Svante Arrhenius

Svante Arrhenius (1909)

Svante August Arrhenius ( pronunciación : [ ˌsvanːtə aˈɹeːniɵs ]; * 19 de febrero de 1859 en Gut Wik cerca de Uppsala ; † 2 de octubre de 1927 en Estocolmo ) fue un físico y químico sueco. En 1903 recibió el Premio Nobel de Química . Demostró que las sales disueltas en agua existen como iones . En muchos casos, las sales no se desintegran completamente en iones en el agua, sino solo, dependiendo de la concentración, hasta un cierto porcentaje; Arrhenius acuñó la palabra coeficiente de actividad para esto . En 1896 fue el primero en predecir el calentamiento global debido a las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono.

Vida

Svante August Arrhenius nació como hijo de Svante Georg Arrhenius (1813-1885) y su esposa Carolina Christina (de soltera Thunberg) (1820-1906) en Gut Wik en el lago Mälaren . El padre inicialmente trabajó como agrimensor y luego se convirtió en "alguacil de la academia" en la Universidad de Uppsala , donde él mismo había estudiado. La mala paga de este puesto también lo llevó a ocupar el puesto de administrador de la finca no lejos de Uppsala. Sin embargo, el joven Svante pasó poco tiempo allí y la familia se mudó a Uppsala a principios de la década de 1860. El salario del padre se había incrementado y había hecho superfluo el segundo trabajo como gerente.

Formación escolar y académica

Svante August era un niño excepcionalmente dotado. Aprendió a leer a la edad de tres años y se convirtió en un excelente calculador mental en los años siguientes. A la edad de ocho años asistió a la escuela de la catedral de Uppsala, donde se destacó en matemáticas y física. Arrhenius se graduó de la escuela secundaria en 1876 y comenzó a estudiar matemáticas y ciencias en la Universidad de Uppsala. En ese momento, Tobias Robert Thalén enseñaba física allí. La relación de Arrhenius con su maestro resultó ser difícil, lo cual fue una de las razones por las que se mudó a la Universidad de Estocolmo en 1881 . Allí aprendió de Erik Edlund , quien pronto animó a su talentoso alumno. En 1884 Arrhenius recibió su doctorado con la tesis, escrita en francés, Recherches sur la conductibilité galvanique des électrolytes . Esto ya tenía como contenido el gran tema de Arrhenius, la disociación electrolítica .

En ese momento, sin embargo, los científicos no podían imaginar que los átomos libres, no unidos (con una carga correspondiente) pudieran estar presentes en soluciones acuosas. La sal de mesa (cloruro de sodio) consistía en "cloro y sodio". Los átomos de sodio y cloro son altamente reactivos y parecía extremadamente improbable en ese momento que estos átomos pudieran moverse libremente en la solución, ya que se debería haber detectado el olor a cloro.

Aunque la evaluación de su disertación fue muy pobre y no le dio la oportunidad de completar su habilitación, su teoría ganó un importante defensor. Wilhelm Ostwald había confirmado experimentalmente las ideas de Arrhenius en el Politécnico de Riga y fue a Estocolmo personalmente para conocer al joven científico. Ostwald le ofreció a Arrhenius una cátedra en Riga, que inicialmente no pudo aceptar debido a una grave enfermedad de su padre.

Camino adicional

Arrhenius (tercero desde la derecha) en Würzburg cerca de Kohlrausch (principios de 1887)
Arrhenius (cuarto desde la derecha) en Graz cerca de Boltzmann (finales de 1887)

Svante Arrhenius pronto recibió una generosa beca de viaje de la Academia Sueca de Ciencias , que lo llevó a gran parte de Europa durante los próximos años. Primero siguió a Ostwald a Riga (1885) y luego a partir de 1886 trabajó para Friedrich Kohlrausch en Würzburg , donde también conoció a su estudiante de doctorado Walther Nernst . Desde esta visita, el físico Kohlrausch abrió amplias áreas de una nueva química física.

Luego, su camino lo llevó a Ludwig Boltzmann en Graz (1887) y luego a van 't Hoff en Amsterdam , luego nuevamente a Ostwald, quien mientras tanto enseñaba en Leipzig (ambos en 1888). Después de una corta estancia en su tierra natal, Arrhenius volvió a trabajar en Leipzig y Graz en 1889/90. Estas estaciones terminaron la vida errante de varios años, porque en 1891 Arrhenius aceptó un puesto como "Laboratorio de Física" en la Universidad de Estocolmo.

Rechazó una cátedra en Giessen , que también le habían ofrecido. En 1895, su puesto se convirtió en una cátedra, que abandonó en 1905 - mientras tanto, ya recibió el Premio Nobel de Química (1903) - en favor del Instituto Nobel de Química Física .

Fin de la vida

En la vejez Arrhenius se vio obligado a invertir mucho esfuerzo en tareas administrativas debido a sus numerosos cargos. Para poder dedicarse a la investigación y al trabajo de publicación, no escatimó en su robusta salud de por vida. Por ejemplo, se levantaba todos los días a las cuatro en el otoño de 1925 para trabajar en una nueva edición de Das Werden der Weltten . Sin embargo, a finales de año sufrió un leve ataque del que no se recuperó por completo. Arrhenius dimitió como director del Instituto Nobel en la primavera de 1927 y escribió sus memorias inconclusas en el verano . A finales de septiembre sufrió un catarro intestinal agudo , cuyas consecuencias sucumbió el 2 de octubre de 1927. Según sus deseos, fue enterrado en Uppsala, la ciudad de su juventud.

progenie

Arrhenius se casó dos veces. Su primera esposa fue Brita Maria Margareta Sophia Rudbeck en 1894. Con ella tuvo un hijo: Olof Arrhenius (nacido el 2 de noviembre de 1895 † el 8 de mayo de 1977), bioquímico. El matrimonio terminó en divorcio en 1896. Su segunda esposa fue Maria Johansson (1871-1957) en 1905. La pareja tuvo el hijo Sven (1909-1991) y dos hijas.

Trabajo científico

Arrhenius fue un científico muy versátil que realizó investigaciones en campos tan diversos como la química física, la meteorología , la geofísica , la fisiología y la cosmología . Su logro más importante es la elaboración de los fundamentos de la disociación electrolítica.

Disociación electrolítica

Arrhenius hizo una contribución particular a la teoría de la disociación electrolítica .

El trabajo de van 't Hoff, mediante el cual midió las propiedades ebulloscópicas en líquidos tales. B. El aumento de la presión de vapor y la disminución del punto de congelación con ácidos, bases y sales habían encontrado desviaciones de una composición molecular calculada, confirmó la teoría de Arrhenius. Richard Abegg pudo demostrar mediante mediciones precisas de soluciones acuosas de azúcar de caña y cloruro de potasio que el cloruro de potasio en realidad tenía que disociarse en iones y que los valores de disociación de las depresiones del punto de congelación coincidían bien con las mediciones de conductividad a las mismas concentraciones.

Tras conocer estos escritos, Arrhenius escribió un breve artículo explicando la teoría de la disociación. En este trabajo, Arrhenius utilizó la palabra coeficiente de actividad en lugar de la palabra coeficiente de disociación . Los productos de fisión disociados de una sal son los iones y el coeficiente de actividad indica la proporción de iones en relación con todas las partículas de este tipo. Arrhenius también llega a la conclusión de las mediciones de conductividad que en una dilución muy alta el coeficiente de actividad tiende hacia 1 y, por lo tanto, todas las sales, ácidos y bases se disocian completamente en iones en soluciones altamente diluidas. En el caso de soluciones concentradas, el coeficiente de actividad es menor que 1, es decir es decir, no todas las partículas de sal, ácidos, bases se disocian en iones.

Arrhenius dio una fórmula simple para determinar el grado de disociación de 1,1-electrolitos para mediciones de conductividad:

Este es el grado de disociación ( coeficiente de actividad ) de la sal (el ácido, la base), la conductividad equivalente molar, la conductividad limitante a dilución infinita.

Arrhenius también asumió que cada ión en la sal tiene un carácter de conductividad individual especial. En el caso de mezclas de sales, debe ser posible determinar este carácter de conductividad particular de cada ion. Hoy conocemos esta regla como la conductividad límite de los iones en dilución infinita.

cinética

Gráfico de evaluación de Arrhenius

Kohlrausch ya había investigado a fondo la dependencia de la conductividad de los electrolitos de la temperatura después de su primer encuentro con Arrhenius, pero pudo determinar que algunos electrolitos reaccionan con una disminución de la conductividad cuando aumenta la temperatura.

La influencia de la velocidad de reacción por la concentración de los iones involucrados y la temperatura fue otro tema de su trabajo en 1889. La temperatura tiene un efecto exponencial sobre la velocidad de reacción de los iones, cuya concentración pudo controlar mediante medidas de conductividad. Generalmente se reconoce el método de evaluación que utiliza la ecuación de Arrhenius .

Meteorología y geofísica

Arrhenius también investigó sobre temas relacionados con la atmósfera y la meteorología, como la aurora boreal, las tormentas eléctricas y las fluctuaciones climáticas. Sospechaba que la presión de la radiación cósmica se transporta a través del espacio y, por lo tanto, conduce a fenómenos de luz como la aurora boreal. En 1895 presentó una teoría sobre el efecto de los gases de efecto invernadero. El dióxido de carbono podría absorber los rayos infrarrojos de la luz emitida por la tierra y una gran cantidad de dióxido de carbono podría calentar el clima terrestre. La quema de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas en particular podría aumentar el contenido de dióxido de carbono de la atmósfera, lo que podría provocar un aumento de la temperatura. También asumió que la cantidad de vapor de agua en la atmósfera funcionaba en la misma dirección que el dióxido de carbono y, por lo tanto, podría reforzar el resultado. Calculó que duplicar la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera conduciría a un aumento de la temperatura global de 5 ° C. En su opinión, la vegetación debería actuar como un regulador de dióxido de carbono. Por tanto, ocupa un lugar importante en la historia de la investigación del cambio climático . Encontró que la influencia humana, cada vez más intensa, sobre el efecto invernadero era predominantemente positiva:

“Incluso la combustión de carbón necesaria para fines industriales es capaz de aumentar notablemente el contenido de ácido carbónico del aire. Además, el vulcanismo parece ... estar en aumento. ... A menudo se oyen quejas sobre el hecho de que los carbones acumulados en la tierra están siendo consumidos por la humanidad hoy sin pensar en el futuro; y uno se sorprende por la terrible devastación de vidas y propiedades que sigue a las violentas erupciones volcánicas de nuestro tiempo. Pero quizás pueda ser un consuelo que, como suele ser el caso, no hay ningún daño aquí que no tenga también su bien. Como resultado del aumento del contenido de ácido carbónico en el aire, esperamos acercarnos gradualmente a tiempos con condiciones climáticas más uniformes y mejores, especialmente en las partes más frías del mundo; Tiempos en los que la tierra puede producir cosechas muchas veces mayores en beneficio de la raza humana en rápido crecimiento ".

fisiología

Arrhenius también investigó la inmunoquímica con sus colegas y escribió un libro al respecto. Sin embargo, sus tesis contradecían las opiniones de Paul Ehrlich sobre inmunoquímica.

Cosmogonía y cosmología

Portada de la editorial de la primera edición alemana: Svante Arrhenius: El concepto de estructura mundial en el transcurso del tiempo. El devenir de los mundos. Nuevo episodio. Leipzig 1908.

Arrhenius se ocupó intensamente de problemas de cosmología . En 1906 fundó la doctrina de la panspermia , en la que se plantea la hipótesis de que la vida llegó a la tierra a través de meteoritos . Creía que las esporas se podían transmitir entre planetas. Esta idea fue retomada más tarde por el astrónomo inglés Fred Hoyle . En 1903 publicó su libro de texto sobre física cósmica .

Honores

Tumba de la familia Svante Arrhenius

Arrhenius fue miembro de numerosas academias y sociedades científicas en Suecia y en el extranjero, incluida la Real Sociedad de Ciencias de Uppsala (desde 1899), la Real Sociedad Fisiográfica de Lund (desde 1900), la Real Academia Sueca de Ciencias (desde 1901), la Academia de Ciencias de Göttingen (desde 1901), la Academia de Ciencias de Noruega (desde 1902), la Real Academia de Ciencias de Dinamarca y la Real Sociedad de Ciencias y Literatura de Gotemburgo (desde 1903), la Academia de Ciencias de Rusia (desde 1903, Miembro honorario desde 1925), la Academia Nacional de Ciencias (1908), la Sociedad Filosófica Estadounidense (1911) y la Academia Estadounidense de Artes y Ciencias (1912). En 1904 Arrhenius se convirtió en miembro honorario de la Asociación de Médicos Suecos y en 1920 de la Real Academia Sueca de Ingeniería. En 1902 fue galardonado con la medalla Davy de la Royal Society . En 1911 se convirtió en miembro correspondiente de la Académie des sciences .

El 8 de agosto de 1903, la Facultad de Medicina de la Universidad de Heidelberg otorgó a Svante Arrhenius un doctorado honoris causa . Unas semanas más tarde fue el primer sueco en recibir el Premio Nobel de Química “en reconocimiento al extraordinario servicio que ha obtenido a través de su teoría de la disociación electrolítica para el desarrollo de la química” . Las universidades de Cambridge , Oxford , Greifswald , Leipzig , Groningen , Edimburgo y Birmingham también le otorgaron doctorados honoris causa.

Un cráter de Marte , el cráter lunar Arrhenius y el asteroide (5697) Arrhenius llevan su nombre. La Sociedad Química Sueca ha otorgado la placa Arrhenius anualmente desde 1962 por su destacada investigación científica en el campo de la química.

Fuentes

Libro de texto de física cósmica , 1903
  • Investigación sobre la conductibilidad de la galvanoplastia de electrolitos . (Completado en 1883, impreso en 1884) - Tesis doctoral de Arrhenius. Para el lector interesado en la historia de la ciencia, la obra es, entre otras cosas. accesible a través de Clásicos de Ciencias Exactas de Ostwald (Volumen 160).
  • Sobre la influencia del ácido carbónico en el aire sobre la temperatura del suelo. The London, Edinburgh and Dublin Philosophical Magazine y Journal of Science 5, 237-276 (1896), en línea ( Memento del 6 de octubre de 2014 en Internet Archive ) (alemán: Sobre la influencia del dióxido de carbono en el aire en la temperatura del suelo )
  • Lärobok i teoretisk elektrokemi . (1900, libro de texto alemán 1901 sobre electroquímica , en línea  - Archivo de Internet )
  • Libro de texto de física cósmica . (1903, 2 volúmenes, Primera parte  - Archivo de Internet , Segunda parte  - Archivo de Internet )
  • Världarnas utveckling (1906)
    • (Alemán 1908 The Becoming of the Worlds . Akademische Verlagsgesellschaft Leipzig, traducido del sueco por L. Bamberger, en línea  - Archivo de Internet )
    • La idea de la estructura del mundo a través de las edades. El devenir de los mundos, nueva secuencia . (1908, en línea  - Archivo de Internet )
  • Inmunoquímica. Aplicaciones de la química física a la ciencia de los anticuerpos fisiológicos . (1907, en línea  - Archivo de Internet )
  • El destino de los planetas. Compañía Editorial Académica, Leipzig 1911.
  • Teorías de soluciones (1912, en línea  - Archivo de Internet )
  • Leyes cuantitativas en química biológica (1915, en línea  - Archivo de Internet )
  • Kemien y det moderna en directo . (1919, química alemana de 1922 y vida moderna ).
  • Tierra y espacio (1926).

literatura

  • Günther Bugge (ed.): El libro de los grandes químicos. Volumen 2: De Liebig a Arrhenius. Verlag Chemie, Berlín 1930 (sexta reimpresión inalterada. Verlag Chemie, Weinheim et al. 1984, ISBN 3-527-25021-2 ). (La biografía de Arrhenius de veinte páginas en este volumen fue escrita por Wilhelm Palmaer, un ex alumno de Arrhenius. Apropiada para una visión general. Con respecto al curriculum vitae, da información que es en parte contraria a la obra de Riesenfeld).
  • Ernst H. Riesenfeld : Svante Arrhenius. Akademische Verlagsgesellschaft, Leipzig 1931. (Biografía de Arrhenius con nueve ilustraciones. Acerca al lector no solo al químico y su obra, sino también a la persona Svante Arrhenius. Desactualizada en cuanto a la evaluación científica de la obra de Arrhenius debido a la año de publicacion).
  • Elisabeth Crawford: Arrhenius. De la teoría iónica al efecto invernadero. Science History Publications, Canton MA 1996, ISBN 0-88135-166-0 ( Uppsala Studies in History of Science 23), (inglés, 320 páginas con muchas referencias).
  • Alois Kernbauer : las relaciones de Svante Arrhenius con los eruditos austriacos. Publicaciones del archivo de la Universidad de Graz 21, Graz 1988.

enlaces web

Commons : Svante Arrhenius  - colección de imágenes, videos y archivos de audio
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Evidencia individual

  1. Rahmstorf, Stefan; Schellnhuber, Hans-Joachim (2012): Cambio climático. Diagnóstico, pronóstico, terapia. 7ª edición, completamente revisada y actualizada, Munich: Beck (Beck'sche Reihe, 2366: Wissen). Página 29.
  2. ^ Svante Arrhenius: Sobre la influencia del ácido carbónico en el aire sobre la temperatura del suelo. En: Philosophical Magazine y Journal of Science Series 5, Volumen 41, abril de 1896, páginas 237-276. Consultado el 9 de agosto de 2019 .
  3. ^ Datos biográficos , publicaciones y árbol genealógico académico de Svante August Arrhenius en academictree.org, consultado el 1 de enero de 2018.
  4. Richard Abegg: Depresiones del punto de congelación de soluciones muy diluidas . En: Z. Phys. Chem. Band 20 , no. 2 , 1896, pág. 207-233 .
  5. Sobre la disociación de sustancias disueltas en agua . Revista de química física, vol. 1, núm. 11-12, 1887, págs. 631-648.
  6. Tim Staeger: El padre del efecto invernadero. En: wetter.tagesschau.de. 23 de noviembre de 2018, consultado el 7 de febrero de 2019 .
  7. Svante Arrhenius: El devenir de los mundos . BoD - Books on Demand, 2012, ISBN 978-3-86444-678-8 , págs. 56–57 ( google.de [consultado el 11 de mayo de 2021]).
  8. Arrhenius (6766 PL) JPL Small-Body Database Browser (consultado el 1 de abril de 2010).
  9. Insignias de Arrhenius. Svenska Kemisamfundet, consultado el 6 de septiembre de 2019 .
  10. traducido del inglés: Immunochemistry . (1907, en línea  - Archivo de Internet )