|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese|
KHÁM PHÁ KHOA HỌC QUAN TRỌNG NHẤT
Thuyết điện phân ly. Lịch sử và bản chất của khám phá khoa học
Cẩm nang / Những khám phá khoa học quan trọng nhất Lịch sử ra đời thuyết phân ly điện ly gắn liền với tên tuổi của nhà hóa học vật lý người Thụy Điển Svante Arrhenius (1859–1927). Năm 1882, ông tốt nghiệp Đại học Uppsala. Năm 1895, ông trở thành giáo sư vật lý tại Đại học Stockholm. Từ năm 1896 đến năm 1905 Arrhenius là hiệu trưởng của trường đại học này. Ông là tác giả của 200 công trình khoa học trong lĩnh vực hóa học, vật lý, địa vật lý, khí tượng, sinh học, sinh lý học. Điều thú vị là ý tưởng trở thành cơ sở của lý thuyết này lại nảy sinh trên cơ sở các thí nghiệm được thiết lập để giải quyết một vấn đề hoàn toàn khác. Theo Yu.I. Solovyov, "khi vẫn còn là sinh viên Đại học Uppsala S. Arrhenius, nghe giảng của giáo sư P. T.Kleve, giáo viên của mình, đã học được rằng không thể xác định trọng lượng phân tử của những chất như đường mía, không thể chuyển sang thể khí. nhà khoa học trẻ tuổi quyết định xác định độ dẫn điện của muối trong dung dịch chứa cùng với nước một lượng lớn chất không điện li. càng lớn, trọng lượng phân tử của dung môi càng lớn. Đây là kế hoạch ban đầu của công việc. Nhưng kết quả của những quan sát đầu tiên, S. Arrhenius mất hứng thú với chủ đề đã hình thành. Anh ấy bị quyến rũ bởi một ý tưởng mới. Hiện tượng gì xảy ra đối với phân tử chất điện li trong dung dịch? Nhà khoa học trẻ nhận thức được rằng một giải pháp thành công cho vấn đề này sẽ giúp nó có thể làm sáng tỏ vùng tối của các giải pháp. Vì vậy, thay vì xác định khối lượng phân tử của chất không điện ly bị hòa tan, S. Arrhenius bắt đầu nghiên cứu chuyên sâu về trạng thái của phân tử chất điện ly trong dung dịch. Làm việc theo hướng mới sớm cho kết quả xuất sắc. Dữ liệu thu được bằng cách đo độ dẫn điện của dung dịch nước của các chất điện ly có nồng độ khác nhau cho phép S. Arrhenius rút ra một kết luận táo bạo: các phân tử chất điện ly phân ly thành các ion mà không có dòng điện, và mức độ phân ly tăng lên khi pha loãng. Như chúng ta thấy bây giờ, đây là một kết luận có vẻ hiển nhiên và đơn giản từ dữ liệu thực nghiệm. Nhưng nó không hề đơn giản đối với S. Arrhenius, vì kết luận này đã phá hủy những ý tưởng truyền thống cứng, "giống như đá granit", về trạng thái của các phân tử muối, axit và bazơ trong dung dịch. Arrhenius không thể không hiểu rằng anh ta, một nhà hóa học trẻ tuổi, đang giơ tay chống lại các "cơ sở" hóa học. Nhưng điều đó không làm anh bận tâm. Trong luận án tiến sĩ của mình (1883), ông đã đưa ra một kết luận đặc biệt: “Hệ số hoạt động của chất điện ly cho biết số lượng ion thực sự có trong dung dịch, liên quan đến số lượng ion sẽ có trong dung dịch nếu chất điện phân được phân tách hoàn toàn thành các chất đơn giản. phân tử điện li... Muối tách hoàn toàn khi lượng nước trong dung dịch lớn vô hạn. Tuy nhiên, vẫn còn bốn năm trước khi tạo ra một lý thuyết chính thức về sự phân ly điện phân. Có tầm quan trọng to lớn đối với sự phát triển thêm của lý thuyết phân ly là công trình nổi tiếng của van't Hoff "Cân bằng hóa học trong các hệ chất khí và dung dịch loãng" (1885), trong đó người ta thấy rằng sự giảm thực tế của sự nóng chảy. nhiệt độ, áp suất hơi và áp suất thẩm thấu của muối, axit và bazơ nhỏ hơn tính toán lý thuyết theo định luật Raoult. Sự mâu thuẫn này đã xác nhận các quy định của lý thuyết phân ly, theo đó chất điện phân trong dung dịch nước bị phân hủy thành các ion chuyển động tự do. Vào mùa xuân năm 1887, Arrhenius làm việc tại Würzburg với F. Kohlrausch. "Không lâu trước khi tôi rời Würzburg (tháng 1887 năm XNUMX)," Arrhenius nhớ lại, "Tôi nhận được công trình của Van't Hoff do Viện Hàn lâm Khoa học Thụy Điển xuất bản. Tôi đã xem qua nó vào một buổi tối sau khi hoàn thành công việc hàng ngày tại viện. Nó ngay lập tức trở thành Tôi thấy rõ ràng rằng độ lệch của chất điện phân trong dung dịch nước so với định luật van't Hoff-Raoult về việc hạ thấp điểm đóng băng là bằng chứng mạnh mẽ nhất về sự phân hủy của chúng thành ion. Bây giờ tôi có hai cách để tính mức độ phân ly: một mặt , bằng cách hạ thấp điểm đóng băng, mặt khác - từ độ dẫn điện... Cả hai đều cho kết quả giống nhau trong phần lớn các trường hợp và tôi có thể nói chuyện cởi mở về sự phân ly của chất điện phân. Trong một lá thư gửi cho van't Hoff vào tháng 1887 năm XNUMX, nhà khoa học Thụy Điển viết: "Cả hai lý thuyết vẫn đang ở giai đoạn đầu phát triển, và tôi hy vọng rất sống động rằng trong tương lai gần, không phải một mà là một số cây cầu sẽ được xây dựng giữa hai khu vực. " Và vì vậy nó đã xảy ra. Năm 1887, bài báo nổi tiếng của Arrhenius "Về sự phân ly của các chất hòa tan trong nước" xuất hiện. Nó gợi lên sự ngưỡng mộ từ một số người và sự phẫn nộ từ những người khác. Ở đây nhà khoa học tự tin tuyên bố rằng các phân tử chất điện ly (muối, axit, bazơ) phân hủy trong dung dịch thành các ion mang điện. Arrhenius đã tìm ra công thức xác định mức độ phân ly chất điện ly. Khi làm như vậy, ông đã biến một giả thuyết định tính thuần túy thành một lý thuyết định lượng có thể được kiểm tra bằng thực nghiệm. Sau khi các quy định chính của lý thuyết này được tạo ra, Arrhenius đã cho thấy khả năng ứng dụng của nó trong các lĩnh vực khoa học tự nhiên khác nhau. Vì sự phát triển của lý thuyết phân ly điện ly, Arrhenius đã được trao giải Nobel vào năm 1903. Sau năm 1887, các nghiên cứu của S. Arrhenius, W. Ostwald, N. Nernst, M. Leblanc và các nhà khoa học khác không chỉ xác nhận tính hợp lệ của các quy định chính của lý thuyết phân ly điện ly, mà còn mở rộng đáng kể số lượng các dữ kiện riêng lẻ mà có thể được chứng minh bằng lý thuyết. Năm 1888, Walter Friedrich Nernst (1864–1941), giáo sư hóa lý tại Göttingen và Berlin, người đoạt giải Nobel Hóa học năm 1920 nhờ phát hiện ra định luật thứ ba của nhiệt động lực học, so sánh tốc độ khuếch tán của các ion với tốc độ chuyển động của các ion trong quá trình điện phân, cho thấy rằng những con số này trùng nhau. Năm 1889, dựa trên thuyết áp suất thẩm thấu và thuyết phân ly chất điện ly, Nernst đã phát triển thuyết thẩm thấu về sự xuất hiện của dòng điện. Theo lý thuyết này, khi nồng độ của các ion kim loại (điện cực) cao hơn nồng độ của chúng trong dung dịch thì các ion đó sẽ đi vào dung dịch. Khi nồng độ của các ion trong dung dịch cao hơn, chúng được lắng đọng trên điện cực và từ bỏ điện tích của chúng. Nhưng trong cả hai trường hợp, các lớp điện đôi gặp nhau trên đường đi của các ion. Điện tích của chúng ngăn cản sự kết tủa của các ion hoặc sự hòa tan của một kim loại nhất định. Ostwald nhận xét: "Trong những điều khoản đơn giản này," toàn bộ lý thuyết về lượng mưa được chứa đựng, và tất cả các hiện tượng về cả sự giảm và sự gia tăng bất thường của độ hòa tan đều tìm thấy lời giải thích của chúng và có thể được dự đoán trước trong từng trường hợp riêng biệt. " Wilhelm Friedrich Ostwald (1853–1932) sinh ra ở Riga trong một gia đình thợ thủ công người Đức. Cậu bé đã học tại một phòng tập thể dục thực sự, và sau đó vào Đại học Dorpat. Sau khi hoàn thành giáo dục hóa học của mình, Ostwald được để lại ở đó như một trợ lý cho A. Ettingen (1875). Năm 1878, Ostwald bảo vệ luận án tiến sĩ "Nghiên cứu khối lượng hóa học và quang hóa học", trong đó ông bắt đầu áp dụng một cách có hệ thống các phương pháp vật lý để giải quyết các vấn đề hóa học. Năm 1881, ông trở thành giáo sư tại Trường Bách khoa Riga. Ostwald đã tham gia vào việc đo lường ái lực hóa học, thực hiện các nghiên cứu nhiệt lượng và nghiên cứu động lực học hóa học. Các vấn đề về lý thuyết giải pháp và điện hóa học đã được đặt lên hàng đầu trong công việc của Ostwald ngay khi bắt đầu hoạt động nghiên cứu của ông. Năm 1885–1887, Ostwald xuất bản hai tập "Sách giáo khoa Hóa học đại cương", nơi ông phác thảo các quy định chính của học thuyết về ion, mà hầu hết các nhà hóa học sau đó từ chối công nhận, và nhấn mạnh tầm quan trọng của hóa học vật lý như một khoa học độc lập. Sự xuất hiện của cuốn sách giáo khoa này và sự sáng lập cùng với Arrhenius và van't Hoff vào năm 1887, của "Tạp chí Hóa lý" không chỉ đảm bảo tính độc lập của ngành khoa học mới, mà còn chuẩn bị con đường cho sự thâm nhập của vật lý vào tất cả các lĩnh vực hóa học. Nghiên cứu tính dẫn điện của axit ở các độ pha loãng khác nhau, ngay từ năm 1884–1886, Arrhenius đã xác định rằng độ dẫn điện của axit tăng lên khi pha loãng - tiệm cận đến một giá trị giới hạn nhất định. Ông phát hiện ra rằng đối với các dung dịch axit yếu (succinic, v.v.) và bazơ, sự gia tăng độ dẫn điện phân tử khi pha loãng đáng chú ý hơn nhiều so với các axit mạnh, chẳng hạn như sunfuric, v.v. Năm 1888, ông đề xuất phương pháp xác định tính bazơ của axit bằng độ dẫn điện của dung dịch và chỉ ra rằng tốc độ phản ứng hóa học trong dung dịch chỉ phụ thuộc vào phần phân ly của chất tan (vào nồng độ của ion). Trong cùng năm đó, Ostwald rút ra một mối quan hệ đối với các chất điện ly yếu nhị phân, mà ông gọi là quy luật pha loãng. Trong trường hợp cụ thể này của quy luật tác dụng của khối lượng, các mối quan hệ giữa hằng số phân ly của chất điện ly, độ dẫn điện và nồng độ dung dịch được xây dựng. Định luật mới đã trở thành cơ sở cho hóa học của các dung dịch nước. Trong một trong những công trình của mình, Ostwald đã đưa ra một công thức toán học về định luật pha loãng. Yu viết "Định luật pha loãng của W. Ostwald. Nó không thể áp dụng được. Phải mất nhiều nghiên cứu của các nhà khoa học cuối thế kỷ XNUMX và đầu thế kỷ XNUMX để giải thích lý do cho sự không phụ thuộc của các chất điện ly mạnh vào quy luật pha loãng. Tính hiệu quả. lý thuyết về sự phân ly điện ly đã được thể hiện đặc biệt rõ ràng ở chỗ nó đã được sử dụng thành công để giải thích cơ chế của nhiều phản ứng hóa học và bản chất của các hợp chất khác nhau, ví dụ như phức chất. Năm 1889, một nhà khoa học khi xem xét kết quả phân tích nước khoáng, đã nhận thấy có sự khác biệt giữa những dữ liệu này và lý thuyết về sự phân ly điện ly. Vì tất cả các muối này đều là chất điện ly, Ostwald tin rằng chúng bị phân ly thành ion. Đây là lý do để ông sửa đổi tài liệu của hóa học phân tích và tạo ra cuốn sách "Cơ sở khoa học của hóa học phân tích" (1894), đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của hóa học phân tích hiện đại. Lý thuyết về sự phân ly điện ly đã có thể kết hợp cả lý thuyết về dung dịch và lý thuyết điện hóa. Như Arrhenius đề xuất, cả hai luồng hợp nhất thành một. Ostwald viết năm 1889: “Sau khi ra đời lý thuyết cơ học về nhiệt,“ chưa có một loạt ý tưởng nào trong khoa học vật lý toàn diện như lý thuyết về lời giải của van't Hoff và Arrhenius ”. Những phản đối đối với lý thuyết chủ yếu dựa trên thực tế là lý thuyết do Arrhenius đề xuất chỉ thích hợp để giải thích các tính chất của chất điện ly yếu. Để khắc phục nhược điểm này, Arrhenius đã thực hiện nhiều thí nghiệm với nỗ lực chứng minh khả năng ứng dụng của lý thuyết đối với tất cả các chất điện phân. Nhưng những nền tảng tuyệt vời này của lý thuyết phân ly điện ly đã được phát triển thêm trong các công trình của thế hệ các nhà khoa học tiếp theo. Lý thuyết về sự phân ly điện sau đó đã được cải tiến nhờ công trình nghiên cứu của N. Bjerrum, P. Debye và E. Hückel. Họ đã phát triển những ý tưởng được I. Van Laar bày tỏ trước đó rằng hành vi bất thường của chất điện ly mạnh có thể được giải thích bằng tác dụng của lực Coulomb. Tác giả: Samin D.K.
▪ Định luật thứ hai của nhiệt động lực học ▪ Mô hình địa tâm của thế giới
Da nhân tạo để mô phỏng cảm ứng
15.04.2024 Cát vệ sinh cho mèo Petgugu Global
15.04.2024 Sự hấp dẫn của những người đàn ông biết quan tâm
14.04.2024
▪ Đồng hồ FiLIP để giám sát trẻ em ▪ Cảm xúc mạnh mẽ gắn kết mọi người với nhau ▪ Chịu sự điều trị của bản thân ▪ Giao tiếp laser trong không gian ▪ PK2 Pocket Digital Strobe Light
▪ phần trang web Cài đặt màu sắc và âm nhạc. Lựa chọn bài viết ▪ bài viết Bình xịt can. Lịch sử phát minh và sản xuất ▪ bài viết Gió đến từ đâu? đáp án chi tiết ▪ bài viết Phó Giám đốc Bán lẻ. Mô tả công việc ▪ tiền tố bài viết để kiểm soát microdrill. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web
www.diagram.com.ua |
Chúng tôi giới thiệu các bài viết thú vị razdela 
Xem các bài viết khác razdela 
Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:
Tất cả các ngôn ngữ của trang này