Arrhenius, Svante August

Svante August Arrhenius
Suedez. Svante August Arrhenius
Numele la naștere Suedez. Svante August Arrhenius
Data nașterii 19 februarie 1859( 19.02.1859 )
Locul nașterii Castelul Vik, comuna Uppsala , județul Uppsala , Suedia
Data mortii 2 octombrie 1927 (68 de ani)( 02.10.1927 )
Un loc al morții Stockholm , Suedia
Țară  Suedia
Sfera științifică fizica , chimie
Loc de munca Institutul Regal de Tehnologie
Universitatea Tehnică din Riga Universitatea din
Uppsala Universitatea din
Stockholm
Alma Mater
consilier științific După Theodor Cleve
Elevi Oscar Klein
Premii și premii Medalia Davy (1902) Premiul Nobel pentru chimie (1903) Prelegere Silliman (1910) Premiul Willard Gibbs (1911) Premiul Faraday pentru prelegeri (1914) Medalia Franklin (1920)
Premiul Nobel



Logo Wikisource Lucrează la Wikisource
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Svante August Arrhenius ( suedez . Svante August Arrhenius ; 19 februarie 1859 , moșia Vik, lângă Uppsala  - 2 octombrie 1927 , Stockholm ) - fizician-chimist suedez, autor al teoriei disocierii electrolitice , Premiul Nobel pentru Chimie (1903).

Biografie

Viața timpurie

Arrhenius a fost al doilea fiu al lui Caroline Christina (Thunberg) și al lui Svante Gustav Arrhenius, geodeză și, din 1847, administrator al moșiei Universității din Uppsala din partea de vest a Uppland și a Castelului Wiek [1] . Nepotul celebrului botanist suedez Johan Arrhenius [1] . Strămoșii săi erau țărani, în timp ce tatăl său a studiat ca geodeză, a primit studii superioare în 1834 și s-a căsătorit în 1855. La un an după nașterea fiului lor, familia s-a mutat la Uppsala, unde tatăl lui Arrhenius s-a alăturat consiliului de inspectori de la Universitatea din Uppsala. În copilărie, Arrhenius era deja bucuros să adună cifrele din rapoartele pe care le-a întocmit tatăl său, la vârsta de trei ani s-a învățat singur să citească și, în timp ce urma cursurile Școlii Catedralei din Uppsala, a dat dovadă de abilități excepționale în biologie, fizică. si matematica.

Studiu

La vârsta de 8 ani, Arrhenius a intrat la Școala Catedralei din Uppsala, imediat în clasa a V-a, pe care a absolvit-o în 1876 ca cel mai tânăr și mai capabil absolvent cu succes deosebit la fizică și matematică. În același an, a intrat la Universitatea din Uppsala (specializată în fizică și chimie), unde a primit o diplomă de licență în științe naturale în 1878 , iar apoi a continuat să studieze fizica acolo pentru încă trei ani. În 1881, din cauza neînțelegerilor cu superiorii săi [2] , s-a mutat la Stockholm și și-a continuat studiile la Institutul de Fizică al Academiei Regale de Științe Suedeze, împreună cu prietenul său Klaas Möbius și Lukas Homen, sub îndrumarea fizicianului Erik Edlund. . Acolo Arrhenius, începând cu metodele de determinare a greutății moleculare a substanțelor dizolvate, sa specializat în studiul conductivității electroliților .

În timpul acestor studii, el a atras atenția asupra faptului că conductivitatea soluțiilor crește atunci când sunt diluate. Cercetările ulterioare l-au determinat să formuleze o teorie despre disocierea electrolitică, numită acum teoria Arrhenius . Până în acel moment, descompunerea electroliților în ioni în timpul electrolizei era cunoscută de mult . , noutatea teoriei lui Arrhenius a fost că el a presupus descompunerea (disociarea) electroliților în soluții în absența oricăror forțe externe. Arrhenius a scris o disertație de 150 de pagini, pe care a prezentat-o ​​pentru apărare în 1884 la Universitatea din Uppsala. A fost asistat la redactarea disertației sale de Otto Petersson , profesor de chimie la nou înființată Universitatea din Stockholm [2] . Noutatea și paradoxul aparent al ideii posibilității existenței simultane a ionilor cu încărcare opusă în soluții de electroliți au condus la respingerea teoriei de către consiliul științific, ca urmare, la susținerea tezei sale (26 mai 1884) , Arrhenius a primit cel mai de jos, al patrulea grad, care nu a dat posibilitatea de a preda. Abia după apărare a fost reclasificată la gradul al treilea.

Activitate științifică

În ciuda faptului că în Suedia teoria lui Arrhenius a fost acceptată mai mult decât la rece, mulți oameni de știință europeni (de exemplu, Rudolf Clausius și Jacob van't Hoff ) s-au interesat de ea, în special celebrul chimist german Wilhelm Ostwald , care chiar l-a vizitat pe Arrhenius în Uppsala și i-a oferit un post de profesor asistent la Universitatea din Riga [2] . Deși Arrhenius a refuzat oferta lui Ostwald (pe atunci tatăl său era foarte bolnav și a murit în 1885), sprijinul acestuia din urmă l-a ajutat să devină asistent profesor într-un post neremunerat la Universitatea din Uppsala. Teoria lui Arrhenius l-a ajutat pe Ostwald să obțină legea diluției , care poartă numele lui.

În 1884, Arrhenius, pe baza teoriei sale, a propus definiții pentru acid și bază : el a considerat un acid o substanță care formează ioni de hidrogen într-o soluție, iar o bază o substanță care dă ioni de hidroxid într-o soluție.

În 1886, Arrhenius a primit o bursă de la Academia Regală de Științe Suedeză, care i-a permis să facă un tur științific în Europa. În 1886, a lucrat împreună cu Ostwald la Universitatea Politehnică din Riga, cu Friedrich Kohlrausch în 1886-1887 la Würzburg (aici l-a cunoscut pe Walter Nernst ) și la Universitatea din Graz cu Ludwig Boltzmann , în 1888 - la Universitatea din Amsterdam cu J. Vant -Goff .

În 1887 a formulat în cele din urmă teoria disocierii electrolitice , în același an el a explicat abaterea soluțiilor electrolitice de la legile lui Van't Hoff și legea lui Raoult (a arătat semnificația fizică a factorului de corecție i ). El a creat doctrina izohidricității , a dezvoltat teoria hidrolizei sării . El a stabilit natura exotermă a majorității proceselor de disociere a electroliților și dependența ratei și completității acestor procese de temperatură. În timp ce studia cinetica chimică , Arrhenius a făcut câteva descoperiri importante, cum ar fi explicarea (1889) a dependenței de temperatură a vitezei de reacție , propunând idei despre activ, posesoare de energie în exces și capabile să intre în molecule de interacțiune chimică, al căror număr crește exponențial cu creșterea temperaturii. El a introdus conceptul de energie de activare E A și a derivat ecuația pentru dependența constantei vitezei de reacție de factorul de frecvență al ciocnirilor moleculelor A , temperatură și E A , care a devenit unul dintre principalele cineticii chimice ( ecuația Arrhenius ) .

Arrhenius a efectuat cercetări în multe domenii ale fizicii: a publicat un articol despre fulgerul cu minge (1883), a studiat efectul radiației solare asupra atmosferei , a căutat o explicație pentru schimbările climatice precum erele glaciare, a încercat să aplice teorii fizico-chimice în studiul activitate vulcanica. Arrhenius a fost primul care a sugerat [3] că acumularea de dioxid de carbon în atmosferă contribuie la creșterea temperaturii medii, adică a formulat ipoteza efectului de seră . În 1901, împreună cu câțiva dintre colegii săi, a confirmat ipoteza lui J. Maxwell că radiația cosmică pune presiune asupra particulelor. Arrhenius a continuat să studieze problema și, folosind acest fenomen, a încercat să explice natura cometelor , a aurorei , a coroanei solare și a luminii zodiacale . El a mai sugerat că datorită presiunii luminii, sporii și alte semințe vii pot fi transportate în spațiul cosmic (exprimând astfel ipoteza panspermiei ) [4] . Arrhenius a dedicat o serie de lucrări astrofizicii evolutive . El credea că sistemul solar a apărut ca urmare a unei coliziuni interstelare și, de asemenea, a sugerat că principala sursă de energie a Soarelui este energia eliberată în timpul reacției termonucleare de formare a heliului din hidrogen . În 1902, Arrhenius a început cercetările în domeniul imunochimiei , a studiat reacțiile chimice în organismele vii, a demonstrat că nu există o diferență fundamentală între reacțiile chimice in vitro și in vivo . În special, el a studiat interacțiunea dintre toxine și antitoxine, arătând că este similară cu interacțiunea dintre un acid slab și o bază slabă (de exemplu, acidul boric și amoniacul). S-a gândit și la limbile artificiale , propunând propria sa modificare a limbii engleze .

Arrhenius sa întors la Stockholm în 1891, unde a început să predea fizică la Institutul Regal de Tehnologie . În 1895, depășind o rezistență considerabilă, a primit acolo un post de profesor, în 1896 (conform altor surse, în 1897) Arrhenius a preluat funcția de rector al acestei instituții de învățământ și a rămas în acest post până în 1902. În jurul anului 1900, Arrhenius a început să creeze instituții și premii Nobel. În 1901, învingând și o rezistență puternică, a devenit membru al Academiei Suedeze de Științe. Pentru tot restul vieții a fost membru al Comitetului Nobel pentru Fizică și de fapt membru al Comitetului Nobel pentru Chimie. Și-a folosit funcția pentru a acorda premii Nobel prietenilor săi ( Jakob van't Hoff , Wilhelm Ostwald , Theodor Richards ) și pentru a încerca să împiedice dușmanii săi să primească premii Nobel ( Paul Ehrlich , Walter Nernst , Dmitri Mendeleev ) [5] . În 1903, Arrhenius a devenit primul om de știință suedez care a primit Premiul Nobel pentru Chimie „în semn de recunoaștere a semnificației speciale a teoriei sale a disocierii electrolitice pentru dezvoltarea chimiei”. În 1905, s-a retras de la Universitatea din Stockholm, apoi a fost numit director al Institutului Nobel pentru Fizică și Chimie din Stockholm și a rămas în acest post până la sfârșitul vieții.

Anii mai târziu

După acceptarea generală a teoriilor lui Arrhenius despre disociere, el a trecut la alte direcții științifice. La începutul secolului XX, a publicat o serie de lucrări despre cosmogonie , încercând să demonstreze că a doua lege a termodinamicii nu implică afirmații despre „ moartea termică a Universului ” și despre crearea lumii [6] . În 1904, Svante Arrhenius a susținut un curs de prelegeri la Universitatea din California despre aplicarea chimiei fizice la studiile teoriei toxinelor și antitoxinelor . Cursul a fost publicat în 1907 sub titlul „ Imunochimie ” (imunochimie) [7] .

A fost membru al consiliului de administrație al Societății Suedeze de Igienă Rasală (înființată în 1909), susținând la acea vreme teoria lui Mendel , iar în jurul anului 1910 a lucrat pe tema contraceptivelor. Cu toate acestea, până în 1938, informațiile despre contracepție și vânzarea de contraceptive au fost interzise în Suedia.

În ultimii ani ai vieții sale, Arrhenius a scris mai multe manuale și cărți de popularizare despre necesitatea de a continua lucrul pe temele pe care le-a discutat.

În septembrie 1927, omul de știință a suferit un atac de catar intestinal acut. La 2 octombrie 1927, Arrhenius a murit la Stockholm. Îngropat în Uppsala.

Limitările teoriei Arrhenius, respingerea acesteia de către oamenii de știință ai vremii

Teoria lui Arrhenius a fost adesea criticată de oamenii de știință din timpul său. Printre oponenți a fost marele om de știință rus Dmitri Ivanovici Mendeleev , creatorul teoriei fizico-chimice a soluțiilor. Mendeleev a criticat aspru nu numai ideea însăși a lui Arrhenius despre disociere, ci și o abordare pur „fizică” a înțelegerii naturii soluțiilor, care nu ia în considerare interacțiunile chimice dintre un dizolvat și un solvent ( hidratarea în cazul apă sau solvatare în cazul general). Arrhenius nu a rămas îndatorat și, ca răzbunare, a făcut tot ce i-a stat în putere pentru a-l împiedica pe Mendeleev, în ciuda faptului că a fost nominalizat de trei ori, să devină laureat al Premiului Nobel. Teoria Arrhenius a eșuat în cazul soluțiilor concentrate de electroliți, deoarece nu a ținut cont de interacțiunile interionice (electrostatice). Ulterior, I. A. Kablukov , V. A. Kistyakovsky , G. Lewis , P. Debye și E. Hückel au introdus modificări la teoria disocierii, ținând cont de factorii de interacțiune interionică. Punctele de vedere ale lui Mendeleev și Arrhenius au fost apoi combinate în teoria protonilor a acizilor și bazelor .

Efect de seră

În cursul creării unei teorii care să explice existența erelor glaciare în istoria Pământului, Arrhenius în 1896 a aplicat pentru prima dată metodele de chimie fizică pentru a evalua amploarea influenței creșterii concentrației de dioxid de carbon în atmosferă la temperatura de suprafață a Pământului datorită efectului de seră [3] [8] . Aceste calcule l-au determinat să concluzioneze că emisiile de dioxid de carbon cauzate de om de la arderea combustibililor fosili sunt suficiente pentru a provoca încălzirea globală. Pe baza acestei concluzii s-a construit climatologia modernă [9] . Această lucrare a lui Arrhenius sa bazat pe studiile timpurii ale altor oameni de știință celebri, precum Jean-Baptiste Joseph Fourier , John Tyndall și Claude Poulier . Arrhenius încerca să determine dacă gazele cu efect de seră ar putea explica diferența de temperatură dintre erele glaciare și interglaciare [10] . El a folosit observațiile în infraroșu ale Lunii de Frank Very și Samuel Langley la Observatorul Allegheny din Pittsburgh pentru a calcula cât de multă radiație infraroșu ar fi absorbită de dioxidul de carbon și vaporii de apă în atmosfera Pământului. Cu ajutorul „legii lui Ștefan” (cunoscută acum drept legea Ștefan-Boltzmann ), el și-a formulat „regula”. În forma sa originală, suna astfel:

dacă cantitatea de acid carbonic crește în progresie geometrică, creșterea temperaturii va crește aproape în progresie aritmetică. (Engleză)

Astfel, dacă cantitatea de dioxid de carbon (pe vremea lui Arrhenius, acest termen era folosit și în raport cu , nu numai cu ) crește exponențial, creșterea temperaturii va crește aproape în progresie aritmetică. În prezent, se utilizează următoarea formulare a regulii Arrhenius [11] :

unde  este concentrația de dioxid de carbon la începutul perioadei studiate,  este concentrația de dioxid de carbon la sfârșitul perioadei,  este modificarea ratei de încălzire a suprafeței Pământului (W/m 2 ) [11] . Din modele de transport radiativ atmosferic, s-a constatat că constanta pentru dioxid de carbon este de 5,35 (± 10%) W/m 2 pentru atmosfera Pământului [12] .

Pe baza informațiilor de la colegul său Arvid Högbom , Arrhenius a putut calcula pentru prima dată că emisiile de dioxid de carbon din arderea combustibililor fosili și procese similare sunt suficient de mari pentru a provoca încălzirea globală. În calculele sale, el a luat în considerare feedback-ul de la modificările concentrației vaporilor de apă și efectele latitudinale, dar a omis norii, convecția și alți factori care trebuie luați în considerare. În acest moment, opera sa este considerată nu atât ca o evaluare exactă a încălzirii globale, cât ca prima confirmare că o creștere a concentrației de dioxid de carbon din atmosferă va provoca încălzirea globală, toate celelalte lucruri fiind egale.

Valorile de absorbție în infraroșu ale lui Arrhenius pentru dioxidul de carbon și concluziile sale din 1900 au fost criticate de Knut Ångström , care a publicat primul spectru modern de absorbție în infraroșu a dioxidului de carbon cu două benzi de absorbție și rezultate experimentale care păreau să indice că absorbția radiației infraroșii de către un gaz în atmosferă este deja „saturat” și adăugarea mai multor dioxid de carbon nu va face diferența. În publicațiile sale ulterioare, Arrhenius a respins aceste critici, scriind în 1908 că emisiile de dioxid de carbon produse de om ar fi suficient de puternice pentru a preveni o altă epocă glaciară și că era nevoie de un Pământ mai cald pentru a alimenta populația în creștere a Pământului [4] .

Conform estimărilor lui Arrhenius, derivate din nivelul de dioxid de carbon din atmosferă la vremea lui, o scădere a conținutului acestuia de 0,62-0,55 ori ar duce la o scădere a temperaturii cu 4-5 ° C, iar la o creștere a conținutului cu De 2,5-3 ori ar duce la o creștere a temperaturilor în Arctica cu 8-9 °C [3] [13] .

Premii

Pe lângă Premiul Nobel, Arrhenius a primit numeroase premii și titluri. Printre acestea se numără Medalia Davy a Societății Regale din Londra (1902), prima medalie Willard Gibbs a Societății Americane de Chimie (1911) [14] , Medalia Faraday a Societății Britanice de Chimie (1914). A fost membru al Academiei Regale de Științe Suedeze, membru străin al Societății Regale din Londra (1910) [15] , Societății Chimice Germane, Academiei Regale de Științe și Arte din Țările de Jos (1919), [16] un onorific membru al Royal Netherlands Chemical Society (1909) [17] , membru de onoare străin al Academiei Americane de Arte și Științe (1912) [18] . Arrhenius a primit diplome onorifice de la multe universități, inclusiv Birmingham, Edinburgh, Heidelberg , Leipzig , Oxford și Cambridge, a fost membru corespondent străin al Academiei de Științe din Sankt Petersburg (din 1903), membru de onoare al Academiei de Științe a URSS ( din 1925).

Viața personală

În 1894 s-a căsătorit cu fosta sa studentă Sophia Rudbeck. Au avut un fiu. Cu toate acestea, căsătoria lor s-a despărțit doi ani mai târziu. În 1905, s-a căsătorit din nou - cu Maria Johansson, care i-a născut un fiu și două fiice. Numele fiilor erau Olof și Sven.

Omul de știință s-a remarcat printr-un caracter vesel și o fire bună, a fost un adevărat „fiu al țării suedeze”, a fost întotdeauna sufletul societății, a cucerit colegii și doar cunoștințe. Potrivit lui Gordon Stein , el era ateu [19] .

Nepoții și nepoatele sale sunt bacteriologul Agnes Wald [20] , chimistul Svante Wald [21] , biogeochimistul oceanelor Gustav Arrhenius .

Stră-strănepoata lui este eco-activista Greta Thunberg .

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 Svante Arrhenius - Biografie . Consultat la 18 septembrie 2012. Arhivat din original la 12 iunie 2018.
  2. ↑ 1 2 3 Sidan kunde inte hittas - IVA . web.archive.org (6 martie 2017). Data accesului: 30 ianuarie 2021.
  3. ↑ 1 2 3 Arrhenius S. On the Influence of Carbonic Acid in the Air On The Temperature of the Ground  //  Philosophical Magazine and Journal Science (Seria a cincea). - 1896. - Vol. 41 . - P. 237-276 . Acces deschis
  4. ↑ 1 2 Svante Arrhenius. Lumi în devenire: evoluția universului . — New York: Harper & Row, 1908.
  5. ↑ Cathedrals of Science: personalitățile și rivalitățile care au făcut chimia modernă  // Choice Reviews Online. — 01-04-2009. - T. 46 , nr. 08 . — S. 46–4449-46-4449 . — ISSN 1523-8253 0009-4978, 1523-8253 . doi : 10.5860 /choice.46-4449 .
  6. ↑ Myslivchenko, 1961 , p. 696.
  7. ↑ Svante Arrhenius. imunochimie; aplicarea principiilor chimiei fizice la studiul anticorpilor biologici . - New York, The Macmillan company, 1907. - 336 p.
  8. ↑ Calcule  viitoare . Institutul de Istorie a Științei (18 iulie 2016). Preluat la 25 ianuarie 2021. Arhivat din original la 14 august 2019.
  9. ↑ „Climate Change 2013 - The Physical Science Basis, by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)” Arhivat 9 martie 2017 la Wayback Machine , IPCC, 2013: Rezumat pentru factorii de decizie. În: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribuția Grupului de Lucru I la cel de-al cincilea raport de evaluare al Grupului Interguvernamental pentru Schimbări Climatice [Stocker, TF, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, SK Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex și PM Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, Anglia și New York, NY.
  10. ↑ Henning Rodhe, Robert Charlson, Elisabeth Crawford. Svante Arrhenius și efectul de seră  // Ambio. - 1997. - T. 26 , nr. 1 . — S. 2–5 . — ISSN 0044-7447 . Arhivat din original pe 17 decembrie 2020.
  11. ↑ 1 2 Walter ME Earthquakes and WeatherQuakes: Mathematics and Climate Change  //  Notices of the American Mathematical Society. - 2010. - Vol. 57 , iss. 10 . — P. 1278 .
  12. ↑ NOAA Departamentul de Comerț al SUA. Laboratorul global de monitorizare al NOAA/ESRL - INDICELE ANUAL AL ​​GAZELOR DE SERĂ (AGGI  ) NOAA . www.esrl.noaa.gov . Preluat la 26 ianuarie 2021. Arhivat din original la 22 septembrie 2013.
  13. ↑ Svante  Arrhenius . earthobservatory.nasa.gov (18 ianuarie 2000). Preluat la 26 ianuarie 2021. Arhivat din original la 21 ianuarie 2021.
  14. ↑ Premiul Willard Gibbs . chicagoacs.org . Preluat la 24 ianuarie 2021. Arhivat din original la 30 iulie 2017.
  15. ↑ Directorul colegilor | Societatea Regală  (engleză) . royalsociety.org . Preluat la 24 ianuarie 2021. Arhivat din original la 26 iunie 2015.
  16. ↑ KNAW Historisch Ledenbestand | Digitaal Wetenschapshistorisch Centrum  (n.d.) . Preluat la 24 ianuarie 2021. Arhivat din original la 24 ianuarie 2021.
  17. ↑ Membri de onoare - KNCV English . en.kncv.nl . Preluat la 24 ianuarie 2021. Arhivat din original la 26 ianuarie 2021.
  18. ↑ Wayback Machine . web.archive.org (18 iunie 2006). Data accesului: 24 ianuarie 2021.
  19. ↑ Enciclopedia necredinței . - Buffalo, NY. — 2 volume (xvi, 819 pagini) p. - ISBN 0-87975-307-2 , 978-0-87975-307-8.
  20. ↑ Mot bacillskräck och gubbvälde  (suedeză) . Forskning & Framsteg (1 februarie 2011). Preluat la 24 ianuarie 2021. Arhivat din original la 21 ianuarie 2021.
  21. ↑ Svante Wold  (suedez) . www.umu.se. _ Preluat la 24 ianuarie 2021. Arhivat din original la 18 ianuarie 2021.

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Site-uri tematice
Dicționare și enciclopedii
Genealogie și necropole