空氣中的“隱身人”氮氣被發(fā)現(xiàn)了，使人們對空氣組成的認(rèn)識大大前進了一步�？伤直豢闯墒�“不能維持生命”的東西，這實在又有點冤枉。你想想，構(gòu)成生命的蛋白質(zhì)，除了含碳、氫、氧外，一般都含16.5％的氮元素。沒有氮就沒有蛋白質(zhì)，又怎能談得上生命呢？可空氣中的“隱身人”氮氣被發(fā)現(xiàn)了，使人們對空氣組成的認(rèn)識大大前進了一步�？伤直豢闯墒�“不能維持生命”的東西，這實在又有點冤枉。你想想，構(gòu)成生命的蛋白質(zhì)，除了含碳、氫、氧外，一般都含16.5％的氮元素。沒有氮就沒有蛋白質(zhì)，又怎能談得上生命呢？可在19世紀(jì)40年代以前，還沒有人知道這以點。
1840年，杰出的德國化學(xué)家李比希發(fā)現(xiàn)，氮元素是動植物生命所必需的元素；植物每年從土壤中帶走大量氮素，使歐洲的土地正在一年年貧瘠下去。怎么辦呢？為了解決這一問題，李比希親自從南美洲的智利運來了硝石�？墒�，他的作法并役有得到人們的支持，誰也不愿意花錢買“石頭”撒到地里。因此，第一批運來的硝石只好倒入海中。難道土壤里的氮不需要補充？不是的！事實教訓(xùn)了人們，要奪高產(chǎn)必須施用氮肥。于是，硝石又成了搶手貨。
“空氣中不是有很多氮氣嗎，怎么會發(fā)生‘氮荒’呢？”使用了一段硝石后，人們又把注意力轉(zhuǎn)向空氣里的氮。
的確，空氣里含有大量的氮，其總量為4×1015噸，也就是說，每平方公里地面的上空就有1000萬噸氮。但遺憾的是，除了有根瘤的植物外，絕大多數(shù)植物無法直接吸收利用氮氣。于是，把氮氣變成可被植物直接吸收利用的氮的“攻堅戰(zhàn)”開始了。
人們很快把目標(biāo)集中到氮氣和氫氣的反應(yīng)上。1900年，法國化學(xué)家勒•夏特里根據(jù)理論推算，認(rèn)為這一反應(yīng)能在高溫下進行，但在實驗中，發(fā)生了爆炸，便草率地停止了這種“冒險”行為。德國化學(xué)家能斯特雖注意到氮氣、氫氣反應(yīng)能生成氨氣，但通過計算，又認(rèn)為這個反應(yīng)沒有多大前途，使氨的合成反應(yīng)又遭夭折。
德國化學(xué)家哈伯和他的學(xué)生卻是氨合成反應(yīng)的執(zhí)著探索者。經(jīng)過艱苦的試驗和復(fù)雜的計算他們發(fā)現(xiàn)，在175～200個大氣壓和500～600℃時，氮氣和氫氣反應(yīng)，可獲得濃度高于60%的氨；鋨和鈉對這一反應(yīng)有較好的催化活性。
德國巴登苯胺和蘇打公司對哈伯的研究工作十分感興趣，決心不惜耗巨資并投入強大的技術(shù)力量，將這個研究成果付諸于工業(yè)生產(chǎn)�；瘜W(xué)工程專家波施受命繼續(xù)試驗。他花了整整5年時間，經(jīng)過20000多次嘗試，終于找到更有效的催化劑——含有鎂、鋁促進劑的鐵。
氨的工業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)了。但人們并不甘心花費這么高的代價。在這一點上，人們是多么羨慕根瘤菌啊，它們在常溫、常壓極其溫和的條件下，就能把空氣里的氮氣變成氨！
十幾年前，英國著名生物化學(xué)家瓦丁頓博士曾對他的老朋友——瑞典斯德哥爾摩微生物應(yīng)用技術(shù)研究所海登博士，半開玩笑地說：“如果我有幸遇到一位有求必應(yīng)的仙女，我將以全人類的名義向她祈求利用生物酶合成日前難以合成的化合物，也能像大豆的根瘤那樣，以取之不盡、用之不竭的空氣為原料，源源不斷地生產(chǎn)出可以作為肥料和化工原料的合成氨。”顯然，他的“玩笑”一旦實現(xiàn)，整個“氮肥世界”就會發(fā)生一場劃時代的革命。目前，化學(xué)家和生物學(xué)家們正在攜手合作，尋找“人工模擬固氮”的方法，但困難畢竟不小。
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