李比希的“错误之柜”和溴的发现

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非金属元素德单质在常温下呈液体状德只有溴。溴在自然界没有单质存在,常以化合物形式与氯化物混合在一起,而数量相对稀少。在一些矿泉水、盐湖水和海水中都含有溴。
1825年秋季,德国海德尔堡大学的学生洛威(又译作罗威)给老师格美林带来一瓶红棕色的液体。他告诉格美林,这是在家乡研究矿泉水时,通入氯气后变成红棕色的的母液,散发这难闻的气味。用乙醚萃取,蒸去乙醚后,将得到了一种红棕色液体,其实这就是溴。格美林对此大感兴趣,建议洛威多制备一些这种新物质,以便详细地研究它的性质。
还没有等到洛威制备足够多的这种红棕色液体,在1826年德国出版的《物理和化学年报》刊登了一篇论文《海水中所含的一种特殊物质的报告》,作者时年仅24岁的法国一所药物学校的实验室助手巴拉尔。
1824年,巴拉尔将从大西洋和地中海沿岸采集到的黑角菜烧成灰,然后用水浸取得到了一种灰汁。他往灰汁中加入氯水和淀粉,溶液就分成了二层。下层显蓝色,这是因为淀粉与溶液中的碘生成了加合物;上层显棕黄色,这是一种从未被别人观察到的现象。一开始,巴拉尔认为这是碘和氯(氯化碘)的化合物,这种不同卤素原子之间可以互相共同用电子对形成一系列的化合物称为卤素互化物,它们的性质类似于卤素单质,都是强氧化剂。卤素互化物突出的性质是遇水发生水解。例如:
IF5 + 3H2O —→H ++ IO3- + 5HF
巴拉尔设法将这种新物质分解,但都没有获得成功。这样,巴拉尔就断定这种物质不是氯化碘,而是一种与氯和碘都相似的新元素。
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巴拉尔又发现,如果用乙醚和苛性钾与这种棕黄色溶液一起充分振荡(其中的溴已变成溴化钾和次溴酸钾),再往其中加入浓硫酸和二氧化锰,将此混合物蒸馏,就会产生一种红棕色的有恶臭的气体,它被冷凝以后,成为一种液体。巴拉尔推断这是一种在室温下呈液态的元素。有关反应方程式如下:
Br2 + 2KOH = KBr + KBrO + H2O
2KBr + 2H2SO4
+MnO2
K2SO4 + MnSO4 +
Br2 + 2H2O
KBr + KBrO + H2SO4 = K2SO4 + Br2 + H2O
1826 年8 月14 日,三位法国化学家孚克劳、泰纳、盖·吕萨克代表法国科学院共同审查了巴拉尔的新发现, 并将它称为溴, 含义是恶臭的液体。公正来说,罗威也是溴的独立发现者, 但比巴拉尔晚了一年。所谓英雄出少年,当巴拉尔发现溴时,年仅二十四岁,他在大学里只不过是一位默默无闻的助手和学生。化学界为新发现了一种元素而欢呼,但一位化学大牛对溴的发现感到相当郁闷。他就是有机化学之父李比希。
1824年,德国一家厂商寄给李比希一瓶红棕色的液体请求鉴定。李比希一向对样品分析细致认真,这次不知怎的,竟然草率行事。他的实验结果与巴拉尔一样,却认定瓶里的液体是氯化碘, 厂商慑于他的化学威望也就深信不疑。于是,李比希将该溶液放在实验室的药品柜,再不理会,殊不知这瓶黄色液体就是溴。
李比希做梦也没有想到,这次竟然阴沟里翻船,这么多复杂的有机物都逃不过他的分析仪器,这瓶不起眼的溶液,居然让他错过了一项重大发现。当李比希听到巴拉尔发现溴的消息,立刻翻箱倒柜找回那瓶“氯化碘”,重新化验后确实是溴!李比希连拍大腿再拍后脑,感叹道:“不是巴拉尔发现了溴,而是溴发现了巴拉尔”。“除非又最充分最直接的证据,我再也不自造理论了”。 为了吸取沉重的教训, 李比希特意把那瓶红棕色的液体放回原来的药品柜,又把药品柜搬到实验室大厅的显要位置,上面贴着醒目的大标签“错误之柜”。从此,李比希常用“错误之柜”教育学生和子女,科学只能源于事实,绝不能无端臆测。李比希对待错误不隐瞒、不妒忌,认真总结教训,不失为一位大化学家应有的高风亮节。