Сообщаем Вам, что в 2009 году этот сайт переехал на новый домен Chemistry48.RU
БЕРГИУС (Bergius), Фридрих Карл Рудольф
11 октября 1884 г. – 30 марта 1949 г.
Нобелевская премия по химии, 1931 г.
(совместно с Карлом Бошем)
Немецкий
химик Фридрих Карл Рудольф Бергиус родился в Гольдшмидене (теперь это
территория Польши), в семье Генриха и Марии (Хаазе) Бергиус. Мальчик
посещал начальную и среднюю школы в расположенном неподалеку Бреслау
(ныне польский г. Вроцлав). Там он приходил на химическую фабрику
своего отца и с большим увлечением наблюдал промышленные процессы. По
окончании средней школы отец послал его на один из крупных
металлургических заводов Рура, чтобы тот за шесть месяцев ознакомился с
производством.
В 1903 г. Бергиус
изучал химию в университете Бреслау, занимаясь у Альберта Ладенбурга и
Рихарда Абегга. Следующий год он провел на военной службе, а затем
поступил в Лейпцигский университет, где под руководством Артура Ганча
готовил докторскую диссертацию на тему о концентрированной серной
кислоте как растворителе. Закончив диссертацию, Бергиус в 1907 г.
получил в университете Бреслау докторскую степень.
В
течение следующих двух лет Бергиус работал ассистентом у Вальтера
Нернста в Берлинском университете, а затем у Фрица Габера в Карлсруэ,
где изучал методы применения высокого давления для синтеза аммиака из
водорода и атмосферного азота. В 1909 г. он исследует диссоциацию
пероксидов кальция под давлением до 300 атмосфер в физико-химической
лаборатории Эрнеста Боденштейна при Техническом университете в
Ганновере. В этот период Бергиус начал разрабатывать герметический
аппарат, в котором можно было бы создавать высокое давление.
Размах
работы Бергиуса стал быстро выходить за рамки возможностей, имеющихся в
лаборатории Боденштейна, и он на средства своей семьи создал личную
лабораторию в Ганновере. Здесь его исследовательская работа
сконцентрировалась на двух темах – превращении тяжелых масел в более
легкие (а в конечном счете – в газолин) и влиянии высокого давления и
высокой температуры на древесину и торф в процессе образования угля. В
ходе этой работы Бергиус убедился в том, что в более вязких видах нефти
содержится меньше водорода, чем в ее более легких фракциях.
Следовательно, если добавить в нефть водород, чтобы компенсировать его
потерю при очистке (в процессе очистки содержащиеся в нефти различные
молекулы распадаются на более простые и легкие), то будет увеличиваться
выход бензина. Применив этот способ, Бергиус добился увеличения выхода
бензина. Впоследствии он запатентовал открытый им процесс
гидрогенизации масел под высоким давлением.
В
первые годы XX в. благодаря широкому использованию двигателей
внутреннего сгорания увеличилась потребность в нефти. Проведенные
Бергиусом исследования образования угля убедили ученого в том, что в
каменном угле присутствует водород, и он задался вопросом о возможности
получения из этого имеющегося в достаточном количестве топлива
углеводородов, необходимых в качестве горючего. К концу 1913 г. Бергиус
получил жидкий углеводород, действуя на древесный уголь водородом под
давлением. Его метод заключался в подаче газообразного водорода в
суспензию угля и дегтя при высокой температуре и давлении более чем в
50 атмосфер.
В 1915 г. Бергиус на
свои собственные средства и при финансовой поддержке двух немецких
компаний по очистке нефти построил в Рейнау, близ Мангейма, завод с
целью скорейшего налаживания в широких масштабах процесса
гидрогенизации угля. Однако после первой мировой войны потребность в
нефти временно сократилась, и реализация проекта Бергиуса затянулась.
Лишь в 1921 г. ему удалось собрать дополнительные средства, продав свое
право на патент германским компаниям и промышленным объединениям других
стран.
В Рейнау Бергиус и его
помощники разработали промышленный аппарат для осуществления процесса
гидрогенизации угля. Газы, жидкости и твердые вещества нагнетались в
сосуд, где их перемешивали и нагревали, и под чрезвычайно высоким
давлением вступали в реакцию. До этого времени оборудование для
успешного проведения реакций под высоким давлением в промышленности
было приспособлено только для реакций с газообразными веществами.
Между
1922 и 1925 гг. Бергиус добился непрерывности разработанного им
процесса, возможности контролировать температуру в ходе реакции и
открыл эффективный источник получения водорода путем сжигания смеси
метана и кислорода. Несмотря, однако, на эти и другие достижения,
созданный им процесс так никогда и не стал возможным с экономической
точки зрения. После того как в 1925 г. Бергиус продал свои патенты
«Баденской анилиновой и содовой фабрике» (БАСФ), крупной германской
химической компании, его работу продолжил Карл Бош. БАСФ успешно
осуществила в промышленности предложенный Габером синтез аммиака и
высокотемпературное гидрогенизирование окиси углерода для производства
метанола. В январе 1925 г. БАСФ разработала устойчивый к действию серы
молибденовый катализатор, который облегчал процесс гидрогенизации угля
и повышал его эффективность.
Позднее
в 1925 г. БАСФ и шесть других германских химических компаний
объединились и образовали концерн «И.Г. Фарбениндустри». В новом
объединении продолжал широко разрабатываться процесс гидрогенизации. В
1926 г. Матиас Пиер, один из бывших студентов Нернста, который в БАСФ
руководил научно-исследовательской деятельностью, усовершенствовал
процесс Бергиуса и добился увеличения выхода бензина. Два года спустя
«И.Г. Фарбениндустри» построила в Лейне завод по производству масел из
угля.
В 1931 г. Бергиусу и Бошу
совместно была присуждена Нобелевская премия по химии «за заслуги по
введению и развитию методов высокого давления в химии». Представляя
лауреатов от имени Шведской королевской академии наук, К.В. Пальмайер
рассказал о трудностях технического характера, которые пришлось
преодолеть Бергиусу в ходе совершенствования технологии проведения
реакций под высоким давлением. Он добавил, что «введение методов
высокого давления в химию представляет собой эпохальное событие в
области химической технологии».
Ко
времени получения Нобелевской премии Бергиус занялся изучением процесса
гидролиза целлюлозы – главного компонента древесины – при использовании
высококонцентрированной соляной кислоты. В результате этого процесса,
который в шутку окрестили «получением еды из дерева», образовывался
сахар, который в свою очередь мог превращаться в спирт или питательные
дрожжи. В 30-е и 40-е гг. Бергиус продолжал исследования гидролиза
древесины и в 1943 г. построил промышленный завод в Рейнау. Оба эти
процесса – гидрогенизация угля и превращение целлюлозы – обеспечили
Германию в период второй мировой войны жизненно важными ресурсами.
После
войны Бергиусу не удалось найти себе подходящей работы на родине, и он
сначала недолгое время жил в Австрии, а затем переехал в Испанию, где
основал химическую компанию. В 1947 г. по приглашению правительства
Аргентины он переехал жить в эту страну и работал научным консультантом
в министерстве промышленности.
Бергиус был женат на Отилии Кразерт. У них было два сына и дочь. Бергиус умер в Буэнос-Айресе в 1949 г.
Помимо
Нобелевской премии, ученый был удостоен еще нескольких наград, в т.ч.
престижной медали Либиха Германского химического общества. Ему были
также присвоены почетные степени Гейдельбергского и Ганноверского
университетов.
Источник: Лауреаты Нобелевской премии: Энциклопедия. Пер. с англ.– М.: Прогресс, 1992.
|