博施博士：将空气中的氮气变成氨，为何如此重要呢？

1910年底到1911年初，博施博士的实验室里，爆炸和失火几乎成了家常便饭，几乎每隔几天，便会“咣”的一声，几十个正在运行的反应釜中，便会有一个或两个要不裂了个缝，要不开了个口，有时候整个都炸开，博施博士的助手们，都已经习惯了这个事故，熟练地将各个阀门关闭，把已经裂开的反应釜拆下，再合力将一个新的反应釜换上去。打开阀门，装置继续工作。博施博士究竟在进行什么重要的实验会时不时地炸反应釜呢？是什么实验让博施博士哪怕是时不时炸装置他还是要继续实验呢？

原来，博施博士在进行一个徒手造面包的工作——将空气中的氮气变成氨。

将氮气变成氨为何如此重要呢？19世纪后期，化肥开始越来越受到人们的重视，人们开始意识到，如果没有找到合适的氮肥，粮食不足的问题可能很快就会到来，传统的从煤焦油中氨为原料抽取氮肥已经开始无法满足农业生产。于是，有科学家将目光聚集在空气上，因为空气中，含有大量的氮气，占到78%，如果能够加以利用，那氮肥的原料几乎是取之不尽的，但空气中的氮气性质很不活泼，难以加以利用，必须将其转变成为氨之后，才能以氨为原料制取其它农业上使用的化肥，如硝酸铵、尿素、氯化铵等化肥。

为了能利用空气中的氮气，科学家先后进行了非常多的实验，1795年，希尔德布兰德便尝试过，不过失败了。在随后的时间，物理化学的发展，催化剂的发展，使合成氨有了更加有力的理论支撑。法国化学家勒夏特列尝试在高压条件下用氮气和氢气合成氨，但实验过程由于混入了氧气，引起了爆炸，使勒夏特列放弃了这一危险的实验。

合成氨在科学家们的摸索中不断地向前发展，终于，在1909年取得了突破，德国的物理化学家弗里茨·哈伯，在多次的实验之后，确定，在600摄氏度，200个大气压和以锇为催化剂的条件下，能够得到6%~8%产率的氨，弗里茨·哈伯还设计了一套反应装置。并且申请了专利。弗里茨·哈伯也因为对合成氨方法的研究，获得了1918年诺贝尔化学奖，被当时人誉为为“用空气制造面包的人”。

弗里茨·哈伯取得了合成氨的成功后，德国的BASF公司购买了弗里茨·哈伯的专利，虽然公司内部多数工程师对哈伯发明的装置感到担心，但也没有阻止BASF公司的决心，BASF公司的博施博士带着米塔什博士开始了对这套装置进行改造和完善。

但博施博士低估了完善这个装置的难度，米塔什博士经过了一年多6500多次实验，终于在2500种的材料中，找到了一种优良的混合催化剂，就是在磁铁矿中加入少量的碱金属和其它金属氧化物。能大大的改善反应的催化效果。博施博士这边，却是一直被反应釜的材质所困扰，反应需要压力非常大，需要选用用了耐高压的碳钢，但是碳钢却会与反应过程中的氢气反应，往往3到5天，反应釜便出现裂缝或直接炸开，但如果选用低碳钢，虽然不会与反应过程的氢气反应，但是低碳钢去承受不了反应过程的高压，也会被炸开。

经过了长时间的实验和思考，博施终于在一次微醺中想到了一个绝妙的设计方案，他将反应釜设计成内外两层，内层用不怕与氢气接触的低碳钢，外层用耐高压的碳钢，并且，在外层上用特殊的加工办法加工了一些微孔，这些微孔可以让氢气穿过，如果有氢气从内层渗透出来，会直接通过这些微孔排到大气中，不会与碳钢反应，充分利用了两种材质的优点。

博施博士将他的这个发明申请了专利，并且将装置投入到生产中，运行了两个月没有任何问题。博施博士终于完全解决了材质问题。1913年的9月9日，在经过2万多次的实验后，BASF公司在德国奥堡建成了世界上第一座合成氨反应装置，日产氨达到30吨。完成了近百年前科学家从空气中获取氮的设想，1931年博施因为改进合成氨工艺，获得了诺贝尔化学奖。

博施

在博施博士之后，德国的化学家埃特尔于1974年开始对合成氨的机理进行研究，确定了反应过程中是铁等催化剂使氮分子变成氮原子，氮原子再与氢反应生成氨。埃特尔的研究发现，获得了2007年诺贝尔化学奖。

弗里茨·哈伯其人

1918年的诺贝尔化学奖得主弗里茨·哈伯。一般来说，诺贝尔奖的获奖得主以及获奖荣誉都是受到世界认可的，但弗里茨·哈伯的这次获奖却引来了美、英、法、中等诸多科学家的抗议，甚至连弗里茨·哈伯自己的妻子克拉克都通过选择自尽来表达不满，这是什么原因？

1868年，哈伯出生在现在波兰的弗罗茨瓦夫，不过在当时这里还是德国的西里西亚的布雷斯劳，因此他是个德国人。哈伯出生在一个犹太家庭，他的父亲是一位染料商人，在生产过程中不可避免地会使用到一些化学知识，并产生极大的兴趣。

哈伯在化学方面有着一定的天赋，哈伯高中毕业后就开始了求学之路，年仅19岁就获得了德国皇家工业大学授予的博士学位。

学得一身本领的哈伯，工作后便迅速在工作岗位上展示出其化学的才能，在一战中担任化学兵工厂厂长，为了帮助德国赢得第一次世界大战，改变西线战场堑壕战的僵局。哈伯向当局建议使用毒气战，虽然当时很多将军认为这有点胜之不武，是下三滥的手段，但为了尽快赢得战争，最后还是接受了哈伯的建议。于是世界战争上第一次使用毒气为武器的战争出现了，见本书的“伊普雷的绿色幽灵”。

哈伯的毒气并没有使得德国拿下最终的胜利，但他的确让无数协约国士兵受到了无法逆转的伤害，130万人因化学武器而受伤。相信不少人在了解抗日战争的时候都对侵华日军所使用的毒气有所印象，而侵华日军使用的毒气，正是受到了一战中哈伯的启发。

战争的失败后，哈伯依旧热爱德国，他设想从海水中提炼金子，来帮德国偿还赔款。但最终，德国还是抛弃了哈伯，因为哈伯是犹太人，在1933年，二战的前夕，德国下令开除所有的犹太人老师和科研人员。哈伯先是流落到英国，而后又在瑞士因为心脏病而去世，客死他乡。