Svante Arrhénius

Svante Arrhenius (1909)

Svante August Arrhenius ( prononciation : [ ˌsvanːtə aˈɹeːniɵs ] ; * 19 février 1859 sur Gut Wik près d' Uppsala ; † 2 octobre 1927 à Stockholm ) était un physicien et chimiste suédois. En 1903, il reçoit le prix Nobel de chimie . Il a prouvé que les sels dissous dans l'eau existent sous forme d' ions . Dans de nombreux cas, les sels ne se désintègrent pas complètement en ions dans l'eau, mais seulement - en fonction de la concentration - jusqu'à un certain pourcentage ; Arrhenius a inventé le mot coefficient d' activité pour cela . En 1896, il fut le premier à prédire le réchauffement climatique dû aux émissions anthropiques de dioxyde de carbone.

La vie

Svante August Arrhenius est né en tant que fils de Svante Georg Arrhenius (1813-1885) et de son épouse Carolina Christina (née Thunberg) (1820-1906) à Gut Wik sur le lac Mälaren . Le père a d'abord travaillé comme géomètre avant de devenir « huissier de l'académie » à l'université d'Uppsala , où il avait lui-même étudié. La mauvaise rémunération de ce poste l'a également conduit à occuper le poste de gérant sur le domaine non loin d'Uppsala. Cependant, le jeune Svante n'y passa que peu de temps et la famille déménagea à Uppsala au début des années 1860. Le salaire du père avait été augmenté et le deuxième emploi de directeur était superflu.

Formation scolaire et académique

Svante August était un enfant exceptionnellement doué. Il a appris à lire à l'âge de trois ans et est devenu par la suite un excellent calculateur mental. À l'âge de huit ans, il fréquente l'école cathédrale d'Uppsala, où il excelle en mathématiques et en physique. Arrhenius a obtenu son diplôme d' études secondaires en 1876 et a commencé à étudier les mathématiques et les sciences à l'Université d'Uppsala. A cette époque, Tobias Robert Thalén y enseignait la physique. La relation d'Arrhenius avec son professeur s'est avérée difficile, ce qui était l'une des raisons pour lesquelles il a déménagé à l'Université de Stockholm en 1881 . Là, il a appris d' Erik Edlund , qui a rapidement encouragé son élève talentueux. Arrhenius a obtenu son doctorat en 1884 avec la thèse, rédigée en français, Recherches sur la conductibilité galvanique des électrolytes . Cela avait déjà pour contenu le grand sujet d'Arrhenius, la dissociation électrolytique .

À cette époque, cependant, les scientifiques ne pouvaient pas imaginer que des atomes libres et non liés (avec une charge correspondante) puissent être présents dans des solutions aqueuses. Le sel de table (chlorure de sodium) était composé de « chlore et de sodium ». Les atomes de sodium et de chlore sont très réactifs et il semblait extrêmement improbable à l'époque que ces atomes puissent se déplacer librement dans la solution, car l'odeur de chlore aurait dû être détectée.

Bien que l'évaluation de sa thèse ait été très mauvaise et ne lui ait pas donné la possibilité de terminer son habilitation, sa théorie a quand même gagné un avocat de poids. Wilhelm Ostwald avait confirmé expérimentalement les idées d'Arrhenius à l' école polytechnique de Riga et est venu personnellement à Stockholm pour rencontrer le jeune scientifique. Ostwald a offert à Arrhenius un poste de professeur à Riga, qu'il a d'abord été incapable d'accepter en raison d'une grave maladie de son père.

Plus loin

Arrhenius (troisième à partir de la droite) à Würzburg près de Kohlrausch (début 1887)
Arrhenius (quatrième à partir de la droite) à Graz près de Boltzmann (fin 1887)

Svante Arrhenius a rapidement reçu une généreuse bourse de voyage de l' Académie suédoise des sciences , qui l'a emmené dans une grande partie de l'Europe au cours des années suivantes. Il suivit d'abord Ostwald à Riga (1885) puis, à partir de 1886, travailla pour Friedrich Kohlrausch à Würzburg , où il fit également la connaissance de son doctorant Walther Nernst . Depuis cette visite, le physicien Kohlrausch a ouvert de larges domaines d'une nouvelle chimie physique.

Puis son chemin le conduit jusqu'à Ludwig Boltzmann à Graz (1887) puis chez van 't Hoff à Amsterdam , puis de nouveau à Ostwald, qui entre-temps enseigne à Leipzig (tous deux en 1888). Après un court séjour dans son pays natal, Arrhenius travaille à nouveau à Leipzig et à Graz en 1889/90. Ces stations ont mis fin à la vie errante de plusieurs années, car en 1891 Arrhenius a accepté un poste de "Laboratoire de physique" à l'Université de Stockholm.

Il a refusé une chaire à Giessen , qui lui avait également été offerte. En 1895, son poste est converti en chaire de professeur, qu'il abandonne en 1905 - entre-temps déjà récompensé par le prix Nobel de chimie (1903) - au profit de l' Institut Nobel de chimie physique .

Fin de vie

Dans la vieillesse Arrhenius a été contraint d'investir beaucoup d'efforts dans les tâches administratives en raison de ses nombreux bureaux. Afin de pouvoir se consacrer à des travaux de recherche et de publication, il n'a pas épargné sa santé robuste tout au long de sa vie. Pour travailler sur une nouvelle édition du Devenir des mondes , par exemple, il se levait tous les jours à quatre heures à l'automne 1925. À la fin de l'année, cependant, il a subi une légère attaque dont il ne s'est pas complètement remis. Arrhenius a démissionné de son poste de directeur de l'Institut Nobel au printemps 1927 et a écrit ses mémoires inachevées au cours de l'été . Fin septembre, il est aux prises avec un catarrhe intestinal aigu , dont il succombe aux conséquences le 2 octobre 1927. Selon ses vœux, il fut enterré à Uppsala, la ville de sa jeunesse.

progéniture

Arrhenius a été marié deux fois. Sa première épouse était Brita Maria Margareta Sophia Rudbeck en 1894. Avec elle, il a eu un fils : Olof Arrhenius (né le 2 novembre 1895, 8 mai 1977), biochimiste. Le mariage s'est terminé par un divorce en 1896. Sa deuxième épouse était Maria Johansson (1871-1957) en 1905. Le couple a eu le fils Sven (1909-1991) et deux filles.

Travail scientifique

Arrhenius était un scientifique très polyvalent qui a fait des recherches dans des domaines aussi divers que la chimie physique, la météorologie , la géophysique , la physiologie et la cosmologie . Sa réalisation la plus importante est l'élaboration des principes fondamentaux de la dissociation électrolytique.

Dissociation électrolytique

Arrhenius a apporté une contribution particulière à la théorie de la dissociation électrolytique .

Le travail de van 't Hoff, au moyen duquel il a mesuré les propriétés ébullioscopiques dans les liquides z. B. L'augmentation de la pression de vapeur et l'abaissement du point de congélation avec les acides, les bases et les sels ont trouvé des écarts par rapport à une composition moléculaire calculée, ont confirmé la théorie d'Arrhenius. Richard Abegg a pu prouver par des mesures précises de solutions aqueuses de sucre de canne et de chlorure de potassium que le chlorure de potassium devait effectivement être dissocié en ions et que les valeurs de dissociation des dépressions du point de congélation étaient bien en accord avec les mesures de conductivité aux mêmes concentrations.

Après avoir pris connaissance de ces écrits, Arrhenius a écrit un court article expliquant la théorie de la dissociation. Dans ce travail Arrhenius a utilisé le mot coefficient d' activité au lieu du mot coefficient de dissociation . Les produits de fission dissociés d'un sel sont les ions et le coefficient d'activité indique la proportion d'ions par rapport à toutes les particules de ce type. Arrhenius arrive également à la conclusion des mesures de conductivité qu'à très haute dilution, le coefficient d'activité tend vers 1 et donc tous les sels, acides et bases sont complètement dissociés en ions dans des solutions très diluées. Dans le cas des solutions concentrées, le coefficient d'activité est inférieur à 1, c'est-à-dire C'est-à-dire que toutes les particules de sel, les acides et les bases ne sont pas dissociés en ions.

Arrhenius a donné une formule simple pour déterminer le degré de dissociation des électrolytes 1,1 pour les mesures de conductivité :

C'est le degré de dissociation ( coefficient d'activité ) du sel (l'acide, la base), la conductivité équivalente molaire, la conductivité limite à dilution infinie.

Arrhenius a également supposé que chaque ion dans le sel a un caractère de conductivité particulier et individuel. Dans le cas des mélanges de sels, il doit être possible de déterminer ce caractère particulier de conductivité de chaque ion. Nous connaissons aujourd'hui cette règle comme la conductivité limite des ions à dilution infinie.

cinétique

Graphique d'évaluation d'Arrhenius

La dépendance de la conductivité des électrolytes sur la température avait déjà été étudiée en profondeur par Kohlrausch après sa première rencontre avec Arrhenius, mais il a pu déterminer que certains électrolytes réagissent avec une diminution de la conductivité lorsque la température augmente.

L'influence de la vitesse de réaction à travers la concentration des ions impliqués et la température était un autre sujet de son travail en 1889. La température influence de manière exponentielle la vitesse de réaction des ions, dont il a pu contrôler la concentration grâce à des mesures de conductivité. La méthode d'évaluation utilisant l' équation d'Arrhenius est généralement reconnue.

Météorologie et géophysique

Arrhenius a également fait des recherches sur des sujets liés à l' atmosphère et à la météorologie, tels que les aurores boréales, les orages et les fluctuations climatiques. Il soupçonnait que la pression de rayonnement cosmique est transportée à travers l'espace et conduit ainsi à des phénomènes lumineux tels que les aurores boréales. En 1895, il présente une théorie sur l'effet de serre. Le dioxyde de carbone pourrait absorber les rayons de chaleur infrarouge de la lumière émise par la terre et beaucoup de dioxyde de carbone pourrait réchauffer le climat de la terre. La combustion de combustibles fossiles tels que le charbon, le pétrole et le gaz en particulier pourrait augmenter la teneur en dioxyde de carbone de l'atmosphère, ce qui pourrait entraîner une élévation de la température. Il a également supposé que la quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère fonctionnait dans le même sens que le dioxyde de carbone et pourrait ainsi renforcer le résultat. Il a estimé qu'un doublement de la concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère entraînerait une augmentation de la température mondiale de 5 ° C. À son avis, la végétation devrait agir comme un régulateur de dioxyde de carbone. Elle occupe donc une place importante dans l' histoire de la recherche sur le changement climatique . Il a trouvé l'influence humaine croissante sur l' effet de serre principalement positive :

« Même la combustion du charbon nécessaire à des fins industrielles est capable d'augmenter sensiblement la teneur en acide carbonique de l'air. Aussi, le volcanisme semble... être en hausse. ... On entend souvent se plaindre du fait que les charbons accumulés dans la terre sont utilisés par l'humanité aujourd'hui sans penser à l'avenir; et l'on est choqué par la terrible dévastation de la vie et des biens qui suit les violentes éruptions volcaniques de notre temps. Mais cela peut peut-être être une consolation que, comme si souvent, il n'y ait pas de mal ici qui n'ait pas aussi son bien. Grâce à l'influence de l'augmentation de la teneur en acide carbonique de l'air, nous espérons aborder progressivement des temps avec des conditions climatiques plus uniformes et meilleures, en particulier dans les parties les plus froides du monde ; Des moments où la terre peut supporter des récoltes plusieurs fois plus abondantes au profit de la race humaine en croissance rapide. »

physiologie

Arrhenius a également fait des recherches sur l'immunochimie avec des collègues et a écrit un livre à ce sujet. Cependant, ses thèses contredisaient les vues de Paul Ehrlich sur l'immunochimie.

Cosmogonie et cosmologie

Couverture de l'éditeur de la première édition allemande : Svante Arrhenius : Le concept de la structure du monde au cours du temps. Le devenir des mondes. Nouvel épisode. Leipzig 1908.

Arrhenius a traité intensivement des problèmes de cosmologie . En 1906 , il fonde la doctrine de la panspermie , dans laquelle est avancée l' hypothèse que la vie est venue sur terre à travers des météorites . Il croyait que les spores pouvaient être transmises entre les planètes. Cette idée a ensuite été reprise par l'astronome anglais Fred Hoyle . En 1903, il publie son manuel de physique cosmique .

Honneurs

Tombe de la famille Svante Arrhenius

Arrhenius était membre de nombreuses académies et sociétés scientifiques en Suède et à l'étranger, dont la Royal Society of Sciences d'Uppsala (depuis 1899), la Royal Physiographical Society de Lund (depuis 1900), l' Académie royale suédoise des sciences (depuis 1901), l' Académie des sciences de Göttingen (depuis 1901), l' Académie norvégienne des sciences (depuis 1902), l' Académie royale danoise des sciences et la Société royale des sciences et de la littérature à Göteborg (depuis 1903), l' Académie des sciences de Russie (depuis 1903, Membre honoraire depuis 1925), de la National Academy of Sciences (1908), de l' American Philosophical Society (1911) et de l' American Academy of Arts and Sciences (1912). En 1904, Arrhenius devint membre honoraire de l'Association des médecins suédois et en 1920 de l'Académie royale suédoise d'ingénierie. En 1902, il a reçu la médaille Davy de la Royal Society . En 1911, il devient membre correspondant de l' Académie des sciences .

Le 8 août 1903, la faculté de médecine de l' université de Heidelberg décerna à Svante Arrhenius un doctorat honorifique . Quelques semaines plus tard, il était le premier Suédois à recevoir le prix Nobel de chimie « en reconnaissance des services extraordinaires qu'il a rendus grâce à sa théorie de la dissociation électrolytique pour le développement de la chimie » . Il a également reçu des doctorats honorifiques des universités de Cambridge , Oxford , Greifswald , Leipzig , Groningen , Edimbourg et Birmingham .

Un cratère de Mars , le cratère lunaire Arrhenius et l' astéroïde (5697) Arrhenius portent son nom. La Société suédoise de chimie décerne chaque année la plaque Arrhenius depuis 1962 pour des recherches scientifiques exceptionnelles dans le domaine de la chimie.

Polices

Manuel de physique cosmique , 1903
  • Recherche sur la conductibilité de la galvanoplastie des électrolytes . (Terminé en 1883, imprimé en 1884) - Thèse de doctorat d'Arrhenius. Pour le lecteur intéressé par l'histoire des sciences, l'ouvrage est, entre autres. accessible par les classiques des sciences exactes d'Ostwald (volume 160).
  • De l'influence de l'acide carbonique de l'air sur la température du sol. The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science 5, 237-276 (1896), en ligne ( Memento du 6 octobre 2014 dans Internet Archive ) (en allemand : On the influence of carbon dioxyde in the air on the soil temperature )
  • Lärobok i teoretisk elektrokemi . (1900, manuel allemand 1901 sur l'électrochimie , en ligne  - Internet Archive )
  • Manuel de physique cosmique . (1903, 2 volumes, Première partie  - Internet Archive , Deuxième partie  - Internet Archive )
  • Världarnas utveckling (1906)
    • (Allemand 1908 Le devenir des mondes . Akademische Verlagsgesellschaft Leipzig, traduit du suédois par L. Bamberger, en ligne  - Internet Archive )
    • L'idée de la structure du monde à travers les âges. Le devenir des mondes, nouvelle séquence . (1908, en ligne  - Internet Archive )
  • Immunochimie. Applications de la chimie physique à la science des anticorps physiologiques . (1907, en ligne  - Internet Archive )
  • Le destin des planètes. Maison d'édition académique, Leipzig 1911.
  • Théories des solutions (1912, en ligne  - Internet Archive )
  • Lois quantitatives en chimie biologique (1915, en ligne  - Internet Archive )
  • Kemien et det moderna en direct . (1919, chimie allemande de 1922 et vie moderne ).
  • Terre et espace (1926).

Littérature

  • Günther Bugge (éd.) : Le livre des grands chimistes. Tome 2 : De Liebig à Arrhenius. Verlag Chemie, Berlin 1930 (6e réimpression inchangée. Verlag Chemie, Weinheim et al. 1984, ISBN 3-527-25021-2 ). (La biographie d'Arrhenius de vingt pages dans ce volume a été écrite par Wilhelm Palmaer, un ancien élève d'Arrhenius. Convient pour une vue d'ensemble. En ce qui concerne le curriculum vitae, fournit des informations qui sont en partie contraires aux travaux de Riesenfeld).
  • Ernst H. Riesenfeld : Svante Arrhenius. Akademische Verlagsgesellschaft, Leipzig 1931. (Biographie d'Arrhenius avec neuf illustrations. Elle rapproche le lecteur non seulement du chimiste et de son travail mais aussi de la personne Svante Arrhenius. Obsolète en ce qui concerne l'évaluation scientifique du travail d'Arrhenius en raison de la Année de publication).
  • Elisabeth Crawford : Arrhenius. De la théorie ionique à l'effet de serre. Science History Publications, Canton MA 1996, ISBN 0-88135-166-0 ( Uppsala Studies in History of Science 23), (anglais, 320 pages avec de nombreuses références).
  • Alois Kernbauer : Les relations de Svante Arrhenius avec les savants autrichiens. Publications des archives de l'Université de Graz 21, Graz 1988.

liens web

Commons : Svante Arrhenius  - collection d'images, de vidéos et de fichiers audio
Wikisource : Svante Arrhenius  - Sources et textes intégraux

Preuve individuelle

  1. Rahmstorf, Stefan; Schellnhuber, Hans-Joachim (2012) : Changement climatique. Diagnostic, pronostic, thérapie. 7e édition entièrement revue et mise à jour Munich : Beck (Beck'sche Reihe, 2366 : Wissen). Page 29.
  2. ^ Svante Arrhenius : Sur l'influence de l'acide carbonique dans l'air sur la température du sol. Dans : Philosophical Magazine and Journal of Science Series 5, Volume 41, avril 1896, pages 237-276. Récupéré le 9 août 2019 .
  3. ^ Données biographiques , publications et arbre généalogique académique de Svante August Arrhenius sur Academictree.org, consulté le 1er janvier 2018.
  4. Richard Abegg : Abaissements du point de congélation des solutions très diluées . Dans : Z. Phys. Chem. Band 20 , non. 2 , 1896, p. 207-233 .
  5. Sur la dissociation des substances dissoutes dans l' eau . Journal de chimie physique, volume 1, n° 11-12, 1887, pages 631-648.
  6. Tim Staeger: Le père de l'effet de serre. Dans : wetter.tagesschau.de. 23 novembre 2018, consulté le 7 février 2019 .
  7. Svante Arrhenius: Le devenir des mondes . BoD - Livres à la demande, 2012, ISBN 978-3-86444-678-8 , p. 56–57 ( google.de [consulté le 11 mai 2021]).
  8. Arrhenius (6766 PL) JPL Small-Body Database Browser (consulté le 1er avril 2010).
  9. Insignes d' Arrhenius. Svenska Kemisamfundet, consulté le 6 septembre 2019 .
  10. traduit de l'anglais : Immunochimie . (1907, en ligne  - Internet Archive )