Arrhenius, Svante August

Svante August Arrhenius
Svéd. Svante August Arrhenius
Születési név Svéd. Svante August Arrhenius
Születési dátum 1859. február 19( 1859-02-19 )
Születési hely Vik kastély, Uppsala község , Uppsala megye , Svédország
Halál dátuma 1927. október 2. (68 évesen)( 1927-10-02 )
A halál helye Stockholm , Svédország
Ország  Svédország
Tudományos szféra fizika , kémia
Munkavégzés helye Royal Institute of Technology
Rigai Műszaki Egyetem
Uppsalai Egyetem
Stockholmi Egyetem
alma Mater
tudományos tanácsadója Per Theodor Cleve
Diákok Oscar Klein
Díjak és díjak Davy-érem (1902) Kémiai Nobel-díj (1903) Silliman-előadás (1910) Willard Gibbs-díj (1911) Faraday Előadás-díj (1914) Franklin-érem (1920)
Nóbel díj



Wikiforrás logó A Wikiforrásnál dolgozik
 Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon

Svante August Arrhenius ( svéd. Svante August Arrhenius ; 1859. február 19., Vik birtok, Uppsala mellett  - 1927. október 2. , Stockholm ) - svéd fizikai kémikus, az elektrolitikus disszociáció elméletének szerzője , kémiai Nobel-díj (1903).

Életrajz

Korai élet

Arrhenius Caroline Christina (Thunberg) és Svante Gustav Arrhenius földmérő második fia volt, 1847-től pedig az Uppsala Egyetem Uppland nyugati részének birtokának és a Wiek-kastélynak a menedzsere [1] . A híres svéd botanikus, Johan Arrhenius unokaöccse [1] . Felmenői parasztok voltak, apja földmérőként tanult, 1834-ben felsőfokú végzettséget szerzett, 1855-ben megnősült. Egy évvel fiuk születése után a család Uppsalába költözött, ahol Arrhenius apja csatlakozott az Uppsalai Egyetem felügyelőbizottságához. Arrhenius már kisgyerekként is szívesen összeadta a számokat az apja által összeállított riportokban, három évesen már maga tanult meg olvasni, és az uppsalai székesegyházi iskolába járva kivételes képességekről tett tanúbizonyságot biológiából, fizikából. és a matematika.

Tanulmány

Arrhenius 8 évesen belépett az uppsalai székesegyházi iskolába, rögtön az ötödik osztályba, amelyet 1876-ban a legfiatalabb és legtehetségesebb fizikából és matematikából különleges sikerrel végzett. Ugyanebben az évben beiratkozott az Uppsalai Egyetemre (fizika és kémia szakterülete), ahol 1878 -ban természettudományokból szerzett bachelor fokozatot , majd további három évig ott tanult fizikát. 1881 -ben a feletteseivel való nézeteltérések miatt [2] Stockholmba költözött, és a Svéd Királyi Tudományos Akadémia Fizikai Intézetében folytatta tanulmányait barátjával, Klaas Möbiusszal és Lukas Homennal, Erik Edlund fizikus vezetésével. . Ott Arrhenius, kezdve az oldott anyagok molekulatömegének meghatározására szolgáló módszerekkel, az elektrolitok vezetőképességének vizsgálatára specializálódott .

E vizsgálatok során felhívta a figyelmet arra, hogy az oldatok vezetőképessége hígításkor nő. További kutatások vezették az elektrolitikus disszociáció elméletének megfogalmazásához, amelyet ma Arrhenius-elméletnek neveznek . Ekkor már régóta ismert volt az elektrolitok ionokra bomlása az elektrolízis során . , Arrhenius elméletének újdonsága az volt, hogy az elektrolitok lebomlását (disszociációját) az oldatokban külső erők hiányában feltételezte. Arrhenius 150 oldalas disszertációt írt, amelyet 1884 -ben védésre mutatott be az Uppsalai Egyetemen. Disszertációjának megírásában Otto Petersson , az újonnan alapított stockholmi egyetem kémiaprofesszora [2] segítette . Az ellentétes töltésű ionok elektrolitoldatokban való egyidejű létezésének lehetőségének újszerűsége és látszólagos paradoxona oda vezetett, hogy a Tudományos Tanács elutasította az elméletet, ennek eredményeként a disszertáció megvédésekor (1884. május 26.) , Arrhenius a legalacsonyabb, negyedik fokozatot kapta, ami nem adott lehetőséget a tanításra. Csak a védés után minősítették át harmadfokra.

Tudományos tevékenység

Annak ellenére, hogy Svédországban Arrhenius elméletét több mint hűvösen elfogadták, sok európai tudós (például Rudolf Clausius és Jacob van't Hoff ) érdeklődni kezdett iránta, különösen a híres német kémikus , Wilhelm Ostwald , aki még Arrheniust is meglátogatta Uppsala és felajánlott neki egy adjunktusi állást a Rigai Egyetemen [2] . Bár Arrhenius visszautasította Ostwald ajánlatát (apja nagyon beteg volt, és 1885-ben halt meg), utóbbi támogatása segítette őt, hogy adjunktusa legyen egy fizetetlen állásban az Uppsalai Egyetemen. Arrhenius elmélete segített Ostwaldnak levezetni a hígítás törvényét , amelyet róla neveztek el.

1884-ben Arrhenius elmélete alapján a sav és a bázis definícióit javasolta : a savat olyan anyagnak tekintette, amely oldatban hidrogénionokat képez, a bázist pedig olyan anyagnak, amely oldatban hidroxidionokat ad.

1886-ban Arrhenius ösztöndíjat kapott a Svéd Királyi Tudományos Akadémiától, amely lehetővé tette számára, hogy tudományos körutat tegyen Európában. 1886-ban együtt dolgozott Ostwalddal a Rigai Műszaki Egyetemen, Friedrich Kohlrausch -al 1886-1887-ben Würzburgban (itt ismerkedett meg Walter Nernsttel ) és a Grazi Egyetemen Ludwig Boltzmann - nal , 1888-ban pedig az Amszterdami Egyetemen J. Vant -Goff .

1887-ben végül megfogalmazta az elektrolitikus disszociáció elméletét , ugyanebben az évben kifejtette az elektrolitoldatok eltérését Van't Hoff törvényeitől és Raoult törvényétől (megmutatta az i korrekciós tényező fizikai jelentését ) . Megalkotta az izohidrolízis doktrínáját, kidolgozta a sóhidrolízis elméletét . Megállapította a legtöbb elektrolit disszociációs folyamat exoterm jellegét és e folyamatok sebességének és teljességének a hőmérséklettől való függését. A kémiai kinetika tanulmányozása során Arrhenius számos fontos felfedezést tett, például megmagyarázta (1889) a reakciósebesség hőmérséklet-függését, elképzeléseket fogalmazott meg az aktív, többletenergiával rendelkező és kémiai kölcsönhatásba lépő molekulákról, amelyek száma exponenciálisan növekszik növekvő hőmérséklet. Bevezette az E A aktiválási energia fogalmát, és levezette a reakciósebesség állandójának az A molekulák ütközésének gyakorisági tényezőjétől, a hőmérséklettől és az E A-tól való függésének egyenletét , amely a kémiai kinetika egyik fő elemévé vált ( Arrhenius-egyenlet ). .

Arrhenius a fizika számos területén végzett kutatásokat: cikket publikált a gömbvillámról (1883), tanulmányozta a napsugárzás légkörre gyakorolt ​​hatását, magyarázatot keresett az éghajlati változásokra, például a jégkorszakokra, megpróbálta alkalmazni a fizikai-kémiai elméleteket a vulkáni tevékenység. Arrhenius volt az első, aki felvetette [3] , hogy a szén-dioxid légkörben való felhalmozódása hozzájárul az átlaghőmérséklet emelkedéséhez, vagyis ő fogalmazta meg az üvegházhatás hipotézisét . 1901-ben több kollégájával együtt megerősítette J. Maxwell hipotézisét, miszerint a kozmikus sugárzás nyomást gyakorol a részecskékre. Arrhenius folytatta a probléma tanulmányozását, és ezt a jelenséget felhasználva kísérletet tett az üstökösök , az aurora , a napkorona és az állatövi fény természetének magyarázatára . Azt is javasolta, hogy a fény nyomása miatt a spórák és más élő magvak a világűrbe szállíthatók (ez kifejezi a pánspermia hipotézisét ) [4] . Arrhenius számos munkát szentelt az evolúciós asztrofizikának . Úgy vélte, hogy a Naprendszer csillagközi ütközés eredményeként jelent meg, és azt is javasolta, hogy a Nap energiájának fő forrása a hélium hidrogénből történő képződésének termonukleáris reakciója során felszabaduló energia . 1902-ben Arrhenius kutatásokat kezdett az immunkémia területén , élő szervezetek kémiai reakcióit tanulmányozta, és bebizonyította, hogy nincs alapvető különbség az in vitro és az in vivo kémiai reakciók között . Különösen a toxinok és az antitoxinok közötti kölcsönhatást tanulmányozta, megmutatva, hogy ez hasonló a gyenge sav és a gyenge bázis (például bórsav és ammónia) közötti kölcsönhatáshoz. A mesterséges nyelvekre is gondolt , és saját módosítást javasolt az angol nyelven .

Arrhenius 1891-ben tért vissza Stockholmba, ahol a Királyi Műszaki Intézetben kezdett fizikából előadásokat tartani . 1895-ben, jelentős ellenállást leküzdve, ott kapott professzori tisztséget, 1896-ban (más források szerint 1897-ben) Arrhenius ennek az oktatási intézménynek a rektori posztját vette át, és 1902-ig maradt ezen a poszton. 1900 körül Arrhenius Nobel-intézeteket és Nobel-díjakat kezdett létrehozni. 1901-ben az erős ellenállást is legyőzve a Svéd Tudományos Akadémia tagja lett. Élete hátralévő részében a Fizikai Nobel-bizottság, sőt a Kémiai Nobel-bizottság tagja volt. Beosztását arra használta, hogy Nobel-díjat adjon barátainak ( Jakob van't Hoff , Wilhelm Ostwald , Theodor Richards ), és megpróbálta megakadályozni, hogy ellenségei Nobel-díjat kapjanak ( Paul Ehrlich , Walter Nernst , Dmitrij Mengyelejev ) [5] . 1903-ban Arrhenius lett az első svéd tudós, aki megkapta a kémiai Nobel-díjat "az elektrolitikus disszociáció elméletének a kémia fejlődésében betöltött különleges jelentőségének elismeréseként". 1905-ben nyugdíjba vonult a stockholmi egyetemről, majd a stockholmi Nobel Fizikai és Kémiai Intézet igazgatójává nevezték ki, és élete végéig ezen a poszton maradt.

Későbbi években

Arrhenius disszociációról szóló elméleteinek általános elfogadása után más tudományos irányok felé váltott. A 20. század elején számos művet publikált a kozmogóniáról , és megpróbálta bebizonyítani, hogy a termodinamika második főtétele nem tartalmaz kijelentéseket az " Univerzum hőhaláláról " és a világ létrejöttéről [6] . 1904-ben Svante Arrhenius előadásokat tartott a Kaliforniai Egyetemen a fizikai kémia alkalmazásáról a toxinok és antitoxinok elméletének tanulmányozására . A kurzus 1907-ben jelent meg " Immunkémia " (immunkémia) címmel [7] .

Tagja volt az 1909-ben alapított (1909-ben alapított) Svéd Fajhigiéniai Társaságnak, amely akkoriban a Mendel elméletét támogatta , 1910 körül pedig a fogamzásgátlók témájával foglalkozott. Svédországban azonban 1938-ig betiltották a fogamzásgátlásról szóló tájékoztatást és a fogamzásgátlók árusítását.

Élete utolsó éveiben Arrhenius számos tankönyvet és népszerű tudományos könyvet írt arról, hogy az általa tárgyalt témákon folytatni kell a munkát.

1927 szeptemberében a tudóst heveny bélhurut támadta. 1927. október 2-án Arrhenius Stockholmban halt meg. Uppsalában temették el.

Az Arrhenius-elmélet korlátai, a korabeli tudósok elutasítása

Arrhenius elméletét gyakran kritizálták korának tudósai. Az ellenzők között volt a nagy orosz tudós , Dmitrij Ivanovics Mengyelejev , a megoldások fizikai-kémiai elméletének megalkotója. Mengyelejev nemcsak Arrhenius disszociációról alkotott gondolatát bírálta élesen, hanem az oldatok természetének megértésének tisztán „fizikai” megközelítését is, amely nem veszi figyelembe az oldott anyag és az oldószer közötti kémiai kölcsönhatásokat (a hidratáció esetében). víz, vagy általános esetben szolváció ). Arrhenius nem maradt adós, és megtorlásként mindent megtett annak érdekében, hogy Mengyelejev – annak ellenére, hogy háromszor jelölték – Nobel-díjas legyen. Az Arrhenius-elmélet tömény elektrolit oldatok esetében megbukott, mivel nem vette figyelembe az interionos (elektrosztatikus) kölcsönhatásokat. Ezt követően I. A. Kablukov , V. A. Kistyakovsky , G. Lewis , P. Debye és E. Hückel módosításokat vezetett be a disszociációs elmélethez, figyelembe véve az interionos kölcsönhatási tényezőket. Mengyelejev és Arrhenius nézeteit ezután a savak és bázisok protonelméletében egyesítették .

Üvegházhatás

Egy olyan elmélet megalkotása során, amely megmagyarázná a jégkorszakok létezését a Föld történetében, Arrhenius 1896-ban először alkalmazta a fizikai kémia módszereit, hogy felmérje a szén-dioxid-koncentráció növekedésének hatását a Földön. légkör a Föld felszíni hőmérsékletén az üvegházhatás miatt [3] [8] . Ezek a számítások arra a következtetésre vezették, hogy a fosszilis tüzelőanyagok elégetése során az ember által okozott szén-dioxid-kibocsátás elegendő a globális felmelegedés előidézéséhez. E következtetés alapján épült fel a modern klimatológia [9] . Arrhenius ezen munkája más híres tudósok korai tanulmányain alapult, mint például Jean-Baptiste Joseph Fourier , John Tyndall és Claude Poulier . Arrhenius azt próbálta meghatározni, hogy az üvegházhatású gázok megmagyarázhatják-e a jégkorszakok és az interglaciálisok közötti hőmérsékletkülönbséget [10] . Frank Very és Samuel Langley a pittsburghi Allegheny Obszervatóriumban végzett infravörös Hold-megfigyelései alapján kiszámította, hogy mennyi infravörös sugárzást nyel el a Föld légkörében lévő szén-dioxid és vízgőz. A "Stefan törvény" (ma Stefan-Boltzmann törvény ) segítségével megfogalmazta "szabályát". Eredeti formájában így hangzott:

ha a szénsav mennyisége geometriai haladásban növekszik, akkor a hőmérséklet növekedése szinte aritmetikai haladásban nő. (Angol)

Ha tehát a szén-dioxid mennyisége (Arrhenius idejében ezt a kifejezést nem csak -ra vonatkoztatva is használták ) exponenciálisan növekszik, akkor a hőmérséklet-emelkedés szinte aritmetikai előrehaladással nő. Jelenleg az Arrhenius-szabály [11] következő megfogalmazása használatos :

ahol  a szén-dioxid koncentrációja a vizsgált időszak elején, a  szén-dioxid koncentrációja az időszak végén,  a Földfelszín felmelegedési sebességének változása (W/m 2 ) [11] . A légköri sugárzás transzport modelljeiből kiderült, hogy a szén-dioxid állandója 5,35 (± 10%) W/m 2 a Föld légkörére vonatkoztatva [12] .

Arrhenius kollégája , Arvid Högbom információi alapján először tudta kiszámítani, hogy a fosszilis tüzelőanyagok elégetése és hasonló folyamatok szén-dioxid-kibocsátása elég nagy ahhoz, hogy globális felmelegedést okozzon. Számításai során figyelembe vette a vízgőzkoncentráció változásából és a szélességi hatásokból származó visszacsatolást, de figyelmen kívül hagyta a felhőket, a konvekciót és az egyéb figyelembe veendő tényezőket. Munkáját jelenleg nem annyira a globális felmelegedés pontos felmérésének tekintik, hanem az első megerősítésnek arra vonatkozóan, hogy a légkör szén-dioxid-koncentrációjának növekedése globális felmelegedést okoz, minden más feltétel mellett.

Arrhenius szén-dioxidra vonatkozó infravörös abszorpciós értékeit és következtetéseit 1900-ban bírálta Knut Ångström , aki közzétette a szén-dioxid első modern infravörös abszorpciós spektrumát két abszorpciós sávval és kísérleti eredményeket, amelyek azt mutatták, hogy az infravörös sugárzás abszorpciója az atmoszférában lévő gáz már „telített”, és több szén-dioxid hozzáadása nem okoz változást. Későbbi publikációiban Arrhenius elhárította ezeket a kritikákat, és 1908-ban azt írta, hogy az ember által okozott szén-dioxid-kibocsátás elég erős lesz ahhoz, hogy megakadályozza az újabb jégkorszakot, és melegebb Földre van szükség a növekvő Föld népességének táplálásához [4] .

Arrhenius becslései szerint, amelyek az akkori légkör szén-dioxid-szintjéből származnak, annak tartalmának 0,62-0,55-szörös csökkenése a hőmérséklet 4-5 °C-os csökkenéséhez, a tartalom 4-5 °C-os növekedéséhez vezetne. 2,5-3-szorosa a hőmérséklet 8-9 °C-os emelkedéséhez vezetne az Északi-sarkvidéken [3] [13] .

Díjak

A Nobel-díj mellett Arrhenius számos kitüntetést és címet kapott. Köztük van a Londoni Királyi Társaság Davy-érme (1902), az Amerikai Vegyi Társaság első Willard Gibbs-érem (1911) [14] , a Brit Kémiai Társaság Faraday-érem (1914). Tagja volt a Svéd Királyi Tudományos Akadémiának, külföldi tagja a Londoni Királyi Társaságnak (1910) [15] , a Német Kémiai Társaságnak, a Holland Királyi Tudományos és Művészeti Akadémiának (1919), [16] tiszteletbeli tagja. a Holland Királyi Kémiai Társaság tagja (1909) [17] , az Amerikai Művészeti és Tudományos Akadémia külföldi tiszteletbeli tagja (1912) [18] . Arrhenius számos egyetemen, köztük Birminghamben, Edinburghban, Heidelbergben , Lipcsében , Oxfordban és Cambridge- ben kapott tiszteletbeli diplomát, a Szentpétervári Tudományos Akadémia külföldi levelező tagja (1903-tól), a Szovjetunió Tudományos Akadémia tiszteletbeli tagja. 1925 óta).

Személyes élet

1894-ben feleségül vette egykori tanítványát, Sophia Rudbecket. Volt egy fiuk. Házasságuk azonban két évvel később felbomlott. 1905-ben újra férjhez ment - Maria Johanssonhoz, aki fiút és két lányt szült neki. A fiukat Olofnak és Svennek hívták.

A tudóst vidám karakter és jó természet jellemezte, igazi „a svéd vidék fia”, mindig a társadalom lelke volt, megnyerte a kollégákat és az ismerősöket. Gordon Stein szerint ateista volt [19] .

Unokái és unokái Agnes Wald bakteriológus [20] , Svante Wald vegyész [21] , az óceánok biogeokémikusa Gustav Arrhenius .

Dékunokája Greta Thunberg ökoaktivista .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 Svante Arrhenius - Életrajz . Letöltve: 2012. szeptember 18. Az eredetiből archiválva : 2018. június 12.
  2. ↑ 1 2 3 Sidan kunde inte hittas - IVA . web.archive.org (2017. március 6.). Hozzáférés időpontja: 2021. január 30.
  3. ↑ 1 2 3 Arrhenius S. A levegőben lévő szénsav hatásáról a talaj hőmérsékletére  //  Philosophical Magazine and Journal Science (Ötödik sorozat). - 1896. - 1. évf. 41 . - 237-276 . Nyílt hozzáférésű
  4. ↑ 1 2 Svante Arrhenius. Készülő világok: Az Univerzum evolúciója . – New York: Harper & Row, 1908.
  5. ↑ A tudomány katedrálisai: a modern kémiát alkotó személyiségek és rivalizálások  // Choice Reviews Online. — 2009-04-01. - T. 46 , sz. 08 . — S. 46-4449-46-4449 . — ISSN 1523-8253 0009-4978, 1523-8253 . doi : 10.5860 /választás.46-4449 .
  6. ↑ Myslivchenko, 1961 , p. 696.
  7. ↑ Svante Arrhenius. immunkémia; a fizikai kémia elveinek alkalmazása a biológiai antitestek vizsgálatára . - New York, The Macmillan Company, 1907. - 336 p.
  8. ↑ Jövőbeli számítások  . Tudománytörténeti Intézet (2016. július 18.). Letöltve: 2021. január 25. Az eredetiből archiválva : 2019. augusztus 14.
  9. ↑ „Climate Change 2013 – The Physical Science Basis, by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)” Archiválva : 2017. március 9., a Wayback Machine , IPCC, 2013: Összegzés politikai döntéshozók számára. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Az I. munkacsoport hozzájárulása az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület ötödik értékelő jelentéséhez [Stocker, TF, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, SK Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex és PM Midgley (szerk.)]. Cambridge University Press, Cambridge, Anglia és New York, NY.
  10. ↑ Henning Rodhe, Robert Charlson, Elisabeth Crawford. Svante Arrhenius és az üvegházhatás  // Ambio. - 1997. - T. 26 , sz. 1 . — S. 2–5 . — ISSN 0044-7447 . Az eredetiből archiválva : 2020. december 17.
  11. ↑ 1 2 Walter ME Földrengések és időjárási rengések: Matematika és klímaváltozás  //  Az Amerikai Matematikai Társaság közleményei. - 2010. - 20. évf. 57 , iss. 10 . - 1278. o .
  12. ↑ NOAA Amerikai Kereskedelmi Minisztérium. NOAA/ESRL Global Monitoring Laboratory – A NOAA ÉVES ÜVEGHÁZHÁZÁSI GÁZ INDEX (AGGI  ) . www.esrl.noaa.gov . Letöltve: 2021. január 26. Az eredetiből archiválva : 2013. szeptember 22.
  13. ↑ Svante  Arrhenius . earthobservatory.nasa.gov (2000. január 18.). Letöltve: 2021. január 26. Az eredetiből archiválva : 2021. január 21.
  14. ↑ Willard Gibbs-díj . chicagoacs.org . Letöltve: 2021. január 24. Az eredetiből archiválva : 2017. július 30.
  15. ↑ Fellows Directory | Royal Society  (angol) . royalsociety.org . Letöltve: 2021. január 24. Az eredetiből archiválva : 2015. június 26.
  16. ↑ KNAW Historisch Ledenbestand | Digitaal Wetenschapshistorisch Centrum  (n.d.) . Letöltve: 2021. január 24. Az eredetiből archiválva : 2021. január 24.
  17. ↑ Tiszteletbeli tagok - KNCV angol . en.kncv.nl . Letöltve: 2021. január 24. Az eredetiből archiválva : 2021. január 26..
  18. ↑ Wayback Machine . web.archive.org (2006. június 18.). Hozzáférés időpontja: 2021. január 24.
  19. ↑ A hitetlenség enciklopédiája . – Buffalo, NY. — 2 kötet (xvi, 819 oldal) p. - ISBN 0-87975-307-2 , 978-0-87975-307-8.
  20. ↑ Mot bacillskräck och gubbvälde  (svéd) . Forskning & Framsteg (2011. február 1.). Letöltve: 2021. január 24. Az eredetiből archiválva : 2021. január 21.
  21. ↑ Svante Wold  (svéd) . www.umu.se. _ Letöltve: 2021. január 24. Az eredetiből archiválva : 2021. január 18.

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Tematikus oldalak
Szótárak és enciklopédiák
Genealógia és nekropolisz