Великие химики. В 2-х т. Т. 2
Шрифт:
— Хочу еще сделать некоторые измерения, а потом уже доложу.
К сожалению, Аррениус не зная, что его вывод не оригинален, подобный метод уже существовал. И все же его работа оказалась не бесполезной. Проводя первые опыты, он заметил, что концентрация влияет на электропроводность ряда разбавленных растворов. Этот необъяснимый на первый взгляд факт чрезвычайно заинтересовал Сванте, и он подробно обсудил его с профессором Эдлундом.
— Ваши наблюдения очень интересны. Такие исследования до сих пор не проводились, — сказал профессор. — В статьях Ленца и Кольрауша приведены результаты только для концентрированных растворов [347] .
347
Работы
— Я думаю начать с кислот.
— Основной трудностью в опытах подобного рода является устранение поляризации электродов, — предостерег его Эдлунд. — Когда электрический ток проходит через раствор, начинается электролиз, и выделенные на электродах вещества поляризуют их. Одновременно изменяется и концентрация раствора. Рекомендую вам использовать сконструированный мною коммутатор. Это ключ с ручным управлением. Переключив его, вы меняете направление тока, и электроды деполяризуются.
Но схема оказалась очень несовершенной. Как бы быстро Сванте ни манипулировал с переключателем, поляризации электродов не удавалось полностью избежать. Результаты измерений были невоспроизводимыми. Неудобным для работы был и сосуд, в который наливался исследуемый раствор. Тогда Аррениус сконструировал другой, более удобный прибор. Это облегчило работу, но опыты продолжались еще очень долго. Начав серию измерений осенью 1882 года, Сванте закончил их лишь в следующем году.
Результаты экспериментов предстояло обработать и обобщить. Расчеты отняли еще несколько месяцев. Одновременно Аррениус просматривал научные журналы и искал публикации, связанные с этой проблемой.
Обработка результатов заключалась не только в механических расчетах, Аррениус постоянно сравнивал полученные данные, стараясь найти объяснение неожиданному поведению того или иного вещества.
Самыми поразительными казались свойства аммиака: в газообразном состоянии это вещество не пропускает электрический ток, водный же раствор аммиака — проводник, и чем разбавленнее раствор, тем выше его электропроводность. Такую же зависимость Аррениус установил и для галогеноводородных кислот.
Только в мае 1883 г. после длительной экспериментальной проверки Аррениус пришел к выводу, что причиной увеличения электропроводности растворов при разбавлении является вода.
Аррениус отправился в Упсалу, чтобы встретиться с профессором Клеве и ознакомить его со своей новой теорией. Клеве — человек широкой эрудиции, он сможет дать ему полезный совет, трезво оценить гипотезу.
Аррениус любил Упсалу. Не потому, что здесь жили его близкие и прошли годы его учебы. Что-то особенно родное и неповторимое было в этом городе. И сейчас Аррениус верил, что лучше всего его поймут в Упсале. Семестр давно кончился, начались летние каникулы, и Сванте торопился застать профессора Клеве, пока тот не уехал в отпуск.
Весной, когда ночи над Упсалой светлы как день, Клеве приходил в университет очень рано. Профессор встретил Аррениуса приветливо.
— Мне бы хотелось познакомить вас с результатами моих исследований, — начал Сванте. — Они имеют непосредственное отношение к химии, поэтому я решил поделиться своими мыслями именно с вами.
Профессор закрыл журнал, который он читал, отодвинул его в сторону и приготовился слушать.
— Для того чтобы объяснить увеличение электропроводности водных растворов электролитов при разбавлении, необходимо принять, что электролиты существуют в растворе в двух различных формах: неактивной — в виде молекул и активной — в виде ионов. По сути дела, при разбавлении часть молекул электролита распадается на ионы — это активная форма, а другая часть остается неизменной — это неактивная форма…
Клеве слушал Аррениуса с нескрываемым раздражением. То, о чем рассказывал
— При разбавлении раствора увеличивается количество активной формы, — продолжал Сванте, но Клеве решил, что с него уже довольно.
— Прекрасная теория! — с саркастической улыбкой воскликнул он, явно издеваясь над Аррениусом. Сванте понял, что дальнейшие объяснения бессмысленны, и поспешил откланяться.
«Неужели профессор Клеве не уловил логики в моих рассуждениях? Да ведь дело не только в логике! Мою теорию подтверждают факты, результаты сотен измерений». Аррениус был убежден в правильности своих идей, поэтому язвительный тон профессора Клеве отнюдь не обескуражил его. Он медленно шел по коридору, обдумывая, что предпринять, потом быстро спустился по лестнице и отправился в Медицинский институт к профессору-физиологу Гаммарстену [348] , который занимался и химией.
348
Олаф Гаммарстен (1841–1932) — шведский физиолог, ученин К. Людвига (1816–1895).
Гаммарстен выслушал Аррениуса с большим интересом. Он нашел идею чрезвычайно оригинальной и логически объясняющей явления и посоветовал Сванте продолжать работу. Аррениус решил дать теоретическое обоснование идеи и подготовить публикацию.
Описание экспериментальной части, вычисления и обобщение результатов были уже готовы. Оставалось лишь продумать и написать вторую, самую важную часть — теоретические выводы относительно состояния вещества в водном растворе. Получилась довольно большая по объему рукопись, поэтому пришлось разделить ее на две отдельные статьи. Первую из них Аррениус озаглавил «Исследование электропроводности электролитов», а вторую — «Химическая теория электролитов» [349] . Обе статьи были обсуждены и рекомендованы к печати Академией наук в Стокгольме 6 июня 1883 года. Они были опубликованы в восьмом томе журнала «Труды Королевской Академии наук», который вышел из печати в начале 1884 года.
349
“Recherehes sur la conductibilite galvanique des electrolytes”, “Th6orie chimique des electrolytes”. Опубликованы в “Bihang till Kongliga Svenska Vetenskaps — Akademiens Handlingar”. Stockholm, 7, № 13 (63 p.) и № 14 (89 p.). Общий объем статей 152 страницы.
Аррениус мечтал остаться работать в Упсале. Получив оттиски обеих статей, он представил их в университет в качестве диссертационной работы. Совет принял их и назначил экзамен на май 1884 года. Аррениус получил одобрение комиссии. Устный экзамен он сдал отлично. Оставалось получить отзыв профессоров Клеве и Талена о качестве диссертационной работы.
Экспериментальная часть работы ни у кого не вызывал возражений. Профессор Тален остался доволен, но новые взгляды на диссоциацию электролитов в водном растворе показались ему сомнительными. Захватив с собой материалы, он отправился в кабинет своего коллеги.
— Что вы скажете о теории Аррениуса, Клеве? — спросил Тален, заранее уверенный, что получит отрицательный ответ. Клеве не принимал идею Аррениуса главным образом потому, что не допускал существования разницы между атомами и ионами.
— Чистая фантазия. Не могу себе представить, как, например, хлорид калия распадается в воде на ионы. Возможно ли, чтобы калий самостоятельно существовал в растворе? Любой ученик знает, что калий дает бурную реакцию с водой, причем образуется едкое кали и водород. А хлор? Водный раствор его имеет желто-зеленый цвет и сильно ядовит, а раствор хлорида калия бесцветен и совершенно безвреден.