正确的化学：关于镜子的故事

在19世纪德国化学家Justus von Liebig的众多成就中，有一种新方法消除了使用汞的需要。

凡尔赛宫的镜厅是壮观的。它是由太阳王路易十四委托建造的，旨在用绘画、雕塑和当然还有著名的357面镜子来赞颂他的政治、经济和艺术上的成功。路易十四规定，镜厅里的一切都必须由法国工匠制作，这在制作镜子时遇到了困难。当时，威尼斯的穆拉诺岛垄断了镜子制造业，制造的秘密被严密保守，任何涉嫌泄露的玻璃工匠都会被雇佣的刺客杀死。因此，威尼斯的镜子真的值得一斤金。

在法国制造镜子的任务落在了国王的财政部长Jean-Baptiste Colbert身上，他在一次像间谍惊悚片一样的秘密行动中，成功地将几个穆拉诺的玻璃工匠带到了圣戈班建立了一家工厂。就是在这里，凡尔赛的镜子被制造出来了。秘密现在被揭开了！威尼斯的镜子是用锡和汞的混合物涂在玻璃上，然后加热直到汞蒸发，留下一层反光的锡。毫不奇怪，镜子制造者遭受了汞中毒和寿命缩短的问题。德国化学家Justus von Liebig意识到了这个问题，并在19世纪50年代寻求解决它。

Justus von Liebig已经是慕尼黑大学的一名知名的化学教授，他被仪器制造商Carl von Steinheill咨询，后者试图改进反射望远镜中使用的镜子。Liebig开始工作，发现用氨、硝酸银、糖和少量铜的混合物涂在玻璃上，可以沉积出一层无瑕的银表面。在得到工业家Johann Beeg的资金支持后，Liebig制定了细节，并制作了几个测试镜子，他自豪地展示给他的朋友的妻子们。他还意识到，替代汞的过程有可能是经济上有利可图的，并写信给一位同事：

“我想消灭汞镜子制造和它对工人健康的有害影响，我会为他们在家里提供替代的镜子，这些镜子比汞镜子更耐用、更干净、更清晰，同时也更便宜。”

他接着描述，虽然他在大学的职位是“一个很好的”，但他经济上挣扎，注定要一直讲课“直到他的牙齿掉光”。Liebig申请了专利，并与Cramer & Vetter合作，这是一家制造锡箔的公司，显然对参与一个试图取代它一直在供应锡的行业有着浓厚的兴趣。不幸的是，对于Liebig来说，工厂遇到了生产问题，仅仅两年后就关闭了。讽刺的是，在他死后不久，安全规定导致了汞镜子的禁止，导致了Liebig的过程在全世界的使用，直到它在20世纪30年代被现代的真空沉积铝的过程所取代。

当Liebig涉足镜子化学时，他已经成为了一位科学先驱。他和Friedrich Wohler是第一批反对生命力理论的人，这一理论认为“生命有机体与非生命实体有根本的不同，因为它们含有一些非物质的元素或者受到与无生命物不同的原则的支配。”Liebig断言“所有有机物的产生不再仅仅属于生命有机体，而必须被视为不仅是可能的，而是确定的，我们将能够在我们的实验室里制造它们。”他当然是正确的，因为现在许多天然存在的物质都可以被合成地制造出来。Liebig还为农业化学奠定了基础，他是第一个认识到氮、磷和钾对植物生长是必不可少的，并且植物的发育受到最缺乏的一种必需矿物质的限制。这导致了以氮为基础的肥料的发展和认识到化学肥料可以替代动物粪便。

在19世纪初，化学家们明白所有物质都是由元素组成的，并且已经发展出了确定物质所含元素的方法。但是他们在确定准确的组成上遇到了困难。这就是Liebig做出了巨大贡献的地方。在掌握了吹制玻璃的技巧后，他在1830年设计了一种小型装置，即“Kaliapparat”，它由一系列装满氢氧化钾碱性溶液的球形玻璃管组成，因此“kali”来自“alkaline”。这可以用来确定样品中的碳含量！

样品的燃烧将其碳含量转化为二氧化碳，然后被传入kaliapparat，其中它与氢氧化钾反应生成碳酸钾。在前后称量kaliapparat，就可以得到被吸收的二氧化碳的重量，通过知道二氧化碳中碳的百分比(27%)，就可以确定原始样品中的碳含量。氢含量是通过燃烧过程中产生的水的量来确定的。燃烧气体通过装满吸水剂氯化钙的管子。在前后称量管子，就可以得到产生的水的重量，从中可以计算出氢的重量。样品释放的任何氮气都通过装置并被另一个玻璃球捕获。在1831年，Liebig是第一个准确地确定了吗啡的组成，他的分析方法很快被世界各地的化学家采用，并且使用了近一百年。kaliapparat被证明是化学进步的重要工具，以至于美国化学学会，世界上最大的专业学会，选择将它纳入其标志。

Liebig也是一位多产的作家，有许多令人难忘的名言。让我给你留下我最喜欢的一句，因为我经常谈论根据观察得出正确结论的重要性。“观察就像一块玻璃，它作为一面镜子，必须非常光滑，而且必须非常仔细地抛光，以便它能够反射出纯净和不失真的图像。”这句话来自于以制造不失真的镜子而闻名的人，尤其恰当。

本文译自 Montreal Gazette，由 BALI 编辑发布。