Teoria Van't Hoff. Biografie. Dinamica chimica si cinetica

În lista laureaților premiului Nobel pentru chimie, numele lui Van't Hoff se află în frunte. A primit Premiul Nobel în 1901 „pentru descoperirea legilor dinamicii chimice și ale presiunii osmotice în soluții”.

Jacob-Hendrik Van't Hoff (1852-1911) - unul dintre chimiștii fizico-chimiști remarcabili, fondatorii chimiei fizice moderne - s-a născut la Rotterdam (Olanda) în familia unui medic. Iacov avea patru frați și două surori. Doi dintre frați au murit în copilărie. Sora lui Jacob, Maria în vârstă de opt ani, care era cu trei ani mai mare decât el, a murit de tuberculoză.

În 1874, la Universitatea din Utrecht, Van't Hoff și-a susținut teza de doctorat despre studiul anumitor acizi organici și a devenit doctor în matematică și filozofie naturală. Cu toate acestea, niciuna dintre universitățile din Olanda nu i-a găsit un loc de muncă, chiar și lui i s-a refuzat postul de profesor de chimie. Timp de doi ani, Van't Hoff a fost nevoit să dea lecții private de chimie și fizică. Abia în 1876 a primit primul său post de profesor asistent la școala veterinară din Utrecht; aici a devenit celebru după publicarea lucrărilor privind structurile moleculelor. În 1878, Van't Hoff a fost ales profesor de chimie, mineralogie și geologie la nou înființată Universitatea din Amsterdam. În același an, se căsătorește cu fiica unui negustor din Rotterdam, Jenny Mess, pe care o iubește de mult și alături de care va trăi până la sfârșitul zilelor sale.

În 1896, Van't Hoff a fost ales membru cu drepturi depline al Academiei de Științe din Berlin, iar el și familia sa s-au mutat la Berlin.

Ultimii ani ai vieții lui Van't Hoff au fost umbriți de moartea rudelor și prietenilor săi: în 1902, la vârsta de 85 de ani, tatăl său a murit, șase ani mai târziu, ginerele său, soțul fiicei sale Eugenia. , s-a împușcat, iar la scurt timp după aceea, fratele său mai mic a murit; o altă fiică a plecat în SUA împotriva dorinței părinților ei. La începutul anului 1907, Van't Hoff s-a îmbolnăvit de tuberculoză pulmonară, a fost tratat în fiecare vară, dar boala a progresat, iar în 1911 a murit. Fratele său mai mare, medic, a scris ulterior că „trecerea de la viață la moarte a fost liniștită, complet în acord cu singura dorință pe care și-a exprimat-o în momentele de conștiință”.

Chimistul Jacob Hendrik van't Hoff a fost unul dintre acei oameni de știință pentru care știința era o adevărată pasiune și sensul vieții. Chiar și în copilărie timpurie, simțind adevărata sa chemare, el nu s-a dat înapoi de la calea propusă, lucrând neobosit, perfecționându-se atât ca om de știință, cât și ca persoană. Punctul culminant al recunoașterii muncii sale în domeniul științific a fost primirea Premiului Nobel, precum și respectul binemeritat în lumea științifică.

Van't Hoff este considerată una dintre cele mai semnificative figuri care au influențat dezvoltarea și formarea chimiei ca știință.

Primii ani ai lui van't Hoff

Van't Hoff s-a născut într-o familie olandeză venerată și inteligentă, în care, totuși, intențiile sale de a deveni om de știință nu erau foarte binevenite. Orașul natal al viitorului chimist a fost Rotterdam, unde s-a născut la 30 august 1852. Familia era mare. Iacov a fost al treilea copil, după el s-au născut încă patru. Tatăl lui Jacob era un medic practicant de succes și, în același timp, avea un hobby foarte interesant - era cunoscut ca un cunoscător subtil și un cunoscător al operei lui Shakespeare. Prin urmare, literatura a fost în mod tradițional iubită în casă, iar Iacov în creștere a absorbit și el această dragoste. Opera lui Byron, în special, a avut o influență foarte mare asupra lui.

Prima instituție de învățământ a lui Jacob a fost liceul orașului din Rotterdam. Profesorii au observat imediat capacitatea extraordinară a lui Jacob de a stăpâni științele exacte, precum și o dragoste pasionată pentru poezie.

Părinții, văzând și ei talentul fiului lor, au visat la cariera lui strălucită de inginer. Când Yakob a început să-și arate interesul pentru experimentele chimice și și-a conturat viitorul unui om de știință, rudele lui au reacționat destul de rece la un asemenea zel, considerând o carieră științifică nu foarte promițătoare. Prin urmare, contrar dorințelor fiului, părinții au insistat asupra admiterii acestuia la Școala Politehnică, situată în Delft.

Tânărului talentat trebuie să i se acorde credit, pentru că, fără a avea o pasiune deosebită pentru stăpânirea profesiei de inginer, a reușit să devină cel mai bun absolvent al școlii de pe curs. Acest lucru i-a permis lui Jacob să intre în prestigioasa Universitate Leiden în 1871, fără a trece examenele de admitere. Dar, după ce a studiat aici la facultatea de matematică naturală, Jacob și-a dat seama că studiul matematicii nu era calea lui. Prin urmare, după doar un an de studii, van't Hoff decide să se transfere la universitatea din Bonn pentru a studia chimia, pe care o iubește atât de mult. Talentatul om de știință Friedrich Kekule, care și-a făcut deja un nume, a devenit liderul tânărului student.

Începutul unei cariere științifice

Doi ani petrecuți la Bonn în cercetare științifică sub îndrumarea lui Kekule i-au adus tânărului chimist Jacob van't Hoff prima sa realizare semnificativă - a descoperit acidul propionic, care este acum folosit pentru a produce anumite medicamente și erbicide. Văzând un om de știință promițător în van't Hoff, Kekule îl sfătuiește să-și continue activitatea științifică deja la Paris, sub supravegherea profesorului Charles Adolf Wurtz, un cunoscut specialist în domeniul sintezei organice.

Rezultatul muncii la Paris a fost scrierea unei teze de doctorat, pe care Van't Hoff a susținut-o cu succes la Universitatea din Utrecht, devenind doctor în științe la vârsta de 22 de ani.

O mare rezonanță în lumea științifică de atunci a produs un articol scris de van't Hoff, în care explica fenomenul, descoperit la începutul secolului al XIX-lea, al schimbării direcției de mișcare a unei lumini. fascicul la trecerea prin unele substante chimice sub forma de cristale. Potrivit lui van't Hoff, o astfel de modificare a fluxului de lumină într-o moleculă este cauzată de apariția unor izomeri speciali care sunt imagini în oglindă unul față de celălalt. Așa cum se întâmplă adesea în lumea științifică, aproape simultan cu van't Hoff, colegul său La Belle a propus o astfel de teorie, în timp ce ambii oameni de știință au ajuns la aceleași concluzii, lucrând independent unul de celălalt. Pentru unii chimiști, o astfel de teorie părea aproape ridicolă și divorțată de realitate, dar, în ciuda acestui fapt, în cele din urmă, aceasta a servit drept unul dintre fundamentele noii științe a stereochimiei, al cărei domeniu de studiu este structura spațială. a moleculelor.

Activitate didactică și activitate științifică ulterioară

În ciuda abilităților foarte remarcabile și a abordării non-standard a cercetării, cariera lui Van't Hoff ca chimist nu s-a dezvoltat foarte rapid. De ceva timp, principala sursă de venit a fost lecțiile private de fizică și chimie, care nu au contribuit în niciun fel la prosperitatea lui van't Hoff ca figură științifică serioasă. Mai târziu, în aceeași Utrecht, primește o invitație la postul de profesor de fizică la școală, iar după un an ia locul de lector la Universitatea din Amsterdam, puțin mai târziu devine profesor în ea. Și-a dedicat mulți ani din viață lucrului aici, dând în mod regulat prelegeri și făcând cercetări.

Trebuie spus că succesul și realizările lui Van't Hoff au fost mult facilitate de cunoștințele sale profesionale temeinice în domeniul matematicii, pe care nu le poseda orice chimist. Acest lucru i-a permis omului de știință să abordeze rezolvarea multor probleme dintr-un unghi nou, atingând în cele din urmă cote atât de semnificative în activitatea științifică. Premiul Nobel care i-a fost acordat în 1901 a fost rezultatul recunoașterii importanței inestimabile a muncii sale în anii 80 ai secolului al XIX-lea în domeniul dinamicii chimice, pe tema căreia van't Hoff a creat una dintre cele mai faimoase lucrări ale sale. , Eseuri despre dinamica chimică.

La sfârșitul anilor 1980, van't Hoff a devenit unul dintre fondatorii Journal of Physical Chemistry. În acest moment, deja binecunoscutul om de știință era un candidat de dorit pentru posturi de profesor la diferite universități, în special, a primit o ofertă de a deveni profesor la înfloritoarea Universitate din Leipzig.

Cu toate acestea, van't Hoff nu s-a grăbit cu decizia, din moment ce conducerea universităţii din Amsterdam plănuia la acea vreme construirea unui nou laborator de chimie. Cu toate acestea, în curând omul de știință decide să accepte una dintre oferte, în cele din urmă mutându-se la Berlin pentru a lucra la o universitate prestigioasă și cunoscută din capitala Germaniei. Aici, van't Hoff a primit echipament de laborator excelent la dispoziția sa și a putut să se dedice liber și complet muncii sale iubite.

Domeniul de cercetare științifică al eminentului olandez la acea vreme era chimia fizică, el a fost, de asemenea, angajat în lucrări privind studiul enzimelor. Rezultatele tuturor lucrărilor sale au influențat foarte mult formarea chimiei ca știință, iar Premiul Nobel primit a fost primul acordat unui chimist.

Familie

În 1878, van't Hoff s-a căsătorit cu Johann Francine Mees, care, la fel ca el, era din Rotterdam. Au avut patru copii - doi băieți și două fiice.

Anul trecut

Omul de știință și-a petrecut restul vieții trăind și lucrând în Germania. A fost membru al multor organizații științifice și a avut diplome onorifice nu numai în universități europene, ci și americane. Pe lângă activitatea științifică, căreia i-a fost dedicată întreaga viață, Jacob van't Hoff nu a încetat să admire arta, în special poezia sa iubită. De asemenea, îi plăcea foarte mult filozofia, îi plăcea să petreacă timpul în natură.

Cauza morții omului de știință a fost tuberculoza, la acea vreme una dintre cele mai frecvente și periculoase boli. Marele om de știință a murit la 1 martie 1911 în Steglitz german (azi unul dintre cartierele Berlinului).

Relevanța și fiabilitatea informațiilor sunt importante pentru noi. Dacă găsiți o eroare sau o inexactitate, vă rugăm să ne anunțați. Evidențiați eroareași apăsați comanda rapidă de la tastatură Ctrl+Enter .

După ce a lucrat o perioadă scurtă de timp la o fabrică de zahăr, V.-G. în 1871 a devenit student al Facultății de Științe ale Naturii și Matematică a Universității din Leiden. Cu toate acestea, chiar anul următor s-a mutat la Universitatea din Bonn pentru a studia chimia sub Friedrich August Kekule. Doi ani mai târziu, viitorul om de știință și-a continuat studiile la Universitatea din Paris, unde și-a finalizat teza. Întors în Olanda, el a prezentat-o ​​la apărarea de la Universitatea din Utrecht.

Chiar la începutul secolului al XIX-lea. Fizicianul francez Jean Baptiste Biot a observat că formele cristaline ale anumitor substanțe chimice pot schimba direcția razelor de lumină polarizată care trec prin ele. Observațiile științifice au mai arătat că unele molecule (se numesc izomeri optici) rotesc planul luminii în direcția opusă celei în care alte molecule îl rotesc, deși atât prima, cât și a doua sunt molecule de același tip și constau din același număr de atomi. Observând acest fenomen în 1848, Louis Pasteur a emis ipoteza că astfel de molecule sunt imagini în oglindă unele ale altora și că atomii unor astfel de compuși sunt aranjați în trei dimensiuni.

În 1874, cu câteva luni înainte de a-și susține dizertația, V.-G. a publicat un articol de 11 pagini intitulat „An Tent to Extend to Space the Present Structural Chemical Formulae. With an Observation on the Relationship Between Optical Activity and the Chemical Constituents of Organic Compounds”).

În acest articol, el a propus o versiune alternativă a modelelor bidimensionale care erau folosite la acea vreme pentru a descrie structurile compușilor chimici. V.-G. a sugerat că activitatea optică a compușilor organici este asociată cu o structură moleculară asimetrică, atomul de carbon fiind situat în centrul tetraedrului, iar la cele patru colțuri ale acestuia sunt atomi sau grupuri de atomi care diferă unul de celălalt. Astfel, schimbul de atomi sau grupuri de atomi situate la colțurile unui tetraedru poate duce la apariția unor molecule care sunt identice ca compoziție chimică, dar care sunt imagini în oglindă unele cu altele ca structură. Aceasta explică diferențele de proprietăți optice.

Două luni mai târziu, în Franța, la concluzii similare au ajuns și V.-G. prietenul său de la Universitatea din Paris, Joseph Achille Le Bel. După ce a extins conceptul de atom de carbon tetraedric asimetric la compuși care conțin duble legături carbon-carbon (margini comune) și legături triple (fețe comune), V.-G. a susținut că acești izomeri geometrici socializează marginile și fețele tetraedrului. Întrucât teoria lui van't Hoff - Le Bel a fost extrem de controversată, V.-G. nu a îndrăznit să o depună ca teză de doctorat. În schimb, a scris o dizertație despre acizii cianoacetic și malonic, iar în 1874 și-a luat doctoratul în chimie.

Consideraţii V.-G. despre atomii de carbon asimetrici au fost publicate într-un jurnal olandez și nu au făcut prea multă impresie decât doi ani mai târziu, lucrarea sa a fost tradusă în franceză și germană. În primul rând, teoria van't Hoff-Le Bel a fost ridiculizată de chimiști celebri precum A.V. Hermann Kolbe, care a numit-o „prostii fantastice, complet lipsite de orice bază faptică și complet de neînțeles pentru un cercetător serios”. Cu toate acestea, de-a lungul timpului, a stat la baza stereochimiei moderne - domeniul chimiei care studiază structura spațială a moleculelor.

Formarea carierei științifice a lui V.-G. a mers încet. La început, a fost nevoit să dea lecții private de chimie și fizică anunțate, iar abia în 1976 a primit un post de lector în fizică la Școala Regală Veterinară din Utrecht. În anul următor a devenit lector (și mai târziu profesor) de chimie teoretică și fizică la Universitatea din Amsterdam. Aici, în următorii 18 ani, a ținut cinci prelegeri în fiecare săptămână despre chimia organică și o prelegere despre mineralogie, cristalografie, geologie și paleontologie și a condus și laboratorul de chimie.

Spre deosebire de majoritatea chimiștilor din vremea lui, V.-G. avea o pregătire solidă în matematică. I-a fost util omului de știință când și-a asumat sarcina dificilă de a studia viteza reacțiilor și condițiile care afectează echilibrul chimic. Ca urmare a muncii depuse, V.-G. în funcție de numărul de molecule implicate în reacție, el a clasificat reacțiile chimice în monomoleculare, bimoleculare și multimoleculare și, de asemenea, a determinat ordinea reacțiilor chimice pentru mulți compuși.

Cel mai bun de azi

După apariția echilibrului chimic în sistem, atât reacțiile directe, cât și cele inverse au loc la aceeași viteză, fără transformări finale. Dacă presiunea într-un astfel de sistem crește (condițiile se schimbă sau se modifică concentrația componentelor sale), punctul de echilibru se deplasează astfel încât presiunea scade. Acest principiu a fost formulat în 1884 de chimistul francez Henri Louis Le Chatelier. În același an, V.-G. a aplicat principiile termodinamicii în formularea principiului echilibrului mobil rezultat din schimbările de temperatură. În același timp, el a introdus denumirea general acceptată astăzi a reversibilității unei reacții prin două săgeți îndreptate în direcții opuse. Rezultatele cercetării sale V.-G. subliniat în „Eseuri de dinamică chimică” („Etudes de dynamique chimique”), publicat în 1884.

În 1811, fizicianul italian Amedeo Avogadro a descoperit că volume egale de orice gaz la aceeași temperatură și presiune conțin același număr de molecule. V.-G. a ajuns la concluzia că această lege este valabilă și pentru soluțiile diluate. Descoperirea pe care a făcut-o a fost foarte importantă, deoarece toate reacțiile chimice și reacțiile de schimb din interiorul ființelor vii au loc în soluții. Omul de știință a mai stabilit experimental că presiunea osmotică, care este o măsură a tendinței a două soluții diferite de pe ambele părți ale membranei de a egaliza concentrația, în soluții slabe depinde de concentrație și temperatură și, prin urmare, respectă legile gazelor ale termodinamica. Dirijată de V.-G. studiile soluțiilor diluate au fost raționamentul teoriei disocierii electrolitice a lui Svante Arrhenius. Ulterior, Arrhenius s-a mutat la Amsterdam și a lucrat cu V.-G.

În 1887 V.-G. iar Wilhelm Ostwald a luat parte activ la crearea „Journal of Physical Chemistry” („Zeitschrift fur Physikalische Chemie”). Ostwald ocupase cu puțin timp înainte postul vacant de profesor de chimie la Universitatea din Leipzig. V.-G. a oferit și această poziție, dar a respins oferta, deoarece Universitatea din Amsterdam și-a anunțat disponibilitatea de a construi un nou laborator chimic pentru om de știință. Cu toate acestea, când V.-G. a devenit evident că munca pedagogică desfășurată de el la Amsterdam, precum și îndeplinirea atribuțiilor administrative, interferează cu activitățile sale de cercetare, a acceptat oferta Universității din Berlin de a lua locul profesorului de fizică experimentală. S-a convenit ca aici să țină prelegeri doar o dată pe săptămână și să i se pună la dispoziție un laborator complet echipat. Acest lucru s-a întâmplat în 1896.

Lucrând la Berlin, V.-G. angajat în aplicarea chimiei fizice pentru rezolvarea problemelor geologice, în special în analiza zăcămintelor de sare oceanică din Stasfurt. Până la Primul Război Mondial, aceste zăcăminte au furnizat aproape în totalitate carbonat de potasiu pentru producția de ceramică, detergenți, sticlă, săpun și mai ales îngrășăminte. V.-G. de asemenea, a început să studieze problemele biochimiei, în special studiul enzimelor, care servesc drept catalizatori pentru schimbările chimice necesare organismelor vii.

În 1901 V.-G. a devenit primul laureat al Premiului Nobel pentru Chimie, care i-a fost acordat „în semn de recunoaștere a marii importanțe a descoperirii sale a legilor dinamicii chimice și ale presiunii osmotice în soluții”. Reprezentând V.-G. în numele Academiei Regale de Științe Suedeze, S.T. Odner l-a numit pe om de știință fondatorul stereochimiei și unul dintre creatorii teoriei dinamicii chimice și, de asemenea, a subliniat că cercetările lui V.-G. „a contribuit în mod semnificativ la realizările remarcabile ale chimiei fizice”.

În 1878 V.-G. s-a căsătorit cu fiica unui comerciant din Rotterdam, Johanna Francine Mees. Au avut două fiice și doi fii.

De-a lungul vieții sale V.-G. a purtat un interes puternic pentru filozofie, natură, poezie. A murit de tuberculoză pulmonară la 1 martie 1911 în Germania, la Steglitz (acum parte a Berlinului).

Pe lângă premiul Nobel, V.-G. A primit Medalia Davy a Societății Regale din Londra (1893) și Medalia Helmholtz a Academiei Prusace de Științe (1911). A fost membru al Academiilor Regale de Științe din Țările de Jos și Prusac, al Societăților Chimice Britanice și Americane, al Academiei Naționale de Științe Americane și al Academiei Franceze de Științe. V.-G. diplome onorifice de la universitățile din Chicago, Harvard și Yale.

Dependența vitezei unei reacții chimice de temperatură este determinată de regula van't Hoff.

Chimistul olandez van't Hoff Jacob Hendrik, fondatorul stereochimiei, a devenit în 1901 primul laureat al Premiului Nobel pentru chimie. Ea a fost premiată pentru el pentru că a descoperit legile dinamicii chimice și ale presiunii osmotice. Van't Hoff a introdus idei despre structura spațială a substanțelor chimice. Era sigur că progresul în cercetarea fundamentală și aplicată în chimie poate fi realizat prin aplicarea metodelor fizice și matematice. După ce a dezvoltat doctrina vitezei reacțiilor, el a creat cinetica chimică.

Viteza unei reacții chimice

Deci, cinetica reacțiilor chimice se numește doctrina vitezei de curgere, despre ce fel de interacțiune chimică are loc în cursul reacțiilor și despre dependența reacțiilor de diferiți factori. Reacțiile diferite au viteze diferite.

Viteza unei reacții chimice depinde direct de natura substanțelor chimice implicate în reacție. Unele substanțe, cum ar fi NaOH și HCl, pot reacționa în fracțiuni de secundă. Și unele reacții chimice durează ani de zile. Un exemplu de astfel de reacție este ruginirea fierului.

Viteza unei reacții depinde și de concentrația reactanților. Cu cât concentrația de reactanți este mai mare, cu atât viteza reacției este mai mare. Pe măsură ce reacția continuă, concentrația reactanților scade și, prin urmare, viteza reacției încetinește. Adică, în momentul inițial, viteza este întotdeauna mai mare decât în ​​orice moment ulterior.

V \u003d (C end - C start) / (t final - t start)

Concentrațiile reactivilor sunt determinate la intervale regulate.

regula lui Van't Hoff

Un factor important de care depinde viteza reacțiilor este temperatura.

Toate moleculele se ciocnesc cu altele. Numărul de ciocniri pe secundă este foarte mare. Dar, cu toate acestea, reacțiile chimice nu au loc cu mare viteză. Acest lucru se întâmplă deoarece în timpul reacției, moleculele trebuie să se asambla într-un complex activat. Și numai moleculele active îl pot forma, a cărei energie cinetică este suficientă pentru aceasta. Cu un număr mic de molecule active, reacția decurge lent. Pe măsură ce temperatura crește, numărul de molecule active crește. Prin urmare, viteza de reacție va fi mai mare.

Van't Hoff credea că viteza unei reacții chimice este o schimbare regulată a concentrației de reactanți pe unitatea de timp. Dar nu este întotdeauna uniformă.

Regula lui Van't Hoff spune că pentru fiecare creștere cu 10° a temperaturii, viteza unei reacții chimice crește de 2-4 ori .

Din punct de vedere matematic, regula lui Van't Hoff arată astfel:

Unde V 2 t2, A V 1 este viteza de reacție la temperatură t1;

ɣ este coeficientul de temperatură al vitezei de reacție. Acest coeficient este raportul dintre constantele vitezei la temperatură t+10și t.

Astfel, dacă ɣ \u003d 3, iar la 0 ° C reacția durează 10 minute, apoi la 100 ° C va dura doar 0,01 sec. O creștere bruscă a vitezei unei reacții chimice se explică printr-o creștere a numărului de molecule active odată cu creșterea temperaturii.

Regula lui Van't Hoff este aplicabilă numai în intervalul de temperatură 10-400 o C. Nu respectați regula Van't Hoff și reacțiile la care participă moleculele mari.

JACOB VANT HOFF

Van't Hoff a primit primul Premiu Nobel pentru Chimie pentru descoperirea legile dinamicii chimice și ale presiunii osmotice. Acest înalt premiu a marcat importanța domeniului tânăr al științei - chimia fizică.

Om de știință foarte respectat, membru a cincizeci și două de societăți și academii științifice, doctor onorific din multe instituții de învățământ superior, Van't Hoff a lăsat în urmă o serie de teorii fundamentale care au o importanță continuă pentru chimia astăzi. Părerile, ideile și opiniile omului de știință au jucat un rol important în dezvoltarea bazelor mineralogiei moderne, precum și în dezvoltarea biologiei. Van't Hoff a intrat în istoria științei ca unul dintre fondatorii stereochimiei, a teoriei echilibrului chimic și a cineticii chimice, a teoriei osmotice a soluțiilor și a geologiei chimice.

Jacob Henrik Van't Hoff s-a născut la 30 august 1852 în Olanda, la Rotterdam, în familia unui medic. Membrii acestei familii au fost aleși în mod repetat burghiștri și au ocupat alte funcții elective în guvernul orașului.

Deja în școala elementară, profesorii au observat dragostea băiatului pentru muzică și poezie. În viitor, el a arătat abilități remarcabile pentru științele naturale exacte. După ce a părăsit școala în 1869, Jacob a intrat la politehnica din Delft. Și aici, din punct de vedere al cunoștințelor, și-a depășit semnificativ colegii de studenți și, prin urmare, în 1871 a fost admis la Universitatea din Leiden fără examen de admitere. Mai târziu, la această universitate, Van't Hoff a promovat examenul de candidat.

Dar nu i-a plăcut Leiden și s-a dus la Bonn la celebrul chimist Kekule. După descoperirea acidului propionic de către tinerii oameni de știință, Kekule i-a recomandat studentului său să meargă la Paris profesorului Wurtz, specialist în sinteză organică.

La Paris, Jacob a devenit aproape de chimistul-tehnolog francez Joseph Achille Le Bel. Ambele au urmat cu interes cercetările lui Pasteur în domeniul izomeriei optice.

În decembrie 1874, van't Hoff și-a susținut teza de doctorat la Universitatea din Utrecht și în 1876 a început să predea la școala veterinară locală. În toamna anului 1874, publică la Utrecht o scurtă lucrare cu un titlu lung: „O propunere pentru aplicarea în spațiu a formulelor chimice structurale moderne, împreună cu note despre relația dintre puterea de rotație optică și constituția chimică a compușilor organici. ."

Van't Hoff a introdus în știință prevederi care au făcut posibilă luarea în considerare a structurii compușilor chimici din noi poziții. Ideea că patru atomi de hidrogen dintr-o moleculă de metan sunt distribuiți uniform în spațiu și, prin urmare, se poate vorbi de o formă tetraedrică a moleculei ne readuce la opiniile lui Kekule. În modelul propus de van't Hoff, cele patru valențe ale atomului de carbon sunt direcționate către vârfurile tetraedrului, în centrul căruia se află acest atom. Folosind un astfel de model, van't Hoff a sugerat că, datorită legăturii atomilor sau grupărilor atomice cu carbonul, tetraedrul ar putea fi asimetric și a sugerat un atom de carbon asimetric. El a scris: „În cazul în care cele patru afinități ale atomului de carbon sunt saturate cu patru grupe monovalente diferite, este posibil să se obțină două și doar două tetraedre diferite, care sunt o imagine în oglindă unul a celuilalt și nu pot fi combinate mental în niciun fel. fel, adică avem de-a face cu două formule structurale în spațiu.

Noul articol al lui Van't Hoff „Chimie în spațiu” (1875), în care el a exprimat toate aceste considerații, a servit drept începutul unei noi etape în dezvoltarea chimiei organice. Curând a primit o scrisoare de la profesorul Wislicenus, unul dintre cei mai cunoscuți experți în acest domeniu: „Aș dori să obțin permisiunea pentru traducerea articolului dumneavoastră în germană de către asistentul meu dr. Hermann. Dezvoltarea ta teoretică mi-a adus o mare bucurie. Văd în ea nu numai o încercare extrem de ingenioasă de a explica fapte de neînțeles până acum, dar cred și că va dobândi o semnificație de epocă în știința noastră.”

Traducerea articolului a fost publicată în 1876. Până atunci, van't Hoff și-a asigurat un post de asistent în fizică la Institutul Veterinar din Utrecht.

Un rol important în popularizarea noilor puncte de vedere despre van't Hoff i-a revenit fără să vrea profesorului G. Kolbe din Leipzig. Într-o formă tranșantă, el și-a exprimat remarcile despre articolul savantului olandez: „Un doctor Ya.G. van't Hoff de la Institutul Veterinar din Utrecht pare să nu aibă gust pentru cercetarea chimică precisă. Este mult mai convenabil pentru el să stea pe un Pegas (probabil împrumutat de la Institutul Veterinar) și să proclame în „Chimia în spațiu” că, așa cum i s-a părut în timpul unui zbor îndrăzneț către Parnasul chimic, atomii sunt localizați în spațiul interplanetar. . Desigur, toți cei care au citit această mustrare ascuțită au fost interesați de teoria lui Van't Hoff. Astfel a început răspândirea sa rapidă în lumea științifică. Acum, van't Hoff putea să repete cuvintele idolului său Byron: „Într-o dimineaţă m-am trezit o celebritate”. La câteva zile după publicarea articolului, lui Kolbe van't Hoff i s-a oferit un post didactic la Universitatea din Amsterdam, iar din 1878 a devenit profesor de chimie.

Din 1877 până în 1896, Van't Hoff a fost profesor de chimie, mineralogie și geologie la nou înființată Universitatea din Amsterdam. Soția lui, Jenny Van't Hoff-Mees, i-a fost mereu alături. Ea a reușit să se ocupe nu numai de casă și copii, ci a reușit să creeze o adevărată atmosferă creativă pentru soțul ei.

Interesul lui van't Hoff pentru căutarea celor mai generale modele a reapărut în marea sa lucrare Views on Organic Chemistry. Dar curând, omul de știință s-a orientat către studiul dinamicii chimice. El și-a subliniat părerile cu privire la această problemă în cartea Essays on Chemical Dynamics (1884).

Van't Hoff a dezvoltat doctrina vitezei de reacții și, prin urmare, a creat bazele cineticii chimice. El a definit viteza de reacție ca o schimbare regulată, dar departe de a fi întotdeauna uniformă, a concentrației de reactanți pe unitatea de timp. El a reușit să formuleze acest model într-o formă matematică generală. Stabilirea dependenței vitezei de reacție de numărul de molecule care interacționează, precum și noile idei strâns legate ale lui van't Hoff de natura echilibrului chimic, au contribuit semnificativ la progresul semnificativ al chimiei teoretice.

În același timp, s-a constatat că echilibrul chimic, considerat de van't Hoff ca rezultat a două reacții în direcția opusă care se desfășoară cu aceeași viteză (un proces reversibil), depinde de temperatură. van't Hoff a conectat conceptul de echilibru chimic cu cele două principii ale termodinamicii deja cunoscute la acea vreme. Cel mai important rezultat al acestei lucrări a fost derivarea de către Van't Hoff a unei formule matematice care reflectă relația dintre temperatura și căldura de reacție cu constanta de echilibru. Această regularitate este acum cunoscută sub numele de ecuația izocorului reacției derivată de van't Hoff.

O altă contribuție majoră a lui van't Hoff la chimia teoretică în timpul perioadei sale de Amsterdam a fost descoperirea analogiei dintre presiunea osmotică și cea a gazului. Pe baza legilor empirice formulate de Raoult despre creșterea punctului de fierbere și scăderea punctului de îngheț al soluțiilor, Van't Hoff a dezvoltat teoria osmotică a soluțiilor în 1885.

K. Manolov povestește în cartea sa cum a ajuns omul de știință la această descoperire: „De ce să nu vă imaginați sistemul din osmometru „apă - partiție semipermeabilă - soluție” sub forma unui cilindru cu piston? Soluția se află în partea de jos a cilindrului, pistonul este un deflector, iar deasupra este apă. Aceasta este metoda de bază a termodinamicii. Principiile termodinamicii gazelor se aplică și proprietăților soluțiilor diluate.”

Van't Hoff a desenat un cilindru cu piston, în spațiul de sub piston a scris „Soluție”, iar deasupra pistonului - „Apă”. Săgețile îndreptate de la soluție la apă au arătat că a existat presiune în soluție, care tinde să împingă pistonul în sus.

„În primul rând, trebuie să calculați cât de multă muncă este necesară pentru ca pistonul să se miște în sus sub acțiunea presiunii osmotice, dar puteți afla și câtă muncă este necesară pentru a readuce pistonul în jos, depășind presiunea osmotică.”

Van't Hoff a făcut calculul, umplând foaia cu formule și iată, rezultatul final!

"Incredibil! Dependența este exact aceeași ca și pentru gaze! Expresia este absolut identică cu ecuația Clausius-Clapeyron!” Van't Hoff luă foaia și repetă toate calculele. „Același rezultat! Legile presiunii osmotice sunt identice cu legile gazelor. Dacă și constanta are aceeași valoare, atunci se pot considera moleculele substanței diluate ca molecule ale unui gaz, imaginându-ne că solventul este îndepărtat din vas. Constanta poate fi calculată din datele Pfeffer.” Luă din nou caietul, iar pixul alunecă repede peste hârtie. Pentru soluțiile de zahăr, constanta a avut aceeași valoare ca și constanta de gaz. Analogia era completă.

Van't Hoff a descoperit că moleculele dizolvate produc o presiune osmotică egală cu presiunea pe care aceleași molecule ar exercita-o dacă ar ocupa un volum egal cu volumul soluției în stare gazoasă. Această descoperire fundamentală a arătat unitatea legilor fizicii și chimiei (deși cauzele presiunii osmotice nu au fost dezvăluite).

Van't Hoff a avut, de asemenea, o mare influență asupra dezvoltării ulterioare a teoriei disocierii, studiind în lucrarea sa „Echilibrul chimic în sistemele de gaze și soluții diluate” (1886).

În martie 1896, Van't Hoff a părăsit Amsterdamul, mutându-se la Berlin la invitația Academiei Prusace de Științe. În conformitate cu propunerea lui Max Planck și Emil Fischer, a fost creat un laborator special de cercetare pentru Van't Hoff la Academia de Științe, iar omul de știință însuși a fost ales imediat membru titular al acestuia și profesor onorific la Universitatea din Berlin.

În Germania, a desfășurat lucrări experimentale și teoretice extinse, care au contribuit la stabilirea condițiilor pentru formarea zăcămintelor de sare de potasiu și la crearea unei tehnologii raționale pentru prelucrarea acestora.

Omul de știință se afla în America când a aflat că a primit primul Premiu Nobel pentru Chimie „în semn de recunoaștere a importanței mari a descoperirii sale a legilor dinamicii chimice și ale presiunii osmotice în soluții”. La 10 decembrie 1901, oameni de știință remarcabili ai lumii s-au adunat la Stockholm. Ceremonia solemnă din sala luminată festiv a Academiei Suedeze de Științe a fost cu adevărat de neuitat.

Seara, la un banchet, van't Hoff a avut ocazia să-și mulțumească din inimă pentru marea onoare pe care i-a fost acordată Comitetului pentru Premiile Nobel pentru Chimie și personal președintelui acestuia, profesorul P. Kleve.

Reprezentând omul de știință în numele Academiei Regale de Științe Suedeze, S.T. Odner l-a numit pe om de știință fondatorul stereochimiei și unul dintre creatorii teoriei dinamicii chimice și, de asemenea, a subliniat că cercetările lui Van't Hoff „au adus o contribuție semnificativă la realizările remarcabile ale chimiei fizice”.

În zilele următoare, conform cerințelor Comitetului Nobel, premianții au fost nevoiți să întocmească rapoarte cu privire la realizările științifice pentru care li s-a acordat premiul. Van't Hoff a vorbit despre teoria soluțiilor în prelegerea sa.

Omul de știință a continuat să lucreze, dar o boală gravă de lungă durată l-a împiedicat pe van't Hoff să studieze acțiunea sintetică a enzimelor într-un organism vegetal viu.