화학자의 전설적인 이야기

화학자의 전설적인 삶은 과학자의 태도, 자질, 정신을 반영하는 멋진 이야기로 가득 차 있습니다. 다음은 제가 여러분을 위해 편집한 화학자의 전설적인 이야기입니다. 읽다.

어느 화학자의 전설적인 이야기 1부

1990년 8월 7일, 이 인물을 기리기 위해 난징화공회사에 허우더방의 흰색 대리석 흉상이 완성되었습니다. 세계 알칼리 생산 산업에서 중국에 큰 공헌을 하고 큰 영예를 안겨준 유명 화학자들의 발전.

소다회, 화학명은 탄산나트륨으로 흔히 소다라고 알려져 있습니다. 이는 중요한 화학 제품이며 유리, 비누, 펄프, 세제 및 석유 정제 제조에 널리 사용됩니다.

소다회는 자연에 존재할 수 있지만 그 순도가 낮고 유래가 흩어져 있어 사회의 요구를 충족시키기에는 역부족이다.

1862년 벨기에 Suhr는 소다회를 생산하기 위해 최초로 화학적 방법을 사용했습니다. 소다회를 만드는 주요 원료는 소금과 석회석이다. 기본 제조 방법은 먼저 농축된 소금물을 포화 암모니아수에 통과시킨 다음 석회석을 소성하여 생성된 이산화탄소를 암모니아 포화 염수와 반응시켜 수소를 생성하는 것이다. 탄산염. 중탄산암모늄은 식염과 추가로 반응하여 중탄산나트륨과 부산물인 염화암모늄을 얻습니다. 중탄산나트륨은 용해도가 낮습니다. 여과 및 가열을 통해 분리하면 소다회가 얻어지고 이산화탄소가 방출됩니다. 이산화탄소는 재사용이 가능합니다. 염화암모늄은 석회유와 반응하여 염화칼슘과 암모니아 가스를 생성할 수 있으며, 암모니아 가스는 수집되어 재활용됩니다.

이 알칼리 제조 방식은 솔베이 공법이라 불리며 70년 이상 세계 알칼리 제조 산업을 독점해 왔다. 이 방법의 장점은 반응으로 생성된 이산화탄소와 암모니아를 재활용할 수 있고, 공정이 간단하고, 원료를 쉽게 얻을 수 있다는 점이다. 그러나 두 가지 치명적인 단점도 있습니다. 첫째, 소금 이용률이 약 70%에 불과하고, 둘째, 염화암모늄과 석회유의 반응으로 생성되는 다량의 염화칼슘이 거의 활용되지 않는다는 점입니다. , 심지어 환경오염을 일으키기도 합니다. 당시 많은 나라의 화학자들도 이 방법을 개선하려고 노력했지만 성공하지 못했습니다.

1921년 10월, 허우더방은 조국의 화학공업을 발전시키겠다는 야망을 안고 미국에서 중국으로 돌아왔다. 그는 먼저 탕구 등에 영리알칼리 공장을 세웠다. 당시 국제 자본 그룹은 알칼리 제조 기술을 독점하고 있었습니다. 그들이 자국의 알칼리 제조 산업을 발전시키고자 할 때 겪었던 어려움과 저항을 상상할 수 있습니다. Hou Debang은 온갖 저항을 극복하고 현장에 깊이 들어가 스스로 실천하고 알칼리 생산 기술에 깊이 탐구하여 끊임없이 장비와 기술의 문제를 해결하고 마침내 1924년에 알칼리 공장을 건설했습니다. 이 공장에서는 하루 180톤의 하얗고 반짝이는 소다회를 생산합니다. 탕구 알칼리 공장의 완공으로 솔베이그룹의 국제적 기술독점을 깨고 조업 중인 푸네이먼회사의 배제를 물리쳤다. 이 공장에서 생산한 '빨간삼각형' 봄누에고치는 1925년 필라델피아 만국박람회에서 금메달을 획득하여 조국에 영광을 안겨주었습니다. 더 중요한 것은 허우더방(Hou Debang)이 우리나라의 탄산음료 제조 공장을 설립하여 탄산음료 제조 기술에 대한 완전한 숙달과 숙달을 달성하고 혁신적인 탄산음료 제조 기술의 기반을 마련했다는 것입니다. 그는 또한 1932년에 "알칼리 생산"이라는 논문을 출판했는데, 이 논문은 처음으로 솔베이의 알칼리 제조 방법을 완전히 도입했습니다. 이 책은 중화민족의 자부심의 원천이며, 즉시 전 세계 화학산업에 큰 반향을 불러일으켰고 세계에서 알칼리 생산에 관한 최초의 논문으로 평가받고 있습니다.

과학과 기술에는 한계가 없으며, 사회와 생산의 요구는 계속해서 과학과 기술의 발전을 열어가고 있습니다. 항일전쟁이 발발하자 천진은 함락되었다. 1938년에 Hou Debang은 중국 본토 쓰촨성 Wangtongqiao에 새로운 알칼리 생산 공장을 설립하는 일을 담당했습니다.

하지만 탕구 알칼리 생산 공장에서 사용하는 원료는 천일염인데, 사천성에서 공장을 짓기 위해서는 우물 소금이 필요한데, 우물 소금의 염수 농도가 낮아 조성이 조금씩 다르다. 또한 Solvay 방법을 사용하여 알칼리를 만드는 것은 더 이상 적합하지 않습니다. Solvay 방법을 사용하여 알칼리를 만들 때 생성된 다량의 염화칼슘은 폐기물로만 축적될 수 있어 Hou Debang이 성적인 방법을 모색하게 되었습니다. 이때 독일은 차안소다회 생산법을 발명했는데, 기술은 아직 미숙하지만 알칼리 생산폐액에서 부산물인 암모니아를 생산할 수 있다는 점이 허우더방에게 큰 영감을 주었다. Hou Debang도 특허 구매에 대해 논의하기 위해 독일을 방문했습니다. 그러나 제조업체는 현장 방문이 허용되지 않았으며 특허 구매 조건이 매우 엄격하여 혁신의 길을 택했습니다.

허우더방은 솔베이 알칼리 생산 방식을 개혁하고 자신만의 새로운 알칼리 생산 공정을 만들기 위해 여러 어려움을 극복하고 홍콩에 연구소를 설립해 500회 이상의 테스트를 거쳐 2,000개 이상의 샘플을 분석했다. , 테스트를 거쳐 Solvay 방식의 단점을 보완하고 새로운 생산 공정을 구상하고 설계했습니다. 이 방법을 실현하고 생산성의 형성을 보장하기 위해 그는 뉴욕과 상하이 조계지의 '격리된 섬'에서 시범 실험을 수행했으며 마침내 1940년에 새로운 알칼리 생산 공정의 모든 혁신을 성공적으로 완료했습니다.

허우더방이 창안한 새로운 알칼리 생산방식은 알칼리 생산과 암모니아 합성을 결합한 것으로 흔히 복합감산법이라 불린다. 이 공법은 솔베이 공법의 장점을 그대로 유지하면서도 단점을 극복해 알칼리 제조법을 완벽하게 구현한 것이다. 그의 주요 공헌은 중탄산나트륨 결정화 및 여과 후 염화암모늄을 함유한 남은 모액에 석회유 대신 소금을 첨가한 것입니다. 이렇게 용액에 다량의 염화물 이온을 첨가하면 염화암모늄이 침전되고, 남은 나트륨 이온은 이전 반응을 반복하여 소다회를 생성할 수 있다. 이런 식으로 모액에 소금을 계속 첨가하는 한 두 가지 중요한 화학 제품인 소다회와 염화암모늄(비료)을 동시에 얻을 수 있습니다. 이 방법을 사용하여 소다회를 생산하면 생염의 이용률이 96% 이상에 달할 뿐만 아니라 전체 생산을 연속적으로 수행할 수 있으며 석회를 절약하고 장비가 간단해지는 등 일련의 장점이 있습니다. .

소다회 생산에 대한 허우더방의 뛰어난 공헌으로 인해 그가 발명한 방법은 1941년 세계화학공업협회로부터 "허우의 알칼리 공정"으로 명명되었으며, 국내외 화학계에서 높은 평가를 받고 있습니다.

'후의 알칼리 제조법'은 우리 나라가 제국주의에 ​​심하게 괴롭힘을 당하고 '동아시아 병자'로 불릴 때 중국인의 이름을 따서 명명된 발명품이다. 세계과학무대에서 빛을 발하고 세계 알칼리 생산과학의 역사를 새로운 단계로 끌어올릴 수 있었던 것은 중화민족의 지혜와 힘을 충분히 과시한 것입니다. 어느 화학자의 전설적인 이야기 2부

칼 스콜레마는 1834년 9월 30일 독일 블랙 포레스트 다름스타드의 수공업 노동자 가족에서 태어났습니다. 그의 아버지 존은 가난한 목수였고, 그의 어머니 롯은 단순한 주부였습니다. 두 사람 사이에는 9명의 자녀가 있었는데, 칼은 장남이었습니다. 1850년에 칼은 도시에 있는 직업 학교에서 교육을 받으려고 했으나 1853년에 재정적 어려움으로 인해 학교를 그만 두었습니다. 그는 화학을 너무 좋아해서 약국에서 견습생으로 일했습니다. 근면함과 근면함으로 인해 그는 곧 약사의 오른팔 조수가 되었습니다. 1856년에 그는 조제 보조원으로 하이델베르크 약국에 왔습니다. 하이델베르크 대학에서 유명한 화학자 분젠이 화학에 관한 강의를 하고 있었습니다. 분젠의 절묘한 실험적 시연과 생생한 보고서는 숄레마를 화학에 더욱 동경하게 만들었고, 이때 그는 몰래 마음을 ​​굳혔다. 화학자여야 합니다.

1859년 그는 생계를 위해 모은 돈만으로 유명한 화학자 리비히가 의장을 맡은 기센대학교 화학과에 지원했다. 이곳은 전 세계 젊은 화학자들이 동경하는 성지였다. 등록금 부족으로 Sholema는 한 학기 만에 학교를 그만 두었습니다. 다행히 이번 학기 동안 그는 열심히 공부한 덕분에 실험의 기초인 분석화학 과정을 이수했고, 연구와 훈련을 통해 기본적으로 화학 실험 기술을 습득했습니다. 동시에 그는 이번 학기 동안 유명한 화학 역사가 Copp의 화학사 과정을 들으며 처음에는 과학사에 대한 관심을 갖게 되었습니다. 학교를 그만두고 직장을 잃더라도 Sholeima가 화학 과학을 추구하는 것을 막지는 못했습니다. 이때 영국 맨체스터 오웬스 칼리지의 화학과 교수인 로스코가 개인 실험 조교를 모집하고 있었는데, 이 소식을 듣고 숄레마는 즉시 조국을 떠나 영국으로 달려가 이 산업 도시인 영국에 왔다. 열심히 노력한 끝에 그는 마침내 로스코의 실험 조수가 되었습니다. 그는 여기에 매우 만족하고 있습니다. 첫째, 화학 관련 과목을 계속 공부할 수 있고, 둘째, 더 많은 화학 실험을 독립적으로 수행할 수 있다는 것입니다. 그때부터 Sholeima는 마침내 그의 오랜 염원을 실현하고 화학 연구의 문에 들어섰습니다. 독학하고 연구하면서 그는 빠르게 많은 성과를 거두었고, 1871년에는 예외적으로 왕립학회 회원으로 선출되었으며, 1874년에는 오웬스 칼리지의 첫 번째 유기화학 교수가 되었습니다. 그는 1892년 사망할 때까지 30년 이상 영국에 정착했습니다. 화학자의 전설적인 이야기 3부

플라스틱의 개발은 19세기 중반으로 거슬러 올라갑니다. 당시 영국은 급성장하는 섬유 산업의 요구를 충족시키기 위해 노력했습니다.

, 화학자들은 표백제와 염료를 만들기 위해 다양한 화학 물질을 함께 혼합했습니다. 화학자들은 천연가스를 연료로 사용하는 공장의 굴뚝에서 응축되는 응고된 폐기물인 콜타르를 특히 좋아합니다.

런던 왕립화학연구소의 실험실 조교인 윌리엄 헨리 플래티넘(William Henry Platinum)도 이 실험을 수행한 사람 중 한 명이었습니다. 어느 날, 실험실 벤치에 흘린 화학 시약을 닦던 플래티넘은 그 걸레가 당시에는 드물던 라벤더색으로 염색되어 있는 것을 발견했다. 이 우연한 발견으로 인해 플래티넘은 염색 산업에 뛰어들게 되었고 결국 백만장자가 되었습니다.

플래티넘이 발견한 것은 플라스틱은 아니지만, 천연 유기물질을 조작하면 인공화합물을 얻을 수 있음을 보여준 우연한 발견이라는 점에서 의미가 크다. 제조업체들은 목재, 호박, 고무, 유리 등과 같은 많은 천연 재료가 너무 희귀하거나 너무 비싸거나 대규모로 생산할 만큼 탄력성이 없다는 것을 깨달았습니다. 합성 재료는 열과 압력에 따라 모양이 변하고 냉각 후에도 모양을 유지할 수 있기 때문에 이상적인 대안입니다.

런던플라스틱역사학회 창립자인 콜린 윌리엄슨은 “당시 사람들은 쉽게 형태를 바꿀 수 있는 값싼 대안을 찾는 상황에 직면했다”고 말했다.

백금에 이어 또 다른 영국인 알렉산더 파크스가 클로로포름과 피마자유를 혼합해 동물의 뿔만큼 단단한 물질을 얻은 것이 최초의 인공 플라스틱이었습니다. Parks는 재배, 수확 및 가공 비용으로 인해 널리 구할 수 없는 고무를 대체하기 위해 이 인공 플라스틱을 사용하기를 희망합니다.

대장장이였던 뉴요커 존 웨슬리 하얏트(John Wesley Hyatt)는 상아로 만든 당구공 대신 인공재료로 당구공을 만들려고 했다. 그는 문제를 해결하지는 못했지만 장뇌에 일정량의 용매를 섞으면 가열하면 모양이 변하는 물질을 얻을 수 있다는 것을 발견했다. 하얏트는 이 물질을 셀룰로이드라고 불렀습니다. 이 새로운 플라스틱은 기계와 비숙련 인력을 활용해 대량생산이 가능한 특성을 갖고 있다. 이는 영화 산업에 이미지를 벽에 투사할 수 있는 강력하고 유연하며 투명한 소재를 제공했습니다.

셀룰로이드는 홈레코드 산업의 발전도 촉진했고 결국 초기 실린더 레코드를 대체했다. 나중에 플라스틱은 비닐 레코드, 카세트 테이프를 만드는 데 사용될 수 있었고 최종적으로는 폴리카보네이트로 레이저 레코드가 만들어졌습니다.

셀룰로이드는 사진을 광범위한 시장에서 활동하게 만들었습니다. George Eastman이 셀룰로이드를 개발하기 전에는 사진가가 자신의 필름을 현상해야 했기 때문에 사진은 비용이 많이 들고 번거로운 취미였습니다. Eastman은 새로운 아이디어를 내놓았습니다. 고객이 완성된 영화를 자신의 매장으로 보내고, 고객을 위해 필름을 현상하는 것입니다. 셀룰로이드는 시트로 성형하거나 말아서 카메라에 사용할 수 있는 최초의 투명 소재였습니다.

이 무렵 이스트만은 젊은 벨기에 이민자 레오 베이클랜드를 만났다. Baekeland는 특히 빛에 민감한 일종의 인화지를 발견했습니다. Eastman은 Baekeland의 발명품을 750,000달러(현재 가치로 250만 달러에 해당)에 구입했습니다. Baekeland는 자금을 확보하여 실험실을 건설했습니다. 그리고 1907년에 페놀플라스틱을 발명했습니다.

이 신소재는 전화기, 절연 케이블, 버튼, 항공기 프로펠러, 우수한 품질의 당구공 등을 소재로 하여 큰 성공을 거두었습니다.

Parker Pen Company는 페놀 플라스틱으로 다양한 만년필을 제조합니다. 페놀플라스틱의 강도를 입증하기 위해 회사는 고층 건물에서 펜을 떨어뜨리는 공개 시연을 진행했습니다. "Time" 잡지는 페놀 플라스틱의 발명가와 수천 번 사용할 수 있는 이 소재를 소개하는 표지 기사를 게재했습니다.

몇 년 후 DuPont의 연구실은 우연히 또 다른 돌파구를 얻었습니다. 나일론, 인공 실크라고 불리는 제품. 1930년 듀폰 연구소의 과학자인 월리스 캐러더스(Wallace Carothers)는 가열된 유리 막대를 긴 분자 유기 화합물에 담가 매우 탄력 있는 물질을 얻었습니다. 초기 나일론으로 만든 옷은 다리미의 열에 녹았지만 이를 발명한 Carothers는 연구를 계속했고 약 8년 후 DuPont이 나일론을 출시했습니다.

나일론은 현장에서 널리 사용되어 왔으며 낙하산, 신발끈 등의 용품도 나일론으로 만들어진다. 그러나 여성들은 나일론을 열성적으로 사용합니다.

1940년 5월 15일, 미국 여성들은 듀폰이 생산한 500만 켤레의 나일론 스타킹을 모두 사들였습니다. 나일론 스타킹은 공급이 부족했고, 일부 상인들은 실크 스타킹을 나일론 스타킹으로 속이기 시작했습니다.

그러나 나일론의 성공 스토리는 비극적인 결말을 맞이했습니다. 나일론의 발명가인 Carothers는 청산가리를 복용하여 자살했습니다. '플라스틱'이라는 책의 저자인 스티븐 페니셀은 "캐러더스의 일기를 읽고 받은 인상은 캐러더스는 자신이 발명한 소재가 여성복을 만드는 데 사용되었다는 사실을 전혀 몰랐다는 것이다. 양말은 매우 답답했다"고 말했다. 그는 학자였고 이것은 그에게 너무 많은 일이었습니다. ?그는 사람들이 자신의 주요 업적이 단순히 평범한 상업 제품을 발명한 것이라고 생각할 것이라고 느꼈습니까?

듀폰은 자사 제품의 광범위한 인기를 누리고 있습니다. 영국인들은 전쟁 중에 플라스틱의 다양한 군사적 용도를 발견했습니다. 이 발견 역시 우연히 이루어졌습니다. 관련 없는 실험 중에 왕립 화학 산업 연구소(Royal Chemical Industries Laboratory)의 과학자들은 시험관 바닥에서 흰색 왁스 침전물을 발견했습니다. 테스트 결과 이 ​​물질은 유리와는 성질이 다르고 레이더파도 통과할 수 있는 우수한 절연재인 것으로 밝혀졌다. 과학자들은 이를 폴리에틸렌이라고 부르며 이를 사용하여 바람과 비로부터 레이더 스테이션을 보호하는 집을 짓습니다. 따라서 레이더는 비가 오거나 안개가 낀 기상 조건에서도 적 항공기의 흔적을 포착할 수 있습니다.

플라스틱 역사학회(Plastics History Society)의 윌리엄슨(Williamson)은 다음과 같이 말했습니다. 플라스틱 발명을 추진하는 데에는 두 가지 요소가 있습니다. 한 가지 요인은 돈을 벌려는 욕망이고, 다른 하나는 전쟁이다. ?그러나 플라스틱을 페니첼이 "합성 재료의 세기"라고 부르는 진정한 특징으로 만든 것은 이후 수십 년이었습니다. 1950년대에는 플라스틱으로 만든 음식용기, 물통, 비누 접시 등의 생활용품이 등장했고, 1960년대에는 풍선 의자가 등장했다. 1970년대 환경론자들은 플라스틱이 스스로 분해될 수 없다는 점을 지적했습니다. 플라스틱에 대한 열정이 식었습니다.

그러나 1980년대와 1990년대에는 자동차와 컴퓨터 제조 산업에서 플라스틱에 대한 엄청난 수요로 인해 플라스틱의 입지가 더욱 확고해졌습니다. 이 평범한 물질의 편재성을 부정하는 것은 불가능합니다. 50년 전에는 세계에서 매년 수만 톤의 플라스틱만 생산할 수 있었지만 오늘날 세계의 연간 플라스틱 생산량은 1억 톤을 초과합니다. 미국에서는 매년 철강, 알루미늄, 구리를 합친 것보다 더 많은 플라스틱을 생산합니다.