Фриц Габер

Биография

Немецкий химик Фриц Габер родился в г. Бреслау (ныне г. Вроцлав, Польша) и был единственным сыном Зигфрида Габера и его первой жены, его кузины Паулы Габер, которая умерла во время родов. Когда мальчику было девять лет, его отец, процветающий торговец красителями, женился на Хедвиге Гамбургер, от которой имел трех дочерей. Если отец был суров и холоден к сыну, то с мачехой у Г. сложились теплые отношения После окончания местной начальной школы Г. поступил в Бреславскую гимназию св. Елизаветы, где у него зародилась любовь к литературе, особенно к произведениям Гете. Мальчиком ему нравилось сочинять стихи, и он лелеял надежду стать актером, но в конце концов химия захватила его целиком.

В 1886 г. Г. поступил в Берлинский университет для изучения химии, но после первого семестра перешел в Гейдельбергский университет, где его учителем был Роберт Бунзен – изобретатель лабораторной горелки, которая носит его имя. Интерес Бунзена к физической химии подтолкнул Г. к изучению математики и физики – предметов, которые он продолжал штудировать в Берлинском техническом университете. После получения докторской степени в 1891 г. он в основном работал в химических прикладных лабораториях, в которых не стимулировался особый интерес к теории. Затем он перешел в Цюрихский федеральный технологический институт, где ознакомился с новыми химическими и производственными процессами, которые впоследствии вывели Германию в лидеры мировой химической технологии.

После работы в течение двух лет у отца Г. продолжил свои исследования сначала в Йенском университете, а затем в Университете Карлсруэ, где в 1894 г. стал ассистентом Ханса Бунте, профессора химической технологии. Работа Г., результаты которой были суммированы в 1896 г. в его книге «Экспериментальные исследования по распаду и горению углеводородов» ("Expenmentelle Untersu-chungen uber Zersetzung und Verbrennung von Kohlenwasserstoffen"), позволила ему стать в том же году лектором в Университете Карлсруэ. В 1906 г. ему присудили звание профессора физической химии и электрохимии и выбрали директором университетского института, где проводились исследования по этим дисциплинам.

В Карлсруэ первые исследования Г. касались самых различных вопросов, включающих электрохимию топлива, потерю тепловой энергии в паровой машине, создание нескольких типов электродов для регистрации окислительно-восстановительных процессов. Он описал результаты этой работы в книге «Основные принципы технической электрохимии на основе теории» ("Grundnss der technischen Electrochemie auf theoretischer Grundlage", 1898). Его третья книга «Термодинамика промышленных реакций газов» ("Thermodynamics of Technical Gas Reactions"), опубликованная в 1905 г, сделала Г. мировым авторитетом в области науки и технологии. В книге он продемонстрировал, как теоретические термодинамические расчеты изменений свободной энергии газов при равновесном состоянии могут быть практически использованы для промышленных целей.

Наиболее значимые лабораторные эксперименты Г. начал в 1905 г, когда занялся производством аммиака с целью превращения его в дальнейшем в нитрат. Острой проблемой в мире из-за увеличения численности населения и сокращения природных источников удобрений становилось получение удобрений, обогащенных азотом. Г. попытался соединить атмосферный азот с водородом с целью получения аммиака. Другие химики уже пытались синтезировать аммиак посредством прямой реакции между его составляющими азотом и водородом, но этот метод требовал повышения температуры до 1000° С, что было невыгодно по экономическим соображениям. После ряда экспериментов Г. понял, что аммиак можно синтезировать и при температуре ниже 300°С.

Немецкий химик Вальтер Нернст ранее продемонстрировал, что аммиак может быть получен при взаимодействии водорода и азота при экстремально высоком давлении. Г. объединил методики низких температур и высоких давлений. Он также обнаружил, что замена стандартного катализатора, которым являлось железо, на осмий и уран существенно увеличивает выход аммиака. В дальнейшем он еще увеличил эффективность этого же метода за счет утилизации тепла, выделяемого при взаимодействии газов, для поддержания температуры реакции.

Исследования Г. по синтезу аммиака финансировались германской промышленной корпорацией «Бадише анилин унд сода фабрик» (БАСФ). Карл Бош, инженер фирмы БАСФ, усовершенствовал метод Г. и внедрил его на заводах корпорации по производству аммиака в Оппау и Леуне в 1910 г. Названный процессом Габера Боша, он до настоящего времени является основой широкомасштабного производства аммиака во всем мире.

В следующем году Г. и Рихард Вильштеттер были назначены содиректорами Института физической химии и электрохимии кайзера Вильгельма в Берлине После начала первой мировой войны в 1914 г. Г. находился на службе у германского правительства. Как консультанту военного министерства Германии ему было поручено создать отравляющее вещество раздражающего действия, которое заставляло бы войска противника покидать траншеи. Через несколько месяцев Г. и его сотрудники создали оружие с использованием газообразного хлора, которое было запущено в производство в январе 1915 г. Оно было применено этой же весной против войск стран Антанты при Ипре в Бельгии, что привело к отравлению 150000 человек.

Хотя Г. ненавидел войну, он считал, что применение химического оружия может сохранить многие жизни, если прекратится изматывающая траншейная война на Западном фронте. Его жена Клара (в девичестве Иммервар) была также химиком и решительно выступала против его военных работ. В 1915 г. после серьезной ссоры с Г. она покончила с собой. Они поженились в 1901 г, у них был один сын. В 1917 г. Г. женился на Шарлотте Натан, у них родились сын и дочь В 1927 г. они развелись.

В 1916 г. Г. был назначен начальником химической службы, ответственной за все исследования и производство химического оружия Азотфиксирующий процесс, разработанный Г. для производства искусственных удобрений, стал служить военным целям Германии прежде всего для производства взрывчатых веществ.

Нобелевская премия по химии в 1918 г. была зарезервирована, но в следующем году эта премия была вручена Г. «за синтез аммиака из составляющих его элементов». «Открытия Г., сказал в своей речи при презентации А.Г. Экстранд, член Шведской королевской академии наук, – представляются чрезвычайно важными для сельского хозяйства и процветания человечества». Вручение награды вызвало резкую критику со стороны ученых стран Антанты, которые рассматривали Г. как военного преступника, участвовавшего в создании химического оружия.

Поражение Германии, самоубийство первой жены, осуждение Г. английскими, американскими и французскими учеными привели его к тяжелой депрессии; кроме того, у него развился несахарный диабет. Несмотря на это, он провел реорганизацию Института кайзера Вильгельма в Берлине в условиях жестких ограничений, характерных для послевоенной Германии. В 1920 г. он начал исследования по извлечению золота из морской воды, надеясь, что в случае успеха это предприятие позволит Германии рассчитаться по репарациям со странами Антанты. Однако после шести лет работы этот проект, опиравшийся на слишком оптимистические оценки XIX в. содержания золота в морской воде, закончился неудачей.

В то же время работы Г. в институте привели к значительным успехам в области атомной физики, биологии и химии. Научный коллоквиум, организованный Г., посещали наиболее выдающиеся ученые того времени, включая Нильса Бора, Отто Варбурга, Отто Мейергофа, Питера Дебая и многих других. В начале 30-х годов институт стал одним из самых известных научно-исследовательских центров и учебных заведений в мире.

В 1933 г., после прихода к власти Гитлера, положение Г. стало опасным, поскольку его родители были евреями не по вероисповеданию, а по происхождению. Одним из первых действий нацистского правительства было издание законов гражданского кодекса, не позволяющих евреям состоять на службе в академических и правительственных учреждениях. Так как Г. находился на германской службе во время первой мировой войны, для него было сделано исключение, но в апреле этого же года он отказался уволить из своего штата евреев и послал письмо с заявлением об отставке в министерство искусства, науки и народного образования. «За более чем 40-летнюю службу я подбирал своих сотрудников по их интеллектуальному развитию и характеру, а не на основании происхождения их бабушек, – писал он, и я не желаю в последние годы моей жизни изменять этому принципу».

Бежав от нацистов в Англию, Г. работал в течение четырех месяцев со своим бывшим помощником Уильямом Поупом в Кембриджском университете. Затем химик и будущий первый президент Израиля Хаим Вейцман предложил Г. работать в палестинском Исследовательском институте Даниэля Сиффа в Реховоте. Здоровье Г. резко ухудшилось. Он перенес сердечный приступ, но поправился и выехал по приглашению в январе 1934 г. Во время остановки на отдых в Базеле (Швейцария) он умер. Его друг Вильштеттер произнес речь на похоронах. Год спустя, в первую годовщину его смерти, более 500 его бывших студентов и коллег пренебрегли нацистскими угрозами и собрались в Институте кайзера Вильгельма, чтобы отдать дань уважения жизни и деятельности Г.