Arrhenius, Svante August

Svante August Arrhenius
svensker. Svante August Arrhenius
Navn ved fødslen svensker. Svante August Arrhenius
Fødselsdato 19. februar 1859( 19-02-1859 )
Fødselssted Vik Slot, Uppsala kommune , Uppsala amt , Sverige
Dødsdato 2. oktober 1927 (68 år)( 02-10-1927 )
Et dødssted Stockholm , Sverige
Land  Sverige
Videnskabelig sfære fysik , kemi
Arbejdsplads Royal Institute of Technology
Riga Tekniske Universitet
Uppsala Universitet
Stockholm Universitet
Alma Mater
videnskabelig rådgiver Per Theodor Cleve
Studerende Oscar Klein
Priser og præmier Davy-medalje (1902) Nobelprisen i kemi (1903) Silliman-forelæsning (1910) Willard Gibbs-prisen (1911) Faraday-forelæsningsprisen (1914) Franklin-medaljen (1920)
Nobel pris



Wikisource logo Arbejder hos Wikisource
 Mediefiler på Wikimedia Commons

Svante August Arrhenius ( svensk. Svante August Arrhenius ; 19. februar 1859 , Vik ejendom, nær Uppsala  - 2. oktober 1927 , Stockholm ) - svensk fysisk kemiker, forfatter til teorien om elektrolytisk dissociation , Nobelprisen i kemi (1903).

Biografi

Tidligt liv

Arrhenius var den anden søn af Caroline Christina (Thunberg) og Svante Gustav Arrhenius, en landinspektør og fra 1847 leder af Uppsala Universitets ejendom i den vestlige del af Uppland og Wiek Slot [1] . Nevø af den berømte svenske botaniker Johan Arrhenius [1] . Hans forfædre var bønder, mens hans far studerede som landinspektør, fik en videregående uddannelse i 1834 og giftede sig i 1855. Et år efter fødslen af ​​deres søn flyttede familien til Uppsala, hvor Arrhenius' far kom med i inspektørrådet ved Uppsala Universitet. Som et lille barn var Arrhenius allerede glad for at sammenlægge tallene i de rapporter, som hans far udarbejdede, i en alder af tre lærte han sig selv at læse, og mens han gik på katedralskolen i Uppsala, viste han exceptionelle evner inden for biologi, fysik og matematik.

Undersøg

Som 8-årig kom Arrhenius straks ind i Uppsala katedralskole i femte klasse, som han dimitterede i 1876 som den yngste og dygtigste kandidat med særlig succes i fysik og matematik. Samme år kom han ind på Uppsala Universitet (specialiseret i fysik og kemi), hvor han fik en bachelorgrad i naturvidenskab i 1878 , og fortsatte derefter med at studere fysik der i yderligere tre år. I 1881 flyttede han på grund af uoverensstemmelser med sine overordnede [2] til Stockholm og fortsatte sine studier ved Det Kongelige Svenske Videnskabsakademis Fysiske Institut sammen med sin ven Klaas Möbius og Lukas Homen under vejledning af fysikeren Erik Edlund . Der Arrhenius, begyndende med metoder til bestemmelse af molekylvægten af ​​opløste stoffer, specialiserede sig i undersøgelsen af ​​elektrolytters ledningsevne .

Under disse undersøgelser henledte han opmærksomheden på det faktum, at ledningsevnen af ​​opløsninger øges, når de fortyndes. Yderligere forskning førte ham til at formulere en teori om elektrolytisk dissociation, nu kaldet Arrhenius-teorien . På det tidspunkt havde nedbrydningen af ​​elektrolytter til ioner under elektrolyse længe været kendt . , nyheden i Arrhenius' teori var, at han antog nedbrydning (dissociation) af elektrolytter i opløsninger i fravær af eksterne kræfter. Arrhenius skrev en 150 sider lang afhandling, som han fremlagde til forsvar i 1884 ved Uppsala Universitet. Han fik hjælp til at skrive sin afhandling af Otto Petersson , professor i kemi ved det nyoprettede Stockholms universitet [2] . Nyheden og det tilsyneladende paradoks ved ideen om muligheden for den samtidige eksistens af modsat ladede ioner i elektrolytopløsninger førte til afvisningen af ​​teorien af ​​det videnskabelige råd, som et resultat, da han forsvarede sin afhandling (26. maj 1884) , fik Arrhenius den laveste, fjerde grad, som ikke gav mulighed for at undervise. Først efter forsvaret blev det omklassificeret til tredje grad.

Videnskabelig aktivitet

På trods af at teorien om Arrhenius blev accepteret mere end køligt i Sverige, blev mange europæiske videnskabsmænd (f.eks. Rudolf Clausius og Jacob van't Hoff ) interesseret i hende, især den berømte tyske kemiker Wilhelm Ostwald , som endda besøgte Arrhenius i Uppsala og tilbød ham en stilling som adjunkt ved Riga Universitet [2] . Selvom Arrhenius afviste Ostwalds tilbud (dengang hans far var meget syg og døde i 1885), hjalp dennes støtte ham til at blive adjunkt i en ulønnet stilling ved Uppsala Universitet. Arrhenius' teori hjalp Ostwald med at udlede loven om fortynding , som er opkaldt efter ham.

I 1884 foreslog Arrhenius på grundlag af sin teori definitioner af syre og base : han betragtede en syre som et stof, der danner hydrogenioner i en opløsning, og en base som et stof, der giver hydroxidioner i en opløsning.

I 1886 modtog Arrhenius et stipendium fra Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi, som gjorde det muligt for ham at foretage en videnskabelig rundrejse i Europa. I 1886 arbejdede han sammen med Ostwald ved Riga Polytechnic University, med Friedrich Kohlrausch i 1886-1887 i Würzburg (her mødte han Walter Nernst ) og ved universitetet i Graz med Ludwig Boltzmann , i 1888 - ved universitetet i Amsterdam med J. Vant - Goff .

I 1887 formulerede han endelig teorien om elektrolytisk dissociation , samme år forklarede han elektrolytopløsningernes afvigelse fra Van't Hoffs love og Raoults lov (viste den fysiske betydning af korrektionsfaktoren i ). Han skabte doktrinen om isohydricitet , udviklede teorien om salthydrolyse . Han etablerede den eksoterme karakter af de fleste elektrolytdissociationsprocesser og afhængigheden af ​​hastigheden og fuldstændigheden af ​​disse processer af temperaturen. Mens han studerede kemisk kinetik , gjorde Arrhenius adskillige vigtige opdagelser, såsom at forklare (1889) temperaturafhængigheden af ​​reaktionshastigheden , fremsætte ideer om aktiv, besiddelse af overskydende energi og i stand til at indgå i kemiske interaktionsmolekyler, hvis antal stiger eksponentielt med stigende temperatur. Han introducerede begrebet aktiveringsenergi E A og udledte ligningen for afhængigheden af ​​reaktionshastighedskonstanten af ​​frekvensfaktoren for kollisioner af molekyler A , temperatur og E A , som blev en af ​​de vigtigste inden for kemisk kinetik ( Arrhenius-ligning ) .

Arrhenius forskede i mange områder af fysikken: han publicerede en artikel om kuglelyn (1883), studerede effekten af ​​solstråling på atmosfæren , søgte en forklaring på sådanne klimatiske ændringer som istider, forsøgte at anvende fysisk-kemiske teorier til studiet af vulkansk aktivitet. Arrhenius var den første til at foreslå [3] at ophobningen af ​​kuldioxid i atmosfæren bidrager til en stigning i gennemsnitstemperaturen, det vil sige han formulerede hypotesen om drivhuseffekten . I 1901 bekræftede han sammen med flere af sine kolleger J. Maxwells hypotese om , at kosmisk stråling lægger pres på partikler. Arrhenius fortsatte med at studere problemet og ved at bruge dette fænomen gjorde han et forsøg på at forklare arten af ​​kometer , nordlys , solkoronaen og stjernetegnslyset . Han foreslog også, at sporer og andre levende frø på grund af lystrykket kan transporteres i det ydre rum (hvilket udtrykker hypotesen om panspermia ) [4] . Arrhenius viede en række værker til evolutionær astrofysik . Han mente, at solsystemet dukkede op som et resultat af en interstellar kollision, og foreslog også, at hovedkilden til Solens energi er den energi, der frigives under den termonukleære reaktion af dannelsen af ​​helium fra brint . I 1902 begyndte Arrhenius forskning inden for immunkemi , studerede kemiske reaktioner i levende organismer, beviste, at der ikke er nogen grundlæggende forskel mellem kemiske reaktioner in vitro og in vivo . Han undersøgte især vekselvirkningen mellem toksiner og antitoksiner og viste, at den ligner vekselvirkningen mellem en svag syre og en svag base (f.eks. borsyre og ammoniak). Han tænkte også på kunstige sprog og foreslog sin egen ændring af det engelske sprog .

Arrhenius vendte tilbage til Stockholm i 1891, hvor han begyndte at undervise i fysik ved Kungliga Tekniska Högskolan . I 1895, efter at have overvundet betydelig modstand, modtog han et professorat der, i 1896 (ifølge andre kilder, i 1897) overtog Arrhenius posten som rektor for denne uddannelsesinstitution og forblev i denne stilling indtil 1902. Omkring 1900 begyndte Arrhenius at skabe Nobelinstitutioner og Nobelpriser. I 1901, da han også overvandt stærk modstand, blev han medlem af det svenske videnskabsakademi. Resten af ​​sit liv var han medlem af Nobelkomiteen for Fysik og faktisk medlem af Nobelkomiteen for Kemi. Han brugte sin position til at give Nobelpriser til sine venner ( Jakob van't Hoff , Wilhelm Ostwald , Theodor Richards ) og til at forsøge at forhindre sine fjender i at modtage Nobelpriser ( Paul Ehrlich , Walter Nernst , Dmitri Mendeleev ) [5] . I 1903 blev Arrhenius den første svenske videnskabsmand til at modtage Nobelprisen i kemi "i erkendelse af den særlige betydning af hans teori om elektrolytisk dissociation for udviklingen af ​​kemi." I 1905 trak han sig tilbage fra Stockholms Universitet, blev derefter udnævnt til direktør for Nobelinstituttet for Fysik og Kemi i Stockholm og forblev i denne stilling indtil slutningen af ​​sit liv.

Senere år

Efter den generelle accept af Arrhenius' teorier om dissociation, skiftede han til andre videnskabelige retninger. I begyndelsen af ​​det 20. århundrede udgav han en række værker om kosmogoni , der forsøgte at bevise, at termodynamikkens anden lov ikke medfører udsagn om " universets termiske død " og om verdens skabelse [6] . I 1904 holdt Svante Arrhenius et kursus med forelæsninger ved University of California om anvendelsen af ​​fysisk kemi til studier af teorien om toksiner og antitoksiner . Kurset blev udgivet i 1907 under titlen " Immunokemi " (immunokemi) [7] .

Han var medlem af bestyrelsen for det svenske selskab for racehygiejne (stiftet i 1909), og støttede på det tidspunkt teorien om Mendel , og omkring 1910 arbejdede han med emnet prævention. Men indtil 1938 var information om prævention og salg af prævention forbudt i Sverige.

I de sidste år af sit liv skrev Arrhenius adskillige lærebøger og populærvidenskabelige bøger om behovet for at fortsætte arbejdet med de emner, han diskuterede.

I september 1927 kom videnskabsmanden ned med et angreb af akut tarmkatarr. Den 2. oktober 1927 døde Arrhenius i Stockholm. Begravet i Uppsala.

Arrhenius-teoriens begrænsninger, afvisning af den af ​​datidens videnskabsmænd

Arrhenius' teori blev ofte kritiseret af hans tids videnskabsmænd. Blandt modstanderne var den store russiske videnskabsmand Dmitry Ivanovich Mendeleev , skaberen af ​​den fysisk-kemiske teori om løsninger. Mendeleev kritiserede skarpt ikke kun selve ideen om Arrhenius om dissociation, men også en rent "fysisk" tilgang til at forstå naturen af ​​opløsninger, som ikke tager højde for kemiske interaktioner mellem et opløst stof og et opløsningsmiddel ( hydrering i tilfælde af vand eller solvatisering i det generelle tilfælde). Arrhenius forblev ikke i gæld, og som gengældelse gjorde han alt, hvad der stod i hans magt, for at forhindre, at Mendeleev, på trods af at han var nomineret tre gange, blev nobelprisvinder. Arrhenius-teorien fejlede i tilfælde af koncentrerede elektrolytopløsninger, da den ikke tog hensyn til interioniske (elektrostatiske) interaktioner. Efterfølgende introducerede I. A. Kablukov , V. A. Kistyakovsky , G. Lewis , P. Debye og E. Hückel ændringer til dissociationsteorien under hensyntagen til interioniske interaktionsfaktorer. Mendeleevs og Arrhenius' synspunkter blev derefter kombineret i protonteorien om syrer og baser .

Drivhuseffekt

I løbet af at skabe en teori, der ville forklare eksistensen af ​​istider i Jordens historie, anvendte Arrhenius i 1896 først fysisk-kemiens metoder til at vurdere omfanget af indflydelsen af ​​en stigning i koncentrationen af ​​kuldioxid i atmosfære på Jordens overfladetemperatur på grund af drivhuseffekten [3] [8] . Disse beregninger fik ham til at konkludere, at menneskeskabte kuldioxidemissioner fra afbrænding af fossile brændstoffer er tilstrækkelige til at forårsage global opvarmning. Ud fra denne konklusion er moderne klimatologi blevet bygget [9] . Dette arbejde af Arrhenius var baseret på de tidlige undersøgelser af andre berømte videnskabsmænd, såsom Jean-Baptiste Joseph Fourier , John Tyndall og Claude Poulier . Arrhenius forsøgte at afgøre, om drivhusgasser kunne forklare forskellen i temperatur mellem istider og mellemistider [10] . Han brugte infrarøde observationer af Månen af ​​Frank Very og Samuel Langley ved Allegheny Observatory i Pittsburgh til at beregne, hvor meget infrarød stråling der ville blive absorberet af kuldioxid og vanddamp i Jordens atmosfære. Ved hjælp af "Stefans lov" (nu kendt som Stefan-Boltzmann-loven ) formulerede han sin "regel". I sin oprindelige form lød det sådan:

hvis mængden af ​​kulsyre stiger i geometrisk progression, vil forøgelsen af ​​temperaturen stige næsten i aritmetisk progression. (Engelsk)

Hvis mængden af ​​kuldioxid (på Arrhenius' tid blev dette udtryk også brugt i forhold til , ikke kun til ) vokser eksponentielt, vil temperaturstigningen stige næsten i aritmetisk progression. I øjeblikket bruges følgende formulering af Arrhenius-reglen [11] :

hvor  er koncentrationen af ​​kuldioxid i begyndelsen af ​​den undersøgte periode,  er koncentrationen af ​​kuldioxid i slutningen af ​​perioden,  er ændringen i opvarmningshastigheden af ​​jordens overflade (W/m 2 ) [11] . Fra modeller for atmosfærisk strålingstransport blev det fundet, at konstanten for kuldioxid er 5,35 (± 10%) W/m 2 for Jordens atmosfære [12] .

Baseret på oplysninger fra sin kollega Arvid Högbom var Arrhenius for første gang i stand til at beregne, at kuldioxidudledningen fra afbrænding af fossile brændstoffer og lignende processer er store nok til at forårsage global opvarmning. I sine beregninger tog han højde for feedback fra ændringer i vanddampkoncentration og breddeeffekter, men udelod skyer, konvektion og andre faktorer, der skal tages i betragtning. I øjeblikket betragtes hans arbejde ikke så meget som en præcis vurdering af den globale opvarmning, men som den første bekræftelse af, at en stigning i koncentrationen af ​​kuldioxid i atmosfæren vil forårsage global opvarmning, alt andet lige.

Arrhenius' infrarøde absorptionsværdier for kuldioxid og hans konklusioner i 1900 blev kritiseret af Knut Ångström , som udgav det første moderne infrarøde absorptionsspektrum af kuldioxid med to absorptionsbånd og eksperimentelle resultater, der syntes at indikere, at absorptionen af ​​infrarød stråling vha. en gas i atmosfæren er allerede "mættet", og tilsætning af mere kuldioxid vil ikke gøre en forskel. I sine senere publikationer afviste Arrhenius denne kritik og skrev i 1908, at menneskeskabte kuldioxidemissioner ville være stærke nok til at forhindre endnu en istid, og at der var behov for en varmere Jord for at brødføde jordens voksende befolkning [4] .

Ifølge Arrhenius' skøn, afledt af niveauet af kuldioxid i atmosfæren på sin tid, ville et fald i dets indhold med 0,62-0,55 gange føre til et fald i temperaturen med 4-5 °C, og en stigning i indholdet med 2,5-3 gange ville føre til ville føre til en stigning i temperaturerne i Arktis med 8-9 °C [3] [13] .

Priser

Ud over Nobelprisen blev Arrhenius tildelt adskillige priser og titler. Blandt dem er Davy-medaljen fra Royal Society of London (1902), den første Willard Gibbs-medalje fra American Chemical Society (1911) [14] , Faraday-medaljen fra British Chemical Society (1914). Han var medlem af Royal Swedish Academy of Sciences, et udenlandsk medlem af Royal Society of London (1910) [15] , German Chemical Society, Royal Netherlands Academy of Sciences and Arts (1919), [16] en æresbevisning medlem af Royal Netherlands Chemical Society (1909) [17] , udenlandsk æresmedlem af American Academy of Arts and Sciences (1912) [18] . Arrhenius blev tildelt æresgrader fra mange universiteter, herunder Birmingham, Edinburgh, Heidelberg , Leipzig , Oxford og Cambridge, var et udenlandsk korresponderende medlem af St. Petersburg Academy of Sciences (siden 1903), et æresmedlem af USSR Academy of Sciences ( siden 1925).

Personligt liv

I 1894 giftede han sig med sin tidligere elev Sophia Rudbeck. De havde en søn. Deres ægteskab brød dog op to år senere. I 1905 giftede han sig igen - med Maria Johansson, som fødte ham en søn og to døtre. Sønnerne hed Olof og Sven.

Videnskabsmanden var kendetegnet ved en munter karakter og god natur, han var en rigtig "søn af det svenske landskab", han var altid samfundets sjæl, han vandt over kolleger og bare bekendte. Ifølge Gordon Stein var han ateist [19] .

Hans børnebørn og børnebørn er bakteriolog Agnes Wald [20] , kemiker Svante Wald [21] , havenes biogeokemiker Gustav Arrhenius .

Hans tipoldebarn er øko-aktivisten Greta Thunberg .

Se også

Noter

  1. ↑ 1 2 Svante Arrhenius - Biografi . Hentet 18. september 2012. Arkiveret fra originalen 12. juni 2018.
  2. ↑ 1 2 3 Sidan kunde inte hittas - IVA . web.archive.org (6. marts 2017). Dato for adgang: 30. januar 2021.
  3. ↑ 1 2 3 Arrhenius S. Om Indflydelsen af ​​Kulsyre i Luften paa Jordens Temperatur  //  Philosophical Magazine and Journal Science (Femte Serie). - 1896. - Bd. 41 . - S. 237-276 . Åben adgang
  4. ↑ 1 2 Svante Arrhenius. Verdener i skabelse: Universets udvikling . — New York: Harper & Row, 1908.
  5. ↑ Videnskabens katedraler: de personligheder og rivaliseringer, der skabte moderne kemi  // Choice Reviews Online. - 2009-04-01. - T. 46 , no. 08 . — S. 46–4449-46-4449 . — ISSN 1523-8253 0009-4978, 1523-8253 . doi : 10.5860 /valg.46-4449 .
  6. ↑ Myslivchenko, 1961 , s. 696.
  7. ↑ Svante Arrhenius. immunkemi; anvendelsen af ​​principperne for fysisk kemi til studiet af de biologiske antistoffer . - New York, The Macmillan Company, 1907. - 336 s.
  8. ↑ Fremtidige beregninger  . Videnskabshistorisk Institut (18. juli 2016). Hentet 25. januar 2021. Arkiveret fra originalen 14. august 2019.
  9. ↑ "Climate Change 2013 - The Physical Science Basis, by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC)" Arkiveret 9. marts 2017 på Wayback Machine , IPCC, 2013: Resumé for politiske beslutningstagere. I: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Bidrag fra arbejdsgruppe I til den femte vurderingsrapport fra det mellemstatslige panel om klimaændringer [Stocker, TF, D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, SK Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex og PM Midgley (red.)]. Cambridge University Press, Cambridge, England og New York, NY.
  10. ↑ Henning Rodhe, Robert Charlson, Elisabeth Crawford. Svante Arrhenius og drivhuseffekten  // Ambio. - 1997. - T. 26 , no. 1 . — S. 2–5 . — ISSN 0044-7447 . Arkiveret fra originalen den 17. december 2020.
  11. ↑ 1 2 Walter ME Jordskælv og vejrskælv: Matematik og klimaændringer  //  Meddelelser fra American Mathematical Society. - 2010. - Bd. 57 , udg. 10 . — S. 1278 .
  12. ↑ NOAA US Department of Commerce. NOAA/ESRL Global Monitoring Laboratory - NOAA'S ÅRLIGE DRIFTHUSGASINDEKS (AGGI  ) . www.esrl.noaa.gov . Hentet 26. januar 2021. Arkiveret fra originalen 22. september 2013.
  13. ↑ Svante  Arrhenius . earthobservatory.nasa.gov (18. januar 2000). Hentet 26. januar 2021. Arkiveret fra originalen 21. januar 2021.
  14. ↑ Willard Gibbs Award . chicagoacs.org . Hentet 24. januar 2021. Arkiveret fra originalen 30. juli 2017.
  15. ↑ Fellows Directory | Royal Society  (engelsk) . royalsociety.org . Hentet 24. januar 2021. Arkiveret fra originalen 26. juni 2015.
  16. ↑ KNAW Historisch Ledenbestand | Digitaal Wetenschapshistorisch Centrum  (n.d.) . Hentet 24. januar 2021. Arkiveret fra originalen 24. januar 2021.
  17. ↑ Æresmedlemmer - KNCV engelsk . en.kncv.nl . Hentet 24. januar 2021. Arkiveret fra originalen 26. januar 2021.
  18. ↑ Wayback-maskine . web.archive.org (18. juni 2006). Dato for adgang: 24. januar 2021.
  19. ↑ The Encyclopedia of Vantro . - Buffalo, NY. — 2 bind (xvi, 819 sider) s. - ISBN 0-87975-307-2 , 978-0-87975-307-8.
  20. ↑ Mot bacillskräck och gubbvälde  (svensk) . Forskning & Framsteg (1. februar 2011). Hentet 24. januar 2021. Arkiveret fra originalen 21. januar 2021.
  21. ↑ Svante Wold  (svensk) . www.umu.se. _ Hentet 24. januar 2021. Arkiveret fra originalen 18. januar 2021.

Litteratur

Links

  Gå til Wikidata-elementet  Tematiske steder
Ordbøger og encyklopædier
Slægtsforskning og nekropolis