化学区别于其他科学最本质的特征是发现物质和创造物质。相比于同时期的其他化学家来讲,发现或帮助发现化学物质最多的就是瑞典化学家舍勒(C. W. Scheele)。他是化学史上最灿烂的明星之一,他把一生都献给了他热爱的化学,让并在化学的世界里为自己建立了纯洁高大的丰碑以供后人瞻仰。舍勒的一生很短暂,经历也不复杂,但取得的化学成果是真的多。

一七四二年十二月十九日,他诞生在瑞典斯特拉尔松,刚上了小学的舍勒就在哥德堡的班特利药店成为了小学徒。马丁鲍西是这家药房的老药剂师,他不仅是一位有权势的药剂师,也是哥德堡的一位著名医生。对哥德堡市民来说,他就像古希腊的加伦,中国的扁鹊和华佗。他不仅有高超的医术,而且对舍勒照顾有加,当然也离不开舍勒勤奋好学。他的一个好友曾说过:“舍勒的天才完全适合科研,他肯定不愿意别的尽管他有极好的记忆力,但好像只宜于有关化工的专业知识”。舍勒深知化学是一种科学实验为基础的科学,于是自己动手制造了许多实验仪器。

就这样,他白天当学徒,晚上在房间里做实验。经过近八年的努力,他的知识和才能得到了极大的提高,从一名只有小学文化的学徒变成了一名知识渊博、技术娴熟的药剂师。1770年,这时的舍勒已经在学术界小有名气,从一名药剂师当选为瑞典皇家化学学会的会员。这时的他的发现是最多的,他发现了氧、氯、锰、氟、盐酸、氨、氢氟酸、砷酸、钨酸、钼酸、草酸、柠檬酸、酒石酸、没食子酸、焦性没食子酸、苹果酸、硫酸亚铁。此外,舍勒研究的亚砷酸铜一直称为舍勒绿,而钨酸钙矿石称为舍勒石。相传,这位化学大师非常喜欢品尝自己发现的元素或化合物[1]。由于“舍勒绿”的颜色非常漂亮,用它画出来的草坪毛茸茸的,于是他便想尝尝味道如何,他将一小杯这绿色溶液一饮而尽,清了清嗓子,皱了皱眉头,显然这染料的味道并不口可。但在当时这种含砷的化合物由于颜色鲜艳、原料便宜而广泛应用于服装的染色,据说拿破仑的死因之一也是因为使用这种燃料而导致砷中毒。可以说这种砷化合物不仅毒死了科学家自己,也毒死了其他人。

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图1. 用舍勒绿染色的礼服(图源于网络)

虽然他参与发现了元素氯、锰、钡、铅、氮和氧气,但他无疑是历史上最不幸的化学家,尽管他在揭示新元素过程当中付出了巨大的劳动,他没有得到发现任何一种元素的毋庸争论的荣誉。在某些事例中,别的化学家很快独立的做出了相同的发现。而另外一些事例上他受到当时的一些流行学说而功败垂成,别的化学家却得到了进一步的荣誉[2]。

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图2 .舍勒Carl Wilhelm Scheele,1742.12.19—1786.5.21(图源于网络)

从化学史的角度看,氧气的发现无疑是他所有发现中最为巨大的一个。1773年,舍勒在二氧化锰中加入浓硫酸,制成“火气”(氧气)。后来,通过硝酸钾、硝酸镁、碳酸银、碳酸汞、氧化汞和其他盐的热分解制备了“火气”(氧气)。英国化学家普里斯特利在两年后才通过分解氧化汞制得氧气。本来氧气发现者的首功是舍勒无疑。但是,由于出版者的疏忽,他的论文《空中与火》直到1777年才出版。这是的普里斯特利已经分离得到氧气,并发现氧气在燃烧和呼吸中起重要作用。所以普里斯特利被认为是第一个发现氧气的人。此外,他的其他几篇论文被送往瑞典科学院,又以“格式不兼容”为借口未能发表。甚至这些内容也被所谓的“权威”剽窃,成为“权威”的论文。

舍勒已经通过实验证明,这种“火气”也存在于空气中。剩下的“火气”被从空气中去除,他称之为“混浊气体”(氮气)。他还发现,当一种物质在这种气体或空气中燃烧时,它就会消失。此时,他已快接近燃烧的本质。但是舍勒始终相“燃素说”,他未能解释氧气在燃烧中的作用,这事留给法国化学家拉瓦锡去做了[3]。

此外,舍勒花了四年时间研究软锰矿(主要成分是MnO2)。他发现矿石不溶于稀硫酸和稀硝酸,但加入盐酸会产生黄绿色气体,这让他的呼吸变得困难。因此,他后来开始专门研究了这些黄绿的气体,发现了它们还能够使蓝色的纸张颜色变的白,使一些彩色的花卉植物和树叶也褪色;另外,它甚至还可以用来腐蚀其他金属;更令人奇怪的现象是,在吸入这些有毒气体过程中,昆虫会迅速地死去,火苗也会被迅速地熄灭。因此,舍勒得出一个结论,这可能是另一类的新的物质。

然而,他认为这是一种含氧的化合物。认为是由于“脱燃素的锰”(MnO2)从盐酸中夺去了燃素而产生了这种气体,但是他绝不敢相信这是一种纯净物。直到1778年,英国化学家戴维(H.Davy)对该气体进行了进一步的研究,以大量的实验事实论证了氯是一种元素,并以希腊语“黄绿色”给它命名,因而他被认为是氯气的发现者并获得荣誉[4]。据说还有一次,瑞典国王古斯塔夫三世(GustavusⅢ,1746.1.24—1792.3.29)到欧洲各国游历,所到之处,听到有人人都在称颂了不起的瑞典化学家舍勒。国王很骄傲,决定颁发奖章给舍勒。然而官员们并不熟悉舍勒,他们寻访了一圈后竟然把勋章颁给了另一个和舍勒同姓的人。这件事更是引起舍勒朋友们的不满,但舍勒对于这样的事只是一笑了之。舍勒从来都是淡泊名利,史上缺的从来都不是国王和奖章,但舍勒就犹如那星空中的“北斗七星”一般独一无二。其实舍勒的一生有很多次机会,他都可过高枕无忧的生活,但是他却选择了在药剂房里治病救人。仁者见仁智者见智,也许只有舍勒自己才能理解自己。

也许是天妒英才,舍勒的个人生活也显得那么不幸。由于化学实验通常都会有有毒气体产生,舍勒不得不在实验室外做实验。即使在严冬,舍勒仍然整天在冷风中实验,高强度的工作,让他患了严重的风湿病。除了自己的科研工作以外,他几乎不参加任何的社会活动。他去世那年病得很重。3月,当他在硝酸上做光照实验时,他还没完成就病倒了。他躺在病床上说“夏天,我要重做光照硝酸的实验”但在夏天到来之前,他去世了!如果化学界有神的话,那么也许舍勒惹恼了他。他发现的光对银化合物的影响。半个世纪之后,由达盖尔攀和其他科学家们把它用在发展照相术上[2]。

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图3. 氯气(图源于网络)

这位伟人的去世,给科学界造成了很大的损失。舍勒一生致力于化学,就如他自己所言“化学是一门神圣的学门,将用一生去研究他”。他也最终为深爱的化学事业奉献终生。作为当代化学人我们更要大力弘扬勇攀高峰、敢为人先的科学家精神,主动肩负起时代赋予的重任,在新的伟大征程上书写新的奋斗史诗。