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调到自己的身边——邻苯二甲酸酐生产车间。
波施在这里首次接触到了工业化学。
人工合成靛蓝需要的全部原料都是在工厂里生产出来的。合成邻苯二甲
酸酐所需要的硫酸在这里是利用克尼契博士发明的新方法,即接触法生产
的。在接触室里,二氧化硫在铂催化剂的作用下,被氧化成硫酸酐。萘氧化
成邻苯二甲酸酐的过程也是利用金属汞作催化剂才得以实现的。这种氧化方
法是由奥汉查培尔博士提出的。
克尼契博士——这位在公司里被大家称为“红似火的首脑”的人确是一
位名副其实的化工天才。他毕业于萨尔廷堡工学院,对金属工艺学和化学的
钻研尤为深透。因此,他能够创造出规模如此庞大的接触设备和热交换装置,
为工业提供了又一种新颖方法,这也绝非偶然的。
在较短的时间里,波施对工艺过程的各个细微奥妙之处都进行了学习、
探讨。同时他还了解了作为难题的“症结”所在,并且进一步认真地思考克
服这些难关的种种办法。他的一项内容重要、言之成理的建议立刻改变了他
在公司中的地位。
事情的发生完全出乎人们的意料之外。有一天波施接到通知,叫他到克
尼契博士的办公室里去一下。看样子克尼契正因为某件事显得情绪特别激
动。他稍稍点了一下头,就径直地转入正题。
“我刚从经理处来,波施博士。经理那儿来了一位威廉·奥斯特瓦尔德
教授。您不是在莱比锡上过学吗,您认识他吧?”
“我多少知道一点。我当时在第一化学实验室工作,而奥斯特瓦尔德教
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授领导的是第二化学实验室。他主要从事催化方面的研究。”
“我正是为此才请您来的,奥斯特瓦尔德教授研究出一种用氮和氢经催
化作用直接合成氨的方法。”在研究催化过程方面,奥斯特瓦尔德的确取得
了更大成就。他与部里的人交谈时偶尔得知,硝石问题是德国的一个重大问
题。智利硝石价格昂贵,供应缺乏保证,而且硝石又是战略原料,是制造炸
药的必需品,因此必须开办工厂,在国内生产硝石。
用空气制取氮的设想早已变成现实,可是怎样用游离氮来制取硝石呢?
这就要求首先研究出一种能使氮、氢化合的催化方法。
全面的研究开始了。一方面,要掌握合适的条件和催化剂,通过最简便
的、最经济的氮氢合成法来制取氨。另一方面,还要研究有无可能把氨氧化
成一氧化氮。有了一氧化氮,制取硝酸和硝石就好办多了。因此,任务集中
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�