Фріц Габер – вчений, який створив азотне добриво

Фріц Габер народився в заможній єврейській сім’ї у м. Бреслау (нині м. Вроцлав, Польща). Його батько, Зікфрід Габер, був багатим торговцем барвниками. Мати, Паула Габер, померла під час пологів.

Після закінчення місцевої початкової школи Габер вступив до Бреславської гімназії св. Єлизавети, де в нього зародилася любов до літератури. Хлопчиком йому подобалося складати вірші, і він плекав надію стати актором, але врешті-решт хімія цілком його захопила.

У 1886 р. Габер вступив до Берлінського університету для вивчення хімії, але після першого семестру перейшов до Гейдельберзького університету, де його вчителем був Роберт Бунзен – винахідник лабораторного пальника.

Інтерес Бунзена до фізичної хімії підштовхнув Габера до вивчення математики та фізики. Ці предмети він продовжив вивчати у Вищій технічній школі, що знаходилася в передмісті Берліна – Шарлоттенбурзі.

Докторську дисертацію, виконану під керівництвом К. Лібермана, Фріц захистив у 1891 році в Берлінському університеті. Після отримання докторського ступеня переважно працював у хімічних прикладних лабораторіях, у яких стимулювався особливий інтерес до теорії. Потім він перейшов до Цюріхського федерального технологічного інституту, де ознайомився з новими хімічними та виробничими процесами, які згодом вивели Німеччину в лідери світової хімічної технології.

Після роботи протягом двох років у батька Габер продовжив свої дослідження спочатку в Йєнському університеті, а потім в Університеті Карлсруе.

У 1894 році Габер став асистентом у Вищій технічній школі в Карлсруе в Г. Бунте. Проведені Бунте дослідження газів визначили згодом напрямки основних наукових інтересів Габера. Вже у 1898 році була опублікована його книга «Нарис технічної електрохімії», яка показала, що молодий натураліст добре опанував основні положення цієї наукової галузі. У 1896 році Габер став приват-доцентом Вищої технічної школи; через дев’ять років була опублікована його велика робота «Термодинаміка технічних газових реакцій».

Роки з 1895 по 1911 в Карлсруе сам Габер вважав найпліднішими в його науковій діяльності. У цей час він розробив фізико-хімічні основи багатотоннажного виробництва аміаку.

У 1901 році молодий учений одружується на Кларі Іммервар – вченій-хіміку, яка закінчила університет в Бреслау і була першою жінкою, котра захистила докторську дисертацію з хімії у цьому університеті.

У 1902 році, за значні досягнення в електрохімії, вюрцбурзький з’їзд Німецького Бунзенського Товариства обирає Габера експертом із збору матеріалів та підготовці звіту з технічного та освітнього напрямківі з розвитку хімії у Сполучених Штатах Америки. Габер жив у Америці близько 16 тижнів, відвідав 11 університетів і кілька великих хімічних підприємств. У 1906 році Габер став наступником Ле Блана на посаді професора фізичної хімії Вищої школи в Карлсруе і саме у цей час зробив своє ключове відкриття в історії сільського господарства.

Хліб з повітря – створення азотного добрива

Найбільш значущі лабораторні експерименти Габер почав у 1905 р., коли зайнявся виробництвом аміаку з метою перетворення його надалі на нітрат. Гострою проблемою у світі через збільшення чисельності населення та скорочення природних джерел добрив ставало отримання добрив, збагачених азотом. Габер спробував поєднати атмосферний азот із воднем з метою одержання аміаку. Інші хіміки вже намагалися синтезувати аміак шляхом прямої реакції між його складовими азотом і воднем, але цей метод вимагав підвищення температури до 1000 °С, що було невигідно з економічних міркувань. Після низки експериментів Габер зрозумів, що аміак можна синтезувати і за температури нижче 300 °С.

Німецький хімік Вальтер Нернст раніше продемонстрував, що аміак може бути отриманий при взаємодії водню та азоту за екстремально високого тиску. Габер об’єднав методики низьких температур та високих тисків. Він також виявив, що заміна стандартного каталізатора, яким було залізо, на осмій та уран суттєво збільшує вихід аміаку. Надалі він ще збільшив ефективність цього методу за рахунок утилізації тепла, виділеного при взаємодії газів, підтримки температури реакції.

Дослідження Габера із синтезу аміаку фінансувалися німецькою промисловою корпорацією «Бадіше анілін унд сода фабрик» (БАСФ). Карл Бош, інженер фірми БАСФ, удосконалив метод Габера та впровадив його на заводах корпорації з виробництва аміаку в Оппау та Леуні у 1910 р. Названий процесом Габера-Боша, він дотепер є основою широкомасштабного виробництва аміаку у всьому світі. Цей процес зробив можливим виробництво добрив у гігантських обсягах. Це було диво, яке називали «створенням хліба з повітря».

Добрива почали застосовувати все ширше, і це призвело до небаченого зростання врожаїв і до того, що страх перед спустошуючим голодом у багатьох районах світу пішов у небуття.

За «процес Габера-Боша» Фріц отримав Нобелівську премію в 1918 році.

Діяльність у період Першої світової війни, або Темна сторона вченого

Є у Фріца Габера є і темна сторона діяльності. У воєнний період він брав участь в розробці хімічної зброї, тому в наукову колі його персона сприймалася неоднозначно.

У 1911 році вченого запросили до Берліна на посаду директора Інституту фізичної хімії та електрохімії при Товаристві Кайзера Вільгельма, яке було незадовго до цього засноване і основною метою якого було поглиблення фундаментальних розробок.

Відтак, після початку Першої світової війни 1914 р. Габер перебував на службі у німецького уряду, адже вважав, що основним завданням вченого в цей період є віддати всі сили та здібності «на благо батьківщини».

У цей час Габер відіграє головну роль у розвитку газової зброї масового ураження та засобів захисту від хімічного отруєння, розробляє спосіб використання смертельного газу хлору і протигази з абсорбувальним фільтром;

І хоча Габер ненавидів війну, але хімічну зброю він обстоював завзято, вважаючи, що швидка смерть одних допомагає зберегти життя тим, хто масово гинув би місяцями в затяжній траншейній війні.

Вперше його розробки були використані в 1915 році в битві при Іпрі (Бельгія). Так народився газ іприт. 22 квітня 1915 року вважається початком масового застосування хімічної зброї у військових цілях.

Габер отримав звання капітана німецької армії. Але того вечора, коли він на своїй берлінській віллі святкував цю подію, його дружина Клара Іммервар застрелилася. Усі 14 років спільного життя вона підтримувала починання чоловіка, допомагала у його наукових дослідженнях, перекладала іноземними мовами його роботи. Але захоплення чоловіка розробками хімічної зброї вважала «огидним та варварським».

У 1916 р. Габер був призначений начальником хімічної служби, відповідальної за всі дослідження та виробництво хімічної зброї. Азотофіксуючий процес, розроблений Габером для виробництва штучних добрив, слугував військовим цілям Німеччини насамперед для виробництва вибухових речовин.

Але наслідки його роботи виявилися не такими, як він очікував, оскільки на той момент у світі його вже вважали військовим злочинцем. Переховуючись, він переїхав до Швейцарії, де для конспірації відростив бороду. Але, на подив багатьох, незабаром звинувачення проти Габера були відкликані, і він знову повернувся до Німеччини.

Нобелівська премія, засудження світом та смерть на чужині

Нобелівська премія з хімії в 1918 р. була зарезервована, але, попри заперечення вчених країн Антанти, наступного року таки була вручена Габеру «за синтез аміаку зі складових його елементів».

«Відкриття Габера, – сказав у своїй промові під час презентації А. Г. Екстранд, член Шведської королівської академії наук, – видаються надзвичайно важливими для сільського господарства та процвітання людства».

У післявоєнний період Фріц продовжував працювати в інституті кайзера Вільгельма. Він організовував знамениті колоквіуми, які відвідували найвидатніші вчені того часу, включаючи Альберта Ейнштейна, Нільса Бора, Отто Варбурга, Отто Мейергофа, Пітера Дебая та багатьох інших. Габер відвідував різні країни, сприяючи розвитку хімії та міжнародному співробітництву вчених-хіміків.

Поразка Німеччини, самогубство першої дружини, засудження вченого англійськими, американськими та французькими колегами призвели до важкої депресії. Крім того, у нього розвинувся цукровий діабет.

У 1930-х роках, коли до влади прийшли нацисти, Фріц Габер втратив роботу і втік із країни.

Вчений помер у віці 65 років, 29 січня 1934 року, під час зупинки на відпочинок в Базелі (Швейцарія). Згідно з його заповітом, його прах був похований разом з прахом його першої дружини Клари в Базелі, а вся його величезна бібліотека була передана в Інститут Даніеля Сіффа в Реховоті.

Рік по тому, в першу річницю його смерті, понад 500 його колишніх студентів і колег знехтували нацистськими погрозами та зібралися в Інституті кайзера Вільгельма, щоб віддати данину поваги життя і діяльності Габера.

Підготувала Анна Артим

Список використаних джерел:
uk.wikipedia.org; dspace.nbuv.gov.ua;
blog.agrokebety.com.