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在两个主要问题上,一是制氨,二是制硝酸。
合成氨的研究工作进行得相当缓慢,而把氨氧化成硝酸的问题却解决得
非常成功。主要实验都是哈里,也就是埃贝哈德·鲍尔博士负责进行的。他
后来成了奥斯特瓦尔德的女婿。鲍尔博士在短时期内顺利完成了使氨发生氧
化的研究工作。在进行最初几次实验时,就发现可用铂铱合金作为催化剂。
后来在“法本工业康采恩”的协助下,把氨氧化成一氧化氮的接触法开始用
于工业生产。
克尼契讲到这儿,稍停顿了一下,接着说:“为出售这项方法的转让权,
他要公司付给他100万马克。这可是一笔高得出奇的巨款,不过经理处倒是
准备买下来,如果这个方法是可靠的话。化合态的氮对于我们来说,就如同
空气一样地必需。为此,我们德国每年不得不进口几十万吨的智利硝石。如
果我们把合成氨搞成功了。那么,我们不仅能够满足我国农业所需要的硝石,
而且还可以把自己的硝石外运出口。波施博士,这可是几百万,甚至几千万
马克的收入啊!”
卡尔·波施彬彬有理地听完克尼契的谈话,但是他弄不清克尼契安排这
次谈话的目的何在。
“经理处委托我验证一下奥斯特瓦尔德教授的方法,”克尼契接着说,
“我现在想把这个任务交给您去完成。您认为什么地方合适,就在什么地方
干,在实验室或者工厂都行。”
波施由于心情激动,脸颊泛起了红晕,时机到底等来了!这个建议证明
领导承认他是有才能的。现在,他应当不惜任何代价地努力完成任务,以便
不辜负大家对他的期望。
设计实验装置对他来说毫不困难。无论是在车床上或者是在吹玻璃的煤
气灯上,他都能操作自如。最初的一套装置结构比较简单粗糙,但是各项基
本条件都符合要求。为了保证气体进入的流速均匀,波施利用自行车的打气
筒输气。装在玻璃管里面的螺旋铁丝,从外面用若干煤气灯对它加热。这个
螺旋丝是个极好的催化剂,它可以把氮氨分解成氮和氢,可是如果让氮和氢
的混合气体从它的上面通过,却得不到氨。不论实验结果是否令人宽慰,反
正得把结果向经理处汇报。
奥斯特瓦尔德教授在得知波施的实验失败之后,亲自跟他谈话,并就合
成氨的有关问题做了某些说明和解释,他确有把握地认为,在波施做实验的
过程中,肯定有什么地方出了差错。
“波施博士,有一点我请您注意,这个过程可是一个平衡的过程,”奥
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斯特瓦尔德说道,“往装有催化剂的管子里通进去气体之后,在所得到的气
体混合物里,氨的含量为6%。”
“这与通入气体的速度有关系,”波施打断了他的话这样说道,“当气
体的流速不大时,氨几乎全部分解为氮气和氢气,如果我们在同样的催化剂
的上面通入氮、氢的混合气体,则不会有氨生成。”
“您在实验里用的是什么样螺旋丝啊?”
“就是用铁本身做成的螺旋丝,这正是按您的建议做的,奥斯特瓦尔德
先生”。
“可是用我做的螺旋丝,过程却进行得很正常嘛!”奥斯特瓦尔德用一
种怀疑和不信任的目光瞧着波施。
他紧接着就去找经理去了:
“贵厂十分轻率地就相信了一个没有什么经验的人所做的实验结果。我
本想亲自把他的实验全部检查一遍,可惜我又没有时间。您如果认为我的建
议是不能接受的,我可以放弃我的建议,我再到别处推荐去。不过为了避免
误解,我准备再把我做的螺旋丝给您寄来,您不妨用我的螺旋丝试试,把实
验再重复一遍怎么样?”
从莱比锡寄来的螺旋丝收到了。一开始,用它做实验,得到的结果是对
头的,即正结果,但是经过几次实验之后,它又不起作用了。对经理处来说,
问题已经解决。但是波施的心情却一直无法平静下来。难道像奥斯特瓦尔德
这样杰出的科学家也会弄错了吗?是不是因为他们忽略了某个细节,结果导
致失败呢?
一连好几天,波施坐在图书馆里流连忘返。他细心地查阅一切有关氨的
分解和铁在氨里、氮里以及其他气体中的性质的书刊和文章。他把查出的大
量事实做了比较和系统地归纳之后,终于弄清了应当如何正确地解释奥斯特
瓦尔德的实验结果。卡尔赶紧去找克尼契博士,以便把自己的想法告诉给他。
“奥斯特瓦尔德先后用的是同一根螺旋丝,”波施说,“他先在它上面
通过去的是氨,然后通过去的是氮和氢的混合气体。高温下在氮气的介质中
铁生成了氮化物,后者在受到氮氢混合物中氢气的作用后,便发生分解,于
是又产生出氨气来。这正是我们多次失败的原因所在呀!”
“据我所知,铁在氮气介质里加热也能生成氮化物。”克尼契博士说。
“这正是我的想法的另一个方面,也是我准备跟您交换的一点意见。我
们能否找到一种条件,使金属粉末变成氮化物,再用氢气处理金属氮化物而
生成氨。”
“您完全有条件通过实践去验证您的上述设想,波施博士。经理处给您
提供完全的行动自由。我们准备把邻苯二甲酸酐车间所属的实验室拨出一个
归您支配。在那里的地下室内有一个小工厂也可以归您自己使用,另外在最
近我们还要给您几名助手支援您的研究工作,以便能取得更大成绩。”
波施听后十分激动,克尼契博士接着又说道:
“布隆克经理(德国有机化学家,研究过染料的合成和染料性能方面的
问题。布隆克还是一位有名的化学史专家,他曾撰写过靛蓝的制造史)认为
您应当研究一下硝酸制法的改进问题。目前使用的这个方法最早是由毕凯兰
和艾德二人提出的。这里有许多问题极需解决。譬如降低电能消耗问题;增
加氮氧化物的产量问题;提高氮氧化物被吸收的程度问题等等,您可以看出,
主要的问题是如何把空气中的氮固定成化合态。”
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展现在波施眼前的是一幅无限广阔的发展前景。公司已为他运用自己的
理论知识和实践经验、为他在科学思想上实现突飞猛进的志愿提供了条件。
而克朗茨师傅则是他了不起的好助手。波施在研究工作上的最大特点就在于
高度的精确性,而在化学仪器装置的设计中,最重要的一项要求也正是精确
性。
除了在实验室里进行各种实验之外,波施同时还为建造更加完善的新装
置、新设备多方奔走,四处张罗,他正是从这两个方面继续进行自己的科学
探索。他们还实现了把氮固定成氨的其它几种工业方法。其中有一种是生成
氮化物中间体的方法,关于此法,他已和克尼契博士谈过。还有一种可能的
方法——氰氨化物合成法,事实证明此法也很可靠,只不过从氰氨化钙里制
取氨,需要的成本极高,因此,氰氨化物合成法不可能用于大规模的工业生
产。
波施连一分钟的空闲都没有。原来,他身兼数职。他必须到安装着生产
硝酸的设备那里去,以便详细观察反应进行的情况;他又得到克朗茨师傅的
小工厂里去,亲自核对每部分的新图线;此外,他还需要去实验室看看,因
为那里正在实验各种方案。他提出不少新办法,既比较可行,且经济效益较
好。
每当他感觉到精力快要不支的时候,他就找来几个铁盒子,带着抄网和
小铲子,骑上自行车,直奔城外——到墨尔汉姆附近的沼泽地去,或者是来
到莱茵河的岸边,采集各种甲虫,蜗牛或者各类水生昆虫等等,作为他尚未
收藏齐全的动物标本。这项活动使他身心感到舒畅愉快,疲劳顿时消失,他
又重新充满了活力。有时候,波施到他的朋友们的宿舍里去串门。大家欢快
地说到深夜,可是第二天清早他必定准时到公司上班。
时间悄悄地流逝着。直到返回故乡过圣诞节的时候,波施才发现年复一
年过得太快了。他真的看到了这一点:母亲头上布满斑斑白发,小妹妹鲍拉
长得那样高大——她如今已不是过去那个令人发笑的小女孩,竟变成一位端
庄匀称、美丽可爱的大姑娘了。他的女友艾丽莎的变化更是令人惊讶。她本
来是个翘鼻子的小学生,那时候卡尔扯着她那一对小辫子,手上还拿黑色的
大甲虫吓唬她呢!
现在,跟妹妹一起走进来的艾丽莎完全变了模样,仿佛换了个人,一个
文雅、体面和充满自尊的漂亮小姐。艾丽莎是一位具有独立性格的、坚毅果
敢的姑娘。她弄到一辆自行车,于是就放心大胆、无忧无虑地在科隆大街上
骑着车到处转,根本不留意过路的人投向她的愤懑的目光。“一个姑娘居然
还骑自行车?这成何体统!”——端庄持重的夫人、太太们愤忿地议论道。
然而,大家不久对此就都习惯了,而且胆子大一点的姑娘甚至也骑车上街,
效仿起艾丽莎来。
自从和艾丽莎这次相见以后,波施常常到科隆来,他俩一起骑着自行车
到城外去玩,举行自行车竞赛,采集动物标本。
波施每次由科隆返回路易港的时候,总感到和艾丽莎还没有呆够。艾丽
莎不仅喜欢听他讲述研究工作中的种种趣闻轶事,