Глава 2. Сванте Август Аррениус

В июне 1884 г. известный физикохимик, профессор Рижского политехнического училища Вильгельм Оствальд получил статью молодого шведского ученого Сванте Ар-рениуса. В ней освещалась та же проблема (и гораздо основательнее), над которой работал сам Оствальд, полагавший, что он один проводит исследования в этом направлении. Оствальд поздравляет незнакомого коллегу с успехом и публикует свои данные (полученные другим путем) в подтверждение гипотезы Арре-ниуса, а затем едет в Упсалу...

Сванте Август Аррениус (1859-1927)

Что же это за гипотеза и как она возникла?

Сванте Август Аррениус родился 19 февраля 1859 г. в имении Вейк, близ шведского города Упсала. В 1876 г. он поступает в Упсальский университет, решив стать физиком. Закончив досрочно университет со степенью кандидата философии, Аррениус остался в лаборатории физики, однако вскоре перешел в лабораторию физического института Стокгольмской Академии наук, где занялся исследованием электропроводности разбавленных растворов.

Работая в лаборатории, Аррениус опубликовал две статьи, в том числе "Исследования гальванической проводимости электролитов" (1883), которая состояла из двух частей-экспериментальной и теоретической. Во второй части ("Химическая теория электролитов") он попытался изложить основные положения, которые легли в основу теории электролитической диссоциации. Но высказаны они были в завуалированном виде, поскольку противоречили "основным воззрениям химиков", как говорил впоследствии Аррениус. И он оказался прав: его теория не получила вначале поддержки.

Экспериментальным путем Аррениус установил, что с уменьшением концентрации электролита его электропроводность увеличивается. Он объяснял это наличием в растворе электролита двух видов молекул: активных (распавшихся на составные части-ионы) и неактивных (нераспавшихся). Чем выше концентрация раствора, тем меньше активных молекул, и наоборот. Когда Аррениус сказал своему учителю, профессору Упсальского университета П. Клеве, что у него есть новая теория, объясняющая химические свойства электролитов, тот с сарказмом ответил: "Это же прямо замечательно!", а потом добавил: "Прощайте".

Однако Аррениус представил свою работу в качестве докторской диссертации. Она, как и следовало ожидать, не получила оценки "похвально", так что соискатель не смог занять должность доцента химии. Вот тогда-то Аррениус и послал на отзыв свою диссертацию крупнейшим физикохимикам и физикам того времени: Вант-Гоффу, Клаузиусу, Мейеру и Оствальду. Ответы ученых были благоприятные, а Оствальд, как мы уже знаем, даже поехал в Упсалу к молодому ученому. Детально ознакомившись с теорией Аррениуса, Оствальд предложил ему должность доцента на своей кафедре. Упсальцы же, не желая ударить в грязь лицом, создали специально для Аррениуса доцентуру по физической химии в университете. Однако это была лишь внешняя сторона признания, коллеги не могли принять столь необычную для них теорию.

Оствальд остался до конца жизни другом Аррениуса, широко пропагандировал его теорию в своих классических работах. Полную поддержку создателю новой теории оказал Вант-Гофф. И когда Аррениус получил стипендию для научной работы за границей, он сразу же посетил своих единомышленников. Летний семестр 1886 г. Аррениус работал у Оствальда в Риге, изучая электропроводность растворов; зимний семестр 1886-1887 гг. провел у Ф. Кольрауша, исследуя внутреннее трение разбавленных растворов, а также влияние света на электропроводность галогенидов. Во время летнего семестра молодой ученый работал у крупнейшего немецкого физика Л. Больцмана, затем у Вант-Гоффа, а 1888 г. вновь побывал у Оствальда в Лейпциге, куда тот переехал.

Это время было наиболее плодотворным для Аррениуса; тогда же появилась его знаменитая статья "О диссоциации растворенных в воде веществ" (1887), в которой была сформулирована теория электролитической диссоциации. Приведем ее основные положения:

1. При растворении в воде электролиты диссоциируют на противоположно заряженные ионы.

2. Сумма положительных зарядов, образующихся при диссоциации электролита, равна сумме отрицательных

зарядов.

3. Под действием электрического поля ионы приходят в движение, при этом положительно заряженные направляются к катоду, отрицательно заряженные-к аноду.

4. Ионы по своим свойствам отличаются от соответствующих атомов или молекул и обусловливают как электрические, так и химические свойства растворов.

5. Не все электролиты в одинаковой степени распадаются на ионы, это зависит от природы электролита, его концентрации, температуры и т.д.

6. В сильно разбавленных растворах электролиты почти полностью диссоциированы на ионы, а при обычных концентрациях между ионами и недиссоциированными молекулами устанавливается равновесие.

Аррениус становится широко известен среди европейских химиков. Ему предлагают возглавить кафедру в Гиссенском университете, которой долгое время руководил выдающийся немецкий химик Юстус Либих, но Аррениус отказался. В 1896 г. он становится ректором Высшей школы в Стокгольме; избирается академиком Шведской Академии наук; в 1903 г. ему присуждается Нобелевская премия.

Аррениус много занимался административной, общественной и литературной работой, популяризацией естественных наук - астрономии, географии, геологии, метеорологии, иммунохимии, химиотерапии. Аррениус выска-' зал ряд блестящих идей: о лечении сывороткой, о неисчерпаемости энергии Солнца, источником которой служит ядерная реакция образования гелия из водорода, и др.

2 октября 1927 г. Сванте Аррениус скончался. Его похоронили в У псале - городе, с которым было так много связано в жизни ученого.