补充说,我也对元素分析的一个重要里程碑负责,但我稍后会再谈这个问题。在我开创性的发明之前,还有其他著名的先驱为我指明了正确的方向。化学家Robert Boyle(1627-1691)是最早提出“化学分析”一词的人之一

他热爱实验,因此是化学科学和化学分析本身的先驱之一。大约100年后,化学家Antoine Laurent Lavoisier(1743-1794)和Joseph Louis Gay-Lussac(1778-1850)为有机元素分析原理奠定了基础。到目前为止,这一原理是基于燃烧样品,然后对反应气体进行定性测定。例如,拉瓦锡分析了蜡、油和脂肪,发现所有有机物都含有碳、氢和氧。然而,每种元素的确切含量仍然是个谜。
困难是如此之大,以至于我不可能得到精确的定量结果。不过,我可以明确地证明,油可以变成水和二氧化碳,但是我不能确定它们的比例。

Jöns Jacob Berzelius(1779–1848)改变了这一切。这位瑞典化学家认识到,只有在元素分析的帮助下,才能有针对性地追踪新化学物质的化学合成路径。他使用水平放置的燃烧管来燃烧样品。这使他能够更均匀地加热物质混合物,从而得到更精确的值。他用氯化钙来吸收燃烧过程中产生的水。
然后就看轮到我了。我在Giessen的实验室将Berzelius开发的元素分析方法提升到了一个新的水平。一个关键部件是我在1830年左右开发的玻璃装置:“kali apparat”或五球仪,用于测定有机物质中的碳含量。这使我能够用浓氢氧化钾溶液捕获燃烧过程中产生的几乎所有二氧化碳,并随后对其进行称重。

这项创新使我和我的学生能够在特定时间内进行比Berzelius多得多的分析。这种改进的元素分析方法使我成为有机化学的创始人,因为现在可以快速、常规地测定有机化合物中的碳和氢。如果没有有机元素分析,就不可能确定有机物质的结构。
与此同时,Jean Baptiste Dumas(1800-1884)发明了一种测定有机化合物中氮的方法。然而,这种方法只有在Hugo Schliff(1834-1915)发明了第一个可用的氮体积测定的固氮计后才能在实践中使用。

当然,随着我发明的五球仪,有机元素分析的进展绝不会结束:然而,元素分析先驱们的这一创新和其他创新通过燃烧样品并确定碳、氢和氮的主要成分,为有机元素分析奠定了基础。在接下来的几年里,这种方法逐渐被完善和完善。但当我们再次见面时,我会对此进行更多解释。
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