Grotgus, Theodor

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 5. elokuuta 2018 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 7 muokkausta .
Theodor von Grotthuss
Saksan kieli  Christian Johann Dietrich Theodor von Grotthuss
Syntymäaika 20. tammikuuta 1785( 1785-01-20 ) [1] [2] [3]
Syntymäpaikka
Kuolinpäivämäärä 26. maaliskuuta 1822( 1822-03-26 ) [2] (37-vuotiaana)
Kuoleman paikka Giaduchay , moderni. Liettua
Maa
Tieteellinen ala sähkökemia , optinen fysiikka
Alma mater Pariisin ammattikorkeakoulu ( ranska:  École Polytechnique )
 Mediatiedostot Wikimedia Commonsissa

Paroni Christian Johann Dietrich von Grotthus tai Theodor von Grotthus ( saksa:  Christian Johann Dietrich Theodor von Grotthus ) ( 20. tammikuuta 1785 , Leipzig , Saksa  - 26. maaliskuuta 1822 , Giaduchiai (nykyaikainen Liettua )) - saksalainen kemisti, joka muotoili ensimmäisen teorian elektrolyysi ( 1806 vuosi ) ja ensimmäinen valokemian laki ( 1817 ) [4] . Hänen teoriaansa elektrolyysistä pidetään ensimmäisenä kuvauksena niin sanotusta Grotthussin mekanismista [5] .

Elämäkerta

Theodor von Grotthuss syntyi Leipzigissä 20. tammikuuta 1785 , kun hänen perheensä oli pitkällä matkalla Länsi-Euroopan halki . Theodoren vanhemmat Ewald Dietrich von Grotthuss ( saksa:  Dietrich Ewald von Grotthuss ) ja Elisabeth Eleonore ( saksa:  Elisabeth Eleonore ) kuuluivat vanhaan ja tunnettuun Kurinmaan byrokraattisen aateliston perheeseen. Pian syntymänsä jälkeen hänet kastettiin ja hänelle annettiin nimi Christian Johann Dietrich ( saksaksi:  Christian Johann Dietrich ). Aikuisena Grotgus päätti käyttää Theodorea etunimekseen. Lisäksi hän kieltäytyi käyttämästä etuliitettä "fon" koko nimessään [6] .

Theodore varttui äitinsä tilalla Gedučiai kartanossa ( lit. Gedučiai ), joka nykyaikaisella kartalla sijaitsee Liettuan pohjoisosassa, Latvian rajalla . Hän oli vetäytynyt lapsi ja hänellä oli melko rajalliset yhteydet muihin kiinteistön lapsiin. Opettajat opettivat hänelle kotona kielten , matematiikan , taiteen ja kirjallisuuden taitoja . Grotgus sai siten peruskoulutuksen, jonka ansiosta hän jatkoi opintojaan eri yliopistoissa. Teini-ikäisenä Grotgus opiskeli ensin Leipzigin yliopistossa ja sitten Pariisin Ecole Polytechniquessa ( fr. École Polytechnique ), jossa hän osallistui luennoille sellaisilta kuuluisilta tiedemiehiltä kuin Antoine François de Fourcroix , Claude Louis Berthollet ja Louis-Nicolas Vauquelin . ja muut.  

Venäjän ja Ranskan geopoliittisten suhteiden lisääntyvän jännityksen vuoksi Grotguss joutui lähtemään Italiaan , jossa hän julkaisi ensimmäisen perusteoksensa ( 1806 ), joka omisti veden elektrolyysin aikana tapahtuvien ilmiöiden teoreettiselle selitykselle . Vuonna 1808 Grotthuss valittiin panoksestaan ​​elektrolyysin teoriaan Pariisin Galvanic Societyn kunniajäseneksi . Samana vuonna hänet nimitettiin Torinon tiedeakatemian kirjeenvaihtajajäseneksi , ja vuonna 1814 hänet valittiin Münchenin Baijerin tiedeakatemian kirjeenvaihtajajäseneksi . Elämänsä aikana Grotguss julkaisi 76 artikkelia alkuperäisestä tutkimuksesta, havainnoista ja todisteista, joista suurin osa julkaistiin Länsi-Euroopan tieteellisissä julkaisuissa [6] .

Theodor Grotthuss kuoli 26. maaliskuuta 1822 37-vuotiaana tehden itsemurhan pitkäaikaisen terveysongelmien aiheuttaman masennuksen perusteella. Hänet haudattiin äitinsä tilalle Geduchiaiin .

Tieteellinen tutkimus

Elektrolyysitutkimus

Italialaisen tiedemiehen Alessandro Voltan vuonna 1800 keksimä sähköakku tarjosi muille tutkijoille sähkönlähteen, jota käytettiin laajalti tieteellisissä laboratorioissa kaikkialla Euroopassa . Pian ilmestyi ensimmäiset raportit veden , happojen ja suolojen vesiliuosten onnistuneesta elektrolyysistä . Tässä tapauksessa tapahtuville prosesseille ei kuitenkaan ollut tyydyttävää teoreettista selitystä.

Syksyllä 1805 , 20-vuotiaana, Grotthuss kirjoitti ensimmäisen perusasiakirjansa veden elektrolyysin tutkimuksesta . Tämä artikkeli, jonka otsikko on "Mémoire sur la Décomposition a'l'Aide de l'Electricite Galvanique" , julkaistiin Roomassa vuonna 1806 . Se edusti selkeästi uutta lähestymistapaa sähkövirran roolin selittämiseen elektrolyysiprosessissa. Monta vuotta myöhemmin Ostwald käänsi tämän artikkelin saksaksi ja teki seuraavan kommentin [7] :

Kun tämä teos julkaistaan, Grotgusin nimi on hyvin kuuluisa; ja tällä artikkelilla oli erittäin, erittäin suuri vaikutus elektrolyysiprosessin teoreettiseen selittämiseen

Alkuperäinen teksti  (saksa)[ näytäpiilottaa] Es 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

Tässä työssä Grotgus selitti, miksi veden elektrolyysiprosessin aikana vetyä ja happea vapautuu vain elektrodeissa (ja eri elektrodeissa), eikä koko liuoksen tilavuudessa , kuten odotettiin. Tämä ilmiö, jonka A. Carlyle ja J. Nicholson havaitsivat pian Voltaisen pilarin löytämisen jälkeen , tuli tunnetuksi " Nicholsonin paradoksina ". Grotthuss vahvisti kokeellisesti tiedon, että joitain metalleja vapautui kuparikiekkoon liittyvän virtalähteen negatiivisessa navassa , ja aloitti kiteen kasvuprosessin galvaanisen virran suunnassa [8] , kun taas positiivisessa navassa vapautui happea . liittyy sinkkilevyyn. Jotkut metallit eivät saostuneet virtalähteen negatiivisessa napassa, jolloin siinä havaittiin vedyn kehittymistä ja positiiviseen napaan muodostui oksidisakka. Hän huomautti, että eri metallit käyttäytyvät eri tavalla tällaisessa prosessissa, minkä myöhemmin kokeellisesti havaitsivat Humphrey Davy ja Jöns Jakob Berzelius .

Grotthussin artikkelissa esitetään alkuperäinen selitys veden elektrolyysiprosessista , jota myöhemmin kutsutaan Grotthuss-mekanismiksi . Tämä selitys on siinä, että elektrolyysiprosessissa vesimolekyylit ja suola polarisoituvat ja muodostavat polaarisia ketjuja yhdessä järjestelmässä. Näin ollen polarisoiduista molekyyleistä tulee Volta-pylvään muodostavien kupari-sinkki-parien jatke . Myöhemmin Grotthuss selitti, että elektrodien napojen vaikutuksesta liuokseen muodostui yhdensuuntaisia ​​linjoja (polarisoituneita molekyyliketjuja), joiden molemmissa päissä olevat elementit purkautettiin vastakkaisiin navoihin. Elektrodien kanssa kosketuksissa olleet vesimolekyylit hajosivat komponenttiosiinsa. Tästä syystä vetyä vapautui negatiivisesti varautuneesta elektrodista , kun taas happea vapautui positiivisesti varautuneesta elektrodista . Vesimolekyylit vaihtoivat jatkuvasti aineosaan lähimpien naapuriensa sekä ympäröivien ketjun jäsenten kanssa. Tämä vaihto tapahtui peräkkäisen hyppymäisen vuorovaikutuksen etenemisen avulla molekyyliketjuja pitkin, mikä syntyi siirtoprosessin seurauksena elektrolyysissä rinnakkaisia ​​linjoja pitkin [9] [10] . Tämän ajatuksen jatkokehitys johti ionisaatiota muistuttavaan konseptiin . Lisäksi hyppyvuorovaikutusten käsite johti atomismin periaatteen kehittymiseen , aineellisten esineiden diskreettisyyteen, jaettavuuteen ja siirtymiseen staattisesta rakenteesta dynaamiseen aineen esitykseen .

Suuri osa tiedeyhteisöstä on hyväksynyt Grotgusin ehdottaman sähkönjohtamismekanismin . Jotkut tutkijat eivät kuitenkaan ole tunnustaneet Grotthussin ansioita elektrolyysin alalla . Joten esimerkiksi Sir Humphry Davy , kehittäessään kemiallista affiniteettiteoriaa, käytti laajasti Grotthussin alkuperäisiä ideoita mainitsematta niiden tekijää [6] .

Tutkimus valon ja aineen vuorovaikutuksen alalla

Theodor von Grothgrus muotoili 1810 -luvun lopulla joitain alkuperäisiä ideoita, jotka liittyvät valon absorptioon , joihin sisältyi fosforesenssi , fluoresenssi ja fotokemialliset reaktiot . Hän oli kiinnostunut valon ja polarisoituneiden molekyylihiukkasten kemiallisen vuorovaikutuksen fysiologisista näkökohdista. Tutkittuaan kiteitä , joissa esiintyy fosforesenssia , Grotthuss totesi vuonna 1812 , että fosforoiva valo erosi absorboidusta valosta, mikä oli ristiriidassa Newtonin mekanistisen teorian kanssa . Hän tuli siihen tulokseen, että fosforesenssin ilmiö liittyy valon liikkeeseen ja säteilytetyn aineen rakenteeseen. Grotthuss ehdotti, että fluoresoivan kiteen pinnalla oleva valo jakautuu kahdeksi komponentiksi, jotka vuorovaikutuksessa kiteen polarisoituneiden molekyylien kanssa erottuvat ja aiheuttavat valon emission, jonka väri eroaa säteilytykseen käytetystä. Grotthuss tuli siihen tulokseen, että valon vuorovaikutus aineen kanssa aiheuttaa erityisiä värähtelyjä ja voi siten heikentää tai vahvistaa eri värejä [11] . Samalla hän loi teoreettisen perustan luminesenssille , jonka Becquerel , Brewster ja Stokes kehittivät 1800-luvun jälkipuoliskolla .

Tutkiessaan rauta(III)- ja koboltti(II) tiosyanaattikompleksien alkoholiliuoksia Grotgus kiinnitti huomionsa siihen, että liuos muuttui vaaleammaksi altistuessaan valolle . Valkaisunopeus oli tässä tapauksessa suoraan verrannollinen valon voimakkuuteen ja sen altistumisaikaan aineelle. Siten Grotthuss löysi fotokemian peruslait : valokemiallisen reaktion voi käynnistää vain aineen absorboima valo, ja sen nopeus on verrannollinen altistusaikaan ja valon voimakkuuteen. Nämä Grotgusin kokeelliset havainnot vahvistivat noin 20 vuotta myöhemmin John Herschel ja John Draper . Lopulta nämä löydöt tunnettiin nimellä Grotthuss-Draperin ensimmäinen ja toinen fotokemian laki.

Tutkimus muilla aloilla

Theodor von Grotthuss ei tehnyt tieteellistä tutkimusta vain elektrolyysin ja valon vuorovaikutuksen alalla [6] . Hän syntetisoi raudan , elohopean , hopean ja kullan tiosyanaattisuoloja sulattamalla rikkiä vastaaviin syanidisuoloihin . Grotgrus erotti rauta (III) kloridin mangaani(II)kloridista hyödyntäen näiden suolojen erilaista liukoisuutta alkoholiin . Hän myös analysoi Venäjän valtakunnan mineraalilähteitä koskevia tietoja keränneen akateemikko Schererin pyynnöstä lähellä olevia mineraalilähteitä. Hän käytti sulfidien määrittämiseen hopeaoksidin ammoniakkiliuosta , ei kupari(II)kloridia , kuten siihen aikaan oli tapana. Lisäksi vuosina 1816-1818 Grotthuss tutki tiosyanaattien ja tiosyaanihapon ominaisuuksia ja kehitti analyyttisiä menetelmiä rauta(III)- ja koboltti(II) -ionien määrittämiseen. Samaan aikaan Schweigger julkaisi Grotthussin suhteellisista painoista ja materiaalitaulukoista koosteen, jota kemistit ja farmaseutit käyttivät laajalti .

Laajassa tutkimuksessaan hän havaitsi kokeellisesti sähköstenoosi-ilmiön , joka ilmeni siinä, että hopeadendriittejä muodostui anodin lasin hyvin kapeisiin halkeamiin sähkökapillaarivaikutuksen vuoksi . Tämä vaikutus löydettiin uudelleen 70 vuotta myöhemmin, ja sen kehittivät yksityiskohtaisesti F. Brown ( 1891 ) ja E. J. Cohen ( 1898 ), jotka kutsuivat sitä sähköstenoosiksi.

Lisäksi Grotthuss osallistui kaasuseosten liekkien tutkimukseen ja teki perustavanlaatuisen havainnon, joka koostui siitä, että kaasuseos kapeissa putkissa ei syty [12] . Tämä seikka mahdollisti myöhemmin turvallisen kaivoslampun luomisen . Huolimatta siitä, että tällä hetkellä avoimella liekillä toimivat kaivoslamput on kokonaan korvattu sähkövaloilla, tämän monia kaivostyöläisten henkiä pelastaneen keksinnön merkitystä on edelleen vaikea yliarvioida .

Tärkeimmät työt

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Theodor Grotthuss (Grothuss) // Proleksis enciklopedija, Opća i nacionalna enciklopedija  (kroatia) - 2009.
  2. ↑ 1 2 3 www.accademiadellescienze.it  (italia)
  3. ↑ Theodor Grothuss // Peruselämäkerta (  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. (Pariisi). - 1806. - T. 58 . - S. 54-73 .
  5. ↑ Marx, Dominic. Protonisiirto 200 vuotta von Grotthussin jälkeen: näkemyksiä Ab Initio -simulaatioista // ChemPhysChem. - 2006. - T. 7 , nro 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) - TRAIL BLAZER // Bull. Hist. Chem. - 2007. - T. 32 , nro 2 . - S. 119-128 .
  7. ↑ R. Luther, A. v. Ottingen. Abhandlungen über Elektricität und Licht von Theodor Grotthuss // Ostwaldin Klassiker der exakten Wissenschaften. - Leipzig, 1906. - Nro 152 .
  8. ↑ Itse asiassa puhumme metallien sähkökemiallisesta aktiivisuussarjasta .
  9. ↑ Faraday kehitti Grotthussin mallia käyttäen kenttäviivamallin noin neljäkymmentä vuotta myöhemmin .
  10. ↑ WL Pierce, Michael Faraday.  // Chapman ja Hall. - Lontoo, 1965. - S. 357 .
  11. ↑ T.v. Grotthuss.  // Schweiggers J. Chem. Phys.. - 1815. - V. 14 , No. 163 . - S. 174 .
  12. ↑ T.v. Grotthuss.  // Schweiggers J. Chem. Phys.. - 1809. - Vol . 9 . - S. 245-260 .

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat