漢弗里·戴維（英國化學家）

漢弗里·戴維(1778年12月17日-1829年5月29日)是英國化學家。1778年12月17日生于康沃爾郡彭贊斯，1829年5月29日卒于瑞士日內瓦。1802年開創了農業化學。1807年用電解法離析出金屬鉀和鈉；1808年分離出金屬鈣、鍶、鋇和鎂。1813年他在法國研究碘，指出碘是與氯類似的元素，并制備出碘化鉀和碘酸鉀等許多碘的化合物。后還證實金剛石和木炭的化學成分相同。1815年發明礦用安全燈。1817年發現鉑能促使醇蒸氣在空氣中氧化的催化作用。

生平簡介

1778年12月17日，戴維出生在英格蘭彭贊斯城附近的鄉村，是中產階級父母的長子?。父親是個木器雕刻匠。戴維6歲入學，是個淘氣、貪玩的學生。他衣服的兩個口袋常常是一個裝有釣魚的器械，另一個裝滿各種礦石。他有驚人的記憶，富有情感，從小喜歡背誦詩歌、講述故事。小學畢業后，父親送他到彭斯城讀書。老師認為他成績最好的功課是將古典文學譯成當代英語。另外，他還閱讀過哲學著作，如康德的先驗論等，并且開始寫詩。不過在城里，最吸引他的是醫生配制藥物時物質的各種奇異變化。他就常常偷偷躲入頂樓，用碗、杯、碟作器具，學做實驗。從此，他對化學實驗的興趣有增無減。 1794年，戴維的父親去世。他為謀生糊口就到藥房做學徒。他一方面充當醫生的好助手，學習行醫的本領；一方面他為調制各種藥物，用溶解、蒸餾的方法配制丸藥和藥水，真正操作起化學實驗儀器。這時他就開始自學拉瓦錫的《化學綱要》等著作，以彌補自己知識的不足。這時恰好格勒哥里·瓦特（發明家詹姆斯·瓦特的兒子）來此地。戴維聞訊后就登門求教，瓦特很喜歡這個聰明勤奮好學的年輕人，幫他解疑答惑。就這樣，在學徒期間，戴維的知識有了很大的進步。

1799年，戴維把兩塊冰放在0℃的真空容器中，用一個鐘表的機件帶動它們相互摩擦。他發現，當兩塊冰摩擦時，它們會在不增加任何熱量的情況下融化。盡管戴維沒能找到熱量和機械功之間的數量關系，但仍然沖擊了熱質說。同年，瓦特介紹戴維到布里斯托爾一所氣體研究所當管理員。戴維對這里有更好的學習和實驗機會感到稱心如意。不久，研究室的負責人就發現他有精湛的實驗技術，是個有前途的人才，就提出愿意資助戴維進大學學醫。但這時，戴維已下定決心終生從事化學研究。

1801年，戴維被皇家研究所聘請，任化學講師兼管實驗室，同時受到英美科學家本杰明·湯普森爵士（馮·倫福德伯爵）、英國博物學家約瑟夫·班克斯爵士和英國化學家兼物理學家亨利·卡文迪什的幫助?。由于他具有豐富的知識和高超的實驗技術，在到職后的六個星期就被升為副教授，第二年提升為教授。在學院舉辦的講座上，戴維以超群的智力和非凡的口才獲得了出乎意料的成功。他很快就贏得了杰出的講演者的口聲，成為倫敦的知名人士。

1803年，戴維被選為英國皇家學會會員。

1807年，出任學會秘書。

1812年，他被封為爵士，出版了《化學哲學原理》。

1813年他任命法拉第為他的助手，使這個貧窮的訂書工逐漸成為著名的科學家。這是戴維對科學事業的又一重要貢獻。

1819年，戴維被封為男爵，在英國從未有科學者能獲如此殊榮。

1820年，戴維被選為皇家學會會長。

1829年，在日內瓦逝世，終年51歲。

主要研究

氣體試驗

在氣療研究室，戴維承擔的一項任務是研究一氧化二氮的特性。有人認為這是一種有毒的氣體，也有人認為它能治療癱瘓病。究竟是怎樣的氣體呢？戴維決心親自試驗一下。許多朋友勸阻他，認為這樣做太危險。勇于探索的戴維卻不以為然，立即投入了實驗。有一次戴維制取了大量的一氧化二氮，裝在幾個大玻璃瓶里，放在地板上。這時醫學家貝多斯來到了實驗室，看到戴維做出的成績非常滿意。當他正在高興地與戴維交談，由于不靈便的轉身，胳臂碰到一個大鐵三角架，架子倒下來砸碎了裝滿一氧化二氮的玻璃瓶。貝多斯很難為情地彎下腰收拾玻璃瓶，同時喃喃地說了一些表示歉意的話。戴維卻認為這是不關緊要的，重新做一瓶是很容易的，用不著這樣不安。戴維還沒有說完這個實驗的情況和今后的打算。他們的眼睛由于驚異而睜得大大的。一向以非常孤癖和冷漠而聞名的貝多斯博士，突然帶著令人費解的微笑盯著他說： “戴維，你太愛開玩笑了。你怎么可以把鐵架子同玻璃器皿放在一起呢？它們相互碰撞起來的聲音多么響??！”接著，他大笑起來，笑聲震撼了整個實驗室?！暗拇_是一件令人開心的事?！贝骶S同意他的意見，也大笑起來。這兩位科學家面對面地站著，狂笑不止。這種不平常的喧鬧，引起了隔壁實驗室助手的注意。他打開門以后，站在門邊楞住了。“他們怎么啦，患精神病了？”助手捂住鼻子，大聲喊道：“快出去！你們需要呼吸新鮮空氣，你們中毒了！”貝多斯和戴維在新鮮空氣中逐漸恢復了神志。但是頭痛還沒有消除，這說明，一些人所謂的“無毒氣體”對他們的身體還是產生了有害的作用，他們還需要在新鮮空氣里多呆些時間。這次不愉快的事故中還是有好處的，至少它讓戴維發現了這種氣體的新性質。事后戴維在筆記本上寫道：“我是知道進行這實驗是很危險的，但是從性質上來推測可能不至于危及生命。……吸入少量這種氣體后，會覺得頭暈目旋，如癡如醉，再吸入一些后四肢有舒適之感，慢慢地筋肉都無力了，腦中外界的形象消失，出現各種新奇的東西，一會兒人就會像發了狂一樣又叫又跳，……”戴維在氣療研究所研究氣體對人體的作用時，基本上是在自己身上做實驗。他發現一氧化二氮有刺激作用，后來又發現這種氣體有麻醉作用。他調查了氮的氧化物和酸以及氨的組成，并說服他的科學和文學朋友，包括塞繆爾·泰勒·柯勒律治，報告吸入一氧化二氮的影響。?戴維在吸入水煤氣（氫氣和一氧化碳的混合物，有時用作燃料）時差點喪命?。戴維這種勇于探索、敢于犧牲的精神，無疑是令人欽仰的。

電化學

1799年意大利物理學家伏打發明了將化學能轉化為電能的伏打電堆，使人類第一次獲得了可供實用的持續電流。1800年英國的威廉·尼科爾森和卡里斯爾采用伏打電池電解水獲得成功，使人們認識到可以將電用于化學研究。許多科學家紛紛用電做各種實驗。

戴維在思考，電既然能分解水，那么對于鹽溶液、固體化合物會產生什么作用呢？在皇家科普協會繁忙的工作中，他開始研究各種物質的電解作用。

戴維很早就得出結論，在簡單的電解槽中，電的產生是化學作用的結果，而且電荷相反的物質之間發生了化學結合。因此，他推斷電解，即電流與化合物的相互作用，是最有可能將所有物質分解為元素的方法。這些觀點在1806年的演講《論某些化學電學機構》中得到了解釋，盡管英法處于戰爭狀態，他還是因此獲得了法國研究所頒發的拿破侖獎（1807年）。這項工作直接導致從它們的化合物中分離出鈉和鉀（1807），并從它們的化合物中分離出堿土金屬鎂、鈣、鍶和鋇（1808）。他還發現了硼（用鉀加熱硼砂）、碲化氫和磷化氫。?他證明了氯與鹽酸的關系，以及鹽酸的不穩定性；這否定了拉瓦錫關于所有酸都含有氧的理論。他還證明了氯是一種化學元素，旨在揭示氯中氧的實驗失敗了。他解釋了氯的漂白作用（通過從水中釋放氧氣），并發現了氯的兩種氧化物（1811年和1815年），但他對氯的性質的看法存在爭議。

發現新元素

戴維在19世紀早期很快地熟悉了伏打電池的構造和性能，并于1807年組裝了一個特別大的電池用于實驗。然后他針對拉瓦錫認為蘇打、木灰一類化合物的主要成分尚不清楚的看法，選擇了木灰（即苛性鉀）作第一個研究對象。開始他將苛性鉀制成飽和水溶液進行電解，結果在電池兩極分別得到的是氧和氫，加大電流強度仍然沒有其它收獲。在仔細分析原因后，他認為是水從中作祟。隨后他改用熔融的苛性鉀，在電流作用下，熔融的苛住鉀發生明顯變化，在導線與苛性鉀接觸的地方不停地出現紫色火焰。這產生紫色火焰的未知物質因溫度太高而無法收集。再次總結經驗后，戴維終于成功了。在1807年皇家學會的學術報告會上，戴維是這樣介紹的：

將一塊純凈的苛性鉀先露置于空氣中數分鐘，然后放在一特制的白金盤上，盤上連接電池的負極。

電池正極由一根白金絲與苛性鉀相接觸。通電后，看到苛性鉀慢慢熔解，隨后看到正極相連的部位沸騰不止，有許多氣泡產生，負極接觸處，只見有形似小球、帶金屬光澤、非常像水銀的物質產生。這種小球的一部分一經生成就燃燒起來，并伴有爆鳴聲和紫色火焰，剩下來的那部分的表面慢慢變得暗淡無光，隨后被白色的薄膜所包裹。這小球狀的物質經過檢驗，知道它就是我所要尋找的物質。

通過實驗戴維進一步認識到，這種物質投入水中，沉不下來，而是在水面上急速奔躍，并發出咝咝響聲，隨后就有紫色火花出現。這些奇異的現象使他斷定這是一種新發現的元素，它比水輕，并使水分解而釋放出氫氣，紫色火焰就是氫氣在燃燒。因為它是從木灰中提取的，故命名為鉀。

對木灰電解成功，使戴維對電解這種方法更有信心，緊接著他采用同樣方法電解了蘇打，獲得了另一種新的金屬元素。這元素來自蘇打，故命名為鈉。

連續六個星期的緊張實驗，把戴維累得形容枯槁，兩眼窩陷，臉色蒼白，但是他還是以堅強的毅力堅持著。1807年11月19日，他支撐著在學術報告會上介紹了發現鉀、鈉兩元素的經過。暴風雨般的掌聲和熱烈的祝賀，使戴維感到非常幸福，當他回到家中，病魔終于把他打倒。操勞過度招來的熱病使他在死亡的邊緣掙扎了9個星期。由于公眾的關心，醫生的日夜看護，病勢終于好轉了。

疾病絲毫也沒挫減他的銳氣和熱情。當身體稍好一點，他又來到實驗室，開始新的攻關。從1808年3月起，他進而對石灰、苦土（氧化鎂）等進行電解，開始時他仍采用電解蘇打的同樣方法，但是毫不見效。又采用了其它幾種方法，仍未獲得成功。這時瑞典化學家貝采里烏斯來信告訴戴維，他和篷丁曾對石灰和水銀混和物進行電解，成功地分解了石灰。根據這一提示，戴維將石灰和氧化汞按一定比例混和電解，成功地制取了鈣汞齊，然后加熱蒸發掉汞，得到了銀白色的金屬鈣。緊接著又制取了金屬鎂、鍶和鋇。電化學實驗之花在戴維手中結出了豐碩的果實。

經拿破侖許可，1813年戴維周游法國，會見了許多著名的科學家，并被介紹給瑪麗·路易斯皇后。在一個小型便攜式實驗室以及法國和意大利的各種機構的幫助下，他研究了物質“X”（后來稱為碘），他很快發現了這種物質的性質和與氯的相似性；在他到達羅馬之前，對碘和氯的各種化合物作了進一步的研究。他還分析了許多經典顏料的樣品，證明了金剛石是碳的一種形式。

圖冊內圖片來源：

人物貢獻

戴維生活的時代，工業革命在英國蓬勃地展開。燃料普遍以煤代替木材，大大刺激了煤礦的開采。然而瓦斯爆炸時常發生，它象魔鬼一樣使礦工不寒而栗。礦主和礦工組成的“預防煤礦災禍協會，久仰戴維的大名，登門請求戴維幫助。戴維立即親赴礦場分析這一爆炸性氣體，證明可燃氣體都有一定燃點，而瓦斯的燃點較高，只有在高溫下才可能點燃爆炸，通常由于礦井中點火照明而引爆了瓦斯。針對這點，1815年戴維制作了一種礦用安全燈，并親自攜帶此燈深入最危險的礦區作示范。

戴維的發明很快被推廣，有效地減少了瓦斯的燃爆，深受礦工們歡迎。這時有人勸戴維保留這一發明的專利，但是他拒絕了，他鄭重申明：“我相信我這樣做是符合人道主義的?！庇纱丝梢娝麖氖驴蒲械哪康?。 戴維在研究硼酸、硝石、金剛石，在發現碘元素、發明弧光燈等許多方面作出了出色的成績。在這些成績之外，還有兩件工作是后人常常稱頌的。倫福德創辦的皇家科普協會是靠私人捐助維持的，但是這種捐款很不容易籌得。雖然教授們的講座的好壞對捐款有影響，但起決定作用的是學院的方向。按倫福德原先的設想，主要從事科普和應用科學新成就的示范。戴維等人讓協會主動地為一些有影響的團體做一些科學實驗，積極地承擔某些有影響的研究項目，從而擴充了協會的工作內容。例如1802一1812年間，由于法國大革命而減少了對英國的糧食進口，為幫助農業發展，戴維在協會開設了農業化學的課程。1801一1806年，戴維還開展了制革技術的研究。就這樣，協會不再單純地開設講座，而兼作一個科研組織。不僅進行科普宣傳，而且密切了科學與生產的聯系，顯示了科學的意義，提高了科學的社會地位。

偉大的科學家法拉第是戴維發現的。由于戴維的幫助，法拉第來到了皇家科普協會實驗室，由一個貧窮的訂書工變成戴維的助手。雖然戴維在晚年，曾因嫉妒法拉第的成就而壓制過他，但是不能不承認正是戴維對他的培養，為法拉第以后完成科學的勛業創造了必要的條件。所以戴維發現并培養了法拉第這樣一個杰出人才，這本身就是對科學事業的一個重大貢獻。