罗伯特·威廉·本生

罗伯特·威廉·本生 - 简介

罗伯特·威廉·本生是 德国化学家。1811年3月31日生于格丁根，1899年8月16日卒于海德堡。

曾在霍尔茨明登学院肄业，不久考入格丁根大学学习化学，1830年获哲学博士学位。随后他到德、法、奥地利、瑞士等地作科学研究旅行3年。

后在格丁根、马尔堡和布雷斯劳等地的大学任教。1852年任海德堡大学教授，直到1899年退休。

1842年当选为伦敦化学会会员。1853年当选为法国科学院院士。1858年当选为英国皇家学会会员。

罗伯特·威廉·本生 - 简历

1812年出生于德国的格丁根，是四个兄弟中最年轻的一个。中学毕业后在格丁根大学读化学。19岁获得博士学位。从1830年到1833年他周游西欧。在这段时间里他在吉森结识了弗里德里希·费迪南·龙格和尤斯托斯·冯·李比希，在波恩结识了亚历山大·米切利希。回到德国后他在格丁根大学任教，他开始试验研究砷酸的金属盐的可溶性。他的发现导致了至今仍在使用的用氢氧化铁作为砷中毒的解毒药的办法。

1836年本生继弗里德里希·维勒赴卡塞尔，他在那里任教两年后赴马尔堡大学聘请任教。他的工作为他很快带来了新的名声，但他自己几乎死于砷中毒。在一次试验中一个试验瓶爆裂，一块玻璃屑飞入他的一个眼珠，导致他一眼失明。1841年本生发明了碳电极。这样的碳电极可以在威廉·罗泊特·格鲁夫发明的电池中取代昂贵的铂电极。

1852年本生赴海德堡继任列奥波德·格麦林的教授位。他使用硝酸成功地利用电解的方法获得了纯的金属如铬、镁、铝、锰、钠、钡、钙和锂。他与亨利·罗斯科合作多年来研究使用氢和氯来制作盐酸的问题。

1859年本生中断了与罗斯科的合作开始与古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫研究加热的金属的放射光谱。通过光谱分析人们可以在火焰中观测化学物质的典型的谱线。为此本生完善了专门的法拉第发明的汽灯，后来这种汽灯被称为本生灯。

1860年/61年本生和基尔霍夫在一个泉水中发现了铯和铷。通过他们的研究人们才能够解释太阳光谱中的夫琅和费线，这是现代天文学的一个重要基础。

2004年本生的助手为他做试验和教课写下的笔记被发现，那位助手的一个后代（现在加利福尼亚州任教授）将这些笔记送给了海德堡大学。

本生78岁退休后开始研究他一直作为爱好的地理学。1899年在德国海德堡逝世。  

罗伯特·威廉·本生 - 科学成就

气体分析

本生由于研究了熔矿炉的气体而对气体产生了兴趣的本生，从此就越发苦心地钻研气体分析的方法，几乎终生未曾间断。

在本生的研究中包括有气体的捕集法、贮藏法、密度测定法、吸收率测定法、扩散速度测定法、燃烧法和爆炸试验法等，还曾把已知的格雷阿姆原理中的气体扩散速度和密度的关系做了进一步的展开。最后并把这些结果综合到一起，于1857年出版了《气体定量法》。这可能是本生的唯一的专著。

应用这些气体试验法进行气体分析的事例，有对火药爆炸时生成气体的研究，以及火山喷气孔的气体的研究。前者为说明自古以来熟知的爆炸现象提供了根据；后者是在1844年旅行考察意大利达斯卡尼火山地区和1846年到冰岛探险旅行后完成的。在此期间，还进行过火山岩的分析和间歇泉的产生原因等等研究，这些都是在地质化学上很著名的贡献。在大学时代接受斯特罗迈尔的指导时，他受到过冰铝石等矿石分析的锻炼，这是使他成功的一个因素。关于压力对物质熔点的影响，是在他研究间歇泉的产生原因时联想到的发现。

本生电池

本生电池是本生在30岁那年，也就是1841年发明的。从此便开始了一联串的大发现和重要研究。本生电池只是把过去的格罗夫电池的白金阳极改为碳（阴极是用锌），优点是长期电力不减弱，并且经济上便宜。在其它的新电池发明以前，这是最《地球化学》。

本生使用这种电池进行了水的电解，测定了锌和水的化学当量，证实了法拉第定理，又根据水的电解发明了电量计。

本生把许多电池接在一起形成高压电流后，通入弧光灯时则生成耀眼的强光（1843年）。实际上，把电应用在照明上确有实际效果的实验，就是从这开始的。

根据检查弧光灯亮度的需要，本生又创制了光度计（1844年）。其实只是在纸面上滴些油的十分简单的仪器，但是当皇太子弗里德里希亲王看后却惊叹的说：“这真使人大吃一惊，油也成为了不起的东西了。”

本生灯

本生灯的发明是在1855年，是在本生来到海德堡不久，当时海德堡大学正在新建化学实验室。在此以前，这座城市已经开始供应煤气，本生感到很幸运，于是就开始考虑在新建的实验室里能够用上合适的煤气灯的问题。这种灯应该具有小型、简便、温度高、火焰无色无光等优点，而且当煤气量大时火焰不跳动，量少时又不熄灭，火焰没有缩回倒燃的危险。应当努力满足这些条件。在经过多次失败之后，终于制出了像现在使用那样的煤气灯。现在我们都很习惯了，似乎忘记了它的来之不易。在实验室工作的人们应当时常把它拆解开，仔细检点，对其发明者应该表示敬意。

本生灯像是由本生新锻造出来的一把名剑，佩带着它的名将将会有更为惊人之艺，在战斗中将能建立更多的功勋。

本生进一步对这种灯的火焰结构和各部位的性质，进行了分析和研究，测定了它的温度（最高达2300度），并对各部位的用途做出了说明。自从贝采里乌斯以来，一直被认为是化学分析上重要器具之一的吹管，可以认为是已经被淘汰了。因为利用这种本生灯能够轻易地得到氧化焰或还原焰。另外，用这种煤气灯可以测定各种金属或盐类的熔点和挥发速度。而且如果把不挥发性的耐热物质在火焰的高温部位进行强热时则能得到强光。由此，人们能够开始预测到照明工业将会出现一个巨大发展。

电解制法

本生研究金属的电解制法。经过多次反复，最后找到的方法是先把金属的氯化物熔化后再进行电解。开始时是由氯化镁制镁（1852年），接着连续地制出了铝、钠、钙、钡、锂、铬和锰等。这些金属之中，有的是本生初次分离出来的（如锂等），但多数是戴维或维勒用过去的方法制出过的。不过，以前的旧方法，就其数量来说不但不能满足工业上的需要，就连实验室研究的用量也难以满足。所以，本生提出的新方法确有划时代的意义。同时，这些金属的珍贵性质也一个接着一个地被人们所掌握了。

最使本生发生兴趣的是镁。它在燃烧时能发出美丽的强光。能够应用在信号或照明等其它方面。另外，由于这种光富有化学作用，也能应用于照像摄影或光线的化学作用的研究上。本生就在这个问题上同他的学生罗斯科合作，开始了光化学的研究。

他应用电解金属化合物的方法，以后又分离出来很多珍贵的金属，如铯、铷、铈、镧、钕、镨（Didymium）和铟等。测定这些元素原子量的最简便方法，是根据杜隆—培蒂原理从比热值进行计算。但是由于它们都是稀有金属，分析的试样都是极其微量的，如果用过去的方法来测它们的比热将有困难，所以本生就用独创的热量计来解决，也就是所说的冰热量计 （1870年）。这种简便装置可以先用它称量出冰溶解时的重量，然后再根据冰的溶解热就可算出热量。以后，本生又制出了蒸气热量计（1887年），测定了铂、玻璃和水的比热。这是他这位将近80岁的老化学家所显示出的壮年气概的实验。

此外，当把本生电池的电流通入量气管中时可迸发出火花。这项实验时常应用在气体分析上，以后又用在稀土类金属元素的光谱分析研究上，并起了很大作用。

发现铯和铷

本生和克希荷夫认为，光谱分析法能够测定天体和地球上物质的化学组成，还能够用来发现地壳中含量非常少的新元素。他们首先分析了当时已知元素的光谱，给各种元素做了光谱档案。这就象人的指纹一样，各不相同。考虑到碱金属的谱线格外明亮、灵敏，他们决定寻找新的碱金属元素。1860年他们开始检验各处的海水和矿泉水。当他们取来瑞典丢克海姆一地的矿泉水，将它浓缩，再除去其中的钙、锶、镁、锂的盐，制成母液进行光谱分析时，奇迹出现了——他们将一滴母液滴在本生灯的火焰上时，分光镜中除了有钠、钾、锂的谱线以外，还能看到两条明显的蓝线！当时已知的元素都不会在这个光谱区显现出两条蓝线。因此他们得出结论，其中必然有一种新元素存在。大概属于碱金属。他们将它命名为Cesium（中译名为铯，含义为天蓝色）。”然而除了预言外，他们还没有制得一点纯净的铯或者是铯的化合物。但科学家们还是很快就承认了这个新元素的发现，这在元素发现史上是前所未有的。后来本生处理了几吨矿泉水，终于在1860年11月制得了铂氯酸铯。

他们知道在一种鳞状云母矿中含有丰富的锂。于是他们将这种矿石制成溶液，加入少量氯化铂，产生了大量沉淀。然后用沸水洗涤这种沉淀，每洗涤一次，都要用分光镜检验一遍。他们发现，随着洗涤次数的增加，从分光镜中观察到的钾的光谱线逐渐变弱，最后终于消失；同时又出现了另外两条深紫色的光谱线，它们的颜色逐渐加深。本生和克希荷夫确信这又是一种新发现的碱金属元素，1861年2月23日他们向柏林科学院报告：“我们又找到了一种碱金属，由于它的深红谱线，我们建议给它取名Rubidium（中译名铷，暗红色的意思）。”

罗伯特·威廉·本生 - 人物轶事

实验受伤

罗伯特·威廉·本生是9位在科学实验中受伤或死亡的人之一。本生最初致力于有机化学研究，不过很快就改变了研究领域。他两度因砷中毒几近死亡。1843年，他因氰化砷爆炸失去了右眼。

其余八位分别为：加利略、卡尔·威尔海姆·希尔、让·弗朗索瓦·彼拉特·德·洛西埃、亨弗利·戴维爵士、大卫·布鲁斯特、米歇尔·法拉第、伊丽莎白·弗列希曼·阿夏姆、玛丽·斯克罗多斯基·居里。

生活小故事

罗伯特·威廉·本生只埋头热衷于研究工作，在结婚的日子里竟忘记了举行婚礼的时间，并且就那样不了了之。

有一天，一位友人来访。这位友人似乎很面熟，但究竟是凯库勒呢，还是斯特雷卡呢？怎么也想不起来。在这种场面之下又不好意思请教对方姓名，只好若无其事的开始了谈话。一边谈话一边回忆，认定面前的客人是凯库勒。于是就按着这个认定谈来谈去。在交谈过程中又发现有些出入，此人又好像是斯特雷卡。对，是斯特雷卡！把谈话内容经过适当地调整和改变之后，感到进行得很顺利。但到即将结束谈话时又有些奇怪，察觉到还是凯库勒。自己也感到处理不当，在送别客人时，对自己的错误表示歉意地说：“刚才的谈话让您感到奇怪吧？实际上是一时疏忽而把您当做斯特雷卡了，对不起……。”“不对，先生，我现在仍然是斯特雷卡。”

记忆别人的名字，对本生来说是最棘手的事情。本生有一天在实验室里指导学生时，来了一位参观者。这时正在本生身旁的是一位从瑞典来的热心学习的学生，近日来曾受到本生的多方照顾，本应向参观者做一介绍，但本生还是记错了名字。刚说：“这位是……”，因为忘了，只好面对青年人说：“还是请您做自我介绍吧，瑞典话里的“th”的发音我说不好。”青年学生便向着客人说：“我是瑞典来的，名字叫巴尔（Bahr），请多指教。”

盛传有一位英国化学界名家索普，专程从英国来访问本生的一段传说。他一进本生的房间，面向桌子的本生就转过身来指着沙发说：“请坐，请坐。”当索普拿出介绍函件，并开始介绍本生的英国友人的情况时，可能因为本生离他稍远些，也可能是因为素普的德语不太高明，或者两种可能都存在，总之谈话很难懂，于是本生就站了起来，移动着魁梧的身躯来到沙发旁边，毫不客气地沉甸甸地坐下了。突然觉着好像坐在了什么东西上。原来是把这位英国青年绅士的新帽子压在底下了。

罗伯特·威廉·本生 - 人物评价

罗斯科悼念本生时说：“作为一个科学家，本生是伟大的；作为一个导师，他更伟大；作为一个人和一个朋友，他是最伟大的。”