亨利·路易·勒夏特列
生平
勒夏特列的外祖父是個建筑師,對改進(jìn)水泥的性能有很大興趣。勒夏特列的父親路易·勒夏特列是法國化學(xué)家、礦冶工程師,曾發(fā)展了從鋁土礦中生產(chǎn)鋁的工業(yè)過程,當(dāng)過法國礦務(wù)總監(jiān)。還領(lǐng)導(dǎo)過在法國、西班牙和奧地利修建鐵路,大力推進(jìn)鐵路運輸?shù)陌l(fā)展。勒夏特列有一個姐姐瑪麗和四個弟弟路易(1853–1928),阿爾弗雷德(1855–1929), 喬治(1857–1935),安德烈(1861–1929)。母親家教嚴(yán)格,勒夏特列小時候必須按時起床、完成功課和任務(wù)、吃光盤子里所有的食物。這影響他一生都嚴(yán)格遵守法律和規(guī)范。勒夏特列的父親對他們影響非常深,勒夏特列還記得,著名化學(xué)家米歇爾·歐仁·謝弗勒爾(發(fā)現(xiàn)肌酸)和讓-巴蒂斯特·杜馬曾到他家作客,激起了他科技的熱情。后來勒夏特列五兄弟全都選擇了科學(xué)技術(shù)的職業(yè)。
1869年勒夏特列從霍林學(xué)院(英語:Collège-lycée Jacques-Decour)畢業(yè)后,進(jìn)入巴黎綜合理工學(xué)院學(xué)習(xí)。1870年9月普法戰(zhàn)爭中止了他的學(xué)習(xí),跟其他該校的學(xué)生一樣,勒夏特列被授予少尉(second lieutenant)軍銜,后參加巴黎保衛(wèi)戰(zhàn)。戰(zhàn)后的1871年勒夏特列退役歸來,進(jìn)入國立巴黎高等礦業(yè)學(xué)校專修礦冶工程學(xué)。課余時間還會去索邦大學(xué)和法蘭西公學(xué)院聽課,還常和父親一起拜訪化學(xué)家亨利 ·愛丁·圣克萊爾·德維爾的實驗室,受到他的影響。從礦業(yè)學(xué)院畢業(yè)后,他被派往阿爾及利亞執(zhí)行任務(wù),回國后他到貝桑松擔(dān)任礦業(yè)工程師。
勒夏特列共有7個孩子,4個女孩3個男孩,其中有5個從事科學(xué)研究,有2個孩子先于勒夏特列去世。
職業(yè)生涯
1877年巴黎高等礦業(yè)學(xué)校邀請他當(dāng)化學(xué)教授,籌建礦業(yè)學(xué)院的化學(xué)課程。勒夏特列感到很突然,因為他并沒有做化學(xué)研究的打算,對教學(xué)和研究興趣不大,在此前僅發(fā)表過幾篇冶金學(xué)方面和地學(xué)方面的論文。這一事件,可能是由于勒夏特列在畢業(yè)考試中化學(xué)考試的成績特別優(yōu)秀,也可能是注重實際的院領(lǐng)導(dǎo)寧愿聘任一名有較多實踐經(jīng)驗的非化學(xué)專業(yè)的人來當(dāng)化學(xué)教授。勒夏特列為研究方向征詢了德維爾的意見,德維爾說值得研究的方面太多,讓他隨意選一個。勒夏特列選擇了他有過一些了解的混凝土和砂漿研究。他合成了水泥的主要組分硅酸二鈣和硅酸三鈣,對其和水的作用進(jìn)行了研究。1887年勒夏特列完成了博士論文《砂漿組成的實驗研究》。
為精確測定混凝土的水合溫度和預(yù)防當(dāng)時頻發(fā)的礦山爆炸,他對熱電偶進(jìn)行了改進(jìn),提出熱電偶的一根用鉑,另一根用90%的鉑和10%的銠的合金制成,兩端用導(dǎo)線相接。一端受熱時,即有一微弱電流通過導(dǎo)線,電流強(qiáng)度與溫度成正比。他還利用剛發(fā)現(xiàn)的熱體表面輻射和表面溫度的關(guān)系—斯特藩-玻爾茲曼定律,發(fā)明了一種測量高溫的光學(xué)高溫計,可順利地測定3000℃以上的高溫。為研究混凝土發(fā)生各種反應(yīng)時的熱效應(yīng),他研究了化學(xué)熱力學(xué),總結(jié)出了著名的勒夏特列原理。
1895年他對乙炔進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)氧氣和乙炔混合物的火焰溫度可以超過當(dāng)時已知的任何火焰溫度,這促使工業(yè)界發(fā)明了氧炔焰發(fā)生器,迄今還用于金屬的切割和焊接。1898年勒夏特列擔(dān)任了法蘭西公學(xué)院的無機(jī)化學(xué)教授,隨后戰(zhàn)勝另一位法國化學(xué)家Schützenberger當(dāng)選了無機(jī)化學(xué)系主任。之后的一段時間,他參與了對鐵相變的研究,試圖應(yīng)用勒夏特列原理來解釋。此時他注意到了美國物理化學(xué)家吉布斯的著作,將其翻譯成法語,使得法國科學(xué)界了解了吉布斯的成果,使用相圖等工具來解釋鐵碳合金的組成問題。1904年他創(chuàng)立了《冶金評論》(La revue de métallurgie),目的是讓法國冶金的重要工作有個學(xué)術(shù)交流的平臺,后成為冶金領(lǐng)域的核心刊物。
1901年勒夏特列試圖在600?C、200atm、金屬鐵存在的條件下混合氮氣和氫氣制取氨?;旌蠚怏w用空氣壓縮機(jī)充入到鋼制的貝托洛反應(yīng)釜,用鉑制螺旋絲將混合氣體和還原性的鐵催化劑加熱。該體系發(fā)生爆炸,幾乎使一名助手喪命。后來勒夏特列發(fā)現(xiàn)爆炸緣于設(shè)備之中的空氣。許多著名的法國化學(xué)家如泰納,德維爾乃至貝托洛自己都在這項工作中體驗了失敗。不到5年之后,弗里茨·哈伯提出了哈柏法,成功實現(xiàn)了商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)氨,并承認(rèn)和感謝勒夏特列的失敗的嘗試加速了他們的研究。在勒夏特列生命接近終點的時候他寫到:“我讓合成氨的發(fā)現(xiàn)從我手邊溜走了。這是我科研生涯中最大的疏忽?!?/span>
1907年勒夏特列到索邦大學(xué)任教,接任同年去世的亨利·莫瓦桑任無機(jī)化學(xué)系主任。此事引起軒然大波,因為巴黎大學(xué)理學(xué)院的教師們鄙視工程師,無理地提出勒夏特列應(yīng)聘的條件是先辭去礦業(yè)學(xué)院的職位。若此事發(fā)生在別人身上,不加理睬就完事了,可是勒夏特列卻公開迎戰(zhàn)。校長支持了他,并預(yù)言“不管他的背景如何,他將給巴黎大學(xué)帶來榮譽”。事實完全證實了校長的預(yù)言。勒夏特列是一位鼓舞人心的教師:他備課細(xì)致入微,講課時做大量演示實驗,吸引了300多人來聽課。他指導(dǎo)的研究生超過一打,卻從來不在學(xué)生做的發(fā)表物上署名,盡管他是這些研究的主要貢獻(xiàn)者。
在巴黎大學(xué),勒夏特列講授的課程有:
燃燒現(xiàn)象(1898)
化學(xué)平衡、高溫測量和離解現(xiàn)象(1898-1899)
合金的性質(zhì)(1899-1900)
鐵合金(1900-1901)
分析化學(xué)的一般方法(1901-1902)
分析化學(xué)的一般定律(1901-1902)
二氧化硅和它有關(guān)的化合物(1905-1906)
金屬和合金的性質(zhì)(1907)
經(jīng)歷四次失敗競選后,勒夏特列于1907年入選法國科學(xué)院,同年入選瑞典皇家科學(xué)院。1907年還兼任法國礦業(yè)部長。1913年當(dāng)選英國皇家學(xué)會外籍會員,1916年獲得戴維獎?wù)?。第一次世界大?zhàn)中他為法國武裝部工作。1919年退休,不再擔(dān)任教授。
勒夏特列在晚年仍很忙碌,但也很幸福。1936年,勒夏特列跟他的妻子一起度過了結(jié)婚60周年紀(jì)念。他們有7個子女,34個孫子孫女,6個曾孫。1936年9月17日,勒夏特列帶著對未來社會的美好愿望,于伊澤爾離開了人間。他在一篇文章里這樣寫道:我希望,我們不要過于欺騙我們自己,如果人類值得繼續(xù)慶幸在19世紀(jì)發(fā)展了實驗科學(xué)和大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn),到20世紀(jì)里,應(yīng)當(dāng)為理解社會問題和公正的愛做出杰出貢獻(xiàn)。
政治活動
當(dāng)時的科學(xué)家和工程師對工業(yè)都有著科學(xué)的理想觀點。在《冶金評論》(La revue de métallurgie)第一卷,勒夏特列就討論了弗里德里克·溫斯洛·泰勒的科學(xué)管理理論,并于1928年發(fā)表了關(guān)于科學(xué)管理理論體系的“泰勒制”的著作,把泰勒革命性的工業(yè)管理模式介紹給法國工業(yè)界。
勒夏特列是政治保守派,1934年,他在布魯塞爾《國際經(jīng)濟(jì)評論》雜志上發(fā)表了關(guān)于法國每周40小時工作相關(guān)法律的論點。然而,盡管他持有某些反議會的觀點,他與那些極端和激進(jìn)運動保持距離。
榮譽
勒夏特列曾獲得法國榮譽軍團(tuán)勛章,級別分別為“騎士”(1887)“軍官”(1908)“司令”(1919)和“大軍官”(1927)
參考文獻(xiàn)
"Henri Le Chatelier: His Publications," Ceram. Abs., 16, (Oct., 1937)
the last book by Henry Le Chatelier “De la Methode dans les Sciences Expkimentales," published in 1936, pp. 73–76
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