Сванте Арреніус (Arrhenius)

Сванте АРРЕНІУС (Arrhenius)

Шведський фізіохімік Август Арреніус народився в маєтку Вейк, недалеко від Упсали. Він був другим сином Кароліни Христини (Тунберг) і Сванте Густава Арреніуса, що управляє маєтком. Пращури Арреніуса були фермерами. Через рік після народження сина сім'я переїхала в Упсалу, де С.Г. Арреніус увійшов до складу ради інспекторів Упсальского університету. Будучи маленькою дитиною, Арреніус уже з задоволенням складав числа в звітах, що складав його батько, а відвідуючи кафедральне училище в Упсалі, він проявив виняткові здібності до біології, фізики і математики.

У 1876 р. Арреніус поступив в Упсальський університет, де вивчав фізику, хімію і математику. У 1878 р. він отримав ступінь бакалавра природничих наук. Проте він продовжував вивчення фізики в Упсальському університеті протягом трьох наступних років, а в 1881р. поїхав у Стокгольм, у Шведську королівську академію наук, щоб продовжувати дослідження в галузі електрики під керівництвом Еріка Едлунда.

У той час фізична природа електрики залишалася не зовсім зрозумілою. Відомо було, проте, що ні чиста вода, ні суха сіль не можуть самі по собі проводити електричний струм, у той час як водяні розчини солей можуть це робити. Арреніус досліджував проходження електричного струму через багато типів розчинів. Він висунув припущення, що молекули деяких речовин при розчиненні в рідині дисоціюють, або розпадаються, на дві або більш частки, що він назвав іонами. Незважаючи на те, що кожна ціла молекула електронейтральна, її частки несуть невеличкий електричний заряд - або позитивний, або негативний, у залежності від природи частки. Наприклад, молекули хлориду натрію (сіль) при розчиненні у воді розпадаються на позитивно заряджені атоми натрію і негативно заряджені атоми хлору. Ці заряджені атоми, активні складові частини молекули, утворяться тільки в розчині і створюють можливість для проходження електричного струму. Електричний струм у свою чергу спрямовує активні складові частини до протилежно заряджених електродів.

Ця гіпотеза склала основу докторської дисертації Арреніуса, що він у 1884 р. подав до захисту в Упсальському університеті. У той час, проте, багато вчених сумнівалися в тому, що в розчині можуть співіснувати протилежно заряджені частки, і Рада факультету оцінила його дисертацію по четвертому класу - занадто низько, щоб він міг бути допущений до читання лекцій.

Нітрохи не збентежений цим, Арреніус не тільки опублікував отримані результати, але і розіслав копії своїх тез цілому ряду ведучих європейських учених, включаючи знаменитого німецького хіміка Вільгельма Оствальда. Оствальд так зацікавився цією роботою, що відвідав Арреніуса в Упсалі і запросив його попрацювати у своїй лабораторії в Ризькому політехнічному інституті. Арреніус відхилив пропозицію, проте підтримка Оствальда сприяла тому, що він був призначений лектором Упсальского університету. Арреніус займав цю посаду протягом двох років.

У 1886 р. Арреніус став стипендіатом Шведської королівської академії наук, що дозволило йому працювати і проводити дослідження за рубежем. Протягом таких п'ятьох років він працював у Ризі з Оствальдом, у Вюрцбурзі з Фрідріхом Кольраушем (тут він зустрівся з Вальтером Нернстом), у Грацькому університеті з Людвігом Больцманом і в Амстердамському - із Якобом Вант-Гоффом. Повернувшись у Стокгольм у 1891 р., Арреніус починає читати лекції по фізиці в Стокгольмському університеті, а в 1895 р. одержує там посаду професора. У 1897 р. він займає посаду ректора університету.

Протягом усього цього часу Аарреніус продовжує розробляти свою теорію електролітичної дисоціації, а також вивчати осмотичний тиск. (Осмотичний тиск являє собою засіб прагнення двох різноманітних розчинів по обидва боки мембрани до вирівнювання своєї концентрації.) Вант-Гофф висловив осмотичний тиск формулою PV = iRT, де Р позначає осмотичний тиск речовини, розчиненого в рідині; V - обсяг; R - тиск будь-якого присутнього газу; Т - температуру і i - коефіцієнт, що для газів часто дорівнює 1, а для розчинів, що містять солі, - більше 1. Вант-Гофф не міг пояснити, чому змінюється значення i, а робота Арреніуса допомогла йому показати, що цей коефіцієнт може бути пов'язаний із числом іонів, що знаходяться в розчині.

У 1903 р. Арреніусу була присуджена Нобелевська премія по хімії, «як факт визнання особливого значення його теорії електролітичної дисоціації для розвитку хімії». Виступаючи від імені Шведської королівської академії наук, X. Р. Тернеблад підкреслив, що теорія іонів Арреніуса заклала якісну основу електрохімії, «дозволивши застосовувати до неї математичний підхід». «Одним із найбільше важливих результатів теорії Арреніуса - сказав Тернеблад, - є завершення колосального узагальнення, за який перша Нобелевська премія по хімії була присуджена Вант-Гоффу».

Вчений із широким діапазоном інтересів, Арреніус проводив дослідження в багатьох областях фізики: опублікував статтю про кульові блискавки (1883), вивчав вплив сонячної радіації на атмосферу, шукав пояснення таким кліматичним змінам, як льодовикові періоди, намагався застосувати фізикохімічні теорії до вивчення вулканічної активності. У 1901 р. разом із декількома своїми колегами він підтвердив гіпотезу Джеймса Клерка Максвелла про те, що космічна радіація натискає на частки. Арреніус продовжив вивчення проблеми і, використовуючи це явище, почав спробу пояснити природу північного полярного сяйва і сонячної корони. Він також припустив, що в космічному просторі завдяки тиску світла можуть переноситися спори й інші живі насіння. У 1902 р. Арреніус почав дослідження в галузі імуннохімії - науки, що не переставала цікавити його протягом багатьох років.

Після того як у 1905 р. Арреніус вийшов у відставку, залишив Стокгольмський університет, він був призначений директором фізико-хімічного Нобелевського інституту в Стокгольмі і залишався на цій посаді до кінця життя.

У 1894 р. Арреніус одружився з Софією Рудбек. У них народився син. Проте два роки через їхній шлюб розпався. У 1905 р. він одружився ще раз - на Марії Иоганссон, що родила йому сина і двох дочок. 2 жовтня 1927 р. після нетривалої хвороби Арреніус помер у Стокгольмі.

Арреніус одержав багато нагород і титулів. Серед них: медаль Деві Лондонського королівського товариства (1902), перша медаль Уілларда Гиббса Американського хімічного товариства (1911), медаль Фарадея Британського хімічного товариства (1914). Він був членом Шведської королівської академії наук, іноземним членом Лондонського королівського товариства і Німецького хімічного товариства. Арреніус був визнаний гідним почесних ступенів багатьох університетів, у т.ч. Бірмінгемського, Единбургського, Гейдельбергського, Лейпцігського, Оксфордського і Кембріджського.