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第4149回：無機化學之父戴維，電解狂魔電化學家
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現在人類掌握的化學元素（連同人工合成的元素）一共有119種，在尋找新元素的道路上，很多科學家耗盡了畢生精力，甚至獻出了寶貴的性命，在發現那個被稱為「死亡元素」氟的路上，更是死傷慘重，堪稱一部悲劇史詩。。。
氟是世界上最活潑的非金屬元素：氟元素是一種淡黃色，劇毒的氣體。氟氣的腐蝕性很強，化學性質極為活潑，是氧化性最強的物質之一，甚至可以和部分惰性氣體在一定條件下反應。
而在拓展元素周期表的大軍中就有一個獨佔鰲頭的化學家：漢弗萊.戴維，他開闢了用電解法製取金屬單質的途徑，從此開始變身「電解狂魔」，他在短短兩年間就「電」出了七種新元素，是目前世界上發現化學元素最多的科學家！
另外，在人類還只能靠火種照明的時代，他發明了一種用於礦井照明的安全燈，這種安全燈有效地抑制了採礦過程中的瓦斯爆炸，拯救了千萬礦工的性命。。。
漢弗萊·戴維（1778至1829）是英國化學家、發明家，電化學的開拓者之一，1778年出生於英國彭贊斯貧民家庭。他從小就是個聰明的孩子，總是喜歡探索一些新鮮的小玩意，讀完小學後，父親就送他到彭贊斯城讀書，寄住在外祖父家。
自從他在城中看到醫師配製藥物的過程，就被那各種物質產生的奇異變化所吸引，此後他經常把鍋碗瓢盆偷來，躲在樓頂模擬著做實驗，漢弗萊戴維在他16歲那年，父親不幸去世，家裡的環境更加困難，他的母親帶著兄妹五人，更是難以生存，戴維不得不把所有實驗儀器收起來，因為他的母親已經無法支付昂貴的化學藥品了，母親知道戴維喜歡化學，便把他送到一位叫約翰博萊斯的藥房做學徒。
他在17歲開始自修化學，1799年他發現笑氣的麻醉作用後開始引起關注。在化學上他的最大的貢獻是開闢了用電解法製取金屬元素的新途徑：即用伏打電池來研究電的化學效應。電解了之前不能分解的苛性鹼，從而發現了鉀和鈉，後來又製得了鋇、鎂、鈣、鍶等鹼土金屬。他被認為是發現元素最多的科學家。1815年發明了在礦業中檢測易燃氣體的戴維燈。1820年當選英國皇家化學會主席。
1778年12月17日，漢弗萊戴維出生在英格蘭彭贊斯城附近的鄉村。父親是個木器雕刻匠。他5歲入學，是個淘氣、貪玩的學生。他衣服的兩個口袋，常常是一個裝著釣魚的器械，另一個裝滿了各種礦石，這是在離家不遠的礦區揀的。他有驚人的記憶力，別人講過的故事或自己看過的書，他不但記得故事情節，還能生動他講敘出來。
每逢過節聚會，大人們都喜歡讓他背誦詩歌，小夥伴們則求他講故事，這無形中培養了他的口才。當他讀完小學後，父親送他到彭贊斯城讀書，寄養在外祖父家。在城裡有一件新鮮事吸引了他，那就是醫士配製藥物時物質的各種奇異變化。此後他時常偷偷躲入頂樓，用碗、杯、碟作器具，學著做起實驗來。偶爾在實驗中惹了麻煩，遭到外祖父的諷斥，但這絲毫也沒有減弱他對化學實驗的愛好。
1794年他父親去世，家境更加困難了。為了謀生餬口，作為長子的戴維被送到當地一位名叫柏拉茲的醫生那裡當學徒。這項工作很符合戴維的志趣。他一方面充當醫生的助手，護理病人，學習行醫的本領，另一方面他必須天天調配各種藥物，用溶解、蒸餾的方法配製丸藥和藥水，真正地操作化學實驗儀器。
這時他才明白自己的知識大淺薄了，於是開始勤奮地學習，抓緊空隙認真閱讀拉瓦錫的《化學概論》等化學著作。戴維更是瘋狂地愛上化學，在工作之餘，他更是利用空餘的時間孜孜不倦、全力以赴地學習化學知識和做化學實驗不久，他便在當地變得小有名氣。
通過學習，他做實驗的內容和目的明確了，凡是著作中講過的實驗，他儘可能地一一試試。凡是好書他都設法借到，如饑似渴地閱讀。
遇到學識淵博者，他就主動求教。恰好此時有個叫格勒哥裡瓦特（發明家詹姆斯瓦特的次子）的人來到彭贊斯考察，小戴維聞訊後，登門求教。瓦特很喜歡這個聰明好學的年輕人，熱情地幫助他解疑答惑。就這樣，在四年的學徒生活中，他的知識增長很快。
1798年經瓦特介紹，戴維來到布里斯托，在帕多斯醫生開設的氣體療病研究所實驗室當管理員。在當時，許多氣體相繼被人們發現。人體吸入氧氣，感到清新舒暢；氨氣則有強烈的刺激性。究竟各種氣體如何影響人的生理功能？哪些氣體能用來治病？這些都是很多醫生所關心的。
帕多斯創辦的這一研究機構則專門從事這一問題的探索。帕多斯懂得化學，擅長醫術，戴維對這裡有更好的學習和實驗機會感到稱心如意。他們共事一段時間後，帕多斯發現戴維有精湛的實驗技術，是個有前途的人才，於是提出願意資助戴維進大學學醫。但是，這時的戴維對化學興趣益濃，已下決心要一輩子從事化學研究，所以謝絕了帕多斯的好意。
1799年4月，氣體療病所發生了一件事，使戴維的名聲大振：戴維製取了一氧化二氮（又名笑氣）。有人認為它是一種有毒氣體，帕多斯認為它能治療癱瘓病。究竟怎樣戴維決心親自試驗一下。許多朋友都勸他，認為這樣做太危險。勇於探險的性格使戴維立即投入實驗，事後在記錄上他寫道：「我是知道進行這實驗是很危險的，但從性質來推測可能不致於危及生命。……當吸入少量這種氣體後，覺得頭暈目旋，如痴如醉，再吸四肢有舒適之感，慢慢地筋肉部無力了，腦中外界的形象在消失，而出現各種新奇的東西，一會兒人就象發了狂那樣又叫又跳……」
醒來後，他覺得很難受。通過親身的體會，他知道這種氣體顯然不能過量地吸人體內，但少量的可用在外科手術中作麻醉劑。隨後他將這試驗的過程和親身的感受及笑氣的性質寫成小冊子。許多人讀到這小冊子後，為戴維的介紹所吸引，好奇地以吸入笑氣為時髦。戴維的名聲就隨著笑氣而宣揚開了，許多人爭先恐後地來結識戴維。此時他僅22歲。
因研究熱力學而出名的物理學家湯普遜即倫福德伯爵，1799年來到了英國。為了普及科學知識，他通過私人募捐，在倫敦創辦了皇家科普協會。這一科學團體並不進行教學活動，而是定期地舉辦各種講座，傳授科學的新發現及其應用。協會設有教授席位，並為教授提供設備完善的實驗室。所聘請的教授幾乎全是當時著名的科學家。
1801年初，經多人推薦，戴維被皇家科普協會聘請。倫福德伯爵早聞戴維才幹，但是他們第一次見面時，戴維穿的很破舊，神態也很拘謹，倫福德很失望。考慮到他很年輕，就委任他為化學助教，兼管實驗室。不久戴維豐富的知識和高超的實驗技術使倫福德意識到他最初的印象是個錯覺，所以戴維到職後第六個星期就升任副教授，第二年又提為教授，成為第二任化學教授。
在科學的講座上，戴維以他的超群智力和非凡口才獲得了出乎意料的成功。人們蜂擁而來，有時竟達千人之多，把會場擠得水洩不通。他很快就贏得了傑出講演者的名聲，成為倫敦的知名人士。正如當時有人的評述：「他的講演給人的感覺和所得到的熱烈稱讚，完全出乎想像之外。許多科學家、文學家、大學生及那些莊重的紳士、時髦的小姐急切地擁擠在會場，看著這文弱青年的簡單操作，聽著那富於表情的敘述。他那淵博的知識、生動的比喻和精巧的實驗引起了驚奇的注目，獲得了極高的讚賞。
許多人恭維他，請他吃飯，送他禮物，幾乎把戴維忙得難以招架。聽眾的熱烈情緒，對戴維是個極大鼓勵，他更加勤奮地進行化學研究。每天很早起床，早飯前從事2小時的閱讀和著寫，上午10時進入實驗室工作到下午4時，晚上是講座或各種社交活動。日復一日堅持下去。成績和榮譽沒有辜負勤奮的人，12年中戴維先後在電化學、建立酸的氫學說、發現碘元素、發明礦用安全燈、創製電弧燈等方面作出貢獻。1803年他被選為英國皇家學會會員，1807年出任皇家學會秘書，1820年被選為皇家學會會長。1826年積勞成疾而病倒，1829年5月29日死於日內瓦，終年51歲。
1799年義大利物理學家伏特發明了將化學能轉化為電能的電池，使人類第一次獲得了可供實用的持續電流。1800年英國的尼科爾遜和卡裡斯爾採用伏打電池電解水獲得成功，使人們認識到可以將電用於化學研究。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，那麼對於鹽溶液、固體化合物會產生什麼作用呢？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。首先他很快地熟悉了伏打電池的構造和性能，並組裝了一個特別大的電池用於實驗。
然後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。開始他將苛性鉀製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穫。在仔細分析原因後，他認為是水從中作祟。隨後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。再次總結經驗後，戴維終於成功了。
在1807年皇家學會的學術報告會上，戴維是這樣介紹的：將一塊純淨的苛性鉀先露置於空氣中數分鐘，然後放在一特製的白金盤上，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。通電後，看到苛性鉀慢慢熔解，隨後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，並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，隨後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，並發出噝噝響聲，隨後就有紫色火花出現。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，並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，緊接著他採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，病魔終於把他打倒。操勞過度招來的熱病使他在死亡的邊緣掙扎了9個星期。由於公眾的關心，醫生的日夜看護，病勢終於好轉了。
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，開始時他仍採用電解蘇打的同樣方 法，但是毫不見效。又採用了其它幾種方法，仍未獲得成功。這時瑞典化學家貝採裡烏斯來信告訴戴維，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，成功地製取了鈣汞齊，然後加熱蒸發掉汞，得到了銀白色的金屬鈣。緊接著又製取了金屬鎂、鍶和鋇。電化學實臉之花在戴維手中結出了豐碩的果實。永載史冊的業績拉瓦錫曾認為所有的酸中都含有氧。這一觀點一度很流行。據此，鹽酸中應含有氧，氯不是元素而是氧。
1812年戴維又完成了《農業化學基礎》一書。這本書後來竟再版4次。這一年，他獲得了，英國最高獎賞。1812年4月8日，在威斯敏斯特教堂附近的廣場上，停滿了一排排轎式馬車。整個英國上流社會的名流顯貴都匯集在前廳的拱門前。風琴奏起了莊嚴的樂章，人們在為漢弗萊·戴維舉行獲得貴族稱號的儀式。英國國王子在一群神職人員的簇擁下走下教堂的祭壇，他莊嚴地走到跪著的戴維面前用鍍金的寶劍碰了一下戴維的肩膀說：「你在發展科學方面建立了功勳，你無愧於獲得勳爵的稱號。從今天起，漢弗萊·戴維爵士，你成為英王銜前侍從！」然後是祈禱儀式。
戴維獲得勳爵稱號後與一個富有的寡婦結了婚。幾個月後他們去旅行度蜜月。戴維帶了一個可以流動的實驗室和一名助手：麥可·法拉弟，進行了為期18個月的歐洲之旅行。當他們回到祖國時，正好趕上英國宣布全國服喪誌哀。
當時在紐卡斯爾和卡爾迪弗礦井發生了幾次可怕的爆炸，造成了數千名礦工的死亡。煤礦公司為了保證礦井內的操作安全，頒布了特別的獎賞，獎給能夠發明礦井中使用的安全燈的發明家。公司總經理特別請求戴維幫助他們解決這一難題。礦上給他送來了實驗用的「爆鳴氣」，這是一種危險氣體。實際上它的成分是兩個體積的氫氣和一個體積的氧氣組成的爆炸混合物。戴維和助手法拉弟反覆地研究了這種氣體的性質，特點及它在燃燒時，引起破壞性爆炸的條件。
他們的研究工作幾乎延續了整整一年。他們想到用一些細的管子，把維持礦燈燃燒所需要的空氣通過細管子引進燈內，然後再通過這些細管子把瓦斯排出燈外。當管子細到一定程度礦井中即使存在這種爆鳴氣，也不會由於它的存在並與燈焰接觸而引起爆炸。他們反覆觀察了使用不同管子時火焰大小的變化，進行了一系列系統的實驗。1816年初，終於設計成功了一種安全礦燈。
這種礦燈很有效。戴維用一種網眼很小的金屬網子代替了礦燈的玻璃罩，這樣，火焰不會外露燒到瓦斯，而瓦斯卻可以從孔中自由通過。很快，這種燈就在煤礦中廣泛使用了，從此礦工們擺脫了井下一種致命的威脅。
由於發明設計了這種安全礦燈，戴維獲得了朗福德勳章。1820年，戴維當選為英國皇家學會主席。1826年12月20日，戴維當選為彼得堡科學院名譽院士。
戴維的研究雖然涉及到各個方面，但他一直沒有放鬆研究的是電，因為在當時有關電的一些現象還沒有得到圓滿的解釋，電的本質還沒有明確的研究結果，必須進行不斷地反覆實驗。他和法拉弟、丹麥著名物理學家奧斯特等科學家雖已有一定的成果，但僅僅是開始，因此戴維幾乎一生不間斷地鍥而不捨地探索電的秘密。戴維有一個專門研究電的現象的實驗室，裡面有各種各樣的計量儀器，測量物體導電性能的特殊器皿和其他儀器。
1828年戴維病重。在此之前他已多次到日內瓦和瑞士療養，但病情一直未見好轉。這次他正住在日內瓦郊區。這一年5月他的妻子和弟弟約翰·戴維都來了。但戴維已經很衰弱了，他只能一動不動地等待生命的力量漸漸消逝。
1829年5月29日，偉大的科學家漢弗萊·戴維與世長辭。
戴維還有一個偉大的發現，他挖掘了法拉第的才能。
舉世聞名的偉大化學家漢弗裡·戴維發現了麥可·法拉第（M．Faraday，1791－1867）的才能，並將這位鐵匠之子、小書店的裝訂工招收到大研究機關——皇家學院做他的助手。戴維具有伯樂的慧眼，這已被人們作為科學史上的光輝範例，爭相傳頌。
戴維自己也為發現了法拉第這位科學巨擘而自豪。他臨終前在醫院養病期間，一位朋友去看他，問他一生中最偉大的發現是什麼，他絕口未提自己發現的眾多化學元素中的任何一個，卻說：「我最大的發現是一個人——法拉第！」
漢弗萊·戴維開闢了用電解法製取金屬元素的新途徑：即用伏打電池來研究電的化學效應。電解了之前不能分解的苛性鹼，從而發現了鉀和鈉，後來又製得了鋇、鎂、鈣、鍶等鹼土金屬，用強還原性的鉀製取了硼，他被認為是發現元素最多的科學家；對氣體，也進行了深入的研究；發現了有麻醉性、刺激性的「笑氣」氧化亞氮，這種物質對外科學發展很有用。他用實驗證明了氯是一種化學元素。提出酸裡不可缺少的元素是氫，而不是氧，修正了拉瓦錫的「酸裡必須含氧」的觀點，他發明了煤礦安全燈，造福於礦下工作者。
漢弗裡·戴維爵士，第一代從男爵是英國化學家。是發現化學元素最多的人，被譽為「無機化學之父」。一般認為戴維是燈泡和第一代礦工燈的發明者。
1799年，戴維發現了一氧化二氮（又名笑氣）具有麻醉作用，能使病人喪失痛覺。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，並製備出碘化鉀和碘酸鉀等許多碘的化合物。後還證實金剛石和木炭的化學成分相同。
1813年，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。晚年的戴維曾說過：「我雖然在科學上有很多發現，但是我這輩子最大的發現，就是發現了法拉第。」 他是十九世紀電磁領域中最偉大的實驗家，他發明了電磁感應現象，總結出了電磁感應定律，更是發明了世界上第一臺電動機和發電機，開創了電氣化的新時代，引起了物理學的革命
戴維雖為英國科學家，但拿破崙卻在英法交戰的背景下授予了戴維勳章，並賜給他三千萬法郎的獎金，在1820年，他更是當選英國皇家學會主席，並吸引了大量科學家，使科學研究在那時成為一種潮流，然而那個年代的化學家壽命仿佛都不太長，餘勒因長期品嘗化學試劑，44歲就去世了，莫瓦桑也因與一直與毒性猛烈的氟作伴，在獲諾獎第二年去世，終年55歲，而漢弗萊戴維也難以逃離這樣的命運，1826年，他因身體狀況日益下降不得不退出科學界，開始各處尋醫問藥，1829年5月，漢弗萊戴維在瑞士日內瓦去世，享年51歲。
每當談起戴維的病，大家能夠想到的也就只有他在化學實驗中那些大膽的行為，在短暫化學生涯中，他更卯足了勁，在二十多年間幾乎幹了別人幾輩子的工作，正是有這樣的一大批勇敢者的探索和嘗試，才使得化學呈現出像今日的光彩奪目。。。
Jumbo Huang Notes: Sir Humphry Davy, 1st Baronet PRS MRIA FGS FRS (17 December 1778 – 29 May 1829) was a Cornish chemist and inventor, who is best remembered today for isolating, by using electricity, a series of elements for the first time: potassium and sodium in 1807 and calcium, strontium, barium, magnesium and boron the following year, as well as discovering the elemental nature of chlorine and iodine. Davy also studied the forces involved in these separations, inventing the new field of electrochemistry.
In 1799, he experimented with nitrous oxide and was astonished at how it made him laugh, so he nicknamed it "laughing gas" and wrote about its potential anaesthetic properties in relieving pain during surgery. He also invented the Davy lamp and a very early form of arc lamp.
Davy was a baronet, President of the Royal Society (PRS), Member of the Royal Irish Academy (MRIA), and Fellow of the Geological Society (FGS). Berzelius called Davy's 1806 Bakerian Lecture On Some Chemical Agencies of Electricity "one of the best memoirs which has ever enriched the theory of chemistry."
第4150回：英法拉第電磁感應，發明電動機發電機