铝的发明权应归属于谁?
金属铝是德国化学家维勒于1827年首先提炼出来的。铝在现代生活中是仅次于铁的重要金属材料,它的发现具有重大意义。
16世纪时,德国的医学、自然科学史家帕拉塞尔沙斯经过反复实验证实:矾土中有一种还不知道名字的金属氧化物。
1754年,德国化学家马格拉斯分离了这种矾土,得到了这种金属氧化物,它就是氧化铝。
1807年,英国化学家戴维用电解法发现了钠和钾。继而他又想用同样的方法从氧化铝中分解出铝,但没有成功。
几年后,瑞典化学家伯齐利厄斯又进行了类似戴维的实验,还是以失败告终。
难道就没有一点办法了吗?
1852年,丹麦一家不出名的化学杂志上发表了一篇物理和化学家兼医师的厄斯泰德的论文。他用一种奇特的方法提炼出一块金属,颜色和光泽看起来像锡,这种金属后来被证实为铝。可惜杂志不出名,科学界没有注意,发明者忙于研究电磁现象,也不重视。
1827年的一天,丹麦首都哥本哈根城厄斯泰德的住宅来了一位陌生的年轻人,年轻人向主人递上名片,主人不禁一惊,这人竟是大名鼎鼎的德国化学家维勒。
“先生,我是从这本杂志上看到您的论文后,从德国专程赶来向您求教的。您得到的那种外表像锡的金属据我猜测就是金属铝,我将协助您将这一实验继续下去。”维勒很谦虚地说。
厄斯泰德很佩服这位年轻人,对他虚心学习的精神非常感动,很诚恳地说:“提炼这种金属的实验我目前不打算继续下去,我正在忙于研究电磁现象,如果你有兴趣,我将尽力帮助你,把我所整理的资料全部送给你。”
维勒,这位年轻的大学者感动得不知如何是好。
维勒一回到德国,立即着手铝的提炼。他首先重复厄斯泰德的实验,把黏土和木炭粉混合在一个容器中加热,当烧到红热时通入氯气,便有无水氯化铝生成。把干燥、过量的无水氯化铝与含1.5%金属钾的汞齐混在一起,加热到红炽,氯化铝被分解,生成了铝汞齐,汞挥发了,得到与厄斯泰德叙述一样的金属。
在实验过程中,维勒观察到钾汞齐与氯化铝作用后,生成的灰色熔块在加热后即部分气化,放出钾蒸汽和绿色烟雾。他想:这定是因为反应不充分,还有钾、氯化铝的残余和其他杂质。氯化铝的不纯是得不到纯净铝的原因。
怎么办呢?维勒首先改进了制取原料的方法,用过量的热碳酸钾溶液加到沸热的明矾溶液中,将得到的氢氧化铝沉淀洗涤干燥后,再与木炭、糖和油脂等调成糊状,放在密闭的坩埚中加热,得到氧化铝与炭的均匀致密的黑色混合物,将这种混合物加热到红炽,再通入干燥的氯气,便蒸馏出纯净的氯化铝。
维勒把纯净的无水氯化铝与钾放入坩埚中混合好,再把坩埚盖紧紧缚住,开始以文火促其反应,不久坩埚便呈白热化。待反应停止,坩埚冷却后,把坩埚投在冷水中,这时有金属铝的灰色粉末分离出来。
1827年末,维勒发表文章介绍了自己提炼这种新金属的方法,立即得到科学界的公认,他成为世界上第一个制取金属铝的人。
维勒制得的铝分量极少,呈颗粒状,大小没有超过一个针头,他辛辛苦苦工作了18个春秋,才提炼出一块致密的铝块,而且还是含有钾。铝、铂的氯化物。
1854年,担任培松赞大学教授兼教务长的法国化学家亨利·德维尔,用钢与无水氯化铝反应,得到闪耀着金属光泽的美丽小铝球。德维尔高兴异常,称它为“来自黏土的白银”。
1855年,他用这种方法制得了铝板和铝锭,在巴黎举办的世界博览会上展出,轰动了世界。自此,他便开始研究工业化产铝方法。
德维尔得到了拿破仑三世的支持,在耶维尔进行大规模的试验,先从矿石中提取氧化铝,再把它与木炭和食盐混合,并在加热条件下让该混合物与干燥的氯气反应,生成氯化铝钠,这种复盐与过量金属钠共热熔化,就得到了成锭的金属铝。
德维尔第一个制得了纯净的铝,并使铝的生产实现工业化,他成了一个了不起的人,但更了不起的是他与维勒的友谊。
当时,许多人见到德维尔制得了大量的纯铝,便对德维尔说:“你制的铝才是真正的铝,维勒所制的那个铝算什么,杂质那么多。”“你德维尔才堪称是铝的发明人。”“你应声明:你才是世界上第一个制得金属铝的人。”……德维尔对这些话付之一笑。
他用一块金属铝铸成一枚纪念章,在上面恭恭敬敬地刻上了“F·维勒”和“1827”赠给了维勒,并宣布:“我始终承认维勒是世界上第一个制得铝的人。”这是一种多么高尚的品格啊!德维尔虽然使铝的生产实现了工业化,使铝变成了商品,但由于造价太高,价格昂贵,铝一时十分高贵,为群金之首。
1886年2月23日,年仅21岁的青年化学家豪尔,欣喜若狂地手握银光闪闪的铝球,跑进了他的老师——维勒的学生、美国俄柏林学院化学教授裘埃特的房间,报告他电解制铝成功的消息。
这位风华正茂、才华横溢的学生,用铁铝矿石做原料,把它溶在熔融的冰晶石中,又往熔盐中加入氯化钙,以进一步降低熔点,在他设备简单的实验室中,用自制的电流进行电解,制得了铝。
几乎在同时,与豪尔同龄的法国桑特——巴比学院的学生、年轻的化学家埃罗在电解冰晶石时,发现电解槽中的铁阴极忽然熔化了,当时熔盐的温度是不能把铁熔化的,他断定铁变成了某种合金。几天后,他把氯化铝钠加到电解槽中,以求降低温度,又发现碳阳极被腐蚀了。根据这一现象,他断定是氯化铝钠吸收了潮湿的空气,生成了氧化铝,氧化铝被电解析出了氧。于是,他也创立了氧化铝冰晶石电解的工艺。这套新工艺大大降低了炼铝的成本,使得铝被大量生产应用。