Карл Бош (Carl Bosch)
27 август 1874 г. – 26 април 1940 г.
Нобелова награда за химия, 1931 г. (заедно с Фридрих Бергиус)
(За заслугите му за въвеждане и развитие на методите за високо налягане в химията.)
Немският химик Карл Бош е роден в Кьолн, в семейството на Паула (Лиебот) Бош и Карл Бош, преуспяващ търговец, който се занимава с продажба на природен газ и на санитарно-техническо оборудване. Бош е най-големият син. От ранни години показва добри успехи в областта на естествените науки и техническите дисциплини и мечтае да стане химик. Отстъпвайки обаче пред желанието на баща си, той работи една година в цеховете на металургичен завод, а от 1894 до 1896 г. учи металургия и машиностроене в Техническия университет в Шарлотенбург (сега част от Берлин). Като го завършва, Бош започва да учи химия в Лайпцигския университет и през 1898 г. получава докторска степен за дисертация по проблеми на органичната химия.
През следващата година Бош постъпва на работа в Баденската анилинова и содова фабрика (БАСФ) в Лудвигсхафен на Рейн, която принадлежи на едра химическа компания, специализираща се в производството на кристали. Отначало под ръководството на Рудолф Книч той помага за разработване на процес за производство на синтетично индиго в промишлени мащаби. Като се заема с проблема за свързването на атмосферния азот (образуването на химически съединения, съдържащи азот, чрез използване на атмосферен азот), Бош прави опити с цианиди и нитриди на азота. Равнището на техническата подготовка на Бош, здравите му съждения и организаторските му способности правят силно впечатление на ръководството на БАСФ и през 1907 година му възлагат да създаде и оглави експериментална лаборатория, предназначена да провери ефективността на предложения от компанията метод за производство на бариев цианид.
Голям прогрес в разработката на технологиите за свързване на атмосферния азот е постигнат през 1909 г., когато професорът по химия от техническия университет в Карлсруе Фриц Хабер синтезира амоняк от атмосферен азот и водород. Това откритие разкрива широки възможности за промишленото производство, защото амонякът може да служи за основа при получаването на натриев нитрат, важна съставна част на взривните вещества. Освен това, когато амонякът се поглъща от сярната киселина, се получава амониев сулфит - превъзходно вещество за наторяване. Методът на Хабер изисква не само необичайно високи налягания и температури, но и използването на два редки и скъпи катализатора - осмий и уран.
През 1909 г. БАСФ придобива от Хабер патента за разработения от него процес за синтез и поставя пред Бош задачата да превърне способа в промишлено рентабилен. За разрешаването на тази гигантска задача било необходимо да се разполага с огромно количество чист и относително евтин газообразен водород, с евтини, ефективни и налични в достатъчно количество катализатори, а също така с оборудване, способно да издържи едновременно и високи налягания, и високи температури. Бош и неговите сътрудници успяват да получат необходимите обеми водород, като го отделят от воден газ (смес на водорода с окиси на въглерода, която се образува при пропускане на водни пари над нажежени въглища). След това се заемат с търсене на евтини катализатори, които могат да заменят предложените от Хабер скъпоструващи осмий и уран. И накрая Бош усъвършенства чертежите и конструкцията на оборудването, способно да издържи високи налягания и температури, необходими за осъществяването на предложения от Хабер процес.
Най-голямата трудност обаче е в конструкцията на катализаторната колона, в която трябва да протича реакцията. След няколко неуспешни опита Бош стига до извода, че при високи налягания и температури газообразният водород преминава през железните стени на колоната, превръщайки желязото в крехка сплав, която в края на краищата се разрушава. Той решава да раздели въздействието на температурата и налягането, като конструира двустепенен контейнер, в който между стените остава незапълнено с нищо пръстеновидно пространство. Водородът дифундира през вътрешния цилиндър, но не и през външния. Металурзите на БАСФ получават мека, хромирана стомана с понижено съдържание на въглерод за вътрешния цилиндър, а за външния - здрава въглеродна стомана. Докато във вътрешния цилиндър при налягане 200 атмосфери и температура 500° С протичала реакция между водорода и азота, в пространството между цилиндрите под налягане 200 атмосфери се подавала смес от газообразен водород и газообразен азот. Така вътрешната страна на обвивките е защитена от рязко падане на налягането, а външната е подложена на високо налягане, но не на висока температура.
През 1913 г. БАСФ изгражда в Опала, близо до Лудвигсхафен на Рейн, първия завод за промишлено производство на синтетичен амоняк. Там Бош създава лаборатория, където се изследват катализационните методи, проверява се правилото за фазите на солните торове, занимават се с фотохимия и полимеризация. Бош организира също така в Опала лаборатория за биологични изследвания, а през 1914 г. в Лудвигсхафен - експериментална селскостопанска станция. Назначен през 1919 г. за управител на заводите на БАСФ, той започва работа върху неорганичните методи за синтез на метанол.
По това време метанолът - силно летлив разтворител - се използва предимно за производство на формалдехид, изходен материал за получаване на много органични съединения, особено полимери и торове. Образуващ се като страничен продукт при преработката на въглерода, метанолът поради съкращаване на запасите става все по-скъп. През 1923 г. Бош и неговите сътрудници синтезират метанол, като осъществяват окислителна реакция на въглерода и водорода при високо налягане в присъствието на катализатор. След това намират оптимални условия за промишлено получаване на метонол.
През 1925 г. Фридрих Бергиус продава на БАСФ патентното право за използване на разработения от него процес за хидрогенизация на каменните въглища. Това бил начин за превръщане на каменните въглища (които се отличават със сравнително високо съдържание на водород) в течно гориво като резултат от взаимодействие на газообразен водород и въглищата при високи температури и налягане. По-късно през същата година, когато БАСФ и шест други химически компании се сливат и образуват концерна "И. Г. Фарбениндустри", Бош е назначен за президент на новото гигантско химическо обединение. Използвайки опита, натрупан в заводите на компанията в областта на катализирането, производството на водород и създаването на оборудване, способно да издържи високи налягания, Бош предлага на своите сътрудници да докажат техническата осъществимост на превръщането на каменните въглища в течно гориво. Този проект обаче не е осъществен никога в промишлеността.
През 1902 г. Бош се жени за Елзе Шилбах. Съпрузите имат от брака си син и дъщеря. Дори в домашна обстановка, Бош изпитва удоволствие от научни занимания, такива като колекционирането на пеперуди, бръмбари, растения и минерали. Той прекарва много часове в собствената си обсерватория в Хайделберг, оказва постоянна финансова подкрепа на астрофизическата обсерватория "Алберт Айнщайн" в Потсдам. През 1935 г. става председател на съвета на директорите на "И. Г. Фарбениндустри", а две години по-късно - приемник на Макс Планк на поста президент на Дружеството на кайзер Вилхелм (днес - Дружество "Макс Планк") и заема двата поста едновременно. Умира в Хайделберг.
Освен с Нобелова награда Бош е награден с медала Либих на Германското
химическо дружество и с паметния медал Карл Люг на Асоциацията на
немските металурзи. Ученият има научни степени от техническите университети в
Карлсруе, Мюнхен и Дармщат, а също и от Галския университет.
Превод от руски: Павел Б. Николов
