化學傳記：卡爾．威廉．席勒 (Carl Wilhelm Scheele)

化學傳記：卡爾．威廉．席勒 (Carl Wilhelm Scheele)
國立臺灣師範大學化學系博士生 林欣慧

圖一、席勒。（來源：參考資料 1）

簡介：

卡爾．威廉．席勒 (Carl Wilhelm Scheele, 1742. 12. 9 – 1786. 5. 21)。是一位瑞典-德國的科學家，最主要的貢獻為發現氧氣、氯氣及鉬 (Molybdenum) 、鎢 (Tungsten) 、鋇 (Barium)。^1-3

早期生平：

席勒的父親不是一位成功的商人，在席勒兩歲時家裡就破產了。席勒 14 歲時便到哥特堡在父親的朋友馬汀．安德列亞斯．鮑什 (Martin Andreas Bauch) 所開設的藥房當學徒，在這期間對化學產生濃厚的興趣，閱讀了大量的化學著作及進行了很多化學及藥學的實驗，也因此訓練了他高超的化學實驗技巧，為他未來的研究之路奠下良好的基礎。

1763 年，席勒通過了學徒的結業考試，成為正式的藥劑師。輾轉於多處藥房工作，也在這個時期認識了安德爾斯．雷特澤烏斯 (Anders Retzius)，雷特澤烏斯是隆德大學的講師，也曾是一位藥劑師；他和席勒一起做了一些化學實驗，也讓席勒開始將自己的化學實驗系統化也認真做了紀錄。

1770 年席勒到了烏普沙拉 (Uppsala)，並在因緣際會下認識了烏普沙拉大學的教授托爾貝恩．貝里曼 (Torbern Bergman)，他們的合作取得的實驗上巨大的成果，也因此貝里曼幫席勒的書寫了一篇很長的序；之後更稱席勒為他最重要的發現。

發現氧氣：

在席勒的研究中，有關氧氣發現的相關實驗記錄最早可以追溯到 1770 年³，且 1773 年就確定了許多關於氧氣的性質，也將他的發現寫成了《論空氣和火的化學》 (Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer) 一書，但由於他的出版商沒有及時地將他的書發行，而是延遲到 1777 年才出版；且同期的英國的科學家約瑟夫．普利斯萊 (Joseph Priestley) 於 1774 年發現了氧氣並很快地寫成論文發表⁴，因此席勒便錯失第一位發現氧氣的美名。不僅如此、席勒當時還宣稱自己於 1774 年有寫信給拉瓦節闡述自己關於氧氣的發現，但由於信件的丟失使得這件事成為無頭公案。到了 1890 年這封信才被找到，因此也終於確認了席勒是氧氣的首位發現者。⁵關於席勒對氧的發現及實驗記錄、手稿及信件，於 1892 年由德國科學家 Nordenskiöld 整理出版。⁶

其他重要發現：

除了氧氣之外，席勒也發現了很多元素及化合物，如：

• 氣體：氯氣（雖然他得到的是氯氣與空氣的混和物）、氨、氯化氫（鹽酸氣體）。
• 無機酸：氫氟酸 (hydrofluoric acid , HF)、硝磺酸 (nitrosulfonic acid, HNO₅S)、亞硝酸 (nitrous acid, HNO₂)、鉬酸 (molybdic acid, H₂MoO₄•H₂O)、鎢酸 (tungstic acid, H₂WO₄)、砷酸 (arsenic acid, H₃AsO₄)
• 有機酸：乳酸 (lactic acid)、沒食子酸 (gallic acid)、焦性沒食子酸 (pyrogallic acid)、草酸 (oxalic acid)、酒石酸 (tartaric acid)、蘋果酸 (malic acid)、黏酸 (mucic acid) 或稱半乳糖二酸 (galactaric acid)、 尿酸 (uric acid)，結構如圖二所示。

圖二、席勒所發現的有機酸化學結構式。（作者繪製）

而席勒也成功的分離出甘油和乳糖，確認了硼砂 (borax, sodium tetraborate decahydrate, Na₂B₄O₇•10H₂O) 及普魯士藍 (Prussian blue, ferric ferrocyanide, Fe₄[Fe(CN)₆]₃•xH₂O) 的組成；以及開發新的製備乙醚、氯化亞汞、氧化鎂以及磷的方法。

也因為他對無機化合物做了許多研究，因此他也開發出了自己的染料「席勒綠 (Scheele’s green)」^7-8，它的化學式為：CuHAsO₃，後來被廣泛的應用在粉刷上直到人們開始認識其毒性為止。

席勒對化學的有相當巨大的貢獻，但由於他習慣在得到自己合成的化合物時會嚐一口，因此 1785 年他便開始生病，1786 年就過世於瑞典科平 (Köping, Sweden)，得年 43 歲。根據當地的紀錄他的死因是神經痛及疲勞，但化學史學家普遍認為是因為他長期接觸大量有毒物質（如含有砷、鉛元素的物質）導致身體機能被破壞而英年早逝，成為化學界的遺憾。

參考文獻

1. Carl Wilhelm Scheele — Encyclopedia Britannica. http://global.britannica.com/biography/Carl-Wilhelm-Scheele
2. Carl Wilhelm Scheele — New World Encyclopedia. http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Carl_Wilhelm_Scheele
3. Williams, L. P. (1963). A History of Chemistry. vol. 3. JR Partington. Macmillan, London; St. Martin’s Press, New York, 1962. xxiv+ 864 pp. Illus. $25.
4. Priestley, J. (1775). An Account of Further Discoveries in Air. By the Rev. Joseph Priestley, LL. DFRS in Letters to Sir John Pringle, Bart. PRS and the Rev. Dr. Price, FRS. Philosophical Transactions, 65, 384-394.
5. West, J. B. (2014). Carl Wilhelm Scheele, the discoverer of oxygen, and a very productive chemist. American Journal of Physiology-Lung Cellular and Molecular Physiology, 307(11), L811-L816.
6. Scheele, C. W. (1892). Nachgelassene Briefe und Aufzeichnungen. PA Norstedt & Söner.
7. Scheele’s Green — Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Scheele’s_Green
8. RIEDERER, J., SCHWEPPE, H., WINTER, J., FELLER, R. L., JOHNSTON-FELLER, R. M., BERRIE, B. H., … & LAVER, M. (1997). v. 3. E. W. FITZHUGH (Ed.). Washington, DC; National Gallery of Art; New York; Oxford; Dist. by Oxford University Press.