Γιούστους φον Λήμπιχ

Οικογένεια και σπουδές

Ο Γιούστους φον Λήμπιχ γεννήθηκε στο Ντάρμστατ σε μια οικογένεια της μεσαίας τάξεως. Γονείς του ήταν οι Γιόχαν Γκέοργκ Λήμπιχ και Μαρία Καρολίνα, το γένος Μέζερ (Möser). Ο πατέρας του ήταν έμπορος και παρασκευαστής χημικών προϊόντων (κυρίως βερνικιών, χρωμάτων και κόλλας) και εξοπλισμού, που ανέπτυσσε στο δικό του εργαστήριο. Από την παιδική του ηλικία, ο Γιούστους ήταν συναρπασμένος με τη χημεία.
Σε ηλικία 13 ετών, ο Λήμπιχ έζησε το έτος χωρίς καλοκαίρι, όταν οι περισσότερες σοδειές στο Βόρειο Ημισφαίριο καταστράφηκαν από το κρύο εξαιτίας ενός ηφαιστειακού χειμώνα. Η Γερμανία ήταν ανάμεσα στις χώρες που χτυπήθηκαν σκληρότερα από τον παγκόσμιο λιμό που επακολούθησε και η εμπειρία αυτή λέγεται ότι διεμόρφωσε το μετέπειτα έργο του Λήμπιχ. Χάρη και στις καινοτομίες του Λήμπιχ στα λιπάσματα και στη γεωργία, ο λιμός του 1816 έγινε γνωστός ως «η τελευταία μεγάλη κρίση επιβιώσεως στον Δυτικό Κόσμο».
Ο Γιούστους πήγε στο Γυμνάσιο Ludwig-Georgs στο Ντάρμστατ από τα 8 μέχρι τα 14 χρόνια του. Σταμάτησε προτού πάρει απολυτήριο και μετά διετέλεσε επί αρκετούς μήνες μαθητευόμενος του φαρμακοποιού Γκότφρηντ Πιρς (Gottfried Pirsch, 1792–1870) στο Χέπενχάιμ προτού επιστρέψει σπίτι του. Εργάσθηκε στη δουλειά του πατέρα του τα επόμενα δύο έτη και μετά σπούδασε με καθηγητή έναν επαγγελματικό γνωστό του πατέρα του, τον Καρλ Βίλχελμ Γκότλομπ Καστνερ, που δίδασκε στο Πανεπιστήμιο της Βόννης αλλά λίγο αργότερα μετακλήθηκε στο Πανεπιστήμιο του Ερλάνγκεν, οπότε ο Λήμπιχ τον ακολούθησε εκεί.
Ο Λήμπιχ άφησε το Ερλάνγκεν τον Μάρτιο του 1822, εν μέρει εξαιτίας της αναμίξεώς του με τη ριζοσπαστική εθνικιστική φοιτητική οργάνωση «Corps Rhenania», αλλά και επειδή έλπιζε ότι θα εύρισκε αλλού την ευκαιρία για πιο προχωρημένες σπουδές στη χημεία. Οι περιστάσεις σκιάζονται εξάλλου από κάποιο πιθανό σκάνδαλο. Στα τέλη του 1822 πήγε να σπουδάσει στο Παρίσι με υποτροφία που τού εξασφάλισε ο Κάστνερ από την κυβέρνηση της Έσσης. Εργάσθηκε στο ιδιωτικό εργαστήριο του Ζοζέφ Λουί Γκαι-Λυσάκ, ενώ γνωρίστηκε με τους Αλεξάντερ φον Χούμπολτ και Ζωρζ Κυβιέ. Το διδακτορικό του Λήμπιχ τού δόθηκε από το Ερλάνγκεν στις 23 Ιουνίου 1823, παρά το ότι το είχε εγκαταλείψει, ως αποτέλεσμα μεσολαβήσεως του Κάστνερ.

Ερευνητικό και διδακτικό έργο

Ο Λήμπιχ άφησε το Παρίσι για να επιστρέψει στο Ντάρμστατ τον Απρίλιο του 1824. Στις 26 Μαΐου 1824, σε ηλικία μόλις 21 ετών και κατόπιν συστάσεως του Αλεξάντερ φον Χούμπολτ, ο Λήμπιχ έγινε έκτακτος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Γκίσεν. Ο διορισμός του ήταν μέρος μιας προσπάθειας εκσυγχρονισμού του ιδρύματος και της προσελκύσεως περισσότερων φοιτητών. Είχε έναν μικρό μισθό, χωρίς χρηματοδότηση για εργαστήριο ή πρόσβαση σε εγκαταστάσεις.
Η κατάσταση περιπλέχθηκε, όπως ήταν λογικό, από την παρουσία των μεγαλύτερων σε ηλικία καθηγητών: Ο καθηγητής Βίλχελμ Τσίμερμαν (Zimmermann, 1780–1825) δίδασκε γενική χημεία, ενώ ο Φίλιπ Φοχτ (Philipp Vogt) ιατρική χημεία και φαρμακολογία. Ο δεύτερος υποστήριξε μια αναδιοργάνωση, με διδασκαλία της φαρμακολογίας από τον Λήμπιχ. Ο Τσίμερμαν βρέθηκε να ανταγωνίζεται ανεπιτυχώς με τον Λήμπιχ για την προσέλκυση φοιτητών (που πλήρωναν δίδακτρα ξεχωριστά στο κάθε μάθημα). Αρνήθηκε στον Λήμπιχ τη χρήση χώρων και του υπάρχοντος εξοπλισμού, και τελικώς αυτοκτόνησε. Ο θάνατός του, μαζί με τον θάνατο του καθηγητή Blumhof που δίδασκε τεχνολογία και εξορυκτική, άνοιξε τον δρόμο στον Λήμπιχ να κάνει αίτηση για να καταστεί τακτικός καθηγητής. Κατέλαβε πράγματι την έδρα της Χημείας στις 7 Δεκεμβρίου 1825, αποκτώντας έτσι αρκετά μεγαλύτερο μισθό και πρόσβαση στο εργαστήριο.
Λίγους μήνες αργότερα, τον Μάιο του 1826, ο Λήμπιχ πήρε ως σύζυγό του τη Χενριέτε «Γιέτχεν» Μόλντενχάουερ (Moldenhauer, 1807-1881), κόρη κρατικού αξιωματούχου. Απέκτησαν πέντε παιδιά, τον Γκέοργκ (1827-1903), την Αγκνές (1828-1862), τον Χέρμαν (1831-1894), τη Γιοχάνα (1836-1925) και τη Μαρίε (1845-1920). Παρά το ότι ο Λήμπιχ ήταν Λουθηρανός ενώ η Γιέτχεν Ρωμαιοκαθολική, η θρησκευτική διαφορά τους φαίνεται πως διευθετήθηκε φιλικά, μεγαλώνοντας τους γιους τους ως Λουθηρανούς και τις κόρες τους ως Ρωμαιοκαθολικές.

Μεταμορφώνοντας τη διδασκαλία της χημείας

Ο Λήμπιχ και αρκετοί συνάδελφοί του πρότειναν να ιδρύσουν ένα ινστιτούτο για τη φαρμακολογία και την παραγωγή ουσιών μέσα στο πανεπιστήμιο. Ωστόσο, το πρυτανικό συμβούλιο απέρριψε κατηγορηματικά την ιδέα τους, δηλώνοντας ότι δεν ήταν δουλειά του πανεπιστημίου να εκπαιδεύει «σαπωνοποιούς, φαρμακοποιούς, ζυθοποιούς, βαφείς και παρασκευαστές ξυδιού». Αυτή η απόφαση ωστόσο βγήκε τελικά σε καλό για τον Λήμπιχ. Ιδρύοντάς του ως ιδιωτική επιχείρηση, μπορούσε να αγνοεί τους κανόνες του πανεπιστημίου και να δέχεται εγγεγραμμένους φοιτητές και μη φοιτητές. Το ινστιτούτο του Λήμπιχ, που άνοιξε το 1826, διαφημιζόταν ευρύτατα στα φαρμακευτικά περιοδικά. Τα μαθήματά του στην πρακτική χημεία και στις εργαστηριακές διαδικασίες χημικής αναλύσεως διδάσκονταν από τον Λήμπιχ επιπροσθέτων των επίσημων μαθημάτων που δίδασκε στο πανεπιστήμιο.
Μέχρι το 1835 το εργαστήριο του ινστιτούτο στεγαζόταν σε έναν παλαιό στρατώνα στην άκρη της πόλης. Ο κύριος χώρος του εργαστηρίου ήταν μόλις 38 τετραγωνικά μέτρα περίπου. Ο Λήμπιχ μπορούσε να εργάζεται εκεί με 8 ή 9 φοιτητές κάθε φορά. Ο ίδιος ζούσε εκεί, στον επάνω όροφο, σε ένα μικρό διαμέρισμα με την οικογένειά του.
Ο Λήμπιχ ήταν ένας από τους πρώτους χημικούς που οργάνωσε ένα εργαστήριο με τη σημερινή του μορφή, συνεργαζόμενος με τους φοιτητές του σε εμπειρικές έρευνες μεγάλης κλίμακας, μέσω ενός συνδυασμού έρευνας και διδασκαλίας. Οι μέθοδοί του στην οργανική ανάλυση τού επέτρεψαν να κατευθύνει τις εργασίες στην αναλυτική χημεία πολλών μεταπτυχιακών φοιτητών. Οι φοιτητές του προέρχονταν από πολλά από τα γερμανικά κρατίδια, όπως και από τη Μεγάλη Βρετανία και τις ΗΠΑ, βοηθώντας έτσι τη δημιουργία διεθνούς φήμης για τον «δόκτορα-πατέρα» τους (Doktorvater). Το εργαστήριό του έγινε περίφημο ως ίδρυμα-πρότυπο για τη διδασκαλία της πρακτικής χημείας, αλλά και για την έμφαση στην εφαρμογή των ανακαλύψεων της βασικής έρευνας στην ανάπτυξη ειδικότερων χημικών διαδικασιών και προϊόντων.
Τελικά το 1833 ο Λήμπιχ έπεισε τον πρύτανη φον Λίντε να ενσωματώσει το ινστιτούτο στο Πανεπιστήμιο του Γκίσεν. Το 1839 εξασφάλισε κρατικά κονδύλια για να κτίσει αμφιθέατρο και δύο χωριστά εργαστήρια, με καινοτόμα γυάλινα προστατευτικά αναθυμιάσεων και καμινάδες εξαερισμού. Μέχρι το 1852, οπότε ο Λήμπιχ έφυγε για το Μόναχο, πάνω από 700 φοιτητές της χημείας και της φαρμακολογίας είχαν σπουδάσει με αυτόν.

Ανάπτυξη χημικών οργάνων

Μια σημαντική δυσχέρεια που αντιμετώπιζαν οι χημικοί του 19ου αιώνα ήταν η έλλειψη οργάνων και αναλυτικών μεθόδων για την υποστήριξη αναλύσεων ακριβείας των οργανικών ουσιών. Πολλοί χημικοί είχαν μελετήσει το πρόβλημα αυτό, μεταξύ των οποίων και οι Γκαι-Λυσάκ και Μπερζέλιους, προτού ο Λήμπιχ αναπτύξει τη δική του εκδοχή οργάνων για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο των οργανικών ουσιών, το 1830. Περιελάμβανε μία διάταξη από 5 γυάλινες ενωμένες σφαιρικές φιάλες, που αποκλήθηκε Kaliapparat, για να παγιδεύει τα προϊόντα οξειδώσεως του άνθρακα που υπήρχε στο δείγμα, μετά από την καύση του. Προτού φθάσουν στη συσκευή, τα αέρια της καύσεως περνούσαν μέσα από σωλήνα με υγροσκοπικό χλωριούχο ασβέστιο, το οποίο απορροφούσε και κατακρατούσε το προϊόν της οξειδώσεως του υδρογόνου του δείγματος, δηλαδή τους υδρατμούς. Ακολούθως στην kaliaparat, το διοξείδιο του άνθρακα απορροφάτο από διάλυμα καυστικής ποτάσας στις τρεις κατώτερες φιάλες, και από αυτό μπορούσε να μετρηθεί η μάζα του άνθρακα στο δείγμα. Για κάθε ουσία που αποτελείτο μόνο από άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο, η περιεκτικότητα σε οξυγόνο προσδιοριζόταν με την αφαίρεση των ποσοστών του C και του H από το 100%. Η καύση γινόταν σε κλίβανο. Η απευθείας ζύγιση του άνθρακα και του υδρογόνου, αντί της ογκομετρικής τους εκτιμήσεως, αύξησε κατά πολύ την ακρίβεια μετρήσεως της μεθόδου. Ο βοηθός του Λήμπιχ Carl Ettling τελειοποίησε την τεχνική φυσήματος του γυαλιού για την κατασκευή της kaliapparat, και την επεδείκνυε στους επισκέπτες. Η kaliapparat απλοποίησε την ποσοτική ανάλυση στην οργανική χημεία και την κατέστησε ρουτίνα. Η μέθοδός του της αναλύσεως των προϊόντων καύσεως εφαρμόσθηκε στη φαρμακολογία, ενώ κατέστησε δυνατές πολλές προόδους στην οργανική και τη γεωργική χημεία, όπως και στη βιοχημεία.
Ο Λήμπιχ διέδωσε τη χρήση ενός ψυκτικού συστήματος με ροή νερού για την απόσταξη, που ακόμη αναφέρεται ως συμπυκνωτής Liebig. Ο ίδιος ο Λήμπιχ απέδιδε τη συσκευή συμπυκνώσεως υδρατμών στον Γερμανό φαρμακοποιό Γιόχαν Φρήντριχ Άουγκουστ Γκέτλινχ (Göttling, 1753-1809), ο οποίος επέφερε το 1794 βελτιώσεις σε ένα σχέδιο που επινοήθηκε από τους Κρίστιαν Έρενφρηντ Βάιγκελ (1771), P.J. Poisonnier (1779) και Γιόχαν Γκάντολιν (1791).
Παρά το ότι δεν υιοθετήθηκε πλατιά επί πολλές δεκαετίας μετά τον θάνατό του, όταν η νομοθεσία απαγόρευσε τελικώς τη χρήση υδραργύρου για την κατασκευή κατόπτρων, ο Λήμπιχ πρότεινε μια διαδικασία για την επαργύρωση που απετέλεσε τη βάση της σύγχρονης κατασκευής κατόπτρων: Το 1835 ανέφερε ότι οι  αλδεΰδες ανάγουν τα άλατα του αργύρου σε μεταλλικό άργυρο. Αφού πρώτα είχε συνεργασθεί με άλλους επιστήμονες, ο Καρλ Άουγκουστ φον Στάινχάιλ προσέγγισε τον Λήμπιχ το 1856 με το ερώτημα αν θα μπορούσε να αναπτύξει μια τεχνική επαργυρώσεως ικανή να παραγάγει υψηλής ποιότητας κάτοπτρα για χρήση σε κατοπτρικά τηλεσκόπια. Ο Λήμπιχ μπόρεσε πράγματι να κατασκευάσει κάτοπτρα χωρίς ατέλειες προσθέτοντας χαλκό σε αμμωνιωμένο νιτρικό άργυρο και σάκχαρο.

Ανάπτυξη της οργανικής χημείας

Μεταξύ των συχνών συνεργατών του Λήμπιχ ήταν ο Φρήντριχ Βέλερ. Πρωτοσυναντήθηκαν το 1826 ή το 1830 στη Φραγκφούρτη μετά την ανακοίνωση από τον καθένα τους ανεξάρτητα της παραγωγής δύο χημικών ενώσεων, παραγώγων του ισοκυανικού και του φουλμινικού οξέος, οι οποίες φαινόταν να έχουν την ίδια σύσταση αλλά πολύ διαφορετικές ιδιότητες: Ο φουλμινικός ή «βροντώδης» άργυρος που ερεύνησε ο Λήμπιχ ήταν εκρηκτική ύλη, ενώ ο κυανικός άργυρος που βρήκε ο Βέλερ δεν ήταν. Αφού επανέλαβαν μαζί τις επίμαχες αναλύσεις, συμφώνησαν ότι αμφότερες ήταν σωστές. Η ανακάλυψη αυτών και άλλων ουσιών οδήγησε τον Μπερζέλιους να προτείνει την ιδέα των ισομερών, ενώσεων που καθορίζονται όχι μόνο από τον αριθμό και τα είδη των ατόμων που αποτελούν το μόριό τους, αλλά και από τη διάταξη με την οποία είναι ενωμένα.
In 1832, οι Λήμπιχ και Βέλερ δημοσίευσαν μια διερεύνηση του εκχυλίσματος των πικραμυγδάλων. Παρασκεύασαν αρκετές αλογονωμένες παράγωγες ενώσεις του, που συμμετείχαν σε άλλες αντιδράσεις. Μέσα από αυτούς τους μετασχηματισμούς ανεκάλυψαν ότι ένα μόνο συστατικό (το οποίο ονόμασαν «βενζοΰλιο») «διατηρεί τη φύση του και τη σύστασή του αμετάβλητες σε όλες σχεδόν τις συνενώσεις του με άλλα σώματα.» Τα πειράματά τους απέδειξαν ότι μία ομάδα ατόμων άνθρακα, υδρογόνου και οξυγόνου μπορεί να συμπεριφέρεται σαν ένα χημικό στοιχείο, να αντικαταστήσει ένα στοιχείο και να αντικατασταθεί από ένα στοιχείο σε χημικές ενώσεις. Το γεγονός αυτό έθεσε τα θεμέλια για τη θεωρία των χημικών ριζών, που μπορεί να γίνει αντιληπτή ως ένα πρώιμο βήμα στην ανάπτυξη της δομικής χημείας.
Η δεκαετία του 1830 υπήρξε περίοδος εντατικών ερευνών οργανικών ενώσεων από τον Λήμπιχ και τους φοιτητές του, αλλά και έντονων συζητήσεων σχετικά με τις θεωρητικές συνέπειες των αποτελεσμάτων των ερευνών αυτών. Ο Λήμπιχ δημοσίευσε έρευνες σε ευρεία ποικιλία θεμάτων, με 30 προσωπικές δημοσιεύσεις ανά έτος μεταξύ του 1830 και του 1840. Εκτός από την απομόνωση συγκεκριμένων ενώσεων, μελέτησε και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις και τους τρόπους με τους οποίους αποσυντίθεντο σε άλλες ουσίες, αναζητώντας δρόμους για την κατανόηση της χημικής συνθέσεως και της φυσιολογικής λειτουργίας τους. Μια άλλη σημαντική συνεισφορά εκείνης της περιόδου είναι η εξέταση του περιεχομένου των βάσεων σε άζωτο. Επίσης, η μελέτη της χλωριώσεως και η απομόνωση της τριχλωροαιθανάλης (1832), η ταυτοποίηση της ρίζας αιθύλιο (1834), η οξείδωση της αλκοόλης και ο σχηματισμός των αλδεϋδών (1835), η πολυβασική θεωρία των οργανικών οξέων (1838) και η διάσπαση της ουρίας (1837).
Γράφοντας για τη χημική ανάλυση των ούρων, ο Λήμπιχ διακήρυξε κάτι που αποκαλύπτει τόσο τις σημαντικές αλλαγές στη χημική σκέψη που λάβαιναν χώρα σε ένα μικρό χρονικό διάστημα, όσο και την επίδραση του δικού του έργου. Σε μια εποχή που πολλοί χημικοί, μεταξύ των οποίων και ο Μπερζέλιους, επέμεναν ακόμα σε έναν απόλυτο διαχωρισμό ανάμεσα στον οργανικό και στον ανόργανο κόσμο, ο Λήμπιχ δήλωσε:
«Η παραγωγή όλων των οργανικών ουσιών δεν ανήκει πλέον μόνο στους ζωντανούς οργανισμούς. Πρέπει να θεωρούμε όχι ως απλώς πιθανό, αλλά ως βέβαιο, ότι θα είμαστε σε θέση να τις παράγουμε στα εργαστήριά μας. Η ζάχαρη, η σαλικίνη και η μορφίνη θα παράγονται τεχνητά. Βεβαίως, δεν γνωρίζουμε ακόμα πώς να το επιτύχουμε αυτό, επειδή δεν γνωρίζουμε ακόμη τις πρόδρομες ενώσεις από τις οποίες προκύπτουν αυτές οι ουσίες. Αλλά θα τις γνωρίσουμε.»
Τα επιχειρήματα του Λήμπιχ εναντίον κάθε χημικής διακρίσεως μεταξύ των ζωντανών («φυσιολογικών») και των «νεκρών» χημικών διεργασιών αποδείχθηκαν μεγάλη έμπνευση για αρκετούς από τους φοιτητές του, όσο και για κάποιους ενδιαφερόμενους για τονυλισμό. Αν και ο Λήμπιχ πήρε αποστάσεις από τις ευθείες πολιτικοκοινωνικές προεκτάσεις του υλισμού, υπεστήριξε σιωπηρά το έργο των Καρλ Φοχτ (1817-1895), Γιακόμπ Μόλεσοτ (1822-1893) και Λούντβιχ Μπύχνερ (1824-1899).

Η θρέψη των φυτών

Στη συνέχεια ο Λήμπιχ άρχισε να επιχειρεί την εφαρμογή θεωρητικών γνώσεων από την οργανική χημεία σε προβλήματα της ανθρωπότητας, όπως η διαθεσιμότητα της τροφής. Το βιβλίο του Die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Agricultur und Physiologie (= «Η οργανική χημεία στις εφαρμογές της στη γεωργία και στη φυσιολογία», 1840) προωθούσε την ιδέα ότι η χημεία μπορούσε να φέρει επανάσταση στις γεωργικές πρακτικές, αυξάνοντας τις αποδόσεις και μειώνοντας το κόστος. Μεταφράσθηκε σε αρκετές γλώσσες, επικρίθηκε έντονα και άσκησε μεγάλη επίδραση. Σε αυτό, ο Γερμανός χημικός συζητούσε τους χημικούς μετασχηματισμούς μέσα στους ζωντανούς οργανισμούς, φυτικούς και ζωικούς, περιγράφοντας μια θεωρητική προσέγγιση στη γεωργική χημεία. Το πρώτο μέρος του συγγράμματος εστίαζε στη θρέψη των φυτών, ενώ το δεύτερο στους χημικούς μηχανισμούς της αποσυνθέσεως. Η αντίληψη του Λήμπιχ τόσο της συνθέσεως όσο και της αποσυνθέσεως, τον κατέστησε έναν πρώιμο συνήγορο της βιώσιμης ανάπτυξης και ιδεών όπως η ανακύκλωση των οικιακών αποβλήτων.
Ο Λήμπιχ εναντιώθηκε σε κυρίαρχες τότε θεωρίες σχετικά με τον ρόλο του χούμου στη θρέψη των φυτών, που υπεστήριζαν πως η σάπια φυτική ύλη ήταν η κυριότερη πηγή άνθρακα για την ανάπτυξη των φυτών. Τα λιπάσματα πιστευόταν ότι δρούν διασπώντας το χούμο, ώστε να το απορροφούν ευκολότερα τα φυτά. Σχετική ήταν και η πεποίθηση ότι κάποιο είδος «ζωτικής δυνάμεως» ξεχώριζε τις οργανικές αντιδράσεις από τις ανόργανες.
Ο Λήμπιχ μελέτησε την απορρόφηση ανόργανων ουσιών από τα φυτά και παρατήρησε, όπως είχε κάνει ήδη ο Νικολά-Τεοντόρ ντε Σωσύρ, ότι οι συγκεντρώσεις τους μέσα στα φυτά έτειναν να αντιστοιχούν στην παρουσία τους στο έδαφος όπου αυτά φύονταν. Χρησιμοποίησε αυτά τα ευρήματα για να επικρίνει τις θεωρίες του χούμου. Με τη χρήση ακριβέστερων μεθόδων μετρήσεως, ανέδειξε αντιφάσεις, όπως την ανεπάρκεια του υπάρχοντος χούμου να παρέχει αρκετό άνθρακα ώστε να υποστηρίξει τα φυτά. Πριν το 1840, ερευνητές όπως ο Καρλ Σπρένγκελ εφάρμοζαν ήδη τις μεθόδους του Λήμπιχ της αναλύσεως των προϊόντων καύσεως για να εκτιμήσει τη θρεπτική αξία διάφορων ειδών κοπριάς, συμπεραίνοντας ότι αυτή η αξία μπορούσε να αποδοθεί στα ανόργανα άλατά τους. Ο Λήμπιχ συνέθεσε αυτές τις ιδέες, προσθέτοντας τη δική του πεποίθηση ότι οι ανόργανες ουσίες μπορούσαν να παρέχουν θρεπτικά συστατικά εξίσου αποτελεσματικά με τις οργανικές πηγές. Στη θεωρία του για την ανόργανη θρέψη, ταυτοποίησε τα χημικά στοιχεία άζωτο (N), φωσφόρος (P) και κάλιο (K) ως ουσιώδη για την ανάπτυξη των φυτών. Ανέφερε ότι τα φυτά απορροφούν άνθρακα (C) και υδρογόνο (H) από την ατμόσφαιρα και από το νερό. Παρά το ότι τόνισε τη σημασία των ανόργανων ουσιών στο έδαφος, υποστήριξε ότι τα φυτά τρέφονται και από ενώσεις του αζώτου που λαμβάνουν από τον αέρα. Αυτή η θέση υπήρξε πηγή αντιδικιών για δεκαετίες και αποδείχθηκε ότι αληθεύει για τα ψυχανθή, αλλά όχι για άλλα φυτά.
Ο Λήμπιχ έκανε γνωστο τον Νόμο του ελαχίστου του Σπρένγκελ, υποστηρίζοντας ότι η ανάπτυξη των φυτών εξαρτάται από τη λιγότερο διαθέσιμη θρεπτική ουσία (περιοριστικός παράγοντας) αντί για τη συνολική ποσότητα των διαθέσιμων παραγόντων. Αυτή η σύλληψη μπορεί να αναπαρασταθεί από το λεγόμενο «Βαρέλι του Λήμπιχ», μια μεταφορά στην οποία η κάθε βαρελοσανίδα ενός βαρελιού αντιπροσωπεύει ένα διαφορετικό στοιχείο. Μια σανίδα που είναι στενότερη από τις άλλες θα προκαλέσει την υπερχείλιση του υγρού που περιέχει το βαρέλι σε εκείνο το επίπεδο. Αυτή είναι μία ποιοτική παρουσίαση των αρχών της εφαρμογής λιπασμάτων στη σύγχρονη γεωργία.
Μία από τις πιο αναγνωρισμένες επιτεύξεις του Λήμπιχ είναι η ανάπτυξη των αζωτούχων λιπασμάτων. Αυτό, παρά το ότι μετέβαλε γνώμη και άρχισε να υποστηρίζει ότι το άζωτο παρεχόταν σε αρκετή ποσότητα από την πρόσληψη αμμωνίας από την ατμόσφαιρα, δηλώνοντας έτσι έντονα επί πολλά χρόνια αντίθετος με τη χρήση αζωτούχων λιπασμάτων. Μία πρώιμη απόπειρα να παραγάγει εμπορικά τα δικά του λιπάσματα απέτυχε εξαιτίας της ελλείψεως δοκιμών σε πραγματικές γεωργικές συνθήκες και της ελλείψεως αζώτου στα μείγματα. Οι δυσκολίες του Λήμπιχ να συμφιλιώσει τη θεωρία και την πρακτική έδειξαν ότι η πραγματική γεωργία ήταν πιο πολυσύνθετη από όσο πίστευε αρχικώς. Μέχρι να εκδοθεί η 7η γερμανική έκδοση του «Αγροτική Χημεία», είχε υποχωρήσει σε κάποιες από τις απόψεις του, δεχόμενος λάθη, και επιστρέψε στην άποψη ότι τα αζωτούχα λιπάσματα ήταν ευεργετικά, ή ακόμα και απαραίτητα. Σήμερα, αυτά τα λιπάσματα χρησιμοποιούνται ευρύτατα σε όλο τον κόσμο και η παραγωγή τους συνιστά ένα σημαντικό μέρος της χημικής βιομηχανίας.

Τα ύστερα χρόνια

Το 1852 ο Λήμπιχ δέχθηκε τον διορισμό που τού προσέφερε ο βασιλιάς Μαξιμιλιανός Β΄ της Βαυαρίας στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου. Επιπλέον έγινε επιστημονικός σύμβουλος του βασιλιά, που έλπιζε να καταστήσει το Πανεπιστήμιο κέντρο επιστημονικής έρευνας και αναπτύξεως. Ο Λήμπιχ δέχθηκε τη θέση εν μέρει επειδή στα 50 του εύρισκε όλο και πιο δύσκολο να εποπτεύει μεγάλους αριθμούς εργαστηριακών φοιτητών. Η νέα διαμονή του στο Μόναχο περιελάμβανε ένα πιο άνετο σπίτι, ένα μικρό εργαστήριο και ένα νεόδμητο αμφιθέατρο, ικανό να χωρέσει 300 φοιτητές, με ένα εργαστήριο επιδείξεων μπροστά. Εκεί έδινε πανεπιστημιακές διαλέξεις και δυό φορές τον μήνα στο γενικό κοινό της πόλεως. Ως προωθητής της επιστήμης, ο Λήμπιχ έγινε πρόεδρος της Βαυαρικής Ακαδημίας Επιστημών.
Ο Λήμπιχ απολάμβανε την προσωπική φιλία με τον βασιλιά Μαξιμιλιανό Β΄, ο οποίος απεβίωσε στις 10 Μαρτίου 1864. Μετά τον θάνατό του, ο Λήμπιχ και άλλοι προοδευτικοί Προτεστάντες επιστήμονες στη Βαυαρία αισθάνθηκαν την αντίθεση των ουλτραμοντανιστών Ρωμαιοκαθολικών.
Ο Γιούστους φον Λήμπιχ απεβίωσε στο Μόναχο σε ηλικία 70 ετών. Η σορός του αναπαύεται στο Alter Südfriedhof του Μονάχου.