نظرية فانت هوف. سيرة شخصية. الديناميكيات الكيميائية والحركية

في قائمة الفائزين بجائزة نوبل في الكيمياء ، كان اسم Van't Hoff في الأعلى. حصل على جائزة نوبل عام 1901 "لاكتشافه قوانين الديناميكيات الكيميائية والضغط الاسموزي في المحاليل".

ولد Jacob-Hendrik Van't Hoff (1852-1911) - أحد علماء الكيمياء الفيزيائية البارزين ، ومؤسسي الكيمياء الفيزيائية الحديثة - في روتردام (هولندا) في عائلة طبيب. كان ليعقوب أربعة إخوة وأختان. مات اثنان من الأخوة في سن الطفولة. ماتت أخت يعقوب ، ماريا البالغة من العمر ثماني سنوات ، والتي كانت تكبره بثلاث سنوات بسبب مرض السل.

في عام 1874 ، في جامعة أوتريخت ، دافع Van't Hoff عن أطروحة الدكتوراه الخاصة به حول دراسة بعض الأحماض العضوية ، وأصبح دكتوراه في الرياضيات والفلسفة الطبيعية. ومع ذلك ، لم تجد له أي جامعة في هولندا مكانًا للعمل ، حتى أنه حُرم من منصب مدرس كيمياء. لمدة عامين ، كان على Van't Hoff أن يعطي دروسًا خاصة في الكيمياء والفيزياء. لم يحصل حتى عام 1876 على أول منصب له كأستاذ مساعد في المدرسة البيطرية في أوترخت ؛ هنا أصبح مشهورًا بعد نشر العمل على هياكل الجزيئات. في عام 1878 تم انتخاب فانت هوف أستاذًا للكيمياء وعلم المعادن والجيولوجيا في جامعة أمستردام التي تأسست حديثًا. في نفس العام ، تزوج ابنة تاجر من روتردام ، جيني ميس ، التي أحبها لفترة طويلة والتي سيعيش معها حتى نهاية أيامه.

في عام 1896 ، تم انتخاب Van't Hoff كعضو كامل العضوية في أكاديمية برلين للعلوم ، وانتقل هو وعائلته إلى برلين.

طغت وفاة أقاربه وأصدقائه على السنوات الأخيرة من حياة فانت هوف: في عام 1902 ، عن عمر يناهز 85 عامًا ، توفي والده ، بعد ست سنوات ، زوج ابنته ، زوج ابنته يوجينيا ، أطلق النار على نفسه ، مات شقيقه الأصغر بعد فترة وجيزة ؛ ابنة أخرى غادرت إلى الولايات المتحدة ضد رغبة والديها. في بداية عام 1907 ، أصيب فانت هوف بمرض السل الرئوي ، وعولج كل صيف ، لكن المرض تقدم ، وفي عام 1911 توفي. كتب شقيقه الأكبر ، الطبيب ، في وقت لاحق أن "الانتقال من الحياة إلى الموت كان هادئًا ، بما يتماشى تمامًا مع الرغبة الوحيدة التي أعرب عنها في لحظات وعيه".

كان الكيميائي جاكوب هندريك فانت هوف أحد هؤلاء العلماء الذين كان العلم بالنسبة لهم شغفًا حقيقيًا ومعنى للحياة. حتى في الطفولة المبكرة ، بعد أن شعر بدعوته الحقيقية ، لم يتراجع عن المسار المقصود ، وعمل بلا كلل ، وتحسين نفسه كعالم وكإنسان. كان ذروة الاعتراف بعمله في المجال العلمي هو حصوله على جائزة نوبل ، فضلاً عن التكريم المستحق في العالم العلمي.

يعتبر Van't Hoff أحد أهم الشخصيات التي أثرت في تطوير وتشكيل الكيمياء كعلم.

السنوات الأولى لفانت هوف

ولد Van't Hoff في عائلة هولندية محترمة وذكية ، ومع ذلك ، لم تكن نواياه في أن يصبح عالمًا موضع ترحيب كبير. كانت مسقط رأس الكيميائي المستقبلي روتردام ، حيث ولد في 30 أغسطس 1852. كانت العائلة كبيرة. كان يعقوب الطفل الثالث ، بعده ولد أربعة آخرون. كان والد جاكوب طبيبًا ممارسًا ناجحًا إلى حد ما ، وفي الوقت نفسه كانت لديه هواية مثيرة للاهتمام للغاية - كان معروفًا بأنه متذوق بارع ومتذوق لعمل شكسبير. لذلك ، كان الأدب محبوبًا تقليديًا في المنزل ، كما استوعب يعقوب المتزايد هذا الحب. كان لعمل بايرون ، على وجه الخصوص ، تأثير كبير عليه.

كانت أول مؤسسة تعليمية لجاكوب هي المدرسة الثانوية في روتردام. لاحظ المعلمون على الفور قدرة جاكوب غير العادية على إتقان العلوم الدقيقة ، بالإضافة إلى حب عاطفي للشعر.

كان الآباء ، الذين يرون أيضًا موهبة ابنهم ، يحلمون بحياته المهنية اللامعة كمهندس. عندما بدأ يعقوب في إظهار الاهتمام بالتجارب الكيميائية وحدد مستقبل عالم لنفسه ، كان رد فعل أقاربه باردًا إلى حد ما لمثل هذه الحماسة ، معتبرين أن مهنة علمية ليست واعدة جدًا. لذلك ، على عكس رغبات الابن ، أصر الوالدان على قبوله في مدرسة البوليتكنيك الواقعة في دلفت.

يجب منح هذا الشاب الموهوب الفضل ، لأنه بدون أن يكون لديه شغف خاص بإتقان مهنة الهندسة ، كان قادرًا على أن يصبح أفضل خريج في المدرسة في الدورة. سمح ذلك لجاكوب بدخول جامعة ليدن المرموقة في عام 1871 دون اجتياز امتحانات القبول. لكن بعد أن درس هنا في كلية الرياضيات الطبيعية ، أدرك جاكوب أن دراسة الرياضيات لم تكن طريقه. لذلك ، بعد عام واحد فقط من الدراسة ، قرر فانت هوف الانتقال إلى الجامعة في بون لدراسة الكيمياء التي يحبها كثيرًا. أصبح العالم الموهوب فريدريش كيكول ، الذي صنع لنفسه بالفعل اسمًا ، قائدًا للطالب الشاب.

بداية مسيرة علمية

قضى عامين في بون في البحث العلمي تحت إشراف كيكولي جلبًا للكيميائي الشاب جاكوب فانت هوف أول إنجاز مهم له - اكتشف حمض البروبيونيك ، الذي يستخدم الآن لإنتاج بعض الأدوية ومبيدات الأعشاب. عند رؤية عالم واعد في فانت هوف ، نصحه كيكول بمواصلة عمله العلمي بالفعل في باريس ، تحت إشراف البروفيسور تشارلز أدولف وورتز ، وهو متخصص معروف في مجال التخليق العضوي.

كانت نتيجة العمل في باريس كتابة أطروحة دكتوراه ، دافع عنها فانت هوف بنجاح في جامعة أوتريخت ، ليصبح دكتوراه في العلوم في سن 22.

تم إنتاج صدى كبير في العالم العلمي في ذلك الوقت من خلال مقال كتبه فانت هوف ، حيث شرح الظاهرة ، المكتشفة في بداية القرن التاسع عشر ، لتغيير اتجاه حركة الضوء. شعاع عند المرور من خلال بعض المواد الكيميائية على شكل بلورات. وفقًا لفانت هوف ، فإن مثل هذا التغيير في تدفق الضوء في الجزيء ناتج عن ظهور أيزومرات خاصة تمثل صورًا معكوسة بالنسبة لبعضها البعض. كما يحدث غالبًا في العالم العلمي ، في نفس الوقت تقريبًا مع فانت هوف ، اقترح زميله لا بيل مثل هذه النظرية ، بينما توصل كلا العالمين إلى نفس الاستنتاجات ، حيث يعمل كل منهما بشكل مستقل عن الآخر. بالنسبة لبعض الكيميائيين ، بدت مثل هذه النظرية سخيفة تقريبًا ومنفصلة عن الواقع ، ولكن على الرغم من ذلك ، فقد كانت في النهاية بمثابة أحد أسس علم الكيمياء الفراغية الجديد ، والذي كان مجال دراسته هو التركيب المكاني. من الجزيئات.

النشاط التدريسي والعمل العلمي الإضافي

على الرغم من القدرات المتميزة للغاية والنهج غير القياسي للبحث ، فإن مهنة Van't Hoff ككيميائي لم تتطور بسرعة كبيرة. لبعض الوقت ، كان المصدر الرئيسي لدخله هو الدروس الخصوصية في الفيزياء والكيمياء ، والتي لم تساهم بأي شكل من الأشكال في ازدهار فانت هوف كشخصية علمية جادة. في وقت لاحق ، في نفس أوتريخت ، تلقى دعوة إلى منصب مدرس الفيزياء في المدرسة ، وبعد عام أخذ مكان محاضر في جامعة أمستردام ، وبعد ذلك بقليل أصبح أستاذًا فيها. كرس سنوات عديدة من حياته للعمل هنا ، وإلقاء المحاضرات بانتظام وإجراء البحوث.

يجب أن يقال إن نجاح Van't Hoff وإنجازاته تم تسهيله إلى حد كبير من خلال معرفته المهنية الشاملة في مجال الرياضيات ، والتي لم يمتلكها كل كيميائي. سمح هذا للعالم بالاقتراب من حل العديد من المشكلات من زاوية جديدة ، والوصول في النهاية إلى ارتفاعات كبيرة في النشاط العلمي. كانت جائزة نوبل التي مُنحت له في عام 1901 نتيجة الاعتراف بالأهمية التي لا تقدر بثمن لعمله في الثمانينيات من القرن التاسع عشر في مجال الديناميات الكيميائية ، حيث ابتكر فانت هوف أحد أشهر أعماله حول هذا الموضوع. ، مقالات عن الديناميات الكيميائية.

في أواخر الثمانينيات ، أصبح فانت هوف أحد مؤسسي مجلة الكيمياء الفيزيائية. في هذا الوقت ، كان العالم المعروف بالفعل مرشحًا مرغوبًا فيه لمنصب الأستاذية في جامعات مختلفة ، على وجه الخصوص ، تلقى عرضًا ليصبح أستاذًا في جامعة لايبزيغ المزدهرة.

ومع ذلك ، لم يكن Van't Hoff في عجلة من أمره بشأن القرار ، لأن إدارة الجامعة في أمستردام في ذلك الوقت خططت لبناء مختبر كيميائي جديد. ومع ذلك ، سرعان ما قرر العالم قبول أحد العروض ، وانتقل في النهاية إلى برلين للعمل في جامعة مرموقة ومعروفة في العاصمة الألمانية. هنا ، تلقى Van't Hoff معدات معملية ممتازة تحت تصرفه وكان قادرًا على تكريس نفسه بحرية وكاملة لعمله المحبوب.

كان مجال البحث العلمي للهولندي البارز في ذلك الوقت هو الكيمياء الفيزيائية ، وكان يعمل أيضًا في دراسة الإنزيمات. أثرت نتائج جميع أعماله بشكل كبير في تشكيل الكيمياء كعلم ، وكانت جائزة نوبل التي حصل عليها أول كيميائي تُمنح.

عائلة

في عام 1878 ، تزوج فانت هوف من يوهان فرانسين ميس ، الذي كان مثله من روتردام. كان لديهم أربعة أطفال - ابنان وبنتان.

السنوات الاخيرة

قضى العالم بقية حياته يعيش ويعمل في ألمانيا. كان عضوًا في العديد من المنظمات العلمية وحصل على درجات فخرية ليس فقط في الجامعات الأوروبية ولكن أيضًا في الجامعات الأمريكية. بالإضافة إلى النشاط العلمي ، الذي كرس حياته كلها له ، لم يتوقف جاكوب فانت هوف أبدًا عن الإعجاب بالفن ، ولا سيما شعره المحبوب. كان أيضًا مغرمًا جدًا بالفلسفة ، وكان يحب قضاء بعض الوقت في الطبيعة.

كان سبب وفاة العالم مرض السل ، الذي كان في ذلك الوقت من أكثر الأمراض شيوعًا وخطورة. توفي العالم العظيم في 1 مارس 1911 في ألمانيا Steglitz (اليوم أحد أحياء برلين).

أهمية وموثوقية المعلومات أمر مهم بالنسبة لنا. إذا وجدت خطأ أو عدم دقة ، فيرجى إخبارنا بذلك. قم بتمييز الخطأواضغط على اختصار لوحة المفاتيح السيطرة + أدخل .

بعد العمل لفترة قصيرة في مصنع السكر ، قام V.-G. في عام 1871 أصبح طالبًا في كلية العلوم الطبيعية والرياضيات في جامعة ليدن. ومع ذلك ، انتقل في العام التالي إلى جامعة بون لدراسة الكيمياء على يد فريدريش أوغست كيكول. بعد ذلك بعامين ، واصل عالم المستقبل دراسته في جامعة باريس ، حيث أكمل أطروحته. بعد عودته إلى هولندا ، قدمها للدفاع في جامعة أوتريخت.

حتى في بداية القرن التاسع عشر. لاحظ الفيزيائي الفرنسي جان بابتيست بيوت أن الأشكال البلورية لبعض المواد الكيميائية يمكن أن تغير اتجاه أشعة الضوء المستقطب الذي يمر عبرها. أظهرت الملاحظات العلمية أيضًا أن بعض الجزيئات (تسمى أيزومرات بصرية) تقوم بتدوير مستوى الضوء في الاتجاه المعاكس للاتجاه الذي تدور فيه الجزيئات الأخرى ، على الرغم من أن كلا من الأول والثاني جزيئات من نفس النوع وتتكون من نفس العدد من الذرات. بعد ملاحظة هذه الظاهرة في عام 1848 ، افترض لويس باستير أن هذه الجزيئات هي صور معكوسة لبعضها البعض وأن ذرات هذه المركبات مرتبة في ثلاثة أبعاد.

في عام 1874 ، قبل بضعة أشهر من الدفاع عن أطروحته ، ج. نشر مقالًا مؤلفًا من 11 صفحة بعنوان "محاولة لتوسيع مساحة الصيغ الكيميائية الهيكلية الحالية. مع ملاحظة حول العلاقة بين النشاط البصري والمكونات الكيميائية للمركبات العضوية").

في هذه المقالة ، اقترح نسخة بديلة من النماذج ثنائية الأبعاد التي تم استخدامها في ذلك الوقت لتصوير تركيبات المركبات الكيميائية. V.-G. اقترح أن النشاط البصري للمركبات العضوية يرتبط بتركيب جزيئي غير متماثل ، حيث توجد ذرة الكربون في وسط رباعي الوجوه ، وفي أركانها الأربعة توجد ذرات أو مجموعات من الذرات تختلف عن بعضها البعض. وبالتالي ، فإن تبادل الذرات أو مجموعات الذرات الموجودة في زوايا رباعي الوجوه يمكن أن يؤدي إلى ظهور جزيئات متطابقة في التركيب الكيميائي ، ولكنها صور معكوسة لبعضها البعض في التركيب. هذا يفسر الاختلافات في الخصائص البصرية.

بعد شهرين ، في فرنسا ، توصل V.-G. صديقه في جامعة باريس جوزيف أشيل لو بيل. بعد أن وسع مفهوم ذرة الكربون غير المتماثلة رباعي السطوح ليشمل المركبات التي تحتوي على روابط كربون-كربون مزدوجة (حواف مشتركة) وروابط ثلاثية (وجوه مشتركة) ، V.-G. جادل بأن هذه الأيزومرات الهندسية تجعل حواف ووجوه رباعي الوجوه اجتماعيًا. نظرًا لأن نظرية van't Hoff - Le Bel كانت مثيرة للجدل للغاية ، فإن V.-G. لم يجرؤ على تقديمها كأطروحة دكتوراه. وبدلاً من ذلك ، كتب أطروحة بحثية عن الأحماض السيانوية والمالونية ، وفي عام 1874 حصل على الدكتوراه في الكيمياء.

الاعتبارات V.-G. حول ذرات الكربون غير المتماثلة نُشرت في مجلة هولندية ولم تترك انطباعًا كبيرًا إلا بعد عامين تمت ترجمة ورقته إلى الفرنسية والألمانية. أولاً ، سخر الكيميائيون المشهورون من نظرية van't Hoff-Le Bel مثل A.V. هيرمان كولبي ، الذي وصفها بأنها "هراء خيالي ، خالية تمامًا من أي أساس واقعي وغير مفهومة تمامًا للباحث الجاد." ومع ذلك ، بمرور الوقت ، شكلت أساس الكيمياء الفراغية الحديثة - مجال الكيمياء الذي يدرس التركيب المكاني للجزيئات.

تشكيل المهنة العلمية لـ V.-G. ذهب ببطء. في البداية ، كان عليه أن يعطي دروسًا خصوصية معلن عنها في الكيمياء والفيزياء ، وفي عام 1976 فقط حصل على منصب محاضر في الفيزياء في المدرسة البيطرية الملكية في أوترخت. في العام التالي أصبح محاضرًا (ولاحقًا أستاذًا) للكيمياء النظرية والفيزيائية في جامعة أمستردام. هنا ، على مدار الثمانية عشر عامًا التالية ، ألقى خمس محاضرات كل أسبوع حول الكيمياء العضوية ومحاضرة واحدة عن علم المعادن وعلم البلورات والجيولوجيا وعلم الأحافير ، كما أدار المختبر الكيميائي.

على عكس معظم الكيميائيين في عصره ، فإن V.-G. لديه خلفية صلبة في الرياضيات. كان مفيدًا للعالم عندما تولى المهمة الصعبة المتمثلة في دراسة معدل التفاعلات والظروف التي تؤثر على التوازن الكيميائي. نتيجة للعمل المنجز ، V.-G. اعتمادًا على عدد الجزيئات المشاركة في التفاعل ، صنف التفاعلات الكيميائية على أنها أحادية الجزيء وثنائية الجزيء ومتعددة الجزيئات ، كما حدد أيضًا ترتيب التفاعلات الكيميائية للعديد من المركبات.

افضل ما في اليوم

بعد بداية التوازن الكيميائي في النظام ، تستمر التفاعلات الأمامية والعكسية بنفس المعدل دون أي تحويلات نهائية. إذا زاد الضغط في مثل هذا النظام (تغيرت الظروف أو تغير تركيز مكوناته) ، تتغير نقطة التوازن بحيث ينخفض ​​الضغط. تمت صياغة هذا المبدأ في عام 1884 من قبل الكيميائي الفرنسي هنري لويس لو شاتيلير. في نفس العام ، V.-G. طبقت مبادئ الديناميكا الحرارية في صياغة مبدأ التوازن المتحرك الناتج عن التغيرات في درجات الحرارة. في الوقت نفسه ، قدم التسمية المقبولة عمومًا اليوم لعكس رد الفعل من خلال سهمين يشيران في اتجاهين متعاكسين. نتائج بحثه V.-G. الموضحة في "مقالات عن الديناميات الكيميائية" ("Etudes de dynamique chimique") ، التي نُشرت عام 1884.

في عام 1811 ، وجد الفيزيائي الإيطالي أميديو أفوجادرو أن أحجامًا متساوية من أي غازات عند نفس درجة الحرارة والضغط تحتوي على نفس العدد من الجزيئات. V.-G. توصل إلى استنتاج مفاده أن هذا القانون صالح أيضًا للحلول المخففة. كان الاكتشاف الذي قام به مهمًا للغاية ، حيث أن جميع التفاعلات الكيميائية وتفاعلات التبادل داخل الكائنات الحية تحدث في المحاليل. أثبت العالم أيضًا بشكل تجريبي أن الضغط الاسموزي ، وهو مقياس لميل حلين مختلفين على جانبي الغشاء لمعادلة التركيز ، في المحاليل الضعيفة تعتمد على التركيز ودرجة الحرارة ، وبالتالي ، تخضع لقوانين الغاز الخاصة بـ الديناميكا الحرارية. أجراها V.-G. كانت دراسات المحاليل المخففة هي الأساس المنطقي لنظرية التفكك الكهربائي بواسطة Svante Arrhenius. بعد ذلك ، انتقل أرينيوس إلى أمستردام وعمل مع V.-G.

في عام 1887 V.-G. و Wilhelm Ostwald دورًا نشطًا في إنشاء "مجلة الكيمياء الفيزيائية" ("Zeitschrift fur Physikalische Chemie"). كان أوستوالد قد تولى قبل فترة وجيزة منصب أستاذ الكيمياء في جامعة لايبزيغ الشاغر. V.-G. كما عرض هذا المنصب ، لكنه رفض العرض ، حيث أعلنت جامعة أمستردام استعدادها لبناء معمل كيميائي جديد للعالم. ومع ذلك ، عندما V.-G. أصبح من الواضح أن العمل التربوي الذي قام به في أمستردام ، وكذلك أداء الواجبات الإدارية ، يتداخل مع أنشطته البحثية ، وقبل عرض جامعة برلين ليحل محل أستاذ الفيزياء التجريبية. تم الاتفاق على أن يلقي المحاضرات هنا مرة واحدة فقط في الأسبوع وأن يوضع تحت تصرفه مختبر مجهز بالكامل. حدث هذا في عام 1896.

العمل في برلين ، V.-G. تشارك في تطبيق الكيمياء الفيزيائية لحل المشكلات الجيولوجية ، ولا سيما في تحليل رواسب الملح المحيطية في ستاسفورت. حتى الحرب العالمية الأولى ، كانت هذه الرواسب توفر كربونات البوتاسيوم بالكامل تقريبًا لإنتاج السيراميك والمنظفات والزجاج والصابون وخاصة الأسمدة. V.-G. كما بدأ بدراسة مشاكل الكيمياء الحيوية وبالأخص دراسة الإنزيمات التي تعمل كمحفزات للتغييرات الكيميائية الضرورية للكائنات الحية.

في عام 1901 V.-G. أصبح أول فائز بجائزة نوبل في الكيمياء التي مُنحت له "تقديراً للأهمية الكبيرة لاكتشافه لقوانين الديناميكا الكيميائية والضغط الاسموزي في الحلول". تمثل V.-G. بالنيابة عن الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم ، S. دعا أودنر العالم مؤسس الكيمياء الفراغية وأحد مبتكري نظرية الديناميات الكيميائية ، وشدد أيضًا على أن أبحاث V.-G. "ساهم بشكل كبير في الإنجازات الرائعة للكيمياء الفيزيائية."

في عام 1878 V.-G. تزوجت ابنة تاجر روتردام جوانا فرانسين ميس. كان لديهم ابنتان وولدان.

طوال حياته V.-G. كان لديه اهتمام كبير بالفلسفة والطبيعة والشعر. توفي بسبب مرض السل الرئوي في 1 مارس 1911 في ألمانيا ، في Steglitz (الآن جزء من برلين).

بالإضافة إلى جائزة نوبل ، V.-G. حصل على ميدالية ديفي من الجمعية الملكية في لندن (1893) وميدالية هيلمهولتز من الأكاديمية البروسية للعلوم (1911). كان عضوًا في الأكاديميات الملكية الهولندية والبروسية للعلوم ، والجمعيات الكيميائية البريطانية والأمريكية ، والأكاديمية الوطنية الأمريكية للعلوم ، والأكاديمية الفرنسية للعلوم. V.-G. شهادات فخرية من جامعات شيكاغو وهارفارد وييل.

يتم تحديد اعتماد معدل التفاعل الكيميائي على درجة الحرارة بواسطة قاعدة van't Hoff.

أصبح الكيميائي الهولندي فانت هوف جاكوب هندريك ، مؤسس الكيمياء الفراغية ، في عام 1901 أول حائز على جائزة نوبل في الكيمياء. تم تكريمها لاكتشافها قوانين الديناميكيات الكيميائية والضغط الاسموزي. قدم Van't Hoff أفكارًا حول التركيب المكاني للمواد الكيميائية. كان على يقين من أن التقدم في البحوث الأساسية والتطبيقية في الكيمياء يمكن تحقيقه من خلال تطبيق الأساليب الفيزيائية والرياضية. بعد أن طور عقيدة معدل التفاعلات ، ابتكر الحركية الكيميائية.

معدل التفاعل الكيميائي

لذلك ، تسمى حركية التفاعلات الكيميائية عقيدة معدل التدفق ، وحول نوع التفاعل الكيميائي الذي يحدث في سياق التفاعلات ، وحول اعتماد التفاعلات على عوامل مختلفة. ردود الفعل المختلفة لها سرعات مختلفة.

معدل التفاعل الكيميائييعتمد بشكل مباشر على طبيعة المواد الكيميائية المشاركة في التفاعل. يمكن لبعض المواد ، مثل NaOH و HCl ، أن تتفاعل في أجزاء من الثانية. وبعض التفاعلات الكيميائية تستمر لسنوات. مثال على مثل هذا التفاعل هو صدأ الحديد.

يعتمد معدل التفاعل أيضًا على تركيز المواد المتفاعلة. كلما زاد تركيز المواد المتفاعلة ، زاد معدل التفاعل. مع استمرار التفاعل ، ينخفض ​​تركيز المواد المتفاعلة ، وبالتالي يتباطأ معدل التفاعل أيضًا. أي ، في اللحظة الأولى ، تكون السرعة دائمًا أعلى من أي لحظة لاحقة.

V \ u003d (نهاية C - بداية C) / (نهاية t - بداية t)

يتم تحديد تركيزات الكواشف على فترات منتظمة.

حكم فانت هوف

عامل مهم يعتمد عليه معدل التفاعلات هو درجة الحرارة.

كل الجزيئات تتصادم مع الجزيئات الأخرى. عدد الاصطدامات في الثانية مرتفع للغاية. لكن ، مع ذلك ، لا تسير التفاعلات الكيميائية بسرعة كبيرة. يحدث هذا لأنه خلال مسار التفاعل ، يجب أن تتجمع الجزيئات في مركب نشط. ويمكن للجزيئات النشطة فقط تكوينه ، وتكون طاقته الحركية كافية لذلك. مع وجود عدد قليل من الجزيئات النشطة ، يستمر التفاعل ببطء. مع ارتفاع درجة الحرارة ، يزداد عدد الجزيئات النشطة. لذلك ، سيكون معدل التفاعل أعلى.

يعتقد Van't Hoff أن معدل التفاعل الكيميائي هو تغيير منتظم في تركيز المواد المتفاعلة لكل وحدة زمنية. لكنها ليست دائما موحدة.

تنص قاعدة Van't Hoff على ذلك لكل 10 درجات زيادة في درجة الحرارة ، يزيد معدل التفاعل الكيميائي بمقدار 2-4 مرات .

رياضيا ، تبدو قاعدة Van't Hoff كما يلي:

أين الخامس 2 T2، لكن الخامس 1 هو معدل التفاعل عند درجة الحرارة ر 1 ؛

ɣ هو معامل درجة حرارة معدل التفاعل. هذا المعامل هو نسبة ثوابت المعدل عند درجة الحرارة ر + 10و ر.

حتى إذا ɣ \ u003d 3 ، وعند 0 درجة مئوية ، يستمر التفاعل 10 دقائق ، ثم عند 100 درجة مئوية ، سيستمر 0.01 ثانية فقط. تفسر الزيادة الحادة في معدل التفاعل الكيميائي بزيادة عدد الجزيئات النشطة مع زيادة درجة الحرارة.

لا تنطبق قاعدة Van't Hoff إلا في نطاق درجة الحرارة من 10-400 درجة مئوية. لا تلتزم بقاعدة Van't Hoff والتفاعلات التي تشارك فيها الجزيئات الكبيرة.

جاكوب فانت هوف

حصل Van't Hoff على جائزة نوبل الأولى في الكيمياء لاكتشافه قوانين الديناميات الكيميائية والضغط الاسموزي. كانت هذه الجائزة العالية بمثابة علامة على أهمية مجال العلوم الشاب - الكيمياء الفيزيائية.

عالم محترم للغاية ، وعضو في 52 جمعية وأكاديمية علمية ، ودكتوراه فخرية من العديد من مؤسسات التعليم العالي ، ترك Van't Hoff وراءه عددًا من النظريات الأساسية التي لا تزال ذات أهمية للكيمياء اليوم. لعبت أفكار وأفكار وآراء العالم دورًا كبيرًا في تطوير أسس علم المعادن الحديث ، وكذلك في تطوير علم الأحياء. دخل Van't Hoff تاريخ العلم كأحد مؤسسي الكيمياء الفراغية ، ونظرية التوازن الكيميائي والحركية الكيميائية ، والنظرية التناضحية للحلول ، والجيولوجيا الكيميائية.

ولد جاكوب هنريك فانت هوف في 30 أغسطس 1852 في روتردام بهولندا في عائلة طبيب. تم انتخاب أعضاء هذه العائلة مرارًا وتكرارًا ، وشغلوا مناصب انتخابية أخرى في حكومة المدينة.

بالفعل في المدرسة الابتدائية ، لاحظ المعلمون حب الصبي للموسيقى والشعر. في المستقبل ، أظهر قدرات رائعة في العلوم الطبيعية الدقيقة. بعد ترك المدرسة في عام 1869 ، التحق جاكوب بكلية الفنون التطبيقية في دلفت. وهنا ، من حيث المعرفة ، تفوق بشكل كبير على زملائه الطلاب ، وبالتالي في عام 1871 تم قبوله في جامعة ليدن دون امتحان دخول. في وقت لاحق في هذه الجامعة ، اجتاز Van't Hoff امتحان المرشح.

لكنه لم يعجبه ليدن ، وذهب إلى بون إلى عالم الكيمياء الشهير كيكول. بعد اكتشاف العلماء الشباب لحمض البروبيونيك ، أوصى كيكول طالبه بالذهاب إلى باريس للبروفيسور ويرتس ، المتخصص في التخليق العضوي.

في باريس ، أصبح جاكوب قريبًا من الكيميائي والتقني الفرنسي جوزيف أشيل لو بيل. كلاهما يتبع باهتمام بحث باستير في مجال التماثل البصري.

في ديسمبر 1874 ، دافع فانت هوف عن أطروحة الدكتوراه في جامعة أوتريخت وفي عام 1876 بدأ التدريس في المدرسة البيطرية المحلية. في خريف عام 1874 ، نشر في أوترخت ورقة قصيرة بعنوان طويل: "اقتراح للتطبيق في فضاء الصيغ الكيميائية الهيكلية الحديثة ، جنبًا إلى جنب مع ملاحظات حول العلاقة بين قوة الدوران الضوئية والتكوين الكيميائي للمركبات العضوية . "

قدم Van't Hoff أحكامًا في العلم جعلت من الممكن النظر في بنية المركبات الكيميائية من المواقف الجديدة. فكرة أن أربع ذرات هيدروجين في جزيء الميثان موزعة بالتساوي في الفضاء ، وبالتالي يمكن للمرء أن يتحدث عن شكل رباعي السطوح للجزيء يعيدنا إلى وجهات نظر كيكول. في النموذج الذي اقترحه فانت هوف ، يتم توجيه التكافؤات الأربعة لذرة الكربون إلى رؤوس رباعي الوجوه ، في مركز هذه الذرة. باستخدام مثل هذا النموذج ، اقترح فانت هوف أنه بسبب ارتباط الذرات أو المجموعات الذرية بالكربون ، يمكن أن يكون رباعي الوجوه غير متماثل ، واقترح ذرة كربون غير متماثلة. كتب: "في الحالة التي تكون فيها التقاربات الأربع لذرة الكربون مشبعة بأربع مجموعات أحادية التكافؤ مختلفة ، فمن الممكن الحصول على مجموعتين واثنين فقط من رباعي الأسطح المختلفين ، وهما صورة معكوسة لبعضهما البعض ولا يمكن الجمع بينهما عقليًا ، وذلك هو أننا نتعامل مع صيغتين هيكليتين في الفضاء.

كانت مقالة Van't Hoff الجديدة "الكيمياء في الفضاء" (1875) ، حيث عبر عن كل هذه الاعتبارات ، بمثابة بداية لمرحلة جديدة في تطوير الكيمياء العضوية. سرعان ما تلقى رسالة من الأستاذ Wislicenus ، أحد أشهر الخبراء في هذا المجال: "أود الحصول على إذن لترجمة مقالتك إلى الألمانية بواسطة مساعدي الدكتور هيرمان. لقد جلب لي تطورك النظري فرحة كبيرة. لا أرى فيها مجرد محاولة بارعة للغاية لشرح الحقائق غير المفهومة حتى الآن ، ولكني أعتقد أيضًا أنها ستكتسب أهمية في صنع الحقبة في علمنا ".

نُشرت ترجمة المقال عام 1876. بحلول هذا الوقت ، كان Van't Hoff قد حصل على منصب مساعد في الفيزياء في المعهد البيطري في أوتريخت.

ذهب دور كبير في الترويج لوجهات النظر الجديدة لفانت هوف عن غير قصد إلى الأستاذ ج. كولبي من لايبزيغ. وبصورة حادة ، عبر عن ملاحظاته حول مقال العالم الهولندي: "بعض الأطباء يا. يبدو أن van't Hoff من المعهد البيطري في أوترخت ليس لديه طعم لإجراء أبحاث كيميائية دقيقة. إنه أكثر ملاءمة له أن يجلس على بيغاسوس (ربما استعار من المعهد البيطري) ويعلن في كتابه "الكيمياء في الفضاء" أنه ، كما بدا له خلال رحلة جريئة إلى مادة كيميائية بارناسوس ، توجد الذرات في الفضاء بين الكواكب . بطبيعة الحال ، كان كل من قرأ هذا التوبيخ الحاد مهتمًا بنظرية فانت هوف. وهكذا بدأ انتشاره السريع في العالم العلمي. الآن يمكن أن يردد فان هوف كلمات معبوده بايرون: "ذات صباح استيقظت أحد المشاهير." بعد أيام قليلة من نشر المقال ، عُرض على كولبي فانت هوف منصبًا تدريسيًا في جامعة أمستردام ، ومنذ عام 1878 أصبح أستاذًا للكيمياء.

من 1877 إلى 1896 كان فانت هوف أستاذًا للكيمياء وعلم المعادن والجيولوجيا في جامعة أمستردام التي تأسست حديثًا. كانت زوجته ، جيني فانت هوف ميس ، إلى جانبه دائمًا. تمكنت من التعامل ليس فقط مع المنزل والأطفال ، ولكنها تمكنت أيضًا من خلق جو إبداعي حقيقي لزوجها.

ظهر اهتمام Van't Hoff بالبحث عن الأنماط الأكثر عمومية في عمله الرائع آراء حول الكيمياء العضوية. لكن سرعان ما تحول العالم إلى دراسة الديناميات الكيميائية. أوجز وجهات نظره حول هذه المسألة في كتاب مقالات عن الديناميات الكيميائية (1884).

طور Van't Hoff عقيدة معدل التفاعلات وبالتالي أنشأ أسس الخواص الحركية الكيميائية. لقد عرّف معدل التفاعل بأنه تغيير منتظم ، ولكن بعيدًا عن التوحيد دائمًا ، في تركيز المواد المتفاعلة لكل وحدة زمنية. تمكن من صياغة هذا النمط في شكل رياضي عام. ساهم إنشاء اعتماد معدل التفاعل على عدد الجزيئات المتفاعلة ، بالإضافة إلى الأفكار الجديدة وثيقة الصلة بفانت هوف حول طبيعة التوازن الكيميائي ، بشكل كبير في التقدم الكبير للكيمياء النظرية.

في الوقت نفسه ، وجد أن التوازن الكيميائي ، الذي اعتبره فانت هوف نتيجة لتفاعلين موجهين متعاكسين يسيران بنفس المعدل (عملية عكسية) ، يعتمد على درجة الحرارة. ربط فانت هوف مفهوم التوازن الكيميائي بمبدأي الديناميكا الحرارية المعروفين بالفعل في ذلك الوقت. كانت أهم نتيجة لهذا العمل اشتقاق فانت هوف لمعادلة رياضية ، والتي عكست العلاقة بين درجة حرارة التفاعل وحرارة التفاعل مع ثابت التوازن. يُعرف هذا الانتظام الآن باسم معادلة إيزوكور للتفاعل المشتقة من فانت هوف.

كانت المساهمة الرئيسية الأخرى لفانت هوف في الكيمياء النظرية خلال فترة أمستردام التي قضاها في اكتشاف التشابه بين الضغط الاسموزي وضغط الغاز. بناءً على القوانين التجريبية التي صاغها راولت حول رفع درجة الغليان وخفض نقطة تجمد الحلول ، طور Van't Hoff النظرية التناضحية للحلول في عام 1885.

يخبر K. Manolov في كتابه كيف توصل العالم إلى هذا الاكتشاف: "لماذا لا تتخيل النظام في مقياس التناضح" الماء - قسم شبه نفاذ - محلول "على شكل أسطوانة بمكبس؟ يكون المحلول في أسفل الأسطوانة ، والمكبس عبارة عن حاجز ، وفوقه يوجد ماء. هذه هي الطريقة الأساسية للديناميكا الحرارية. تنطبق مبادئ الديناميكا الحرارية للغاز أيضًا على خصائص المحاليل المخففة ".

قام Van't Hoff بسحب أسطوانة بمكبس ، في الفراغ الموجود أسفل المكبس ، كتب "حل" ، وفوق المكبس - "ماء". أظهرت الأسهم التي تشير من المحلول إلى الماء أن هناك ضغطًا في المحلول يميل إلى دفع المكبس لأعلى.

"أولاً ، تحتاج إلى حساب مقدار الشغل المطلوب حتى يتحرك المكبس لأعلى تحت تأثير الضغط الاسموزي ، ولكن يمكنك أيضًا معرفة مقدار الشغل المطلوب لإعادة المكبس لأسفل ، والتغلب على الضغط الاسموزي."

أجرى Van't Hoff العمليات الحسابية ، وملأ الورقة بالصيغ ، وها هي النتيجة النهائية!

"رائع! الاعتماد هو نفسه تمامًا مثل الغازات! التعبير مطابق تمامًا لمعادلة كلاوزيوس وكلابيرون! " أخذ Van't Hoff الورقة وكرر كل الحسابات. ”نفس النتيجة! قوانين الضغط الاسموزي مطابقة لقوانين الغازات. إذا كان للثابت نفس القيمة أيضًا ، فيمكن للمرء أن يعتبر جزيئات المادة المخففة جزيئات غاز ، متخيلًا أن المذيب قد تمت إزالته من الوعاء. يمكن حساب الثابت من بيانات Pfeffer ". التقط دفتر الملاحظات مرة أخرى ، وانزلق القلم بسرعة فوق الورقة. بالنسبة لمحاليل السكر ، كان للثابت نفس قيمة ثابت الغاز. كان التشبيه كاملا.

وجد Van't Hoff أن الجزيئات الذائبة تنتج ضغطًا تناضحيًا مساويًا للضغط الذي ستمارسه نفس الجزيئات إذا احتلت حجمًا يساوي حجم المحلول في الحالة الغازية. أظهر هذا الاكتشاف الأساسي وحدة قوانين الفيزياء والكيمياء (على الرغم من عدم الكشف عن أسباب الضغط الاسموزي).

كان لـ Van't Hoff تأثير كبير على التطوير الإضافي لنظرية التفكك ، بعد أن درس في عمله "التوازن الكيميائي في أنظمة الغازات والمحاليل المخففة" (1886).

في مارس 1896 ، غادر فانت هوف أمستردام ، وانتقل إلى برلين بدعوة من الأكاديمية البروسية للعلوم. وفقًا لاقتراح ماكس بلانك وإميل فيشر ، تم إنشاء مختبر أبحاث خاص لـ Van't Hoff في أكاديمية العلوم ، وانتخب العالم نفسه على الفور عضوًا كاملاً وأستاذًا فخريًا في جامعة برلين.

في ألمانيا ، قام بعمل تجريبي ونظري مكثف ، مما ساعد على تهيئة الظروف لتكوين رواسب ملح البوتاسيوم وخلق تقنية عقلانية لمعالجتها.

كان العالم في أمريكا عندما علم أنه حصل على جائزة نوبل الأولى في الكيمياء "تقديراً للأهمية الكبيرة لاكتشافه لقوانين الديناميكا الكيميائية والضغط الاسموزي في الحلول". في 10 ديسمبر 1901 ، اجتمع علماء بارزون من العالم في ستوكهولم. كان الاحتفال المهيب في القاعة المضاءة بشكل احتفالي بالأكاديمية السويدية للعلوم لا يُنسى حقًا.

في المساء ، في مأدبة عشاء ، أتيحت الفرصة لفانت هوف للتعبير عن شكره الصادق للشرف الكبير الذي مُنحه للجنة جوائز نوبل في الكيمياء ولرئيسها ، البروفيسور ب. كليف شخصيًا.

تمثيل العالم نيابة عن الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم ، S. وصف أودنر العالم بمؤسس الكيمياء الفراغية وأحد مبتكري نظرية الديناميات الكيميائية ، وأكد أيضًا أن بحث فانت هوف "قدم مساهمة كبيرة في الإنجازات الرائعة للكيمياء الفيزيائية".

في الأيام التالية ، وفقًا لمتطلبات لجنة نوبل ، كان على الفائزين تقديم تقارير عن الإنجازات العلمية التي حصلوا عليها من أجلها. تحدث Van't Hoff عن نظرية الحلول في محاضرته.

واصل العالم عمله ، لكن مرضًا خطيرًا مزمنًا منع فانت هوف من دراسة التأثير التخليقي للإنزيمات في كائن نباتي حي.