من هو يوستوس فون ليبيغ ؟

يوستوس فون ليبيغ ، (ولد في 12 مايو 1803 ، دارمشتات ، هيس دارمشتات [ألمانيا] - توفي 18 أبريل 1873 ، ميونيخ ، بافاريا) ، الكيميائي الألماني الذي قدم مساهمات كبيرة في تحليل المركبات العضوية ، تنظيم المختبر التعليم القائم على الكيمياء ، وتطبيق الكيمياء على علم الأحياء (الكيمياء الحيوية) والزراعة.

التدريب والتوظيف المبكر

كان يوستوس فون ليبيغ نجل مصنع صبغات وكيماويات احتوى متجره على مختبر صغير. عندما كان شابًا ، استعار يوستوس فون ليبيغ كتبًا كيميائية من المكتبة الملكية في دارمشتات وتابع "وصفاتهم" في التجارب التي أجراها في مختبر والده. في سن السادسة عشرة ، بعد دراسة الصيدلة لمدة ستة أشهر تحت وصاية الصيدلاني في هيبنهايم ، أقنع والده أنه يريد متابعة الكيمياء ، وليس تجارة الصيدلة. في عام 1820 بدأ دراسته للكيمياء مع كارل كاستنر في الجامعة البروسية في بون ، بعد كاستنر إلى جامعة إرلانجن في بافاريا ، حيث حصل يوستوس فون ليبيغ في النهاية على درجة الدكتوراه في عام 1822. وقد لاحظ دوق هيسه اجتهاده وتألقه- دارمشتات ووزرائه ، الذين مولوا دراساته الكيميائية الإضافية تحت جوزيف لويس غاي لوساك في باريس بين 1822 و 1824. أثناء وجوده في باريس ، حقق يوستوس فون ليبيغ في انفجار الفضة الخطير ، وهو ملح حمض الفولمينيك. في نفس الوقت ، كان الكيميائي الألماني فريدريش فولر يحلل حمض السيانيك. أدرك كل من Liebig و Wöhler أن حمض السيانيك وحمض الفولمينيك يمثلان مركبين مختلفين لهما نفس التركيبة - أي نفس العدد ونوع الذرات - ولكن الخواص الكيميائية المختلفة. أدى هذا الاستنتاج غير المتوقع ، الذي تم تدوينه لاحقًا تحت مفهوم الايزومرية من قبل الكيميائي السويدي يون جاكوب برزيليوس ، إلى صداقة مدى الحياة بين Liebig و Wöhler وإلى شراكة بحثية تعاونية رائعة ، يتم إجراؤها بشكل متكرر عبر المراسلات.

أدى عمل ليبيغ العلمي مع المدربين ، إلى جانب اجتماعه المحظوظ مع عالم الطبيعة الألماني والدبلوماسي الألماني المؤثر ألكسندر فون همبولدت ، الذي كان حريصًا دائمًا على رعاية المواهب الشابة ، إلى تعيين يوستوس فون ليبيغ في جامعة غيسن الصغيرة في مايو 1824. كما لاحظ يوستوس فون ليبيغ لاحقًا في سيرته الذاتية المجزأة ، "في جامعة أكبر ، أو في مكان أكبر ، كان من الممكن تقسيم طاقاتي وتبديدها ، وسيكون من الأصعب بكثير ، وربما من المستحيل ، الوصول إلى الهدف الذي استهدفته."

أسس الكيمياء العضوية

نجح Liebig في إضفاء الطابع المؤسسي على التدريس المستقل للكيمياء ، والذي تم تدريسه حتى الآن في الجامعات الألمانية كمساعد للصيدلة لأطباء الصيدلة والأطباء. علاوة على ذلك ، قام بتوسيع نطاق تدريس الكيمياء من خلال إضفاء الطابع الرسمي على مستوى التدريب القائم على الخبرة المختبرية العملية وتركيز الانتباه على مجال الكيمياء العضوية غير المزروع. ثبت أن مفتاح نجاحه هو تحسين طريقة التحليل العضوي.

 أحرق Liebig مركبًا عضويًا مع أكسيد النحاس وحدد منتجات الأكسدة (بخار الماء وثاني أكسيد الكربون) عن طريق وزنها ، مباشرة بعد الامتصاص ، في أنبوب من كلوريد الكالسيوم وفي جهاز مصمم خصيصًا بخمسة مصابيح يحتوي على البوتاس الكاوي. سمح هذا الإجراء ، الذي تم إتقانه في عام 1831 ، بتحديد محتوى الكربون من المركبات العضوية بدقة أكبر مما كان معروفًا من قبل. علاوة على ذلك ، كان أسلوبه بسيطًا وسريعًا ، مما سمح للكيميائيين بإجراء ستة أو سبعة تحليلات في اليوم على عكس هذا العدد في الأسبوع باستخدام طرق أقدم. يشير التقدم السريع الذي شهدته الكيمياء العضوية في أوائل ثلاثينيات القرن التاسع عشر إلى أن الاختراق التقني لـ Liebig ، بدلاً من التخلي عن الاعتقاد بأن المركبات العضوية قد تكون تحت سيطرة "القوى الحيوية" ، كان العامل الرئيسي في ظهور الكيمياء الحيوية والكيمياء السريرية . أصبح جهاز البوتاس ذي الخمس مصابيح الذي صممه لامتصاص ثاني أكسيد الكربون بسرعة ، ولا يزال حتى يومنا هذا ، رمزًا للكيمياء العضوية.

أدى إدخال Liebig لهذه الطريقة الجديدة في التحليل إلى عقد من التحقيق المكثف للمركبات العضوية ، من قبل Liebig وطلابه. نشر يوستوس فون ليبيغ نفسه ما متوسطه 30 بحثًا سنويًا بين عامي 1830 و 1840. وأصبح العديد من هذه التقارير الاستقصائية مهمًا للغاية بالنسبة للتطورات الأخرى في نظرية وممارسة الكيمياء العضوية. كان من بين هذه الكتابات الجديرة بالملاحظة سلسلة أوراقه حول محتوى النيتروجين من القواعد ، والعمل المشترك مع Wöhler على جذر البنزويل (1832) وعلى منتجات تحلل اليوريا (1837) ، واكتشاف الكلورال (trichloroethanal ، 1832) ، تحديد جذر الإيثيل (1834) ، وإعداد أسيتالديهيد (إيثانال ، 1835) ، ونظرية الهيدروجين للأحماض العضوية (1838). قام أيضًا بتعميم مكثف Liebig ، ولكنه لم يخترعه ، والذي لا يزال يستخدم في التقطير المختبري.

خلقت براعة ليبيغ التحليلية ، وسمعته كمدرس ، ودعم حكومة هيسان لمختبره تدفقًا كبيرًا من الطلاب إلى جيسن في ثلاثينيات القرن التاسع عشر. في الواقع ، انجذب العديد من الطلاب إلى Liebig لدرجة أنه اضطر إلى توسيع مرافقه وتنظيم إجراءاته التدريبية. كان عدد كبير من طلابه ، حوالي 10 لكل فصل دراسي ، من الأجانب. ساعد الحفاظ على اتباع متفرغ من بين الجماهير الأجنبية بقوة على تأكيد تركيز Liebig على التدريس والبحث المختبري في الدول الأجنبية وفي الدول الألمانية الأخرى. على سبيل المثال ، الكلية الملكية للكيمياء التي تأسست في لندن عام 1845 ، ومدرسة لورانس العلمية التي تأسست في جامعة هارفارد عام 1847 ، ومختبر هيرمان كولبي الكبير في لايبزيغ في ساكسونيا عام 1868 تم تصميمها جميعًا وفقًا لبرنامج Liebig.

أحد التحقيقات الرئيسية التي قام بها يوستوس فون ليبيغ بشكل تعاوني مع Wöhler كان تحليل زيت اللوز المر في عام 1832. بعد إثبات أن الزيت يمكن أن يتأكسد إلى حمض البنزويك (حمض بنزين الكربوكسيل) ، افترض الكيميائيان أن كلا المادتين ، وكذلك احتوى عدد كبير من المشتقات على مجموعة مشتركة أو "جذري" أطلقوا عليها اسم "البنزويل". أثبت هذا البحث ، استنادًا إلى الكيميائي السويدي يونس جاكوب برزيليوس ، النموذج الكهروكيميائي والثنائي للتكوين غير العضوي ، أنه معلم في تصنيف المركبات العضوية وفقًا للجذور المكونة لها.

قدمت النظرية الراديكالية ، جنبًا إلى جنب مع تراكم كبير للبيانات من تجارب التحليل العضوي ، Liebig و Wöhler خلفية كافية للبدء في تحليل المركبات العضوية المعقدة في البول. بين عامي 1837 و 1838 ، قاموا بتحديد وتحليل وتصنيف العديد من مكونات ومنتجات تحلل البول ، بما في ذلك اليوريا (كارباميد) وحمض البوليك والألانتوين واليوراميل. من بين استنتاجاتهم ، تم الإبلاغ عن إنتاج اليوراميل بواسطة "تحولات لا تعد ولا تحصى" لحمض البوليك - وهو في حد ذاته نتاج تحلل ، من لحم ودم. أعطى هذا التحقيق الرائع ، الذي أثار دهشة الكيميائيين البريطانيين عندما أبلغ يوستوس فون ليبيغ الجمعية البريطانية لتقدم العلوم خلال زيارة لبريطانيا عام 1837 ، إلى الأطباء المعاصرين رؤية جديدة لأمراض العديد من أمراض الكلى والمثانة البولية. في وقت لاحق ، في عام 1852 ، قدم يوستوس فون ليبيغ للأطباء إجراءات كيميائية بسيطة يمكنهم من خلالها تحديد كمية اليوريا في البول. في عمل آخر للاستخدام العملي للأطباء ، حدد محتوى الأكسجين في الهواء عن طريق قياس امتزازه في محلول قلوي من بيروغالول (بنزين 1،2،3- ثلاثي).

التطورات في الكيمياء الزراعية والحيوانية والغذائية

أدرك يوستوس فون ليبيغ أن الكيمياء العضوية يمكن استخدامها كأداة للتحقيق في العمليات الحية قادته إلى التخلي عن الكيمياء النقية في عام 1840. في ذلك العام نشر Die organische Chemie في ihrer Anwendung auf Agricultur und Physiologie (الكيمياء في تطبيقاتها للزراعة وعلم وظائف الأعضاء). في هذا المنشور الألماني ، الذي ظهر قريبًا في الترجمتين الإنجليزية والفرنسية ، ادعى يوستوس فون ليبيغ أنه نظرًا لأن "الزراعة المثالية هي الأساس الحقيقي لجميع التجارة والصناعة" ، "لا يمكن تكوين نظام رشيد للزراعة دون تطبيق المبادئ العلمية". وجادل بعبارات دوجيمالية فقط بأن الكيميائي يمكنه أن يقول للمزارع أفضل وسيلة لتغذية النباتات ، وطبيعة التربة المختلفة ، وعمل سماد معين عليها. من خلال تحليل التربة ، أظهر يوستوس فون ليبيغ أن "نظرية الدبال" السائدة التي يُزعم فيها أن محتوى الكربون في النبات نشأ بشكل أساسي من قالب الورقة ، وليس من عملية التمثيل الضوئي في الغلاف الجوي ، كانت مضللة. من ناحية أخرى ، جادل يوستوس فون ليبيغ بشكل غير صحيح لسنوات أن الأمونيا الجوية والنترات في التربة كانت مصادر مباشرة أكثر أهمية للنيتروجين النباتي من السماد ، الذي كان يعتبر وظيفته الرئيسية توفير معادن ضئيلة من منتجات التحلل التي بقيت في التربة. من أجل توفير هذه المعادن بشكل أكثر كفاءة ، بدأ Liebig في تطوير "السماد الكيميائي" في عام 1845. على الرغم من أن مطالبة Liebig أثبتت لاحقًا أنها غير صحيحة ، وتبين أن أسمده غير فعال وغير اقتصادي ، فقد أجريت التحقيقات في محطة Rothamsted التجريبية في Hertfordshire من تلميذه الإنجليزي JH أدى جيلبرت ، مع مالك الأرض جون بينيت لاوز ، إلى اكتشاف الفوسفات الفوسفاتية ، التي تم تطويرها بسهولة كأسمدة.

أدى إنتاج حامض الكبريتيك للأسمدة إلى تسريع كل من التصنيع في أوروبا والتكامل الرأسي للصناعات الكيميائية. أصبحت قول يوستوس فون ليبيغ المأثور عام 1843 ، أن مقياس حضارة الدولة يكمن في كمية حمض الكبريتيك الذي تستهلكه كل عام ، أصبح معروفًا على نطاق واسع. سواء بشكل مباشر أو غير مباشر ، كان يوستوس فون ليبيغ شخصية مؤثرة في تطوير الزراعة العلمية ، وبالتالي ، في زيادة إنتاج الغذاء في وقت كان فيه ارتفاع عدد السكان الأوروبيين يمر بتوسع حضري وصناعي كبير.

في عام 1842 ، نشر Liebig تكملة ، Die Organische Chemie في ihrer Anwendung auf Physiologie und Pathologie (كيمياء الحيوان أو الكيمياء العضوية في تطبيقاتها على علم وظائف الأعضاء وعلم الأمراض) ، والتي تعتبر كتابة تأسيسية للكيمياء الحيوية الحديثة. في هذا العمل ، استخدم ليبيغ تحليلات ومعادلات مضاربة للغاية في محاولة لكشف الطرق الأيضية التي تحولت بها المواد الغذائية إلى لحم ودم ، حيث تم تحلل الأنسجة إلى حرارة الحيوان ، وعمل عضلي ، وإفرازات وإفرازات. على الرغم من أن العديد من التفاصيل تبين فيما بعد أنها خاطئة ، إلا أن منهجه الجديد في فحص التمثيل الغذائي من وجهة نظر كيميائية ألهم عقودًا من البحث الإضافي. غالبًا ما تكون الفرضية الخاطئة في العلوم مثمرة ؛ من خلال توضيح أخطاء مخططات Liebig ، تم اكتشاف العديد من المبادئ الهامة. على سبيل المثال ، كان ليبيغ مخطئًا في الادعاء بأن التخمير والعفن كان مجرد تعديل ديناميكي للأجزاء المكونة للمواد الكيميائية ؛ ومع ذلك ، فإن ادعائه دفع العديد من الأطباء إلى تبني نظرية كيميائية للمرض تتحدى وجهة النظر السائدة السائدة بأن المرض انتشر عن طريق المعضلة السامة التي نشأت عن مياه الصرف الصحي المتراكمة.

أصبح Liebig مهتمًا بشكل متزايد بكيمياء الطعام ، خاصة في اكتشاف طرق أفضل لطهي اللحوم من أجل الحفاظ على صفاته الغذائية. في منشوره عام 1847 Chemische Untersuchung über das Fleisch (بحث في كيمياء الغذاء) ، وصف يوستوس فون ليبيغ "مستخلصًا معينًا من اللحم" تم تحضيره من خلال التبخر منخفض الضغط للشوربة من اللحم الهزيل ، وادعى أنه مقوي ثمين لـ المرضى والجرحى والمصابين بسوء التغذية. في إصدارات لاحقة من كتابه Chemische Briefe الشهير (رسائل مألوفة عن الكيمياء) ، أشار إلى أنه في بلدان مثل أمريكا الجنوبية وأستراليا ، حيث يتم ذبح الماشية بشكل روتيني من أجل جلودها أو الشحم ، يمكن إعداد مستخلص اللحوم الخاص به اقتصاديًا للغاية. تابع مهندس السكك الحديدية البلجيكي جورج جيبرت هذا الاقتراح ، وفي عام 1865 ، بدأ في التسويق ، بمساعدة يوستوس فون ليبيغ الترويجية ، استخراج يوستوس فون ليبيغ من اللحم كغذاء مغذ للمعاقين والطبقات العاملة. في نفس العقد ، قام Liebig أيضًا بتحسين المعالجة التجارية للحليب الاصطناعي للرضع ، وخبز الخبز الكامل الوجبة ، فضية المرايا.

الحياة في وقت لاحق

بقي ليبيغ في جيسن لمدة 28 عامًا ، حيث جعله دوق هيس دارمشتات بارونًا عام 1845. في عام 1852 ، مرهقًا من التدريس ، انتقل إلى جامعة ميونيخ ، حيث لم يعد يقدم تعليمًا عمليًا لكنه تابع اهتماماته الخاصة و تركز على المحاضرات والكتابة الشعبية. من خلال شعبية رسائله المألوفة في الكيمياء ، أصبح يُنظر إليه على أنه رجل دولة كبير في العلوم ، وكان يعلق بانتظام على القضايا الأوسع بما في ذلك المنهجية العلمية ، ومعارضة المادية ، ومخاطر الفشل في إعادة تدوير مياه الصرف الصحي أو استبدال مغذيات التربة التي كانت يتم حصاده كغذاء للحيوان والبشر.

كان ليبيغ في كثير من الأحيان مزاجًا ساخنًا ومثيرًا للشغب بطبيعته ، وأيد بقوة وجهات نظره الخاصة. كمحرر في مجلة Annalen der Pharmacie und Chemie الشهرية ، التي أسسها في عام 1832 والتي استمرت حتى عام 1998 باسم Liebigs Annalen ، قام بنشر أعماله وعمل تلاميذه مع استخدام صفحاته أيضًا لانتقاد عمل الكيميائيين الآخرين. عملاق بين الكيميائيين الألمان في القرن التاسع عشر ، تم نقل قوته الكاريزمية كمعلم وصديق بشكل ملائم من قبل تلميذه السابق إيه دبليو. هوفمان: "كل كلمة من تعليماته التي حملها ، وكل نغمة من صوته تعتبر حسب الطلب ؛ كانت موافقته علامة شرف ، وأيًا كان ما قد نفخر به ، كان أعظم اعتزازنا به هو الحصول على سيدنا ".

تم دفن يوستوس فون ليبيغ في مقبرة سودفريدهوف في ميونيخ. نصبت التماثيل على شرفه في دارمشتات وجيسن وميونيخ. مختبرات Liebig السابقة في Giessen هي الآن متحف Liebig.