아일하르트 미처리히

1. 개요

아일하르트 미처리히는 1794년 독일에서 태어난 화학자이자 광물학자이다. 그는 베를린 대학교에서 화학 교수로 재직하며, 동형이상(Isomorphism) 현상을 발견하여 화학 원소 및 화합물 분류와 결정 구조 연구에 기여했다. 또한, 다이에틸 에테르 합성을 연구하며 촉매 개념 형성에 영향을 미쳤다. 미처리히는 벤젠과 벤조산 연구, 지질학 연구 등 다양한 분야에서 활동했으며, 주요 저서로 '화학 교과서'가 있다.

2. 생애

미처리히는 노이엔데(오늘날의 빌헬름스하펜)에서 태어났으며, 아버지는 목사였다. 1811년 하이델베르크 대학교로 가서 문헌학을 공부하며 페르시아어에 관심을 가졌다. 이후 동양에서 의사가 되어 여행의 자유를 즐길 수 있을 것으로 보고 의학 연구로 전향했으며, 괴팅겐 대학교에서 화학 연구를 시작하였다.

미처리히는 동형이상 (결정학) 이론을 발전시켰으며, 이 이론은 1819년 12월 베를린 과학 아카데미 회보에 발표되었다.

2.1. 초기 생애

미처리히는 1794년 오늘날의 빌헬름스하펜인 노이엔데에서 목사의 아들로 태어났다. 그의 삼촌인 크리스토프 빌헬름 미처리히는 괴팅겐 대학교 교수였고, 저명한 학자였다. 미처리히는 예버에서 역사학자 프리드리히 크리스토프 슐로서에게 교육을 받았다. 1811년 하이델베르크 대학교에 입학하여 페르시아어를 중심으로 언어학을 공부했다. 1813년에는 프랑스 나폴레옹 1세가 페르시아 제국에 설립하려던 대사관에 합류하기 위해 파리로 가기도 했다.

1814년 나폴레옹 보나파르트의 퇴위로 대사관 합류 계획은 무산되었고, 미처리히는 동양에서 의사에게 일반적으로 허용되는 여행의 자유를 누리기 위해 의학을 공부하기로 결심했다. 그는 괴팅겐 대학교에서 화학 연구를 시작했는데, 이에 매료되어 페르시아 여행을 포기했다. 괴팅겐 시절, 그는 대학교 도서관의 원고를 바탕으로 유라시아 역사의 특정 부분을 다룬 논문을 1814년 페르시아어와 라틴어로 출판했다.

2.2. 베를린 시기

1818년 미처리히는 베를린으로 가서 하인리히 프리드리히 링크(1767–1851)의 실험실에서 연구했다. 그곳에서 인산염, 아인산염, 비산염, 아비산염을 연구했고, 옌스 야코브 베르셀리우스가 이들의 조성에 대해 내린 결론을 확인할 수 있었다. 그는 대응되는 인산염과 비산염이 동일한 형태로 결정화된다는 것을 관찰했고, 이를 통해 동형이상 (결정학) 이론이 발전했으며, 이 이론은 1819년 12월 베를린 과학 아카데미 회보에 발표되었다. 같은 해, 베르셀리우스는 미처리히를 카를 폼 슈타인 줌 알텐슈타인 프로이센 교육부 장관에게 마르틴 하인리히 클라프로트의 후임으로 베를린 대학교에 추천했다. 알텐슈타인은 이 제안을 즉시 실행하지는 않았지만, 미처리히가 스톡홀름의 카롤린스카 연구소에 있는 베르셀리우스의 실험실에서 연구를 계속할 수 있도록 정부 보조금을 받도록 했다. 미처리히는 1821년 베를린으로 돌아왔고, 1822년 여름에는 대학교에서 화학 비정규 교수로 첫 강의를 했다. 1825년에는 정규 교수로 임명되었다. 1823년 미처리히는 스웨덴 왕립 과학 아카데미의 외국인 회원으로 선출되었다.

2.3. 사망

1861년 12월, 심장 질환 증상이 나타났으나 1862년 12월까지 연구를 계속했다. 1863년 베를린 근교 쇤네베르크에서 사망했으며, 구스타프 키르히호프와 레오폴트 크로네커의 묘소가 있는 쇤네베르크의 성 마태오 묘지에 묻혔다. --

3. 동형이상 (Isomorphism)

미처리히는 인산염과 비산염 결정 연구를 통해 동형이상 현상을 발견했다. 동형이상은 화학 조성이 유사한 두 물질이 동일한 결정 구조를 갖는 현상이다. 그는 대응되는 인산염과 비산염이 동일한 형태로 결정화된다는 것을 관찰했다.

또한, 윌리엄 하이드 울러스턴이 방해석과 동형인 탄산염 능면체의 각도에서 발견한 미세한 차이를 조사하면서, 미처리히는 방해석의 경우 이 각도가 온도에 따라 변한다는 것을 알아냈다. 이러한 연구를 다른 동소체 결정으로 확장하면서 그는 비슷한 변화를 관찰했고, 1825년에 동소체 결정이 가열될 때 서로 다른 축의 방향으로 불균등하게 팽창한다는 사실을 발견했다.

4. 다형성 (Polymorphism)

윌리엄 하이드 울러스턴이 방해석과 동형인 탄산염 능면체의 각도에서 발견한 미세한 차이를 조사하는 과정에서 미처리히는 방해석의 경우 이 각도가 온도에 따라 변한다는 것을 관찰했다. 그는 이 연구를 다른 동소체 결정으로 확장하면서 비슷한 변화를 관찰했고, 1825년에 동소체 결정이 가열될 때 서로 다른 축의 방향으로 불균등하게 팽창한다는 것을 발견하게 되었다. 이듬해 그는 온도 변화에 의해 셀레나이트의 광축 방향에 변화가 일어난다는 것을 발견했다. 1826년, 그는 황의 두 가지 결정 변형에 대한 조사를 통해 두 광물인 방해석과 아라곤석이 동일한 조성을 가지고 있지만 서로 다른 결정 형태를 갖는다는 사실을 알아냈고, 이러한 특성을 다형성이라고 불렀다.

5. 촉매 연구

1833년부터 1834년까지 미처리히는 에탄올과 황산을 이용해 다이에틸 에테르를 합성하는 연구를 진행했다. 이 과정에서 황산은 소모되지 않지만, 반응이 일어나려면 반드시 필요하다는 사실을 발견했다. 미처리히의 연구 결과는 스웨덴 화학자 옌스 야코브 베르셀리우스가 반응에서 소모되지 않으면서 화학 반응을 촉진하거나 가능하게 하는 물질을 "촉매"라고 부르는 계기가 되었다.

6. 기타 연구

미처리히는 1833년에 여러 휘발성 물질의 증기 밀도를 측정하여 게이뤼삭의 법칙을 확인했다. 1827년에는 셀렌산을 얻었고, 그 염이 황산염과 동형임을 보였다. 몇 년 후에는 망가네이트와 황산염, 과망가니즈산염과 과염소산염에도 같은 현상이 적용됨을 증명했다. 그는 벤젠과 벤조산, 그리고 그 유도체 사이의 관계를 연구했다. 구스타프 로제가 언급했듯이, 미처리히는 무기 화학(결정학)에서 벗어나 유기 화학, 특히 연료와 기름 연구에 집중했으며, 이는 1845년까지 계속되었다. 광물학에 대한 관심은 화산 지역의 지질학 연구로 이어졌고, 그는 화산 활동의 원인에 대한 이론을 개발하기 위해 아이펠을 자주 방문했다. 그는 이 주제에 대한 논문을 발표하지 않았지만, 사후에 그의 노트는 J. L. A. 로스에 의해 정리되어 베를린 학술원의 회보에 게재되었다. (Ueber die vulkanischen Erscheinungen in der Eifel und über die Metamorphie der Gesteine durch erhöhte Temperatur, 베를린, 1865).

7. 저서

포겐도르프의 연보와 화학 및 물리학 연보 등에 주로 논문을 발표했다. 1829년 화학 교과서(Lehrbuch der Chemie) 제1권 제1호를 출판했으며, 1840년에 제2부 제2호를 출판했다. 화학 교과서 제4판은 1844~1847년에 출판되었고, 제5판은 1855년에 시작되었으나 완성되지 못했다. 그의 저작 전집은 1896년 베를린에서 출판되었다.