代曉琴
尿素又叫碳酰胺,是由碳、氮、氧和氫組成的有機化合物,被應用在農業(yè)、商業(yè)、醫(yī)學、紡織工業(yè)等領域。如果問尿素從哪里來?現(xiàn)在的人一定會回答:“人工合成!”但19世紀的科學家一定會說:“只有動物的尿中才會有尿素。”那么,是誰改變了這種現(xiàn)狀?世界上第一粒人工合成的尿素是怎么來的呢?
好奇的實驗狂
這事還得從一個好奇的實驗狂說起。
弗里德里?!ぞS勒的父親是法蘭克福有名的醫(yī)生,他對維勒的期望很高,希望維勒學習醫(yī)學,將來成為像他那樣的名醫(yī)。但維勒卻對枯燥無味的醫(yī)學理論不感興趣,只對一些化學現(xiàn)象很好奇。
自從維勒在父親的房間里找到一本舊得掉了皮兒的《實驗化學》書后,他就再也放不下這本書,常常趁父親不在家的時候把房間變成實驗室,瘋狂地做起實驗來。
一天,維勒在書中看到硫黃燃燒時會發(fā)出藍紫色的火焰,覺得很好奇。他心想:硫黃是淺黃色的,怎么會發(fā)出藍紫色的火焰呢?這種藍紫色的火焰是什么樣子呢?到底是藍色的火焰多一點,還是紫色的火焰多一點呢?
想著想著,維勒就閑不住了,他拿出自己的零花錢,悄悄到街上去買了幾小塊硫黃?;丶液?,他把房門關得死死的,然后點燃一塊硫黃。
“哇,多么神奇呀!”很快,維勒就看到了那夢寐以求的藍紫色火焰,“可是,這是為什么呢?”維勒又點燃了一塊硫黃……
由于硫黃在燃燒的過程中會產生一種令人窒息的刺激性氣味,所以維勒的“秘密”很快被父親發(fā)覺。父親嚴厲地批評了維勒,并“沒收”了他的化學書:“你應把精力放在學習上,以后不許干那些沒用的事了?!?/p>
維勒氣鼓鼓地坐在椅子上。突然,他靈機一動,想到了河對岸的布赫醫(yī)生。布赫醫(yī)生曾經說過他家有豐富的藏書。維勒快步如飛地向布赫醫(yī)生家跑去,在那里,他找到了很多化學實驗方面的書籍。
從此之后,維勒的實驗從“地面”轉向了“地下”。
從偶然到追根究底
迫于父親的壓力,維勒考入馬爾堡醫(yī)科大學學醫(yī),但他卻沒有放棄對化學實驗的那份好奇,仍然在宿舍里進行化學實驗。
在一次試驗中,維勒把氰酸和氨放在一起,偶然得出了一個由碳原子、一個氧原子、兩個氮原子和四個氫原子組成的白色物質。
“這是什么呢?”維勒捧著白色小顆粒左看右看。漸漸地,維勒記憶的閘門被打開,他回想起這種白色物質和他早年學醫(yī)時從人們的小便中分離出的尿素非常相似。
“那么,這種白色物質是尿素嗎?”維勒異常驚奇地看著手里的白色物質。
當時,所有的科學家都認為只有動物的尿中才會有尿素。如果這是尿素,就說明尿素可以人工合成,那么之前的“科學理論”就是錯誤的。這有可能嗎?維勒陷入困惑中。
為了找到合理的解釋,維勒重復了他的實驗,再一次得到薄薄的白色結晶。然后,他把硝酸分別加進實驗所得的白色結晶和自然所得的尿素之中,他驚喜地發(fā)現(xiàn)硝酸在兩種物質中的化學反應結果完全一樣。
“這就是尿素,尿素可以人工合成!”維勒確信他做出了前人未能做的事,并把這一成果寫成論文發(fā)表在當年的《物理學和化學年鑒》上。
“既然你能造出尿素,那么,能不能再在實驗室造出一個孩子來?”當時,人們只能合成無機物質,不能合成有機物質,維勒的成果招來一片諷刺和嘲笑之聲。
即便如此,維勒仍堅信他的實驗成果,并花了四年時間,用大量的事實證明了他的成果。最終,維勒獲得了成功。
人工合成尿素打破了有機物只能由有生命力的動植物合成的觀點,開創(chuàng)了合成有機物的新時代?,F(xiàn)在,科學家們已創(chuàng)造出數以萬計的碳氫化合物,有機合成化學工業(yè)的產品幾乎影響到人類生活的每一個角落。
(責任編校:賀年青)
科學啟蒙2013年4期