Grotgus, Theodor

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă revizuită de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 5 august 2018; verificările necesită 7 modificări .
Theodor von Grotthuss
limba germana  Christian Johann Dietrich Theodor von Grotthuss
Data nașterii 20 ianuarie 1785( 1785-01-20 ) [1] [2] [3]
Locul nașterii
Data mortii 26 martie 1822( 26-03-1822 ) [2] (37 de ani)
Un loc al morții Giaduchay , modern. Lituania
Țară
Sfera științifică electrochimie , fizică optică
Alma Mater Școala Politehnică din Paris ( franceză:  École Polytechnique )
 Fișiere media la Wikimedia Commons

Baronul Christian Johann Dietrich von Grotthus sau Theodor von Grotthus ( germană:  Christian Johann Dietrich Theodor von Grotthuß ) ( 20 ianuarie 1785 , Leipzig , Germania  - 26 martie 1822 , Giaduchiai ( Lituania modernă )) - chimist german care a formulat primul chimist al teoriei electroliza ( an 1806 ) și prima lege a fotochimiei ( 1817 ) [4] . Teoria sa a electrolizei este considerată a fi prima descriere a așa-numitului mecanism Grotthuss [5] .

Biografie

Theodor von Grotthuss sa născut la Leipzig la 20 ianuarie 1785 , într-o perioadă în care familia sa se afla într-o călătorie extinsă prin Europa de Vest . Părinții lui Theodore, Ewald Dietrich von Grotthuss ( germană:  Dietrich Ewald von Grotthuß ) și Elisabeth Eleonore ( germană:  Elisabeth Eleonore ), aparțineau unei familii vechi și binecunoscute a nobilimii birocratice din Curland . La scurt timp după nașterea sa, a fost botezat și i s-a dat numele de Christian Johann Dietrich ( germană:  Christian Johann Dietrich ). Ca adult, Grotgus a decis să-l folosească pe Theodore ca prenume. În plus, a refuzat să folosească prefixul „fon” în numele său complet [6] .

Theodore a crescut pe moșia mamei sale în Gedučiai Manor ( lit. Gedučiai ), care pe o hartă modernă este situat în partea de nord a Lituaniei , la granița cu Letonia . Era un copil retras și avea contact destul de limitat cu ceilalți copii de pe moșie. Profesorii l-au învățat acasă abilitățile de limbi străine , matematică , artă și literatură . Grotgus a primit astfel o educație de bază care i-a permis să-și continue studiile la diferite universități. În adolescență, Grotgus a studiat mai întâi la Universitatea din Leipzig , apoi la Ecole Polytechnique din Paris ( fr.  École Polytechnique ), unde a participat la prelegeri ale unor oameni de știință celebri precum Antoine François de Fourcroix , Claude Louis Berthollet , Louis-Nicolas Vauquelin. si altii.

Datorită tensiunii tot mai mari din relațiile geopolitice dintre Rusia și Franța , Grotguss a fost nevoit să plece în Italia , unde și-a publicat prima lucrare fundamentală ( 1806 ), dedicată unei explicații teoretice a fenomenelor care au loc în timpul electrolizei apei . În 1808, pentru contribuțiile sale la teoria electrolizei, Grotthuss a fost ales membru de onoare al Societății Galvanice din Paris . În același an a fost numit membru corespondent al Academiei de Științe din Torino , iar în 1814 a fost ales ca membru corespondent al Academiei de Științe din Bavaria din München . În timpul vieții sale, Grotguss a publicat 76 de lucrări despre cercetări, observații și dovezi originale, dintre care majoritatea au fost publicate în reviste științifice vest-europene [6] .

Theodor Grotthuss a murit la 26 martie 1822 , la vârsta de treizeci și șapte de ani, sinucidendu -se pe baza unei depresii îndelungate cauzate de probleme de sănătate. A fost înmormântat la moșia mamei sale din Geduchiai .

Cercetare științifică

Cercetarea electrolizei

Invenția bateriei electrice în 1800 de către omul de știință italian Alessandro Volta a oferit altor cercetători o sursă de electricitate care a devenit utilizată pe scară largă în laboratoarele științifice din întreaga Europă . Curand au aparut primele rapoarte despre electroliza cu succes a apei , solutiilor apoase de acizi si saruri . Cu toate acestea, nu a existat nicio explicație teoretică satisfăcătoare a proceselor care au loc în acest caz.

În toamna anului 1805 , la vârsta de 20 de ani, Grotthuss a scris prima sa lucrare fundamentală despre studiul electrolizei apei . Acest articol, intitulat „Mémoire sur la Décomposition a'l'Aide de l'Electricite Galvanique” , a fost publicat la Roma în 1806 . A reprezentat în mod clar o nouă abordare pentru explicarea rolului curentului electric în procesul de electroliză. Mulți ani mai târziu, Ostwald a tradus acest articol în germană și a făcut următorul comentariu [7] :

Până la publicarea acestei lucrări, numele lui Grotgus va fi foarte faimos; iar acest articol a avut un impact foarte, foarte mare asupra explicației teoretice a procesului de electroliză

Text original  (germană)[ arataascunde] Este ist die Schrift, durch die der Name Grotthuss vor allem berümt wurde, und die den grössten Einfluss auf die theoretischen Vorstellung über Elektrolyse ausgeübt hat

În această lucrare, Grotgus a explicat de ce, în timpul procesului de electroliză a apei, hidrogenul și oxigenul sunt eliberate numai la electrozi (și la diferiți electrozi), și nu în întregul volum al soluției , așa cum era de așteptat. Acest fenomen, care a fost observat de A. Carlyle și J. Nicholson la scurt timp după descoperirea stâlpului voltaic , a devenit cunoscut sub numele de „ Paradoxul lui Nicholson ”. Grotthuss a confirmat experimental datele că unele metale au fost eliberate la polul negativ al sursei de curent asociate cu discul de cupru și a început procesul de creștere a cristalului în direcția curentului galvanic [8] , în timp ce oxigenul a fost eliberat la polul pozitiv . asociat cu discul de zinc. Unele metale nu au precipitat la polul negativ al sursei de curent, caz în care s-a observat degajare de hidrogen pe aceasta , iar la polul pozitiv s-a format un precipitat de oxid. El a observat că diferite metale se comportă diferit într-un astfel de proces, care a fost observat ulterior experimental de Humphrey Davy și Jöns Jakob Berzelius .

Articolul lui Grotthuss prezintă o explicație originală a procesului de electroliză a apei , numit mai târziu mecanismul Grotthuss . Această explicație constă în faptul că în procesul de electroliză , moleculele de apă și sarea sunt polarizate și formează lanțuri polare într-un singur sistem. Astfel, moleculele polarizate devin o extensie a perechilor cupru-zinc care alcătuiesc coloana Volta . Mai târziu, Grotthuss a explicat că sub influența polilor electrozilor, în soluție s-au format linii paralele (lanțuri moleculare polarizate), ale căror elemente la fiecare capăt au fost descărcate la poli opuși. Moleculele de apă în contact cu electrozii s-au dezintegrat în părțile lor componente. De aceea, hidrogenul a fost eliberat la electrodul încărcat negativ , în timp ce oxigenul a fost eliberat la electrodul încărcat pozitiv . Moleculele de apă și-au schimbat continuu constituenții cu cei mai apropiați vecini ai lor, precum și cu membrii din jur ai lanțului. Acest schimb a fost realizat cu ajutorul avansării succesive a unei interacțiuni de tip salt de-a lungul lanțurilor moleculare, care a apărut ca urmare a procesului de transfer în electroliză de-a lungul liniilor paralele [9] [10] . Dezvoltarea ulterioară a acestui gând a condus la un concept asemănător ionizării . În plus, conceptul de interacțiuni de sărituri a condus la dezvoltarea principiului atomismului , a discretității obiectelor materiale, a divizibilității și a trecerii de la o structură statică la o reprezentare dinamică a materiei .

O mare parte din comunitatea științifică a acceptat mecanismul de conducere electrică propus de Grotgus. Cu toate acestea, unii oameni de știință nu au recunoscut meritele lui Grotthuss în domeniul electrolizei . Așa că, de exemplu, Sir Humphry Davy , în dezvoltarea teoriei chimice a afinității, a folosit pe scară largă ideile originale ale lui Grotthuss fără nicio mențiune despre autorul lor [6] .

Cercetări în domeniul interacțiunii luminii cu materia

La sfârșitul anilor 1810, Theodor von Grothgrus a formulat câteva idei originale legate de absorbția luminii , care implicau fosforescență , fluorescență și reacții fotochimice . A fost interesat de aspectele fiziologice ale interacțiunii chimice a luminii cu particulele moleculare polarizate. După ce a studiat cristalele care prezintă fosforescență , Grotthuss a remarcat în 1812 că lumina fosforescentă era diferită de lumina absorbită, ceea ce era în conflict cu teoria mecanicistă a lui Newton . A ajuns la concluzia că fenomenul de fosforescență este asociat cu mișcarea luminii și cu structura substanței iradiate. Grotthuss a sugerat că lumina de pe suprafața unui cristal fluorescent se împarte în două componente, care, atunci când interacționează cu moleculele polarizate din cristal, sunt separate și provoacă emisia de lumină, a cărei culoare diferă de cea utilizată pentru iradiere. Grotthuss a ajuns la concluzia că interacțiunea luminii cu materia provoacă vibrații specifice și astfel poate slăbi sau spori diferite culori [11] . În același timp, el a pus bazele teoretice ale luminiscenței , care au fost dezvoltate în a doua jumătate a secolului al XIX-lea de către Becquerel , Brewster și Stokes .

În timp ce studia soluțiile alcoolice de complexe de tiocianat de fier (III) și cobalt (II) , Grotgus și-a îndreptat atenția asupra faptului că soluția a devenit mai palidă când a fost expusă la lumină . Rata de albire în acest caz a fost direct proporțională cu intensitatea luminii și cu timpul de expunere a acesteia la substanță. Astfel, Grotthuss a descoperit legile de bază ale fotochimiei : o reacție fotochimică poate fi inițiată doar de lumina absorbită de o substanță, iar viteza acesteia este proporțională cu timpul de expunere și cu intensitatea luminii. Aceste observații experimentale ale lui Grotgus au fost confirmate aproximativ 20 de ani mai târziu de John Herschel și John Draper . În cele din urmă, aceste descoperiri au devenit cunoscute sub numele de prima și a doua lege a fotochimiei Grotthuss-Draper.

Cercetare în alte domenii

Theodor von Grotthuss a efectuat cercetări științifice nu numai în domeniul electrolizei și al interacțiunii luminii cu materia [6] . El a sintetizat sărurile tiocianate de fier , mercur , argint și aur prin topirea sulfului cu sărurile de cianură corespunzătoare . Grotgrus a separat clorura de fier (III) de clorura de mangan (II) , profitând de solubilitatea diferită a acestor săruri în alcool . De asemenea, la cererea academicianului Scherer, care a colectat date despre izvoarele minerale din Imperiul Rus , a analizat izvoarele minerale din apropiere. El a folosit o soluție de amoniac de oxid de argint pentru determinarea sulfurilor , și nu clorură de cupru (II) , așa cum era obiceiul la acea vreme. În plus, între 1816 și 1818 Grotthuss a studiat proprietățile tiocianaților și acidului tiocianic și a dezvoltat metode analitice pentru determinarea ionilor de fier (III) și cobalt (II) . În același timp, Schweigger a publicat un compendiu de greutăți proporționale Grotthuss și tabele de materiale, care au devenit utilizate pe scară largă de chimiști și farmaciști .

În cercetările sale extinse, el a observat experimental fenomenul de electrostenoză , care s-a manifestat prin faptul că dendritele de argint s-au format în fisuri foarte înguste ale sticlei de pe anod , datorită efectului electrocapilar . Acest efect a fost redescoperit 70 de ani mai târziu și a fost dezvoltat în detaliu de F. Brown ( 1891 ) și E. J. Cohen ( 1898 ), care l-au numit electrostenoză.

În plus, Grotthuss a fost angajat în studiul flăcărilor amestecurilor de gaze și a făcut o observație fundamentală, care a constat în faptul că un amestec de gaze în tuburi înguste nu se aprinde [12] . Această împrejurare a făcut posibilă mai târziu crearea unei lămpi sigure pentru mineri . În ciuda faptului că în prezent, lămpile de mină care folosesc o flacără deschisă au fost complet înlocuite cu lumini electrice, semnificația acestei invenții, care a salvat multe vieți de mineri, este încă greu de supraestimat.

Lucrări majore

Vezi și

Note

  1. ↑ Theodor Grotthuss (Grothuss) // Proleksis enciklopedija, Opća i nacionalna enciklopedija  (croată) - 2009.
  2. ↑ 1 2 3 www.accademiadellescienze.it  (italiană)
  3. ↑ Theodor Grothuss // Base biographique  (fr.)
  4. ↑ de Grotthuss, CJT Sur la décomposition de l'eau et des corps qu'elle tient en dissolution à l'aide de l'électricité galvanique // Ann. Chim. (Paris). - 1806. - T. 58 . - S. 54-73 .
  5. ↑ Marx, Dominic. Transferul de protoni la 200 de ani după von Grotthuss: Perspective din simulările Ab Initio // ChemPhysChem. - 2006. - T. 7 , Nr. 9 . - S. 1848-1870 . - doi : 10.1002/cphc.200600128 . — PMID 16929553 .
  6. ↑ 1 2 3 4 Bruno Jaselskis, Carl E. Moore, Alfred von Smolinsk. THEODOR VON GROTTHUSS (1785-1822) - A TRAIL BLAZER // Bull. Hist. Chim. - 2007. - T. 32 , nr 2 . - S. 119-128 .
  7. ↑ R. Luther, A. v. Ottingen. Abhandlungen über Elektricität und Licht von Theodor Grotthuss // Ostwald's Klassiker der exakten Wissenschaften. - Leipzig, 1906. - Nr. 152 .
  8. ↑ De fapt, vorbim despre seria electrochimică de activitate a metalelor .
  9. ↑ Faraday , folosind modelul Grotthuss, a dezvoltat modelul liniei de câmp aproximativ patruzeci de ani mai târziu .
  10. ^ WL Pierce, Michael Faraday.  // Chapman și Hall. - Londra, 1965. - S. 357 .
  11. ↑ T.v. Grotthuss.  // Schweiggers J. Chem. Phys.. - 1815. - V. 14 , Nr. 163 . - S. 174 .
  12. ↑ T.v. Grotthuss.  // Schweiggers J. Chem. Phys.. - 1809. - Vol . 9 . - S. 245-260 .

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii