كارل فيلهلم شيل

كارل فيلهلم شيل ( بالألمانية: [ ˈʃeːlə ] ، بالسويدية: [ ˈɧêːlɛ ] ؛ 9 ديسمبر 1742 - 21 مايو 1786 ^{[ 2 ]} ) كان كيميائيًا صيدلانيًا ألمانيًا سويديًا ^{[ 3 ]} .

اكتشف شيل الأكسجين (مع أن جوزيف بريستلي نشر اكتشافاته أولاً)، وحدد عناصر الموليبدينوم والتنغستن والباريوم والنيتروجين والكلور ، من بين عناصر أخرى. كما اكتشف شيل الأحماض العضوية : الطرطريك، والأكساليك ، واليوريك ، واللاكتيك ، والستريك ، بالإضافة إلى أحماض الهيدروفلوريك ، والهيدروسيانيك ، والزرنيخ . ^{[ 4 ]} وقد فضّل التحدث بالألمانية على السويدية طوال حياته، إذ كانت الألمانية شائعة الاستخدام بين الصيادلة السويديين. ^{[ 5 ]}

قال الأطباء إنه توفي بسبب التسمم بالزئبق ، بعد أن أمضى حياته يعمل ككيميائي. ^{[ 6 ]}

وُلد شيل في سترالسوند ، ^{[ 2 ]} في بوميرانيا الغربية ، التي كانت آنذاك دومينيونًا سويديًا داخل الإمبراطورية الرومانية المقدسة. كان والد شيل، يواكيم (أو يوهان ^{[ 2 ]} ) كريستيان شيل، تاجر حبوب وصانع جعة ^{[ 2 ]} من عائلة بوميرانية مرموقة. أما والدته فكانت مارغريتا إليانور وارنيكروس. ^{[ 2 ]}

علّم أصدقاء والدي شيله فن قراءة الوصفات الطبية ومعاني الرموز الكيميائية والصيدلانية. ^{[ 2 ]} ثم، في عام 1757، في الرابعة عشرة من عمره، أُرسل كارل إلى غوتنبرغ كمتدرب صيدلي ^{[ 5 ]} لدى صديق آخر للعائلة وصيدلي، مارتن أندرياس باوخ. استمر شيله في هذا المنصب لمدة ثماني سنوات. خلال هذه الفترة، أجرى تجارب حتى ساعات متأخرة من الليل وقرأ أعمال نيكولاس ليميري ، وكاسبار نيومان ، ويوهان فون لوفنشتيرن-كونكل، وجورج إرنست شتال (مؤيد نظرية الفلوجستون ). استندت الكثير من تأملات شيله النظرية اللاحقة إلى شتال. ^{[ 2 ]}

في عام ١٧٦٥، عمل شيل تحت إشراف الصيدلي التقدمي والمطلع سي إم كيلستروم في مالمو ، وتعرّف على أندرس جهان ريتزيوس ، الذي كان محاضرًا في جامعة لوند ، وأصبح لاحقًا أستاذًا للكيمياء في ستوكهولم. وصل شيل إلى ستوكهولم بين عامي ١٧٦٧ و١٧٦٩، وعمل صيدليًا. ^{[ ٢ ]} خلال هذه الفترة، اكتشف حمض الطرطريك ، ودرس مع صديقه ريتزيوس العلاقة بين الجير الحي وكربونات الكالسيوم . ^{[ ٢ ]} أثناء وجوده في العاصمة، تعرّف أيضًا على شخصيات بارزة، من بينهم أبراهام باك ، وبيتر جوناس بيرغيوس ، وبنغت بيرغيوس ، وكارل فريدريش فون شولتزنهايم . ^{[ ٢ ]}

في خريف عام ١٧٧٠، أصبح شيل مديرًا لمختبر الصيدلية الكبرى للوك في أوبسالا ، على بُعد حوالي ٦٥ كيلومترًا (٤٠ ميلًا) شمال ستوكهولم. كان المختبر يُزوّد ​​أستاذ الكيمياء توربرن بيرغمان بالمواد الكيميائية . نشأت صداقة بين شيل وبيرغمان بعد أن حلّل شيل تفاعلًا عجز بيرغمان ومساعده، يوهان غوتليب غان ، عن حله. كان التفاعل بين نترات البوتاسيوم المنصهرة وحمض الخليك ، وينتج عنه بخار أحمر. ^{[ ٢ ] [ ٧ ]} أدت دراسة هذا التفاعل لاحقًا إلى اكتشاف شيل للأكسجين (انظر "نظرية الفلوجستون" أدناه). وبناءً على هذه الصداقة والاحترام المتبادل، مُنح شيل حرية استخدام مختبر بيرغمان. استفاد الرجلان من علاقتهما المهنية. في عام 1774، رشّح بيتر جوناس بيرغيوس شيل ليكون عضوًا في الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم ، وانتُخب في 4 فبراير 1775. ^{[ 2 ]} وفي عام 1775، أدار شيل أيضًا لفترة وجيزة صيدلية في كوبينغ . وبين نهاية عام 1776 وبداية عام 1777، أسس شيل عمله الخاص هناك. ^{[ 2 ]}

في 29 أكتوبر 1777، جلس شيل لأول وآخر مرة في اجتماع لأكاديمية العلوم، وفي 11 نوفمبر اجتاز امتحان الصيدلة أمام الكلية الطبية الملكية، وحصل على أعلى مراتب الشرف. بعد عودته إلى كوبينغ، كرّس نفسه، بعيدًا عن عمله، للبحوث العلمية التي أسفرت عن سلسلة طويلة من الأوراق البحثية الهامة. ^{[ 2 ]}

أطلق عليه إسحاق أسيموف لقب "شيل التعيس الحظ" لأنه قام بعدد من الاكتشافات الكيميائية التي نُسبت لاحقاً إلى آخرين.

بحلول سن المراهقة، كان شيل قد تعلم النظرية السائدة للغازات، وهي نظرية الفلوجستون في سبعينيات القرن الثامن عشر. كان يُفترض أن الفلوجستون، المصنف على أنه "مادة النار"، ينطلق من أي مادة محترقة، وعندما ينفد، يتوقف الاحتراق. عندما اكتشف شيل الأكسجين، أطلق عليه اسم "هواء النار" لأنه يدعم الاحتراق. وقد فسر شيل الأكسجين باستخدام مصطلحات فلوجستونية لأنه لم يعتقد أن اكتشافه ينفي نظرية الفلوجستون.

قبل أن يكتشف شيل الأكسجين، درس الهواء. كان يُعتقد أن الهواء عنصرٌ يُشكّل البيئة التي تحدث فيها التفاعلات الكيميائية ، لكنه لا يُؤثر عليها. مكّنته دراسة شيل للهواء من استنتاج أنه خليط من "هواء النار" و"هواء التلوث"؛ أي خليط من غازين. أجرى شيل تجارب عديدة سخّن فيها مواد مثل نترات البوتاسيوم ، وثاني أكسيد المنغنيز ، ونترات المعادن الثقيلة، وكربونات الفضة ، وأكسيد الزئبق . في جميع هذه التجارب، عزل الغاز نفسه: "هواء النار"، الذي اعتقد أنه يتحد مع الفلوجستون الموجود في المواد لينطلق أثناء التفاعلات المُطلقة للحرارة.

مع ذلك، سُلِّمَ أول منشور له، بعنوان "Chemishe Abhandlung von der Luft und dem Feuer "، إلى المطبعة السويدية عام 1775، لكنه لم يُنشر حتى عام 1777، حين كان كلٌّ من جوزيف بريستلي وأنطوان لافوازييه قد نشرا بالفعل بياناتهما التجريبية واستنتاجاتهما المتعلقة بالأكسجين ونظرية الفلوجستون. يُنسب الفضل إلى شيل في اكتشاف الأكسجين بالاشتراك مع شخصين آخرين، هما جوزيف بريستلي وأنطوان لافوازييه. نُشرت الطبعة الإنجليزية الأولى، بعنوان " Chemical Observation and Experiments on Air and Fire" ، عام 1780، مع مقدمة بعنوان "Chemical Treatise on Air and Fire". ^{[ 8 ]}

حقق شيل نتائج غزيرة وهامة بشكل مذهل دون استخدام المعدات المختبرية الباهظة التي اعتاد عليها معاصره الباريسي أنطوان لافوازييه. وبفضل دراسات لافوازييه وبريستلي وشيل وغيرهم، أصبح علم الكيمياء مجالًا معياريًا بإجراءات متسقة. ورغم أن شيل لم يدرك أهمية اكتشافه للمادة التي أطلق عليها لافوازييه لاحقًا اسم الأكسجين، إلا أن عمله كان أساسيًا للتخلي عن نظرية الفلوجستون التي سادت لفترة طويلة. ^{[ 9 ]}

بدأ شيل دراسته للغاز الذي لم يُطلق عليه اسم الأكسجين بعد، إثر شكوى من توربيرن أولوف بيرغمان ، أستاذ في جامعة أوبسالا ، والذي أصبح فيما بعد صديقًا لشيل. أخبر بيرغمان شيل أن نترات البوتاسيوم التي اشتراها من صاحب عمل شيل، بعد تسخينها لفترة طويلة، أنتجت أبخرة حمراء (تُعرف الآن بثاني أكسيد النيتروجين) عند ملامستها لحمض الخليك. كان تفسير شيل السريع أن نترات البوتاسيوم امتصت الفلوجستون مع الحرارة (اختُزلت إلى نتريت، وفقًا للمصطلحات الحديثة) وأطلقت غازًا جديدًا مُفلوجستونيًا كمادة فعالة عند دمجها مع حمض (حتى لو كان حمضًا ضعيفًا).

اقترح بيرغمان بعد ذلك على شيل تحليل خصائص أكسيد المنغنيز (IV) . ومن خلال دراساته لأكسيد المنغنيز (IV)، طور شيل مفهومه عن "هواء النار" (وهو الاسم الذي أطلقه على الأكسجين). وقد حصل في نهاية المطاف على الأكسجين بتسخين أكسيد الزئبق، وكربونات الفضة ، ونترات المغنيسيوم ، وأملاح نترات أخرى . كتب شيل عن نتائجه إلى لافوازييه الذي أدرك أهميتها. كان اكتشافه للأكسجين (حوالي عام 1771) سابقًا زمنيًا لأعمال بريستلي ولافوازييه، لكنه لم ينشر هذا الاكتشاف حتى عام 1777، بعد أن نشر منافساه أعمالهما. ^{[ 10 ]}

على الرغم من أن شيل كان يؤمن دائمًا بشكل أو بآخر بنظرية الفلوجستون، إلا أن عمله اختزل الفلوجستون إلى شكل بسيط للغاية، لم يعقده سوى اعتقاد الكيميائيين في عصره أن الضوء والحرارة عنصران موجودان معًا. لذا، افترض شيل أن الهيدروجين يتكون من الفلوجستون (مبدأ اختزال يُفقد عند احتراق المواد) بالإضافة إلى الحرارة. وتكهن شيل بأن هواء النار أو الأكسجين (الذي وجده الجزء النشط من الهواء، مقدرًا أنه يشكل ربع الهواء) يتحد مع الفلوجستون في المواد لإنتاج الضوء أو الحرارة (حيث كان يُفترض أن الضوء والحرارة يتكونان من نسب متفاوتة من الفلوجستون والأكسجين).

عندما أظهر كيميائيون آخرون لاحقًا أن الماء ينتج عند حرق الهيدروجين وأن صدأ المعادن يضيف وزنًا إليها وأن تمرير الماء فوق الحديد الساخن ينتج الهيدروجين، قام شيل بتعديل نظريته ليقترح أن الأكسجين هو الملح (أو "المبدأ الملحي" للماء)، وأنه عند إضافته إلى الحديد، يتم إعادة إنتاج الماء، مما يضيف وزنًا إلى الحديد على شكل صدأ.

بالإضافة إلى الاعتراف المشترك باكتشاف الأكسجين، يُقال إن شيل كان أول من اكتشف عناصر كيميائية أخرى مثل الباريوم (1772)، ^{[ 11 ]} والمنغنيز (1774)، ^{[ 12 ]} والموليبدينوم (1778)، ^{[ 13 ]} والتنغستن (1781)، ^{[ 14 ]} بالإضافة إلى العديد من المركبات الكيميائية، بما في ذلك حمض الستريك ، ^{[ 15 ]} وحمض اللاكتيك ، ^{[ 16 ]} والجلسرين ، ^{[ 17 ]} وسيانيد الهيدروجين (المعروف أيضًا، في المحلول المائي، باسم حمض البروسيك)، ^{[ 18 ]} وفلوريد الهيدروجين ، ^{[ 19 ]} وكبريتيد الهيدروجين (1777). ^{[ 20 ]} بالإضافة إلى ذلك، اكتشف عملية مشابهة للبسترة ، ^{[ 21 ]} إلى جانب وسيلة لإنتاج الفوسفور بكميات كبيرة (1769)، مما أدى إلى أن تصبح السويد واحدة من أبرز منتجي أعواد الثقاب في العالم .

حقق شيل اكتشافًا علميًا بالغ الأهمية عام 1774، يُمكن القول إنه كان أكثر ثورية من عزله للأكسجين. فقد حدد الجير والسيليكا والحديد في عينة من البيرولوسيت ( ثاني أكسيد المنغنيز غير النقي) أهداها له صديقه يوهان غوتليب غان ، لكنه لم يتمكن من تحديد عنصر إضافي (وهو المنغنيز، الذي أدرك شيل وجوده كعنصر جديد، لكنه لم يستطع عزله). وعندما عالج البيرولوسيت بحمض الهيدروكلوريك فوق حمام رملي دافئ، انبعث غاز أصفر مخضر ذو رائحة نفاذة. ^{[ 22 ]} ووجد أن الغاز يترسب في قاع الزجاجة المفتوحة، وأن كثافته أعلى من كثافة الهواء العادي. كما لاحظ أن الغاز غير قابل للذوبان في الماء. وقد حوّل لون الفلين إلى الأصفر، وأزال اللون تمامًا من ورق عباد الشمس الأزرق المبلل، ومن بعض الزهور. وأطلق على هذا الغاز ذي القدرة على التبييض اسم "حمض الهيدروكلوريك منزوع الفلوجستون" (حمض الهيدروكلوريك منزوع الفلوجستون، أو حمض الهيدروكلوريك المؤكسد). وفي النهاية، أطلق السير همفري ديفي على الغاز اسم الكلور ، في إشارة إلى لونه الأخضر الباهت.

تم تحويل خصائص التبييض للكلور في نهاية المطاف إلى صناعة من قبل بيرزيليوس ، وأصبحت أساسًا لصناعة ثانية لتطهير وإزالة الروائح الكريهة من الأنسجة المتعفنة والجروح (بما في ذلك الجروح في البشر الأحياء) على يد لاباراك ، بحلول عام 1824.

في خريف عام ١٧٨٥، بدأ شيل يعاني من أعراض تُوصف بأنها أمراض كلوية. ^{[ ٢ ]} وفي أوائل عام ١٧٨٦، أصيب أيضًا بمرض جلدي، والذي، بالإضافة إلى مشاكله الكلوية، أضعفه بشدة لدرجة أنه توقع وفاته المبكرة. لهذا السبب، تزوج من أرملة سلفه، ^{[ ٢ ]} بول، قبل وفاته بيومين، ليتمكن من توريثها ملكية صيدليته وممتلكاته دون منازع.

رغم أن تجارب شيل أنتجت موادًا تبين منذ زمن بعيد أنها خطرة، إلا أن المركبات والعناصر التي استخدمها في تجاربه كانت خطيرة في الأصل، لا سيما المعادن الثقيلة . ومثل معظم معاصريه، في عصرٍ كانت فيه أساليب التحليل الكيميائي محدودة، كان شيل يشم ويتذوق أي مادة جديدة يكتشفها. ^{[ 23 ]} وقد أثر التعرض التراكمي للزرنيخ والزئبق والرصاص ومركباتها ، وربما حمض الهيدروفلوريك الذي اكتشفه، بالإضافة إلى مواد أخرى، على صحة شيل. وتوفي في سن مبكرة ، عن عمر يناهز 43 عامًا، في 21 مايو 1786، في منزله بمدينة كوبينغ .

نُشرت جميع الأوراق البحثية التالية بواسطة شيل خلال فترة خمسة عشر عامًا. ^{[ 2 ]}

نُشرت أبحاث شيل لأول مرة في معاملات الأكاديمية السويدية للعلوم، وفي دوريات مختلفة مثل مجلة "Chemishe Annalen" التي كان يرأس تحريرها لورنز فلورنز فريدريش فون كريل . جُمعت أعمال شيل ونُشرت بأربع لغات، بدءًا بكتاب "Mémoires de Chymie" للسيدة كلودين بيكارديه عام 1785، وكتاب "Chemical Essays" لتوماس بيدوز عام 1786، ثم باللغتين اللاتينية والألمانية. ^{[ 25 ]} ونُشرت ترجمة إنجليزية أخرى للدكتور ليونارد دوبين عام 1931. ^{[ 26 ]}

• شيليت
• شيل غرين
• الثورة الكيميائية
• صيدلية
• الكيمياء الهوائية
• قائمة بالاكتشافات المستقلة

• أبوت، ديفيد. (1983). قاموس السير الذاتية للعلماء: الكيميائيون . نيويورك: بيتر بيدريك بوكس. ص 126-127 . ISBN  0-911745-81-5.
• بيل، ماديسون س. (2005). لافوازييه في السنة الأولى . نيويورك: دبليو دبليو نورتون وشركاه. ISBN 0-393-05155-2.
• كاردويل، دي إس إل (1971). من وات إلى كلاوزيوس: نشأة الديناميكا الحرارية في العصر الصناعي المبكر . هاينمان: لندن. ص 60-61 . ISBN  0-435-54150-1.
• دوبين، ل. (مترجم) (1931). الأوراق المجمعة لكارل فيلهلم شيل . جي. بيل وأولاده، لندن.
• فاربر، إدوارد، محرر. (1961). الكيميائيون العظماء . نيويورك: دار إنترساينس للنشر. الصفحات 255-261 . 
• غرينبيرغ، آرثر. (2000). جولة في تاريخ الكيمياء: تصوير الكيمياء من الخيمياء إلى علم الجزيئات الحديث . هوبوكين: جون وايلي وأولاده، ص 135-137 . ISBN  0-471-35408-2.
• غرينبيرغ، آرثر. (2003). فن الكيمياء: أساطير، أدوية، ومواد . هوبوكين: جون وايلي وأولاده، ص 161-166 . ISBN  0-471-07180-3.
• سكوفيلد، روبرت إي (2004). جوزيف بريستلي المستنير: دراسة لحياته وعمله من 1773 إلى 1804. بنسلفانيا: مطبعة جامعة ولاية بنسلفانيا. ISBN 0-271-02459-3.
• شيكتمان (2003). التجارب والاختراعات والاكتشافات العلمية الرائدة في القرن الثامن عشر . كونيتيكت: دار غرينوود للنشر. ISBN 0-313-32015-2.
• سوتين، هاري (1960). 12 رائدًا في العلوم . نيويورك: دار فانجارد للنشر.

• أعمال كارل فيلهلم شيل في مشروع غوتنبرغ
• أعمال كارل ويلهلم شيل أو أعمال عنه في أرشيف الإنترنت
• شيل، الملاحظات والتجارب الكيميائية على الهواء والنار (ترجمة عام 1780)
• مقتطفات من كتاب "الرسالة الكيميائية في الهواء والنار"
• "شيل، كارل فيلهلم"  . Encyclopædia Britannica ( الطبعة الحادية عشرة). 1911.
• كارل فيلهلم شيل د. كونيجل. شويد. أكاد. د. Wissenschaft Mitgliedes, Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer باللغة الألمانية (مصدر صورة معدات المختبر أعلاه)
• "شيل، كارل فيلهلم"  . موسوعة نوتال . 1907.
• "رسم تخطيطي لكارل فيلهلم شيل"  . مجلة العلوم الشعبية الشهرية . المجلد 31. أكتوبر 1887. الصفحات 839-843 . 
• "نصب شيل التذكاري في ستوكهولم"  . مجلة العلوم الشعبية الشهرية . المجلد 42. مارس 1893. الصفحات 685-688 . 
• شيل، كارل فيلهلم (1944). التاريخ المبكر للكلور . إدنبرة: نادي أليمبيك.