Сванте Август Аррениус

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Сванте Август Аррениус родился в Упсале 19 февраля 1859 г. Аррениус был вторым сыном Каролины Кристины (Тунберг) и Сванте Густава Аррениуса, управляющего имением. Через год после рождения сына семья переехала в Уппсалу, где отец Аррениуса вошёл в состав совета инспекторов Уппсальского университета. Будучи маленьким ребёнком, Аррениус уже с удовольствием складывал числа в отчётах, которые составлял его отец, в три года самостоятельно научился читать, а посещая кафедральное училище в Уппсале, он проявил исключительные способности к биологии, физике и математике. В 8 лет Аррениус поступил в кафедральное училище в Уппсале, которое закончил в 1876 году. В том же году поступил в университет в Упсале. Годы, проведенные в университете, много дали способному юноше. Он в совершенстве овладел тремя иностранными языками (немецким, французским и английским), свободно пользовался высшей математикой и уверенно разбирался в современных проблемах физики и химии. В библиотеке университета он научился работать с научной литературой. Все это вместе взятое подготовило двадцатидвухлетнего Сванте Аррениуса к самостоятельной научной работе. Надо было только решить, где это можно осуществить. Уже на последнем курсе Аррениусу стало ясно, что в Упсальском университете ему не будет предоставлена такая возможность. Поэтому, посоветовавшись с родителями и друзьями, С. Аррениус решает после летнего отдыха ехать в Стокгольм и попытаться там осуществить свою мечту - начать самостоятельные исследования. Юноша из Упсалы направился в Физический институт Шведской Королевской Академии наук, где его «с распростертыми объятиями» принял руководитель института Э. Эдлунд и предложил ему работать в своей лаборатории. Эдлунд, специалист в области изучения электричества, в то время занимался исследованием электрических разрядов в газах, и С. Аррениуса он сделал своим помощником в проведении именно таких опытов. Зимой 1882 г. Аррениусу разрешили перейти к самостоятельным исследованиям электропроводности сильно разбавленных растворов электролитов.

В 1884 г. защитил докторскую диссертацию «Исследования гальванической проводимости электролитов», в которой изложил результаты своих экспериментальных исследований и выводы, вытекающие из них.

Вильгельм Оствальд, профессор химии Рижского политехникума, занимался в то время разработкой физико-химических проблем и был известен как автор оригинальных исследований, посвященных изучению химического сродства. С. Аррениус знал эти работы и поэтому послал Оствальду свою диссертацию. Ознакомившись подробно с работой С. Аррениуса, В. Оствальд понял, что она содержит принципиально новые идеи, которые могут оказать большое влияние на развитие электрохимии и теории растворов. В этой работе Оствальд нашел ответ на давно интересующий его вопрос: проблема химического сродства. Для В. Оствальда совершенно неожиданным оказалось утверждение С. Аррениуса, что свойства кислот обусловлены ионами водорода, от количества которых зависят их сила и электропроводность. Степень диссоциации кислот, следовательно, выражает перу их химической активности. Так гениально просто был дан ответ на вопрос, волновавший химиков многие годы. Получив от В. Оствальда доброжелательный ответ,

C. Аррениус 3 августа 1884 г. посылает в Ригу новое письмо, в котором предлагает пробыть некоторое время в Риге под теоретическим и практическим руководством профессора. Однако серьезная болезнь отца нарушила эти планы. Получилось так, что не Аррениус поехал к Оствальду, а сам Оствальд решил приехать в Упсалу, чтобы лично познакомиться с автором новой фундаментальной идеи в науке.

Под влиянием Оствальда в конце 1884 г. в Упсальском университете была учреждена доцентура по физической химии, которая до этого официально не признавалась как научная специальность. Эта доцентура и была предоставлена Аррениусу.

Из Упсалы В. Оствальд и С. Аррениус вместе поехали в Магдебург на Съезд немецких естествоиспытателей и врачей. Здесь Оствальд выступил с докладом «К учению о химическом сродстве», а Аррениус познакомился со многими видными немецкими учеными. Вернувшись в Упсалу в конце сентября, С. Аррениус приступил к работе в Университете. Он прекрасно сознавал, что, до того как будет проведено основательное экспериментальное исследование, открыто говорить о правомерности гипотезы о диссоциации электролита в растворе преждевременно. В Упсале у Аррениуса не было условий проводить подобные эксперименты. Поэтому он ждал счастливой возможности поехать в Европу, где в лабораториях известных ученых намеревался выполнить эксперименты, направленные на утверждение гипотезы о диссоциации электролита в растворе. В марте 1886 г. С. Аррениус выехал в Ригу, где в химической лаборатории Рижского политехникума, руководимой В. Оствальдом, намечал выполнить серию исследований в области растворов. В августе 1886 г. В. Оствальд и С. Аррениус отправились в Берлин и в его окрестностях вместе провели каникулы, затем Оствальд вернулся в Ригу, а Аррениус поехал в Вюрцбург к Ф. Кольраушу, «великому мастеру по определению электропроводности», где он познакомился с молодым талантливым немецким ученым В. Нернстом

В апреле 1887 г. С. Аррениус выехал вместе с В. Нернстом в Грац к Больцману. В декабре 1887 г. в первом томе только что организованного В. Оствальдом и Я. Ваит-Гоффом «Zeitschrift fur physikalische Chemie» публикуется классическая статья С. Аррениуса «О диссоциации растворенных в воде веществ». Здесь автор уже совершенно открыто выступает со своими взглядами. Он, по выражению профессора химии

Стокгольмского университета В. Пальмера, «сбрасывает с себя маску» и открыто, в полный голос, заявляет о диссоциации молекул электролита в водном растворе на электрически заряженные частицы.

Наступил 1888 год - год примечательных событий в научной жизни С. Аррениуса. В феврале 1888 г. он отправился в Амстердам, где находилась лаборатория Я. Вант-Гоффа. В добрый час для физической химии переступил он порог лаборатории Я. Вант-Гоффа. Автор теории электролитической диссоциации протянул руку автору осмотической теории растворов. В этом дружеском рукопожатии символично объединились две теории, взаимно обогащающие одна другую. Тогда весной 1888 г. в небольших комнатах химической лаборатории Амстердамского университета зарождалась широкая программа новых физико-химических исследований. В течение всего этого времени Аррениус продолжает разрабатывать свою теорию электролитической диссоциации, а также изучать осмотическое давление. Вант-Гофф выразил осмотическое давление формулой PV = iRT, где Р обозначает осмотическое давление вещества, растворенного в жидкости, i - коэффициент, который для газов часто равен 1, а для растворов, содержащих соли, - больше 1. Вант-Гофф не мог объяснить, почему изменяется значение i, а работа Аррениуса помогла ему показать, что этот коэффициент может быть связан с числом ионов, находящихся в растворе.

Из Амстердама С. Аррениус поехал на родину. Здесь летом 1888 г. он работал в лаборатории Э. Эдлунда, во время осеннего семестра читал лекции по физической химии, которые примечательны тем, что впервые перед заинтересованной аудиторией автор теории электролитической диссоциации изложил ее основные положения. В августе 1888 г. умер профессор Э. Эдлунд, много сделавший доброго для С. Аррениуса. В Стокгольмском университете освободилась кафедра физики, которую занимал Эдлунд. Аррениус выдвинул свою кандидатуру на заведование этой кафедрой, но был забаллотирован. Эта неудача больно ударила по самолюбию С. Аррениуса, и он решил в феврале 1889 г. вновь поехать к своему другу В. Оствальду, чтобы иметь возможность работать в области физической химии.

Физико-химическая лаборатория Лейпцигского университета, которую возглавил В. Оствальд осенью 1887 г., стала центром по разработке проблем, вытекающих из теории электролитической диссоциации и осмотической теории растворов. Здесь С. Аррениус изучал зависимость скорости реакции от температуры и опубликовал в 1889 г. основополагающую работу по химической кинетике.

Весной 1890 г. С. Аррениус вновь поехал к Ф. Кольраушу, где исследовал проводимость паров солей. При этом он установил, что пары солей также диссоциированы на ионы. В августе 1890 г. Аррениус вернулся в Упсалу.

В сентябре 1891 г. С. Аррениус занял в Стокгольмской высшей школе скромную должность лаборатора (на правах доцентуры). Так впервые Аррениус получил возможность в собственной лаборатории проводить исследования по тем проблемам, которые его интересовали.

Первым желанием С. Аррениуса было устроить в лаборатории физико-химический практикум для студентов. Ему очень хотелось организовать здесь «маленькую физико-химическую колонию. В начале 1892 г. С. Аррениус получил 600 шведских крон на оборудование новой лаборатории специально для исследований по физической химии и 1200 ш. крон на продолжение работ по обоснованию теории электролитической диссоциации. Хорошо оборудованная физико-химическая лаборатория, руководимая автором теории электролитической диссоциации, естественно, не могла не привлечь к себе внимание молодых ученых, как в Швеции, так и за границей. К Аррениусу устремились свежие научные силы.

В июне 1895 г. Аррениус был избран членом Немецкого электрохимического общества. Вскоре в Стокгольме стало известно о широком признании научных заслуг автора теории электролитической диссоциации. Также он получил приглашение принять участие в работе Съезда немецких естествоиспытателей. В декабре 1896 г. он был избран ректором Высшей школы и оставался на этой должности до 1905 г.

Аррениусу была присуждена Нобелевская премия «в признание выдающихся заслуг в развитии химии, достигнутых теорией электролитической диссоциации». 11 декабря 1903 г. состоялась пышная церемония награждения С. Аррениуса дипломом Нобелевского лауреата, устроенная Королевской Академией наук и Нобелевским комитетом по химии.

Было естественным, что свою Нобелевскую речь С. Аррениус посвятил теории электролитической диссоциации, хотя уже с конца 1890-х годов он все реже обращался к исследованиям в этой области физической химии. Свои научные интересы С. Аррениус устремляет в это время в новые области научных исследований - космической физики и иммунохимии. Первые его работы в области астрофизики появились в 1895 г. В последующие годы Аррениус опубликовал ряд блестящих по изложению, богатых новыми идеями и оригинальных по содержанию

работ, посвященных вопросам астрофизики и космогонии. В 1901 г. вместе с несколькими своими коллегами он подтвердил гипотезу Джеймса Клерка Максвелла о том, что космическая радиация оказывает давление на частицы. Аррениус продолжил изучение проблемы и, используя это явление, предпринял попытку объяснить природу северного полярного сияния и солнечной короны. Он также предположил, что в космическом пространстве благодаря давлению света могут переноситься споры и другие живые семена.

В 1902 г. Аррениус начал исследования в области иммунохимии - науки, которая не переставала интересовать его в течение многих лет. Много лет спустя С. Аррениус напишет о своих работах с Т. Мадсеном, что им удалось показать, что «отношения при нейтрализации ядов их антитоксинами, например дифтеритным антитоксином, вполне аналогичны отношениям при нейтрализации слабых оснований слабыми кислотами, как, например, аммиака - борной кислотой. Здесь так же, как и при образовании сложного эфира, растворяющая вода конкурирует со слабой кислотой (или основанием), и, таким образом, только часть последней (или основания) нейтрализуется, а остаток остается свободным. Так как аммиак вызывает выделение из красных кровяных телец их красного красящего вещества, то, следовательно, борную кислоту можно рассматривать как его противоядие. На этом основании мы произвели измерения нейтрализации аммиака борной кислотой, причем определяли момент, до которого красные кровяные тельца гемолизировались, т.е. теряли гемоглобин под влиянием смеси аммиака и борной кислоты. Отсюда мы вычислили по Гульдбергу и Вааге константу равновесия».

Представления о значении физической химии в решении некоторых задач иммунохимии и иммунологии С. Аррениус в деталях отразил в своей книге «Иммунохимия», опубликованной в 1907 г. Весной 1904 г. С. Аррениус получил неожиданное приглашение от Калифорнийского университета (в Беркли) прочитать в летний семестр цикл лекций по иммунохимии. После возвращения из США С. Аррениус обработал свои лекции и на их основе подготовил и в 1906 г. издал книгу под названием «Теории химии: По лекциям, читанным в Калифорнийском университете в Беркли Сванте Аррениусом».

В начале 1905 г. С. Аррениус отказывается от должности ректора Высшей школы в Стокгольме и решает отойти от преподавательской деятельности, полностью посвятив себя исследовательской работе. После того как в 1905 г. Аррениус вышел в отставку, покинув Стокгольмский университет, он был назначен директором физико-химического Нобелевского института в Стокгольме и оставался на этом посту до конца жизни. Одновременно с организацией Нобелевског института С. Аррениус основал в 1906 г. новый журнал «Сообщения Нобелевского института Королевской Шведской Академии наук», в котором публиковались все исследования, выполняемые в институте.

В 1894 г. Аррениус женился на Софье Рудбек. У них родился сын. Однако два года спустя их брак распался. В 1905 г. он женился еще раз - на Марии Иоганссон, которая родила ему сына и двух дочерей.

Аррениус получил много наград и титулов. Среди них: медаль Дэви Лондонского королевского общества (1902), первая медаль Уилларда Гиббса Американского химического общества (1911), медаль Фарадея Британского химического общества (1914). Он был членом Шведской королевской академии наук, иностранным членом Лондонского королевского общества и Германского химического общества. Аррениус был удостоен почетных степеней многих университетов, в т. ч. Бирмингемского, Эдинбургского, Гейдельбергского, Лейпцигского, Оксфордского и Кембриджского.

Ограничения теории Аррениуса, неприятие её учёными того времени

Теория Аррениуса часто критиковалась учёными его времени. В числе противников был и великий русский учёный Дмитрий Иванович Менделеев, создатель физико-химической теории растворов. Менделеев резко критиковал не только саму идею Аррениуса о диссоциации, но и чисто «физический» подход к пониманию природы растворов, не учитывающий химических взаимодействий между растворённым веществом и растворителем (гидратации в случае воды, или сольватации в общем случае). Теория Аррениуса давала сбои в случае концентрированных растворов электролитов, так как не учитывала межионные (электростатические) взаимодействия. Впоследствии И.А. Каблуков, В.А. Кистяковский, Г. Льюис, П. Дебай и Э. Хюккель ввели поправки в теорию диссоциации, учитывающие факторы межионного взаимодействия. Взгляды Менделеева и Аррениуса были, затем объединены в протонной теории кислот и оснований.

2 октября 1927 года Аррениус умер в Стокгольме от острого кишечного катара. Похоронен в Уппсале.

Список использованной литературы

аррениус химик нобелевский диссоциация

1. Соловьев Ю.И. Сванте АРРЕНИУС 1859-1927. - М.: Наука, 1990. 11-75 с.

2. Волков В.А., Вонский Е.В. и др. Выдающиеся химики мира. - М.: ВШ, 1991. 22 с.

3.http://www.kdedu.ru/pages/biography/A/biographya_arrenius_svante_avgust.html

4. http://www.xenoid.ru/materials/materials_chem/persones/Arrhenius.php

5. Энциклопедический словарь юного химика/ Сост. В.А, Крицман, В.В. Станцо. - М.: Педагогика, 1982. - 337 С.

Размещено на Allbest.ru