经典工具:霍夫曼伏安计

我记得小时候，我想知道一个人能数多远。我被“百万”这个大到无法理解的数字所吸引。我们会在操场上争论googol到底是什么，哪里有这么大的东西。我们开始乘法和除法，最终得到了分数，这是一种令人愉快的实体，可以让我们像切蛋糕一样切数字。你能感觉到它们。十二分之一。3/5。它们是非常直观的。

对于化学家来说，简单的分数和比例并不可怕——它们是我们的面包和黄油。但是在化学发展的早期，物质的组成似乎没有规律可循。当法国化学家约瑟夫·路易斯·普鲁斯特在无机化学领域进行了一系列细致的实验后，情况发生了变化。在最著名的一项研究中，他证明了碳酸铜所含的铜、碳和氧的比例是相同的，而不考虑其来源。他对氧化铁和硫化物也得到了类似的结果——这两种成分的比例总是简单不变的。这导致普鲁斯特在1794年向法国学院提交了一篇论文，阐述了“定比例或恒比例定律”。

德高望重的克劳德·路易斯·贝托莱曾与拉瓦锡共事，对此表示反对。贝托利特认为元素可以任意比例混合。一场激烈的争论随之而来，普鲁斯特的论文没有被接受。普鲁斯特毫不气馁，继续发表一些较低级别的论文，都指向同样的结果。1811年，贝采里乌斯在对元素及其重量进行了疯狂的分析之后，证实了普鲁斯特的坚持，并将功劳归给了普鲁斯特。

普鲁斯特的想法后来成为化学的基石之一。它认为物质本身是离散的。这个想法被编入约翰·道尔顿的原子理论:在原子的世界里，化合物只是按特定比例排列的原子。

但是，作为一名教师，如何传达这种思想呢?砝码太繁琐，需要做算术。人们需要的是显而易见的东西，任何人都能明白。

威廉·霍夫曼(Wilhelm Hofmann)一开始前途渺茫。他对一切都感兴趣:建筑、法律、科学、历史等等。他的父亲是德国吉森镇的一名建筑师，他一定对这个男孩的未来感到绝望。他参与了贾斯特斯·李比希的新实验室的建设，向这位伟人寻求建议。李比希回答说，他很乐意带这个年轻人去工作一段时间，看看他能做些什么。霍夫曼很快就被迷住了，并证明自己是个天才，很快就获得了康复训练。

1844年，当李比希去英国讨论商业投资时，霍夫曼(当时他已经和李比希的侄女订婚了)偷偷地在波恩找到了一个职位。李比希发现他的明星已经离开了，他很不高兴。更重要的是，李比希有自己的计划——他想让弗里德里希·莫尔去波恩，而霍夫曼则打算去伦敦，艾伯特亲王希望在那里建立一个化学研究所。

丰厚的薪水和崭新的实验室，霍夫曼一眼就能看出什么是好东西。伦敦非常适宜，他和他的学生开始工作。作为一个精力充沛的人，霍夫曼有时希望学生们在凌晨2点讨论化学，并参与了无数将工业和学术界联系起来的计划，尤其是1851年的“世界博览会”。

但他也做了非常外向的演讲，为此他开发了特殊的设备。其中包括他的伏安计——两个上翻的滴管，配有电极，可以收集和量化电解水产生的两种气体。它简单、直观，并立即传达了原子比率的概念。他的热情吸引了无数的学生，其中包括珀金、阿贝尔(生物碱和可迪煤)、克鲁克斯(光谱学)、曼斯菲尔德(分馏)、纽兰兹(八度定律)和奥德林(周期性)。

1860年，他被吸引回德国，在柏林成为一名教授，在那里他和他的同事发表了800多篇论文。为了庆祝他的60岁生日，德国化学学会出版了一本有点淫秽的小册子，以他们的期刊的风格命名为化学与环境的关系-口渴化学家协会的报告。

到霍夫曼去世时，他桌上还有一份完整的手稿，化学和工业已经得到巩固，原子比例是每个化学家的起点。但讽刺的是，乐趣才刚刚开始。非化学计量化合物，即贝托内酯，并没有消失，并将在化学中发挥越来越大的作用。分数和简单的比率对初学者来说很好，但除此之外还有一个更令人兴奋的世界。

Andrea Sella是伦敦大学学院无机化学讲师