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罗伯特本生铯元素的发现者化学家罗伯特本生

发布时间:2019-10-13 06:06:52 编辑:笔名

  罗伯特·本生 铯元素的发现者 - 化学家罗伯特·本生 200 周年诞辰 ...

  罗伯特・威廉・本生 德国科学家

  1812年出生于德国的格丁根,是四个兄弟中最年轻的一个。中学毕业后在格丁根大学读化学。19岁获得博士学位,从1830年到1833年他周游西欧。在这段时间里他在吉森结识了弗里德里希・费迪南・龙格和尤斯托斯・冯・李比希,在波恩结识了亚历山大・米切利希。

  回到德国后他在格丁根大学任教,他开始试验研究砷酸的金属盐的可溶性。他的发现导致了至今仍在使用的用氢氧化铁作为砷中毒的解毒药的办法。

  1836年本生继弗里德里希・维勒赴卡塞尔,他在那里任教两年后赴马尔堡大学聘请任教。他的工作为他很快带来了新的名声,但他自己几乎死于砷中毒。在一次试验中一个试验瓶爆裂,一块玻璃屑飞入他的一个眼珠,导致他一眼失明。1841年本生发明了碳电极。这样的碳电极可以在威廉・罗泊特・格鲁夫发明的电池中取代昂贵的铂电极。

  1852年本生赴海德堡继任列奥波德・格麦林的教授位。他使用硝酸成功地利用电解的方法获得了纯的金属如铬、镁、铝、锰、钠、钡、钙和锂。他与亨利・罗斯科合作多年来研究使用氢和氯来制作盐酸的问题。

  1859年本生中断了与罗斯科的合作开始与古斯塔夫・罗伯特・基尔霍夫研究加热的金属的放射光谱。通过光谱分析人们可以在火焰中观测化学物质的典型的谱线。为此本生完善了专门的法拉第发明的汽灯,后来这种汽灯被称为本生灯。

  1860年/61年本生和基尔霍夫在一个泉水中发现了铯和铷。通过他们的研究人们才能够解释太阳光谱中的夫琅和费线,这是现代天文学的一个重要基础。

  2004年本生的助手为他做试验和教课写下的笔记被发现,那位助手的一个后代(现在加利福尼亚州任教授)将这些笔记送给了海德堡大学。

  本生78岁退休后开始研究他一直作为爱好的地理学。1899年在德国海德堡逝世。1811年3月31日,罗伯特·威廉·本生(Robert Wilhelm

  Bunsen,1811一1899)出生在德国的哥廷根。他家是书香门第,父亲查里斯恩·本生是哥廷根大学图书馆馆长、语言学教授,母亲也有很好的文化素养,是一位学识渊博的高级职员的女儿。本生有兄弟四人,他排行第四。本生从小受到良好的教育,小学和中学都是在哥廷根读的,成绩优异,后来转到霍茨明登读大学预科,

  1828年预科毕业后回哥廷根上大学。他在大学学习了化学、物理学、矿物学和数学等课程。他的化学教师是着名化学家斯特罗迈尔,是化学元素镉的发现人。1830年,本生以一篇物理学方面的论文获得了博士学位。

  本生获博士学位以后,因出色的研究工作,得到了一笔补助金,固而使他有可能在1830一1833年步行到欧洲各地游学,他到过法、奥、瑞士等国,遍访化工厂、矿产地和知名实验室,结识了许多知名科学家。这次游学,对他以后的学术研究有很大帮助。

  1833年,本生游学结束,先后担任了哥廷根大学等学校的教师,1843年到布勒斯劳任化学教授,在这里,他结识了物理学家基尔霍夫,此后,二人长期合作研究光谱学。1852年,本生在海德堡任教授,一直从事化学教学和研究。在长期的教学生涯中,本生讲授《普通实验化学》课程,为学生做了许多出色的演示实验,课堂上在自己研制的煤气灯上,他用玻璃管很快就可以制作出所需的仪器,他的这种高超的技巧使他的学生们非常佩服。他研制的实验煤气灯,后来被称为本生灯,一直到现在,许多化学实验室,人们还使用这种灯。此外,他还制成了本生电池、水量热计、蒸气量热计、滤泵和热电堆等实验仪器。

  本生对科学有着广泛的兴趣,他早期研究过有机化学,但过一段时间后,又去专攻无机化学。他一生做的最重要的工作是进行无机分析,他曾分析和鉴定过上千种无机物质,发展了无机分析和测量技术。

  1834年,本生系统地研究了砷酸盐和亚砷酸盐,他发现水合三氧化二铁可以用来作砷中毒的解毒剂,认为三氧化二铁可以与砷结合成亚砷酸铁,形成既不溶于水也不溶于体液的化合物,他的这一发现至今还有使用价值。

  1835一1836年,本生研究了一系列的氰化物,指出亚铁氰化铵、亚铁氰化钾是相同晶型的,还发现了亚铁氰化铵和氯化铵的复盐。

  在有机化学领域,本生研究过二甲砷基化合物,指出二甲砷基是一种含砷的有机化合物。他在1837一1842年间,围绕这一课题,发表了五篇论文。但在1843年,在做二甲砷氰化物的研究时,实验装置发生了爆炸,炸瞎了他的右眼。

  第一个二甲砷基化合物是1760年卡代首先制出的,他把等重量的醋酸钾和氧化砷混和物搅拌蒸馏,得到了一种褐色的稠状物,此物易发烟而有恶臭,但当时人们不知道它的组分。为了解答这个问题,本生对这种物质进行了深入研究,经一系列实验,从中离析出二甲砷基氧(C4H12As2O)。此外,本生还详细地研究了二甲砷基的衍生物,获得了氯、碘、氟等元素的二甲砷基化合物,并用蒸气密度的方法测定了这些物质的分子量,从而得出它们的化学式。他经过研究指出,只须研究一下这类化合物,我们就可从中找出一个不变的组分,它可以用C4H12As2O来表示。构成这个组分的元素,彼此以很强的亲合力化合,在与其他元素化合或分解对,它保持不变,这就是一个有机化合物的基。

  1853年,本生在讲学时指出,二甲砷基的基,应当写成As(CH3)2,因为它存在着两个甲基,这种写法已接近了现代的形式。他甚至还指出,自由二甲砷基的结构式应为As2(CH3)4。到1858年,本生已正确地提出了几乎所有二甲砷基化合物,他的这些研究,为有机结构理论的发展,提供了坚实的实验基础。

  本生还从熔融的氯化物中制出了金属钠和铝,用电解法制出了锂、钡、钙、镭。他甚至提炼出铈、镧等稀土元素,并精确地用自制仪器测定了这些金属的比热。

  1852年到1862年约10年间入本生与罗斯合作研究光化学。他采用等体积的氢和氯在光炽下进行反应。经研究发现,光照射化学物质使之产生反应的情况,与光的波长有关。如单独照射预先放人反应器中的氯气。不会改变其反应的诱导期,当温度在18℃一26℃时,反应只有极小的进展,但如果有氧存在。则氧显示出明显的催化作用。本生和罗斯通过研究,还估计出太阳的辐射能、指出太阳在一分钟内辐射出的光能,等于25×1021立方米的氢气和氯气混和转化为氯化氢所需要的能量。

  着名的本生灯发明于1853年,此灯的温度可达230O℃,且没有颜色,正因为这一点人使他发现了各种化学物质的颜色反应。不同成分的化学物质,在本生灯上的烧时,出现不同的焰色,这一点引起他极大的注意,成了他以后建立光谱分析的机遇。

  本生在他发明的灯上的烧过各种化学物质,他发现,钾盐的烧时为紫色,钠盐黄色,锯盐洋红色,钡盐黄绿色,铜盐蓝绿色。起初,他认为,他的发现会使化学分析极为简单,只要辨别一下它们的烧时的焰色,就可以定性地知道其化学成分。但后来研究发现,事情绝不那样简单,因为在复杂物质中,各种颜色互相掩盖,使人无法辨别,特别是钠的黄色,几乎把所有物质的焰色都掩盖了。本生又试着用滤光镜把各种颜色分开,效果比单纯用肉眼观察好一些,但仍不理想。

  1859年,本生和物理学家基尔霍未开始共同探索通过辨别焰色进行化学分析的方法。他们决定,制造一架能辨别光谱的仪器。他们把一架直筒望远镜和三棱镜连在一起,设法让光线通过狭缝进入三棱镜分光。这就是第一台光谱分析仪。

  “光谱仪”安装好以后,他们就合作系统地分析各种物质,本生在接物镜一边的烧各种化学物质,基尔霍夫在接目镜一边进行观察、鉴别和记录。他们发现用这种方法可以准确地鉴别出各种物质的成分。

  1860年5月10日,本生和基尔霍夫用他们创立的光谱分析方法,在狄克海姆矿泉水中,发现了新元素铯;1861年2月23日,他们在分析云母矿时,又发现了新元素铷。此后,光谱分析法被广泛采用。1861年,英国化学家克鲁克斯用光谱法发现了铊;1863年德国化学家赖希和李希特也是用光谱法发现了新元素铟,以后又发现了镓、钪、锗等。

  本生在化学上建树极多。他研究过火山、气体,制作过本生电池和镁照明材料,1853年,他发明了利用硫酸对游离碘作容量分析的方法:1868年,他创造了用革取的办法分离钯、铑、钌、铱的方法。此外,他还在1875年,对稀土元素阶光谱作了统一研究和描述。晚年,他还制造了一架蒸气量热器,用来测定某些物质的比热。

  最令人惊奇的是,本生和基尔霍夫创造的方法,可以研究太阳及其他恒星的化学成分,为以后天体化学的研究打下了坚实的基础。本生一生获得过许多荣誉。1842年,他被选为伦敦化学会的外国会员,1853年担任德国科学院的通讯院士;18842年,被法国科学院聘为外国会员;1860年,英国皇家学会授予他荣誉奖章;1877年,本生和基尔霍夫共同获得了戴维奖:1890年,本生获得了英国工艺学会的何尔伯奖。本生对荣誉、勋章、奖章很淡漠,他对他的学生和朋友说:“这些荣誉和奖章的价值,全在于它们能使我的母亲感到高兴,可惜,她已经不在人世了。”本生不喜欢政治性的社交,尤其不乐于和显贵们交往,他认为那是浪费时间,1886年,海德尔堡大学举行建校五百周年庆祝活动时,请了许多显贵参加纪念大会,校长和显贵们纷纷致词,许多人对本生的事业进行了赞扬,但本生却睡着了,学生的活动惊醒了他,他说他梦见一试管掉在地上了。

  本生为了事业,终生未娶,有人曾给他介绍女友,他一次也没主动去追求,学生们问他为什么不结婚,他都是说:“我总是没有功夫。”

  本生70岁时,给他的好友与信说:“垂暮之年,来日不多,回忆过去的欢乐,其中最使我快乐的是我们共同进行的研究工作。”

  1899年8月16日,本生与世长辞,享年88岁。本生是在化学史上具有划时代意义的少数化学家之一,他和基尔霍夫发明的光谱分析法,被称为“化学家的神奇眼睛”。

  参 考 资 料1

  罗伯特·威廉·本生 生平简介

  1812年出生于德国的格丁根,是四个兄弟中最年轻的一个。中学毕业后在格丁根大学读化学。19岁获得博士学位,从1830年到1833年他周游西欧。在这段时间里他在吉森结识了弗里德里希·费迪南·龙格和尤斯托斯·冯·李比希,在波恩结识了亚历山大·米切利希。回到德国后他在格丁根大学任教,他开始试验研究砷酸的金属盐的可溶性。他的发现导致了至今仍在使用的用氢氧化铁作为砷中毒的解毒药的办法。

  罗伯特·威廉·本生1836年本生继弗里德里希·维勒赴卡塞尔,他在那里任教两年后赴马尔堡大学聘请任教。他的工作为他很快带来了新的名声,但他自己几乎死于砷中毒。在一次试验中一个试验瓶爆裂,一块玻璃屑飞入他的一个眼珠,导致他一眼失明。1841年本生发明了碳电极。这样的碳电极可以在威廉·罗泊特·格鲁夫发明的电池中取代昂贵的铂电极。

  1852年本生赴海德堡继任列奥波德·格麦林的教授位。他使用硝酸成功地利用电解的方法获得了纯的金属如铬、镁、铝、锰、钠、钡、钙和锂。他与亨利·罗斯科合作多年来研究使用氢和氯来制作盐酸的问题。

  1859年本生中断了与罗斯科的合作开始与古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫研究加热的金属的放射光谱。通过光谱分析人们可以在火焰中观测化学物质的典型的谱线。为此本生完善了专门的法拉第发明的汽灯,后来这种汽灯被称为本生灯。

  1860年/61年本生和基尔霍夫在一个泉水中发现了铯和铷。通过他们的研究人们才能够解释太阳光谱中的夫琅和费线,这是现代天文学的一个重要基础。

  2004年本生的助手为他做试验和教课写下的笔记被发现,那位助手的一个后代(现在加利福尼亚州任教授)将这些笔记送给了海德堡大学。

  本生78岁退休后开始研究他一直作为爱好的地理学。1899年在德国海德堡逝世。

  罗伯特·威廉·本生 气体分析

  本生由于研究了熔矿炉的气体而对气体产生了兴趣的本生,从此就越发苦心地钻研气体分析的方法,几乎终生未曾间断。

  气体分析仪在本生的研究中包括有气体的捕集法、贮藏法、密度测定法、吸收率测定法、扩散速度测定法、燃烧法和爆炸试验法等,还曾把已知的格雷阿姆原理中的气体扩散速度和密度的关系做了进一步的展开。最后并把这些结果综合到一起,于1857年出版了《气体定量法》。这可能是本生的唯一的专着。

  应用这些气体试验法进行气体分析的事例,有对火药爆炸时生成气体的研究,以及火山喷气孔的气体的研究。前者为说明自古以来熟知的爆炸现象提供了根据;后者是在1844年旅行考察意大利达斯卡尼火山地区和1846年到冰岛探险旅行后完成的。在此期间,还进行过火山岩的分析和间歇泉的产生原因等等研究,这些都是在地质化学上很着名的贡献。在大学时代接受斯特罗迈尔的指导时,他受到过冰铝石等矿石分析的锻炼,这是使他成功的一个因素。关于压力对物质熔点的影响,是在他研究间歇泉的产生原因时联想到的发现。

  罗伯特·威廉·本生 本生电池

  本生电池是本生在30岁那年,也就是1841年发明的。从此便开始了一联串的大发现和重要研究。本生电池只是把过去的格罗夫电池的白金阳极改为碳(阴极是用锌),优点是长期电力不减弱,并且经济上便宜。在其它的新电池发明以前,这是最《地球化学》。

  本生使用这种电池进行了水的电解,测定了锌和水的化学当量,证实了法拉第定理,又根据水的电解发明了电量计。

  本生把许多电池接在一起形成高压电流后,通入弧光灯时则生成耀眼的强光(1843年)。实际上,把电应用在照明上确有实际效果的实验,就是从这开始的。

  根据检查弧光灯亮度的需要,本生又创制了光度计(1844年)。其实只是在纸面上滴些油的十分简单的仪器,但是当皇太子弗里德里希亲王看后却惊叹的说:“这真使人大吃一惊,油也成为了不起的东西了。”

  罗伯特·威廉·本生 本生灯

  本生灯本生灯的发明是在1855年,是在本生来到海德堡不久,当时海德堡大学正在新建化学实验室。在此以前,这座城市已经开始供应煤气,本生感到很幸运,于是就开始考虑在新建的实验室里能够用上合适的煤气灯的问题。这种灯应该具有小型、简便、温度高、火焰无色无光等优点,而且当煤气量大时火焰不跳动,量少时又不熄灭,火焰没有缩回倒燃的危险。应当努力满足这些条件。在经过多次失败之后,终于制出了像现在使用那样的煤气灯。现在我们都很习惯了,似乎忘记了它的来之不易。在实验室工作的人们应当时常把它拆解开,仔细检点,对其发明者应该表示敬意。

  本生灯像是由本生新锻造出来的一把名剑,佩带着它的名将将会有更为惊人之艺,在战斗中将能建立更多的功勋。

  本生进一步对这种灯的火焰结构和各部位的性质,进行了分析和研究,测定了它的温度(最高达2300度),并对各部位的用途做出了说明。自从贝采里乌斯以来,一直被认为是化学分析上重要器具之一的吹管,可以认为是已经被淘汰了。因为利用这种本生灯能够轻易地得到氧化焰或还原焰。另外,用这种煤气灯可以测定各种金属或盐类的熔点和挥发速度。而且如果把不挥发性的耐热物质在火焰的高温部位进行强热时则能得到强光。由此,人们能够开始预测到照明工业将会出现一个巨大发展。

  罗伯特·威廉·本生 电解制法

  电解制法本生研究金属的电解制法。经过多次反复,最后找到的方法是先把金属的氯化物熔化后再进行电解。开始时是由氯化镁制镁(1852年),接着连续地制出了铝、钠、钙、钡、锂、铬和锰等。这些金属之中,有的是本生初次分离出来的(如锂等),但多数是戴维或维勒用过去的方法制出过的。不过,以前的旧方法,就其数量来说不但不能满足工业上的需要,就连实验室研究的用量也难以满足。所以,本生提出的新方法确有划时代的意义。同时,这些金属的珍贵性质也一个接着一个地被人们所掌握了。

  最使本生发生兴趣的是镁。它在燃烧时能发出美丽的强光。能够应用在信号或照明等其它方面。另外,由于这种光富有化学作用,也能应用于照像摄影或光线的化学作用的研究上。本生就在这个问题上同他的学生罗斯科合作,开始了光化学的研究。

  他应用电解金属化合物的方法,以后又分离出来很多珍贵的金属,如铯、铷、铈、镧、钕、镨(Didymium)和铟等。测定这些元素原子量的最简便方法,是根据杜隆—培蒂原理从比热值进行计算。但是由于它们都是稀有金属,分析的试样都是极其微量的,如果用过去的方法来测它们的比热将有困难,所以本生就用独创的热量计来解决,也就是所说的冰热量计

  (1870年)。这种简便装置可以先用它称量出冰溶解时的重量,然后再根据冰的溶解热就可算出热量。以后,本生又制出了蒸气热量计(1887年),测定了铂、玻璃和水的比热。这是他这位将近80岁的老化学家所显示出的壮年气概的实验。

  此外,当把本生电池的电流通入量气管中时可迸发出火花。这项实验时常应用在气体分析上,以后又用在稀土类金属元素的光谱分析研究上,并起了很大作用。

  罗伯特·威廉·本生 发现铯和铷

  本生漫画本生和克希荷夫认为,光谱分析法能够测定天体和地球上物质的化学组成,还能够用来发现地壳中含量非常少的新元素。他们首先分析了当时已知元素的光谱,给各种元素做了光谱档案。这就象人的指纹一样,各不相同。考虑到碱金属的谱线格外明亮、灵敏,他们决定寻找新的碱金属元素。1860年他们开始检验各处的海水和矿泉水。当他们取来瑞典丢克海姆一地的矿泉水,将它浓缩,再除去其中的钙、锶、镁、锂的盐,制成母液进行光谱分析时,奇迹出现了——他们将一滴母液滴在本生灯的火焰上时,分光镜中除了有钠、钾、锂的谱线以外,还能看到两条明显的蓝线!当时已知的元素都不会在这个光谱区显现出两条蓝线。因此他们得出结论,其中必然有一种新元素存在。大概属于碱金属。他们将它命名为Cesium(中译名为铯,含义为天蓝色)。”然而除了预言外,他们还没有制得一点纯净的铯或者是铯的化合物。但科学家们还是很快就承认了这个新元素的发现,这在元素发现史上是前所未有的。后来本生处理了几吨矿泉水,终于在1860年11月制得了铂氯酸铯。

  他们知道在一种鳞状云母矿中含有丰富的锂。于是他们将这种矿石制成溶液,加入少量氯化铂,产生了大量沉淀。然后用沸水洗涤这种沉淀,每洗涤一次,都要用分光镜检验一遍。他们发现,随着洗涤次数的增加,从分光镜中观察到的钾的光谱线逐渐变弱,最后终于消失;同时又出现了另外两条深紫色的光谱线,它们的颜色逐渐加深。本生和克希荷夫确信这又是一种新发现的碱金属元素,1861年2月23日他们向柏林科学院报告:“我们又找到了一种碱金属,由于它的深红谱线,我们建议给它取名Rubidium(中译名铷,暗红色的意思)。”

  罗伯特·威廉·本生 实验受伤

  罗伯特·威廉·本生罗伯特·威廉·本生是9位在科学实验中受伤或死亡的人之一。本生最初致力于有机化学研究,不过很快就改变了研究领域。他两度因砷中毒几近死亡。1843年,他因氰化砷爆炸失去了右眼。

  其余八位分别为:加利略、卡尔·威尔海姆·希尔、让·弗朗索瓦·彼拉特·德·洛西埃、亨弗利·戴维爵士、大卫·布鲁斯特、米歇尔·法拉第、伊丽莎白·弗列希曼·阿夏姆、玛丽·斯克罗多斯基·居里。

  罗伯特·威廉·本生 本生事迹

  罗伯特·威廉·本生只埋头热衷于研究工作,在结婚的日子里竟忘记了举行婚礼的时间,并且就那样不了了之。

  有一天,一位友人来访。这位友人似乎很面熟,但究竟是凯库勒呢,还是斯特雷卡呢?怎么也想不起来。在这种场面之下又不好意思请教对方姓名,只好若无其事的开始了谈话。一边谈话一边回忆,认定面前的客人是凯库勒。于是就按着这个认定谈来谈去。在交谈过程中又发现有些出入,此人又好像是斯特雷卡。对,是斯特雷卡!把谈话内容经过适当地调整和改变之后,感到进行得很顺利。但到即将结束谈话时又有些奇怪,察觉到还是凯库勒。自己也感到处理不当,在送别客人时,对自己的错误表示歉意地说:“刚才的谈话让您感到奇怪吧?实际上是一时疏忽而把您当做斯特雷卡了,对不起……。”“不对,先生,我现在仍然是斯特雷卡。”

  本生和基尔霍夫记忆别人的名字,对本生来说是最棘手的事情。本生有一天在实验室里指导学生时,来了一位参观者。这时正在本生身旁的是一位从瑞典来的热心学习的学生,近日来曾受到本生的多方照顾,本应向参观者做一介绍,但本生还是记错了名字。刚说:“这位是……”,因为忘了,只好面对青年人说:“还是请您做自我介绍吧,瑞典话里的“th”的发音我说不好。”青年学生便向着客人说:“我是瑞典来的,名字叫巴尔(Bahr),请多指教。”

  盛传有一位英国化学界名家索普,专程从英国来访问本生的一段传说。他一进本生的房间,面向桌子的本生就转过身来指着沙发说:“请坐,请坐。”当索普拿出介绍函件,并开始介绍本生的英国友人的情况时,可能因为本生离他稍远些,也可能是因为素普的德语不太高明,或者两种可能都存在,总之谈话很难懂,于是本生就站了起来,移动着魁梧的身躯来到沙发旁边,毫不客气地沉甸甸地坐下了。突然觉着好像坐在了什么东西上。原来是把这位英国青年绅士的新帽子压在底下了。

  罗伯特·威廉·本生 评论

  罗斯科悼念本生时说:“作为一个科学家,本生是伟大的;作为一个导师,他更伟大;作为一个人和一个朋友,他是最伟大的。”

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  参 考 资 料2

  本生

  2008年11月23日

  发明光谱分析法的本生  Robert Wilhelm Bunsen 1811一1899

  1811年3月31日,罗伯特·威廉·本生出生在德国的哥廷根。他家是书香门第,父亲查里斯恩·本生是哥廷根大学图书馆馆长、语言学教授,母亲也有很好的文化素养,是一位学识渊博的高级职员的女儿。本生有兄弟四人,他排行第四。本生从小受到良好的教育,小学和中学都是在哥廷根读的,成绩优异,后来转到霍茨明登读大学预科,

  1828年预科毕业后回哥廷根上大学。他在大学学习了化学、物理学、矿物学和数学等课程。他的化学教师是着名化学家斯特罗迈尔,是化学元素镉的发现人。1830年,本生以一篇物理学方面的论文获得了博士学位。

  本生获博士学位以后,因出色的研究工作,得到了一笔补助金,固而使他有可能在1830一1833年步行到欧洲各地游学,他到过法、奥、瑞士等国,遍访化工厂、矿产地和知名实验室,结识了许多知名科学家。这次游学,对他以后的学术研究有很大帮助。

  1833年,本生游学结束,先后担任了哥廷根大学等学校的教师,1843年到布勒斯劳任化学教授,在这里,他结识了物理学家基尔霍夫,此后,二人长期合作研究光谱学。1852年,本生在海德堡任教授,一直从事化学教学和研究。

  在长期的教学生涯中,本生讲授《普通实验化学》课程,为学生做了许多出色的演示实验,课堂上在自己研制的煤气灯上,他用玻璃管很快就可以制作出所需的仪器,他的这种高超的技巧使他的学生们非常佩服。他研制的实验煤气灯,后来被称为本生灯,一直到现在,许多化学实验室,人们还使用这种灯。此外,他还制成了本生电池、水量热计、蒸气量热计、滤泵和热电堆等实验仪器。

  本生对科学有着广泛的兴趣,他早期研究过有机化学,但过一段时间后,又去专攻无机化学。他一生做的最重要的工作是进行无机分析,他曾分析和鉴定过上千种无机物质,发展了无机分析和测量技术。

  1834年,本生系统地研究了砷酸盐和亚砷酸盐,他发现水合三氧化二铁可以用来作砷中毒的解毒剂,认为三氧化二铁可以与砷结合成亚砷酸铁,形成既不溶于水也不溶于体液的化合物,他的这一发现,”至今还有使用价值。

  1835一1836年,本生研究了一系列的氰化物,指出亚铁氰化铵、亚铁氰化钾是相同晶型的,还发现了亚铁氰化铵和氯化铵的复盐。

  在有机化学领域,本生研究过二甲砷基化合物,指出二甲砷基是一种含砷的有机化合物。他在1837一1842年间,围绕这一课题,发表了五篇论文。但在1843年,在做二甲砷氰化物的研究时,实验装置发生了爆炸,炸瞎了他的右眼。

  第一个二甲砷基化合物是1760年卡代首先制出的,他把等重量的醋酸钾和氧化砷混和物搅拌蒸馏,得到了一种褐色的稠状物,此物易发烟而有恶臭,但当时人们不知道它的组分。为了解答这个问题,本生对这种物质进行了深入研究,经一系列实验,从中离析出二甲砷基氧(C4H12As2O)。此外,本生还详细地研究了二甲砷基的衍生物,获得了氯、碘、氟等元素的二甲砷基化合物,并用蒸气密度的方法测定了这些物质的分子量,从而得出它们的化学式。他经过研究指出,只须研究一下这类化合物,我们就可从中找出一个不变的组分,它可以用C4H12As2O来表示。构成这个组分的元素,彼此以很强的亲合力化合乡在与其他元素化合或分解对,它保持不变,这就是一个有机化合物的基。

  1853年,本生在讲学时指出,二甲砷基的基,应当写成As(

  CH3)2,因为它存在着两个甲基,这种写法已接近了现代的形式。他甚至还指出,自由二甲砷基的结构式应为As2(

  CH3)4。到1858年,本生已正确地提出了几乎所有二甲砷基化合物,他的这些研究,为有机结构理论的发展,提供了坚实的实验基础。

  本生还从熔融的氯化物中制出了金属钠和铝,用电解法制出了锂、钡、钙、镭。他甚至提炼出铈、镧等稀土元素,并精确地用自制仪器测定了这些金属的比热。

  1852年到1862年约10年间入本生与罗斯合作研究光化学。他采用等体积的氢和氯在光炽下进行反应。经研究发现,光照射化学物质使之产生反应的情况,与光的波长有关。如单独照射预先放入反应器中的氯气。不会改变其反应的诱导期,当温度在18°C一26°C时,反应只有极小的进展,但如果有氧存在。则氧显示出明显的催化作用。本生和罗斯通过研究,还估计出太阳的辐射能、指出太阳在一分钟内辐射出的光能,等于25X10^21立方米的氢气和氯气混和转化为氯化氢所需要的能量。

  着名的本生灯发明于1853年,此灯的温度可达230O℃,且没有颜色,正因为这一点才使他发现了各种化学物质的颜色反应。不同成分的化学物质,在本生灯上的烧时,出现不同的焰色,这一点引起他极大的注意,成了他以后建立光谱分析的机遇。

  本生在他发明的灯上的烧过各种化学物质,他发现,钾盐灼烧时为紫色,钠盐黄色,锶盐洋红色,钡盐黄绿色,铜盐蓝绿色,钙盐砖红色。起初,他认为,他的发现会使化学分析极为简单,只要辨别一下它们的烧时的焰色,就可以定性地知道其化学成分。但后来研究发现,事情绝不那样简单,因为在复杂物质中,各种颜色互相掩盖,使人无法辨别,特别是钠的黄色,几乎把所有物质的焰色都掩盖了。本生又试着用滤光镜把各种颜色分开,效果比单纯用肉眼观察好一些,但仍不理想。

  1859年,本生和物理学家基尔霍未开始共同探索通过辨别焰色进行化学分析的方法。他们决定,制造一架能辨别光谱的仪器。他们把一架直筒望远镜和三棱镜连在一起,设法让光线通过狭缝进入三棱镜分光。这就是第一台光谱分析仪。

  “光谱仪”安装好以后,他们就合作系统地分析各种物质,本生在接物镜一边的烧各种化学物质,基尔霍夫在接目镜一边进行观察、鉴别和记录。他们发现用这种方法可以准确地鉴别出各种物质的成分。

  1860年5月10日,本生和基尔霍夫用他们创立的光谱分析方法,在狄克海姆矿泉水中,发现了新元素铯;1861年2月23日,他们在分析云母矿时,又发现了新元素铷。此后,光谱分析法被广泛采用。1861年,英国化学家克鲁克斯用光谱法发现了铊;1863年德国化学家赖希和李希特也是用光谱法发现了新元素铟,以后又发现了镓、钪、锗等。

  本生在化学上建树极多。他研究过火山、气体,制作过本生电池和镁照明材料,1853年,他发明了利用硫酸对游离碘作容量分析的方法:1868年,他创造了用革取的办法分离钯、铑、钌、铱的方法。此外,他还在1875年,对稀土元素阶光谱作了统一研究和描述。晚年,他还制造了一架蒸气量热器,用来测定某些物质的比热。

  最令人惊奇的是,本生和基尔霍夫创造的方法,可以研究太阳及其他恒星的化学成分,为以后天体化学的研究打下了坚实的基础。本生一生获得过许多荣誉。1842年,他被选为伦敦化学会的外国会员,1853年担任德国科学院的通讯院士;18842年,被法国科学院聘为外国会员;1860年,英国皇家学会授予他荣誉奖章;1877年,本生和基尔霍夫共同获得了戴维奖:1890年,本生获得了英国工艺学会的何尔伯奖。本生对荣誉、勋章、奖章很淡漠,他对他的学生和朋友说:“这些荣誉和奖章的价值,全在于它们能使我的母亲感到高兴,可惜,她已经不在人世了。”本生不喜欢政治性的社交,尤其不乐于和显贵们交往,他认为那是浪费时间,1886年,海德尔堡大学举行建校五百周年庆祝活动时,请了许多显贵参加纪念大会,校长和显贵们纷纷致词,许多人对本生的事业进行了赞扬,但本生却睡着了,学生的活动惊醒了他,他说他梦见一试管掉在地上了。

  本生为了事业,终生未娶,有人曾给他介绍女友,他一次也没主动去追求,学生们问他为什么不结婚,他都是说:“我总是没有功夫。”

  本生70岁时,给他的好友与信说:“垂暮之年,来日不多,回忆过去的欢乐,其中最使我快乐的是我们共同进行的研究工作。”

  1899年8月16日,本生与世长辞,享年88岁。本生是在化学史上具有划时代意义的少数化学家之一,他和基尔霍夫发明的光谱分析法,被称为“化学家的神奇眼睛”。

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