|
Сообщаем Вам, что в 2009 году этот сайт переехал на новый домен Chemistry48.RU
ОСТВАЛЬД (Ostwald), Фридрих Вильгельм
2 сентября 1853 г. – 4 апреля 1932 г.
Нобелевская премия по химии, 1909 г.
Немецкий
химик Фридрих Вильгельм Оствальд родился в Риге (Латвия). Он был вторым
сыном Готфрида Оствальда, искусного бондаря, и Элизабет (Лойкель)
Оствальд. Занимаясь в рижской реальной гимназии, Оствальд проявил себя
хорошим учеником с необычайно широким диапазоном интересов. Он
увлекался физикой, химией, литературой и рисованием, а также играл на
альте и фортепьяно. Несмотря на то, что отец посоветовал ему изучать
инженерное дело, Оствальд увлекся химией и в 1872 г. стал студентом
химического факультета Дерптского (ныне Тартуского) университета.
Четыре года спустя он получил степень бакалавра и остался в Дерпте в
аспирантуре, занимая одновременно должность приват-доцента (внештатного
преподавателя).
В 70-е гг. XIX в.
немецкие химики активно проводили исследования структур, свойств и
синтеза молекул органических веществ. Интересы Оствальда лежали в
забытой тогда физической химии. В этой области химическая активность
анализируется путем определения изменений, происходящих в таких
физических свойствах реагирующих веществ, как объем, показатель
преломления, вязкость, цвет и электропроводность. Положения
магистерской работы Оствальда в Дерптском университете касались
изменений объема, которые происходят во время нейтрализации кислот
основаниями в разбавленных растворах.
В
1878 г. ему была присвоена докторская степень за диссертацию об
оптическом коэффициенте преломления кислотно-основных реакций. Работая
в качестве ассистента у физика Артура фон Эттингена и ведя преподавание
физики и химии в местной школе, Оствальд продолжал заниматься изучением
приложения физических характеристик к анализу химических реакций. В
1881 г. он был избран профессором химии Рижского политехнического
института. В последующие годы написал несколько учебников, которые
сыграли важную роль в утверждении физической химии в качестве
самостоятельной дисциплины.
В
1884 г. Оствальд получил текст вызвавшей горячие споры докторской
диссертации Сванте Аррениуса, которая была представлена к защите в
Упсальском университете. В своей диссертации Аррениус предложил теорию,
объясняющую диссоциацию кислот и оснований в водных растворах на
электрически заряженные ионы. Поскольку в те времена преобладали
убеждения, что в растворе не могут сосуществовать противоположно
заряженные частицы, работа Аррениуса получила низкий рейтинг в
Упсальском университете. Оствальд, однако, счел его идеи достойными
внимания и немедленно применил их для проверки результатов своих
собственных исследований сродства кислот. «Воспользовавшись магазином
сопротивлений, позаимствованным на несколько дней на телеграфе (дольше
там без него не могли обойтись)... я вскоре провел опыты со всеми
имевшимися под рукой кислотами, которые мне предоставили другие
исследователи, – вспоминал позднее Оствальд – со все возрастающим
волнением я обнаруживал, что результаты один за другим подтверждали
предсказания и ожидания».
Оствальд
не только поддержал идеи Аррениуса, но и способствовал их
распространению среди химиков. Более того, он добился, чтобы Аррениус
получил постдокторскую стипендию (ее можно получать в течение года
после защиты докторской диссертации) и, таким образом, смог продолжить
свои исследования. Однако идея, что молекулы диссоциируют на
устойчивые, электрически заряженные частицы при растворении в полярных
растворителях, таких, как вода, по мнению многих химиков, была излишне
сложна. Они отвергали точку зрения, что растворы содержат ионы,
полагая, что ионы с противоположными зарядами должны непременно вновь
соединяться в молекулу. Их сомнения усилились после того, как потерпела
фиаско попытка точно предсказать «поведение» очень сильных кислот и
оснований. В начале XX в. Петер Дебай и Ларе Онзагер развили теорию
диссоциации на основе концепции электронного объяснения атомной
структуры. Много позже демонстрация с помощью рентгеноструктурного
анализа факта, что кристаллы сильных электролитов представляют собой
ионную решетку и полностью ионизируют при любой концентрации, убедила
сообщество химиков в справедливости теории ионизации.
В
1887 г. Оствальд был назначен первым профессором физической химии в
Лейпцигском университете, где в числе его ассистентов и коллег работали
Якоб Вант-Гофф, Аррениус и Вальтер Нернст. В этом же году Оствальд
основал «Журнал физической химии» ("Zeitschrift fur physikalische
Chemie"), редактором которого он оставался многие годы. Он создал также
Германское электрохимическое общество, которое вскоре было
преобразовано в Германское физико-химическое общество Бунзена.
Интерес
к теории ионной диссоциации позволил Оствальду увидеть в ней прекрасное
объяснение многих химических реакций, в которых катализаторами служат
слабые кислоты и основания. (Как и в случае с диссоциацией сильных
электролитов, каталитическая активность сильных кислот и оснований не
была в достаточной степени предсказана этой теорией.) Когда существует
химическое равновесие, скорость протекания прямой и обратной реакций
одинакова. Оствальд доказал, что присутствие катализатора ускоряет
реакцию в обоих направлениях в одинаковой степени. Он также
продемонстрировал, что система переходит от менее устойчивого состояния
к более устойчивому постепенно и не всегда достигает своего самого
устойчивого состояния. Эта зависимость получила название закона
разбавления Оствальда. Применив свои знания каталитических процессов в
целях развития промышленности, ученый исследовал возможности синтеза
аммиака из водорода, используя в качестве катализатора железную
проволоку.
В 1890 г. Оствальд
заинтересовался взглядами на энергию как на первооснову всего
физического мира. Скептически относясь ко всем материалистическим
концепциям, и особенно к атомно-молекулярной теории, Оствальд полагал,
что природные явления могут объясняться превращениями энергии. В
соответствии с этим подходом он вывел законы термодинамики на уровень
философских обобщений.
После того
как в рамках впервые осуществленного обмена научными работниками
Оствальд в течение года читал лекции в Гарвардском университете (за это
время он изучил эсперанто и разработал свой собственный искусственный
язык), он, выйдя в отставку в 1906 г., посвятил себя изучению света, а
также организаторской и писательской деятельности. Оствальд создал
количественную теорию цветов со шкалой порядка определения цвета,
которую изложил в атласе цветов, и разработал систему цветовой
гармонии. В 1909 г. Оствальду была присуждена Нобелевская премия по
химии «в знак признания проделанной им работы по катализу, а также за
исследования основных принципов управления химическим равновесием и
скоростями реакции». Представляя его от имени Шведской королевской
академии наук, Ханс Хильдебранд указал на ценность открытий Оствальда
не только для развития теории, но и для их практического применения,
такого, как производство серной кислоты и синтез красителей на основе
индиго. Хильдебранд также предсказал, что химия катализа во многом
поможет понять функцию фермента. В последние годы жизни Оствальд
включился в различные просветительские, культурные и реформистские
движения, в т. ч. интернационалистическое, пацифистское и движение за
сохранение природных ресурсов. Он активно участвовал в работе
многочисленных международных научных обществ, включая Международную
комиссию по атомным весам и Международную ассоциацию химических
обществ. Оствальд занимался также вопросами государственного
образования и подготовки ученых.
В
1880 г. Оствальд женился на Нелли фон Рейер, дочери хирурга из Риги. У
них было две дочери и три сына, один из которых, Вильгельм Вольфганг
Оствальд, стал выдающимся ученым в области коллоидной химии.
Оствальд умер в возрасте 78 лет в своем доме неподалеку от Лейпцига 4 апреля 1932 г.
| |