 Сванте Август
Аррениус
В 1903 г. Нобелевская премия по химии была
присуждена выдающемуся шведскому физико-химику
С. Аррениусу за чрезвычайные заслуги в развитии
химии и создание теории электролитической
диссоциации. В этом же году он получил медаль
Дэви Химического общества в Лондоне. (Ранее эти
же награды получил другой выдающийся
физико-химик Я. Вант-Гофф, тесно связанный с
Аррениусом по тематике исследований). В научной и
личной судьбах этих двух лауреатов много
схожего: скромное происхождение, блестящая учеба
в школе и университете, необычайно оригинальная
идея, высказанная в молодом возрасте и, как
следствие этого, насмешки над "молокососом",
затем поддержка крупных зарубежных ученых,
трудности с устройством на преподавательскую
работу и, наконец, признание и слава. Роль такого
крупного ученого для Аррениуса сыграл сам
Вант-Гофф (хотя намного больше помог Аррениусу В.
Оствальд). Кроме того, представления Аррениуса
были еще более необычными для окружающих его
шведских химиков, чем представления Вант-Гоффа
для голландских и немецких химиков, поэтому и
признание пришло к нему позже и веры в свои силы
понадобилось больше.
Упорство в достижении поставленной задачи,
вера в свои силы были наследственными чертами
рода Аррениусов (большинство из них были
земледельцами, лишь отец Сванте окончил
университет стал администратором). Его
сотрудники вспоминали, что этот человек среднего
роста, румяный, светловолосый, с открытым
взглядом своих типично шведских голубых глаз был
добродушен, но добродушие и юмор мгновенно,
покидали его, когда кто-то пытался доказать
отжившие взгляды и представления в науке и когда
он сталкивался с несправедливостью в жизни.
Сванте Август Аррениус родился 19 февраля 1859 г. в
замке Вик близ Упсалы (Швеция). В школе он учился,
блестяще, особенно интересуясь физикой и
математикой. В сентябре 1876 г. он стал студентом
Упсальского университета, а через два года (на
полтора года раньше срока) сдал экзамены на
степень кандидата философии. Для
совершенствования своих знаний по физике и химии
Аррениус направился в Стокгольм, где в 1881 г. был
принят на работу в физический институт. Через год
он приступил к исследованию.электропроводности
сильно разбавленных водных растворов
электролитов. .
Первые представления о диссоциации молекул
электролитов в растворе возникли у Аррениуса в
то время, когда он писал докторскую диссертацию,
весной 1883 г. В то время он сформулировал свои
выводы несколько расплывчато, но главное
достижение этой работы - утверждение о полной
диссоциации солей в бесконечно разбавленном
растворе, а также вывод о зависимости
электропроводности и реакционной способности
электролитов в растворе от количества
образовавшихся ионов. Диссертация была
скептически принята учеными Упсальского
университета, и по их решению Аррениус не мог
преподавать в университете. Однако, не
согласившись с таким решением, Аррениус послал
диссертацию на отзыв известным европейским
ученым, среди которых были Вант-Гофф и Оствальд.
Последний в августе 1884 г. приехал в Упсалу, чтобы
лично познакомиться с Аррениусом и предложить
ему место доцента в Рижском политехническом
институте. Высокая оценка его работы Оствальдом
помогла Аррениусу стать доцентом Упсальского
университета, но отсутствие условий для
экспериментов сделали его гостем многих
лабораторий европейских стран.
После цикла исследований (1884-1885) зависимости
между вязкостью и проводимостью растворов
Аррениус получил трехлетнюю зарубежную
командировку. Зимой 1886 г. в Рижском
политехническом институте он вместе с
Оствальдом исследовал электропроводность
водных растворов различных веществ, и полученные
данные явились отличным подтверждением выводов
диссертации. 1886 -1887 гг. он провел в Вюрцбурге
(Германия), где занимался исследованием
электропроводности газов и слушал лекции по
физике В. Нернста. Здесь же он познакомился с
работой Вант-Гоффа, в которой было показано, что
для растворов электролитов осмотическое
давление оказывается большим, чем следует из
аналогии с газами. 30 марта 1887 г. Аррениус направил
Вант- Гоффу письмо, в котором раскрыл физический
смысл коэффициента i', введенного голландским
ученым для определения экспериментальной
величины осмотического давления по сравнению с
теоретической. По мнению Аррениуса, этот
коэффициент зависит от степени диссоциации
электролита в растворе. Идея письма была
подробно разработана в статье "О диссоциации
растворенных в воде веществ" (конец 1887 г.),
ставшей впоследствии классической. В этой работе
было показано, что: 1) закон Вант-Гоффа о равенстве
газовых и осмотических давлений
распространяется и на электролиты; 2) электролиты
в растворах состоят частично из
диссоциированных молекул, количество которых
растет при разбавлении раствора; 3) в бесконечно
разбавленных растворах молекулы существуют
только в виде ионов. Эти положения легли в основу
теории электролитической диссоциации - главного
научного детища Аррениуса.
В дальнейшем на ряде примеров Аррениус
убедительно подтвердил положения теории -
обнаружил экзотермический характер диссоциации
электролитов, разработал теорию гидролиза солей.
Долгое время положения этой теории
трактовались многими химиками неправильно -
отождествлялись атомы и ионы. В длительной
борьбе Аррениусу, Вант-Гоффу и Оствальду удалось
доказать правильность ее фундаментальных
положений. На основе этой теории был изложен курс
аналитической химии, создана теория кислот и
оснований. В первой четверти XX в. началось
интенсивное развитие теории сильных
электролитов. Теория Аррениуса получила
признание во всем научном мире, а для ее автора
кончилась полоса невзгод в Швеции.
В 1889 г., работая совместно с Вант-Гоффом, с
которым его связывала тесная дружба, Аррениус
для объяснения влияния температуры на скорость
инверсии сахара ввел понятие об "активных" и
"неактивных".молекулах и вывел знаменитое
уравнение Аррениуса, определяющее зависимость
константы скорости химической реакции от
температуры. На основе этого уравнения; которое
подтверждается в большинстве известных случаев,
введено им же понятие об энергии активации.
Развитие представлений Аррениуса было одним из
главных путей эволюции химической кинетики
вплоть до наших дней.
В 1895 г. Аррениус стал профессором физики в
Стокгольмском университете, был избран почетным
членом Электрохимического общества (Германия). С
1900 г. он был директором Нобелевского
физико-химического института, а также избран
членом Шведской Академии наук. Впоследствии он
получил полное признание в научном мире в Швеции
и стал его подлинным лидером.
В то время, когда у Аррениуса появились ученики
(начало XX в.), он занимался применением методов
физической химии к .изучению биологических и
биохимических процессов, исследовал влияние
атмосферных условий на организм человека,
занимался разработкой теории происхождения
небесных тел. Он написал много популярных книг и
статей, читал в разных странах лекции по теории
электролитической диссоциации.
Столь интенсивная научная работа подорвала
крепкое здоровье Аррениуса. В конце 1925 г. он
перенес кровоизлияние в мозг, а 1 октября 1927 г.
Сванте Аррениуса не стало. Он похоронен в Упсале.
Теория электролитической диссоциации, претерпев
ряд изменений, осталась классической и вошла в
"золотой фонд" истории учения о растворах.
ЛИТЕРАТУРА
1. И. А. Каблуков. Успехи физ. н., 8, 427 (1900).
2. W. Palmaer. Svante August Arrhenius. Uppsala, 1929.
3. С. Benedicks. Svante Arrhenius. Stockholm, 1938.
4. Ю. И.. Соловьев, Н. А. Фигуровский. Сванте
Аррениус. M., Изд-во АН СССР, 1959. В. А. КРИЦМАН
|
