Re: [問卦] 哈伯法製氨，當年怎麼分餾氮? 0.0

[jfsu (水精靈)]

※ 引述《wahaha99 (此方不可長)》之銘言：
: 最近在研究哈柏法製氨
: 要在 200倍大氣壓、400度下, 加入氧化鐵做為催化劑來製備
: 可是資料都說第一步是要把氮從空氣中分餾出來
: 我就納悶了...
: 1. 1908哈柏發明這個方式製造氨, 就是為了要便宜省錢、容易大量製造,
:    可是製造氨要把空氣冷卻到近零下兩百度,
:    以當年的技術來說, 便宜省錢不起來吧?
:    還是有加壓? 但加壓後很難分餾吧...?
: 2. 乾脆不分餾會怎樣? 空氣中的H會跟O重新結合、燒起來嗎?
: 有沒有八卦? 0.0

聊聊哈柏這個人的八卦好了。


時間: 1915年4月22日

地點: 比利時的伊柏(Ypres)。

少佐：「單兵注意！」

Violet：「抬頭觀察！」

少佐：「此時發現炮聲低沉，空氣中帶有大蒜味，單兵該如何處置？」

Violet：「拔草測風向！將槍置於上風一臂可及之處，脫盔向右翻身，左手打開攜行袋，
          右手取出防護面具，先拉耳帶再拉腮帶，做密合試驗，以手勢通知臨兵
         （注意注意！迅速戴上防護面具），向左翻身，覆盔，不待命令向上風處
         大步前進。」

不久，一陣黃白色的煙，緩緩飄向法軍的陣地。

少佐：「是天理教的麒麟煙！」

中尉：「大家鎮定點，用尿可以解毒！」

少佐：「啊，撒尿，撒尿！」

眾人開始撒尿，Violet急了。

Violet：「我是女生該怎麼辦嗎？」

少佐：「不怕不怕，我的尿多分一半給妳！」


很快地，身邊一些還搞不清楚狀況的伙伴早已身處在煙霧之中。他們開始呼吸困難、
胸悶、劇烈嘔吐與頭痛，在10分鐘之內，伴隨一連串的慘叫聲倒下。

當時的場景可說地獄：肺部因大量吸入氯氣而引起血崩，如同溺水死一樣，差在這是
發生在陸地上。接著肺如刀割、從胃部和腹部咳出綠沫、膚色變成墨綠色和黃色，
最後痛苦而死。

少佐：「Violet...活下去，然後得到自由...。

　　　　　　　　　　　　　　　　我真心地...深愛著妳...」


虎帳笙歌留言：「少佐，你當時說的是甚麼意思？」



這場戰爭--第二次伊柏戰役，是史上第一個真正的毒氣戰。德軍放出170噸的氯氣，
造成法軍5000人死亡、14000人中毒。不過，德軍這邊也不好過。由於毒氣瓶必須靠
人工打開，施放者通常來不及躲避，這根本就是殺人1000自損800的地圖兵器，許多
德國士兵因此受傷甚至死亡。

你或許會問，不是有防毒面具嗎？拍謝齁，對付氯氣的防毒面具尚未問世。

（ps.1 最先使用毒氣的是法國，不過，用的是甲苯醋酸，稱不上是毒氣。
  ps.2 整個一次世界大戰最終有78萬人因毒氣而終生殘缺，有9萬人死於毒氣。）

負責這場毒氣戰的技術指揮官：「毒氣能投入戰爭真的是太好了。若能使戰爭早日
結束的話，就能拯救更多人的生命了。」

說這段話的人就是哈柏（Fritz Haber, 1868.12.9~1934.1.29），以發明合成氨的
工業哈柏法聞名的猶太德國化學家，更是1918年諾貝爾化學獎得主。

之後，他更帶領團隊開發出芥子毒氣(Yperite)，毒性比氯氣還要強10倍，是一種
窒息性光氣(phosgene)，無色，一接觸皮膚就灼傷，進入人體後會引起肺氣腫與
肝功能障礙。

他的妻子----克拉拉（Clara Immerwahr），第一位在德國取得博士學位的女性，
也是一名化學家，請求他放棄這種慘無人道的武器，但哈柏生氣地說：

「這是能盡快結束戰爭的方式...我所做的一切，都是為了人類的和平，
  為了祖國的戰爭！」

最後，他的的妻子受不了內心的愧疚，拿起哈柏的手槍自殺身亡。雖然如此，哈柏
仍舊幫德國打完最後一場戰爭。


時間拉回10年前。

作為猶太人的他，不容易在大學找到教職，一直到了30歲才被任用。38歲那年成為
化學教授，便開始把注意力放在將空氣中的氮以化合物的方式固定下來。

氮，是農作物成長必要養份中最缺乏的，傳統農業的氮肥，來自於細菌跟作物的
固氮能力，加上動物的糞便堆肥；這種氮肥產量有限。而用硝石(硝酸鈣)或是智利硝石
(硝酸納)所製得到副產物氨，也可以用在工業的原料或是肥料上，但礦產資源有限，
難免有枯竭的一天。

於是有科學家主張是否能把大氣中含量約80%的氮拿來利用。雖然如此，但大氣中的氮
是不可用的營養，因為氮分子以強大的三鍵結合在一起。氮必須被「固定」，即通過
自然或人為的過程轉換成某種生物可利用的形式。

最後，由哈柏和卡爾‧博世(Carl Bosch)才開發出的方法成功地商業化。哈柏法
 (Haber process) 是在高溫高壓（攝氏 400 度， 200 大氣壓）之下，用氮氣跟氫氣
以 1:3 的比例，產生氨氣的工業製程。由於這是一種可逆反應，那些沒有完全參與
反應的氮跟氫仍會留下來，所以也不會造成浪費。

這個方式最困難的過程在於如何製造耐高溫高壓的裝置（因為原料中的氫會腐蝕鐵製
的壓力鍋）。負責這項工程的博世還差點因壓力鍋爆炸而喪命，還好最後成功地以
低碳釩鋼完成。

此外，除了做成氮肥，也可以再透過奧士華法 (Ostwald process) 製成硝酸氨，
為火藥提供了穩定的原料來源。在第二次世界大戰之前，這些氨，幾乎都拿去做成
炸藥殺人了。

據說，當時的德國皇帝得知成功合成氨時，開心地說：「如此一來，我們就能安心
戰爭了。」因為有了氨，別說是火藥，因戰爭所需要的大量糧食也得以因製作出
農作物所需氮肥而輕易地獲得。

哈柏法產生的氨，做成的氮肥，解決了人類長久以來對於肥料的需求。近代農業技術
最大的進步可以說是化學肥料的發明，尤其是氮肥，讓農作物的單位面積產量至少
增為四倍，填飽了肚皮，因而讓世界人口在戰後五十年間，原本預估增長不會超過
10億，在哈柏法的氮肥支撐下，卻多養了三倍的人口！然而過度使用人造氮肥，
破壞了大自然中的氮循環，造成海洋湖泊優氧化，

哈伯解決了飢餓問題，因此得到諾貝爾獎，人們稱他是自空氣製造火藥與麵包的
「氮之煉金術師。」

第一次世界大戰結束後，德國被要求龐大的戰敗賠款，這位科學家為了德國，
企圖從海水提煉黃金來支付賠償金。但當他測海水中黃金濃度時，發現一噸海水
只有0.04毫克（目前認為更少），最後以失敗告終。

哈伯是如此忠誠於自己的國家，直到希特勒掌權。他「被辭去」皇家威耳罕研究所
所長一職，他的一部份家人仍慘遭納粹迫害，死在集中營。

身心俱疲的他離開德國後，輾轉經由瑞士流亡到英國，但當地的民眾仍殘留著對他
的毒氣鎖產生的憎恨。1934年，他前往瑞士的途中病逝。


以上

reference
1.科學家的X檔案
2.Wiki
3.Violet Evergarden

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對流血一週仍然不死的生物千萬不能大意……。


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推 ilovedandan: 他老婆真的在宴會上舉槍自盡喔???
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推 qazsedcft: 撒尿是真的假的
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推 P2P: 所以到底怎麼提純氮氣阿
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推 iseedeadman: 好看在那個光啊~那個水啊~ 雲在飄~草在搖~
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噓 letitflame: 克拉克（Clara Immerwahr） 咦
推 zzro: 法國那位也寫一下 一戰不就是兩個化武科學家在那邊玩
噓 l88: 你完全沒回答到問題呀 還一堆人推
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→ l88: 八卦版的水準真的是越來越....
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推 ji31g42go61: 聽說有個奧地利下士受毒氣所傷，於是黯然退出軍隊，
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→ ji31g42go61: 轉而投身政壇......。
推 JJ1622: 國家地理頻道拍的愛因斯坦生平影集有提到這段
噓 SaphireWate: 幹 講那麼多還是沒回答到問題啊
→ rainxo6p: 學化學時真的不知道要尊敬他還是恨他…
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推 ji31g42go61: 我覺得是很棒的教材，不論是正面的還是反面的告誡。
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推 ill1983: 看八卦 長知識
推 vivaz: 記得有看過忘記什麼頻道演科學家的模擬劇
推 pasteur818: 到底是殺人的毒氣還是養育生命的氮肥
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推 ji31g42go61: 原PO知道我說誰吧?出自蘇老師化學五四三，推薦可看。
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推 henry1915: 世紀天才中有看到
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推 abd86731: 一定有鍊成賢者之石!!
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推 kmtlikeslave: 真慘
推 asole: 這個過程在國家地理頻道的 世紀天才 節目有提到
推 nttugenius: 就說要聊哈伯了 又沒有說要回答問題...
→ twosheep0603: 可是當時到底是怎麼分離出氮氣的你還是沒講RRRRRRR
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推 taohjca: 是水精靈大大 快推
推 OdaTakeda: 這麼愛德國 還因為血統被逐出納粹德國
推 jajoy: 他的一部份家人仍慘遭納粹迫害，死在集中營。...
推 iem2000: 戰爭跟科技都一體兩面...要知道當初希特勒跟日本731人體
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→ iem2000: 體試驗...多少也提供了數據給了現在醫學..
→ jajoy: 有拍成電影嗎 感覺很戲劇化
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推 angerm1117: 分離出氮氣?? 點火直接燒掉氧氣行不行??
推 xxx83221: 人家說要聊哈伯 沒說要回答問題
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推 shintz: 為什麼會有Violet啦XDDDD
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噓 daniel70730: 紅明顯 你的故事很有趣 但跟原文有關係嗎
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→ MinusD: 克拉克 Clara?怎麼唸的...
推 happysorry34: 氮之煉金術師
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推 jaguarccu: 優質文必推，還有電影梗
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推 pk90027: 不要認真的講幹話好嗎 xDD
推 akila08539: 紫羅蘭是三小啦XDDDD
推 hero09527: 留名一下！把我想說都說完了
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推 namirei: Violet XD
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→ thaleschou: 所以那個水…
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推 PONANZA: 鎖 所
推 nrxadsl: 愛因斯坦這部影集有提到
推 yangboxx: ptt優質ptter
推 ching620: 水精靈先推再看
推 ccekw807: 那…低溫的解釋在？？？
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推 love13140: 也是在愛因斯坦影集對他有印象
推 harrybbs: 有沒有人知道水精靈為什麼每個專業都懂啊？？？
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噓 gocreating: 所以到底要怎麼分餾？
推 eggbird: 水精靈也有看"紫羅蘭永恆花園"?
※ 編輯: jfsu (180.177.15.128), 03/09/2018 00:40:23
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→ jfsu: 修正錯字。紫羅蘭永恆花園有追～第9集哭的好慘...
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推 lovelara: 跟basf有關系的人
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推 beermug: ptt以後應該增加訂閱某些帳號的功能
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推 zames0625: 所以氮氣怎麼純化的R! 你講的高中就教了啊
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噓 jackie0825: 少佐死了 給噓
推 torren: 第一次聽到他的故事
推 FaySan7: 液態空氣分餾阿
噓 firenzetw: 進來看解答結果？
推 wendy9527: 跟我記得一樣
推 schumi7401: 推水大
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推 s13914080: 感謝分享
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推 dalipkid: 感謝 用幽默風趣的筆法讓鄉民們長知識了
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推 yannjiunlin: 可是沒用在現在中國人身上~可能太多也毒不完= =
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推 Chun8vc1: 推水精靈～
推 herculex: 氮氣1772年就被分離出來了…
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噓 qwe369875421: 到底怎麼分餾哇
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噓 fk6418: 偷渡violet
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推 g9122xj: 原來是聖經起源
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→ celestedmn: 敲碗）答案是什麼
噓 darren8221: 你沒回答問題啊 XDD
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噓 ken890126: Violet我老婆
推 ter2788:  壓成水分餾而成 維基百柯就有了
推 ter2788: 至於價錢 加壓分餾怎樣都比礦石便宜吧 差別只是設備撐不
→ ter2788: 撐的住
推 ter2788: 反倒是氫的製作比較麻煩
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推 ter2788: 會說分餾很難可能需要先學習沸點 氮的沸點在-195.79度
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推 cwh0105: 空氣去氧之後直接反應就行了吧，畢竟其他物質不會反應
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推 MRfridge: 所以氮氣到底怎麼辦啦
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推 russellluo: 國軍ing笑死哈哈哈
推 lianguo08108: 紫羅蘭笑了w
推 adifdtd: 原來哈伯故事是這樣噢，瘋狂科學家阿。
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推 hqu: 負責這項工程的"博世"還差點因壓力鍋爆炸而喪命  博士 校一下
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噓 gn02117985: 純噓單戰
推 kane711119: 真是有水準的文章~
推 TitanEric: 優文 有興趣可以看天才-有講述到哈伯與愛因斯坦之間的
→ TitanEric: 故事 當然毒氣也有講
推 PONANZA: 毒氣鎖到底是什抹
噓 ncdonalds123: 沒解答到阿
推 greg870601: 小紫我婆
噓 tozz: 幹啊我說那個問題咧？
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推 juiclykiller: 紫羅蘭我老婆
→ kevio: 卡爾‧博世(Carl Bosch) -->負責這項工程的"博世"(回上文)
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※ jfsu:轉錄至看板 ScienceNote                                     03/09 22:11
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