 |
| Шведский физико-химик Сванте Аррениус (1859–1927). Теория электролитической диссоциации была настолько революционной для своего времени, что многие учёные считали её бессмыслицей. Даже Дмитрий Иванович Менделеев был её яростным противником. Фотография: Photogravure Meisenbach Riffarth & Co. Leipzig, 1909 год |
Шведский
физико-химик Сванте Аррениус (1859–1927) первым связал
рост температуры на планете с содержанием углекислого газа в атмосфере. Но
своего «нобеля» он получил не за это, а за теорию, с которой яростно спорил сам
Менделеев. Сегодня без ссылок на Аррениуса не обходится ни один школьный или
университетский курс химии.
Герой нашего
сегодняшнего рассказа, судя по всему, был очень непростым человеком. Впрочем,
кто из нобелевских лауреатов прост? С другой стороны, этот человек не просто
получил нобелевскую премию по химии 1903 года за свою докторскую диссертацию
(по-нашему — кандидатскую), без ссылок на него не обходится ни один школьный
или университетский курс химии. Он — один из основоположников химической науки
ХХ века, даже несмотря на конфликты с великим Менделеевым. Считается, что
впоследствии именно он помешал Дмитрию Ивановичу получить нобелевскую премию.
Хотя с точки зрения современной химии они оба были неправы и правы
одновременно. Да, большинство из вас уже догадались: речь пойдет о первом в
истории нобелиате-земляке Нобеля, Сванте Августе Аррениусе.
Будущий лауреат родился
в достаточно богатой и образованной семье. Его дядя, Иоанн (Юхан) Аррениус —
известный ботаник, деятель сельского хозяйства и агроном. Отец был управляющим
имением и вскорости стал членом совета инспекторов Уппсальского университета.
Так что ребенку было в кого рано развиваться — пишут, что он уже в младенчестве
любил складывать циферки из папиных отчетов (правда, не сообщается, делал ли он
что-либо с самими листами: я как отец не по годам развитой девочки подозреваю,
что за интерес к цифрам Сванте иногда влетало).
Достаточно легко Сванте
окончил Уппсальский университет (физика и химия), в 1878 году получил степень
бакалавра, а в 1881 году уехал в столицу, в Шведскую королевскую академию наук,
заниматься изучением электричества под руководством Эрика Эдлунда (который,
кроме того, организовал систему метеорологических наблюдений в Швеции). Своему
докторанту Эдлунд предложил заняться изучением электролитов.
К тому времени сам по
себе электрический ток был, конечно, хорошо известен, хотя электрон еще не был
открыт, и природа этого явления была до конца не ясна. С другой стороны, физики
и химики уже прекрасно знали, что, к примеру, кристаллы поваренной соли ток не
проводят, дистиллированная вода — тоже. А вот раствор NaCl — прекрасный
проводник. В чем тут дело? По мнению Аррениуса, изложенному в его докторской
диссертации (увидевшей свет в 1884 году), в растворе некоторые вещества,
нейтральные сами по себе, распадаются, взаимодействуя с растворителем, на
положительно и отрицательно заряженные ионы. Та же NaСl распадается на ион Na+ и
ион Cl.-
 |
| Kарикатура на Аррениуса. В виде шаров для крокета — ионы |
Мнение это оказалось
настолько революционным, что диссертация, к которой формально придраться было
нельзя, была защищена с самой низкой оценкой — она прошла по четвёртому классу,
без права преподавания в университете. Кстати, именно поэтому существовал
вариант, при котором Аррениус мог бы стать первым российским нобелевским
лауреатом по химии: его старший коллега, которому Аррениус прислал свою работу,
пригласил его работать к себе, в Лифляндскую губернию Российской империи, в
Рижское политехническое училище. Аррениус отказал (и, кстати, потом, в 1909
году, уже будучи нобелиатом и работая в Нобелевском комитете, сомневался,
принимать ли номинацию своего тогдашнего «благодетеля»). Правда, в 1909 году
Вильгельм Фридрих Оствальд уже давно жил и работал в Лейпциге.
 |
| Вильгельм Фридрих Оствальд |
Кстати, сам Оствальд
вначале также не мог принять теорию электролитической диссоциации. «Я провел
лихорадочную ночь со скверными снами», — писал он про лето 1884 года — «У меня
одновременно появились жестокая зубная боль, новорожденная дочка и статья
Аррениуса „Исследования по проводимости электролитов“. То, что было написано в
работе, настолько отличалось от привычного и известного, что я сначала был
склонен все в целом принять за бессмыслицу». Правда, останься Аррениус в
России, ему бы тоже пришлось несладко: яростным противником его теории
электролитической диссоциации оказался сам Дмитрий Иванович Менделеев.
 |
| Дмитрий Менделеев |
Создатель периодической
системы был автором собственной теории растворов, и протестовал против того,
что Аррениус не учитывал ни сольватации — взаимодействия ионов с молекулами
растворителя, ни электростатического взаимодействия между ионами в случае
концентрированных растворов. Любопытнее всего, что созданная после смерти и
Менделеева, и Аррениуса протонная теория кислот и оснований в итоге примирила
врагов, вобрав в себя положения как Аррениуса, так и Менделеева.
Нобелевская премия
Аррениуса, кстати, оказалась «чистой победой»: из 23 номинаций на премию 1903
года Аррениус занял чистое первое место 11 раз. Другими претендентами были
англичанин сэр Уильям Рамзай (премия 1904 года), француз Анри Муассан (1906),
Адольф фон Байер (1905), американский химик Хармон Морзе и француз Марселен
Бертло (тоже получил бы своего «нобеля», если бы не умер в 1907 году — Бертло
номинировали общим количеством 11 раз).
Нужно обязательно
отметить и еще два момента, связанных с Аррениусом и нобелевскими премиями.
Начнем в хронологическом порядке, с 1901 года. А точнее, еще раньше. В конце
XIX века Аррениус, наряду с доработками своей теории, занимается и осмотическим
давлением. «Классиком» работ по осмосу был голландец Якоб Вант-Гофф с его
классической формулой
PV=iRTP — осмотическое давление вещества в растворе,Т — температура,R — давление присутствующего газа,i — коэффициент
Однако Вант-Гофф никак
не мог объяснить, почему для растворенных газов, к примеру, i равен единице, а
вот для солей коэффициент становится больше. Работы Аррениуса помогли Вант-Гоффу
понять, что i связано с количеством частиц в растворе, а поскольку соли
распадаются на ионы, коэффициент становится больше.
 |
| Якоб Хендрик Вант-Гофф |
В итоге Вант-Гофф стал
самым первым нобелевским лауреатом в истории (1901 год). Второй момент
относится к 1906 году. К тому времени Аррениус уже вышел в отставку с поста
ректора Стокгольмского университета и стал директором физико-химического
Нобелевского института. Пишут, что в 1906 году Нобелевский комитет
предварительно вынес решение в пользу Менделеева, однако ненавидевший соперника
Аррениус запротестовал и заставил поменять решение в пользу «молодого» Анри
Муассана.
 |
| Анри Муассан |
Справедливости ради,
отметим, что я слышал и другое объяснение этой истории — комитет решил, что
Менделееву можно дать премию и в следующем году, а Муассан — парень «молодой»,
изувеченный фтором, и ему премия нужнее. Что я могу утверждать совершенно
точно, так это то, что Менделеев и Аррениус друг друга действительно не любили,
а счет по номинациям в 1906 году у нашего соотечественника и Анри Муассана был
4:8, а также то, что в 1907 году не стало и Менделеева, и Муассана. И еще одно
могу точно сказать: на первом конгрессе памяти Менделеева в 1907 году в
Петербурге Аррениус был почетным гостем.
 |
| Аррениус на 1 Менделеевском конгрессе (первый ряд, третий слева). Санкт-Петербург, Электротехнический институт, 1907 г |
Зато нельзя не отметить
энциклопедичность и прозорливость Аррениуса. Ведь именно он впервые увязал рост
температуры на планете с содержанием углекислого газа в атмосфере (к этому
выводу он пришел, изучая ледниковые периоды). Он пытался объяснить природу
полярных сияний, солнечной короны и шаровой молнии. Он высказал гипотезу
панспермии — переноса зародышей живых организмов через космос, он пытался
изучать вулканы методами физикохимии. Именно он показал, что нет никакой
принципиальной разницы между реакциями, над которыми химики работают в своих
колбах, и тех, которые идут внутри живых организмов. А вот со здоровьем
Аррениусу не повезло. Он рано начал набирать вес, страдал одышкой; однажды на
входе на какую-то конференцию или конгресс швейцар сказал ему, что мясники
заседают в соседнем здании. Как итог — 67 лет жизни (большинство нобелиатов
прожили намного дольше), короткая болезнь и смерть. Печально, но, тем не менее,
успел Аррениус очень много. В конце концов, не каждый химик и даже не каждый
нобелевский лауреат может похвастаться тем, что его открытия изучают в школе —
даже сейчас, когда прошло более века с того дня, когда они были сделаны.
Алексей Паевский