Professor Fritz Haber

. begrenset

Fritz Haber, tysk kjemiker som ble tildelt Nobelprisen i kjemi for 1918 for "hans syntese av ammoniakk fra sine grunnstoffer". Han var leder av Keiser Wilhelms institutt for fysikalsk kjemi og elektrokjemi i Berlin fra det ble opprettet i 1911 til 1933. "Keiser Wilhelm" i instituttets navn ble byttet ut med "Fritz Haber" etter krigen 1914-18 da Tyskland tapte og keiser Wilhelm flyktet. Haber var leder for instituttet til 1933. Instituttets oppgave var å drive grunnforskning med et blikk for anvendelser i tysk kjemisk industri.

Haber er berømt for sitt arbeid med syntese av ammoniakk, gjennomført før 1910, og han er beryktet for sitt arbeid med giftgasser under, og etter, krigen 1914-18.

Haber var født i 1868 i en gammel jødisk familie i Breslau som da lå i Schlesien i Tyskland. (Byen heter nå Wroclav og tilhører Polen. Wroclav ligger ca 300 km sydøst for Berlin.) Hans mor døde rett etter fødselen. Hans far drev foretning med naturlige fargestoffer og medikamenter og hadde liten kontakt med sønnen under oppveksten.

Haber distanserte seg fra sitt jødiske opphav, ble protestant i 1892 og ville bli en god tysker i det nye, samlete Tyskland. Han gjennomgikk ett år militærtjeneste 1889-90 selv om jøder da ikke kunne bli ofiserer. Under krigen ble han allikevel utnevnt til kaptein. Men da Hitler kom til makten, ble han presset ut av instituttet slik de andre ved instituttet som var jøder.

Haber var gift to ganger. Først med Clara Immerware (1870-1915) i 1901. Hun hadde tatt doktorgraden i kjemi, som den første kvinnen ved universitetet i Breslau, rett før. I 1917 giftet Haber seg med Charlotte Nathan (1889-1978). De ble skilt i 1927.

Haber brukte tid på å bestemme seg for hva han ville bli. Han ville studere kjemi, men hva skulle han spesialisere seg i? Han startet og sluttet i  Berlin ved Friedrich-Wilhelms Universität (idag er navnet Humbolt-Universität), men studerte også ett år hos Robert Bunsen i Heidelberg. Han endte med å ta en doktorgrad i organisk kjemi (dr. phil.) i Berlin i 1891 hos Carl Liebermann, kjent for å ha syntetisert fargestoffet alizaron. Alizaron var tidligere isolert fra krapp som faren importerte. Så Liebermanns syntese ødela markedet for faren. Haber fremstilte forbindelser som lignet piperonal, et naturstoff som brukes i parfymer. Det hevdes også i ettertid at han var den første som fremstilte MDMA (ecstacy) uten å opptage forbindelsens spesielle fysiologiske egenskaper.

Etter doktorgraden ville faren at sønnen startet arbeid i familiebedriften. Faren aksepterte at han først lærte mer om kjemisk industri noe han gjorde i forskjellige bedrifter, ett år ved den tekniske høyskolen i Zürich og til slutt ved universitetet i Jena. Men far og sønn fungerte dårlig sammen så i 1894 gikk Fritz tilbake til Jena som assistent i kjemi. Han ville gjerne arbeide hos Wilhelm Ostwald i Leipzig, men ble ikke akseptert.

Våren 1894 dro Haber til den tekniske høyskolen i Karlsruhe hvor Hans Bunte (1848-1925) var professor i kjemisk teknologi, og Carl Engler (1842-1925) professor i kjemi. Haber startet som assistent hos Bunte og arbeidet med pyrolyse av hydrokarboner. Resultatene ble summert opp i en avhandling som ble belønnet med en doktorgrad (dr. techn.), og Haber avanserte til privatdosent i 1896. Haber lærte seg elektrokjemi og publiserte en bok i det emnet. Han ble kjent for sin reduksjon av nitrobenzen hvor han kombinerte sine kunnskaper i organisk kjemi og elektrokjemi. Han arbeidet hardt og ble forfremmet til professor i 1898.

I 1902 han fikk i oppdrag fra van`t Hoff, som da var president i den tyske Bunsen foreningen, å reise til USA og studere den elektrokjemiske industrien der og hvordan elektrokjemi ble undervist i USA. Det gjorde han i siste halvdel av 1902, og da han kom hjem holdt han foredrag og skrev en artikkel om hva han hadde lært.

I 1905 utga han en bok om termodynamikken til tekniske gassreaksjoner som vakte stor oppmerksomhet. Heinrich Goldschmidt skrev om boken i 1920: Det er en bok som enhver i fysisk kemi interessert burde læse og ikke mindst hver tekniske kemiker, som er hevet over kemikantnivået.

I et berømt foredrag i 1898 påpekte sir William Crookes, da president i the British Academy of Sciences, at verden i løpet av noen titalls år ville mangle nitrogengjødsel da forekomstene på salpeter i Chile ville bli tømt. Han spådde at det ville føre til hungersnød i Europa i 1930-årene. Det ansporet Birkeland og Eyde til å utvikle sin prosess til fremstilling av norgessalpeter. Men den var basert på tilgang til billig elektrisk energi, som det da kunne skaffes i Norge fra fossekraft, men ikke mange andre steder i verden.

Men det er en annen vei som krever vesentlig mindre energi. Det er å fremstille ammoniakk (NH3) fra grunnstoffene nitrogen (N2) og hydrogen (H2):

H2(g) + 3N2(g) ⇆ 2NH3(g)

Fra studier av Wilhelm Ostwald og Walter Nernst visste man at for å få et tilstrekkelig utbytte av ammoniakk måtte man opp i trykk og temperatur. Trykket måtte være så høyt som mulig, men for temperaturen måtte man finne et kompromiss. Ved høyere temperatur går reaksjonen fortere, men da dette er en reaksjon som produserer varme (reaksjonen er eksoterm), må ikke temperaturen bli for høy fordi da blir utbytte mindre. Løsningen er å finne en katalysator som får reaksjonen til å gå fortere ved lavere temperatur.

Haber og medarbeidere bygget en laboratoriereaktor i Karlsruhe hvor trykket kunne holdes på noen hundre atmosfærer, og de fant en katalysator. De gjorde også prosessen kontinuerlig ved å tilføre hydrogen og nitrogen i den ene enden og ta ut ammoniakk i den andre. Som katalysator prøvde de ut alle grunnstoffene i periodesystemet som var metaller. Det eneste som virket var uran og osmium. Osmium er et meget sjeldent grunnstoff, så det kunne ikke være den endelige løsningen.

I 1909 tok Haber kontakt med BASF, og de så potensialet. Haber fikk en kontrakt med BASF som ga ham en god inntekt i årene fremover. BASF satte Robert Bosch og store ressurser på å utvikle denne krevende høytrykksprosessen videre. De bygget en fabrikk i Oppau nær Ludwigshafen ved Rhinen i Tyskland og senere en mye større i Leuna (30 km vest for Leipzig). Fabrikkene produserte fra 1913 først ammoniumsulfat som er et utmerket mineralgjødsel. Da krigen begynte fikk Tyskland behov for nitrat til sin amunisjonsindustri. Nitrat er relativt enkelt å fremstille fra ammoniakk (Ostwaldprosessen). Det ble hevdet i ettertid at produksjonen av i nitrat i Tyskland under krigen 1914-18 forlenget krigen med ett til to år.

Det eneste Haber fikk lov til var å publisere resultatene i en vitenskapelig artikkel i 1913 som ga ham den oppmerksomhet blandt kolleger som han ønsket. Den engelske kjemiker Robert Le Rossignol (1884-1976) var medforfatter. Han arbeidet sammen med Haber 1906-09 og var også med på patentene for prosessen. Om katalysatoren skrev de lite.

I 1911 ble det opprettet flere Keiser-Wilhelm-institutter i Tyskland. Her skulle de beste vitenskapsmenn i Tyskland samles for å utvikle sine fag og styrke tysk industri. Haber ble direktør for instituttet for fysikalsk kjemi og elektrokjemi. Han fikk et nytt hus, penger til å ansette en stab og drive den. Og han ble professor ved universitetet i Berlin der han hadde tatt sin doktorgrad tyve år før. Det var belønning for hva han hadde gjort i Karlsruhe.

Haber ville gjøre en innsats for Tyskland slik at landet kunne vinne verdenskrigen som startet i 1914. Han hadde bidratt til sprengstoff ved ammoniakkprosessen, men den var nå ute av hans hender. Han valgte å gå inn for stridsgasser. Han anbefalte klor, og hele teknologien ble utviklet ved instituttet. De utviklet også bedre gassmasker til eget bruk. 22. april 1915 ble gassen tatt i bruk nær Ypres. 167 tonn klorgass ble sluppet løs mot britiske og franske tropper som lå i skyttergraver. Gassen skapte panikk som Haber hadde forutsagt, men de tyske troppene fulgte ikke opp så forsøket ble ikke vellykket. Men ideen var sådd, og de allierte fulgte opp med andre stridsgasser som sennepsgass med død og lidelse til følge for mange. Stridsgasser har siden ikke blitt brukt i krig i Europa selv om mange stridsgasser langt farligere enn klorgass ble utviklet i mellomkrigstiden.

Sverige var nøytral under krigen 1914-18, men nobelkomitteene fortsatte sitt arbeid. Ingen nobelsermonier ble holdt før 2. juni 1920. For første og siste gang ble sermonien ikke holdt i desember i håp om sommervær. De håpet også at sermonien kunne bringe motstanderene fra krigen sammen, men de mislyktes i det såvel som med været. Svært mange nobelpriser ble gitt til tyskere der i blandt Haber. Hans kandidatur hadde blitt diskutert i kjemikomiteen i mange år, og det var ikke enighet hverken i komiteen eller i det svenske vitenskapsakademi at han fortjente prisen. Noen mente man burde vente for å få mer greie på hva som hadde skjedd da prosessen ble utviklet til en storskala industriell prosess og kaldt Haber-Boschprosessen. Noen foreslo også at Haber burde dele prisen med Rossignol siden han var med på patentene.  De tapte, og Haber ble  tildelt nobelprisen i kjemi for 1918 alene.

Tyskland ble pålagt en stor krigserstatning etter krigen. Haber satte i gang et stort prosjekt for å fremstille gull fra sjøvann, men etter åtte år ble prosjektet stoppet. Haber konkluderte at gullinnholdet i sjøvann bare var 1 promille av hva man hadde trodd før prosjektet ble startet.

1920-årene var glanstiden for Habers institutt og andre institutter av lignende art i Tyskland. Odd Hassel studerte der fra 1923-25. En stor del av staben var av jødisk avstamning, og da Hitler i 1933 kom til makten forlangte det nye regimet at alle jøder i statlige stillinger skulle avskjediges. Det skjedde også med Haber.

Hans helse hadde etter hvert blitt svekket. Han fikk et tilbud fra Cambridge som han aksepterte, men det engelske klimaet passet ham dårlig. Han fikk også et tilbud av Chaim Weizmann om å slå seg ned blandt jødene i Palestina. Dette tilbudet vurderte Haber,  men da han kom til Basel døde han 29.1.1934. Der ligger han bisatt sammen med sin første kone Clara.

  • Dietrich von Stoltzenberg: Fritz Haber, Chemiker, Nobelpreisträger, Deutscher, Jude. VCH (1994).
  • Thomas Hager: The Alchemy of Air. Harmony books. New York (2008). Finn boken i Bibsys.

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål til artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.