Teorya ni Van't Hoff. Talambuhay. Mga dinamikong kemikal at kinetika

Sa listahan ng mga nanalo ng Nobel Prize sa chemistry, ang pangalan ni Van't Hoff ang nasa itaas. Natanggap niya ang Nobel Prize noong 1901 "para sa pagtuklas ng mga batas ng dynamics ng kemikal at osmotic pressure sa mga solusyon."

Si Jacob-Hendrik Van't Hoff (1852-1911) - isa sa mga natitirang pisikal na chemist, tagapagtatag ng modernong pisikal na kimika - ay ipinanganak sa Rotterdam (Holland) sa pamilya ng isang doktor. Si Jacob ay may apat na kapatid na lalaki at dalawang kapatid na babae. Dalawa sa magkapatid ang namatay sa pagkabata. Ang kapatid ni Jacob, ang walong taong gulang na si Maria, na tatlong taong mas matanda sa kanya, ay namatay sa tuberculosis.

Noong 1874, sa Unibersidad ng Utrecht, ipinagtanggol ni Van't Hoff ang kanyang tesis ng doktor sa pag-aaral ng ilang mga organikong asido, at naging doktor ng matematika at natural na pilosopiya. Gayunpaman, wala sa mga unibersidad sa Holland ang nakahanap sa kanya ng isang lugar upang magtrabaho, kahit na siya ay tinanggihan ng posisyon ng isang guro sa kimika. Sa loob ng dalawang taon, kinailangan ni Van't Hoff na magbigay ng pribadong mga aralin sa kimika at pisika. Ito ay hindi hanggang 1876 na natanggap niya ang kanyang unang posisyon bilang assistant professor sa veterinary school sa Utrecht; dito siya naging tanyag pagkatapos ng paglalathala ng trabaho sa mga istruktura ng mga molekula. Noong 1878 si Van't Hoff ay nahalal na propesor ng kimika, mineralohiya at heolohiya sa bagong itinatag na Unibersidad ng Amsterdam. Sa parehong taon, pinakasalan niya ang anak na babae ng isang mangangalakal mula sa Rotterdam, si Jenny Mess, na matagal na niyang minahal at makakasama niya hanggang sa katapusan ng kanyang mga araw.

Noong 1896, si Van't Hoff ay nahalal bilang isang buong miyembro ng Berlin Academy of Sciences, at siya at ang kanyang pamilya ay lumipat sa Berlin.

Ang mga huling taon ng buhay ni Van't Hoff ay natabunan ng pagkamatay ng kanyang mga kamag-anak at kaibigan: noong 1902, sa edad na 85, namatay ang kanyang ama, makalipas ang anim na taon, ang kanyang manugang, ang asawa ng kanyang anak na si Eugenia. , binaril ang sarili, at hindi nagtagal, namatay ang kanyang nakababatang kapatid; isa pang anak na babae ang umalis papuntang US laban sa kagustuhan ng kanyang mga magulang. Sa simula ng 1907, si Van't Hoff ay nagkasakit ng pulmonary tuberculosis, ginagamot tuwing tag-araw, ngunit ang sakit ay umuunlad, at noong 1911 siya ay namatay. Ang kanyang nakatatandang kapatid na lalaki, isang doktor, ay sumulat nang maglaon na "ang paglipat mula sa buhay hanggang sa kamatayan ay tahimik, ganap na naaayon sa tanging pagnanais na ipinahayag niya sa mga sandali ng kamalayan."

Ang chemist na si Jacob Hendrik van't Hoff ay isa sa mga siyentipiko kung saan ang agham ay isang tunay na hilig at ang kahulugan ng buhay. Kahit na sa maagang pagkabata, naramdaman ang kanyang tunay na pagtawag, hindi siya umatras mula sa nilalayon na landas, nagtatrabaho nang walang pagod, pinapabuti ang kanyang sarili bilang isang siyentipiko at bilang isang tao. Ang tugatog ng pagkilala sa kanyang gawain sa larangang pang-agham ay ang pagtanggap ng Nobel Prize, pati na rin ang karapat-dapat na paggalang sa mundong siyentipiko.

Si Van't Hoff ay itinuturing na isa sa mga pinakamahalagang pigura na nakaimpluwensya sa pagbuo at pagbuo ng kimika bilang isang agham.

Ang mga unang taon ng van't Hoff

Si Van't Hoff ay ipinanganak sa isang iginagalang at matalinong pamilyang Dutch, kung saan, gayunpaman, ang kanyang mga intensyon na maging isang siyentipiko ay hindi masyadong tinatanggap. Ang bayan ng hinaharap na chemist ay ang Rotterdam, kung saan siya ipinanganak noong Agosto 30, 1852. Malaki ang pamilya. Si Jacob ang pangatlong anak, pagkatapos niya ay apat pa ang ipinanganak. Ang ama ni Jacob ay isang medyo matagumpay na nagsasanay na doktor, at sa parehong oras siya ay nagkaroon ng isang napaka-kagiliw-giliw na libangan - siya ay kilala bilang isang banayad na connoisseur at connoisseur ng trabaho ni Shakespeare. Samakatuwid, ang panitikan ay tradisyonal na minamahal sa bahay, at ang lumalagong Jacob ay hinihigop din ang pag-ibig na ito. Ang gawa ni Byron, sa partikular, ay may napakalaking impluwensya sa kanya.

Ang unang institusyong pang-edukasyon ni Jacob ay ang mataas na paaralan ng lungsod sa Rotterdam. Napansin agad ng mga guro ang pambihirang kakayahan ni Jacob na makabisado ang mga eksaktong agham, gayundin ang marubdob na pagmamahal sa tula.

Ang mga magulang, na nakikita rin ang likas na kakayahan ng kanilang anak, ay pinangarap ang kanyang maningning na karera bilang isang inhinyero. Nang si Yakob ay nagsimulang magpakita ng interes sa mga eksperimento sa kemikal at binalangkas ang hinaharap ng isang siyentipiko para sa kanyang sarili, ang kanyang mga kamag-anak ay medyo cool na tumugon sa gayong sigasig, isinasaalang-alang ang isang pang-agham na karera na hindi masyadong maaasahan. Samakatuwid, salungat sa kagustuhan ng anak, iginiit ng mga magulang ang kanyang pagpasok sa Polytechnic School, na matatagpuan sa Delft.

Ang talentadong binata ay dapat bigyan ng kredito, dahil nang walang partikular na hilig sa pag-master ng propesyon sa engineering, nagawa niyang maging pinakamahusay na nagtapos ng paaralan sa kurso. Pinayagan nito si Jacob na makapasok sa prestihiyosong Unibersidad ng Leiden noong 1871 nang hindi pumasa sa mga pagsusulit sa pasukan. Ngunit, pagkakaroon ng-aral dito sa natural-matematika faculty, Jacob natanto na ang pag-aaral ng matematika ay hindi ang kanyang paraan. Samakatuwid, pagkatapos lamang ng isang taon ng pag-aaral, nagpasya si van't Hoff na lumipat sa unibersidad sa Bonn upang mag-aral ng kimika, na mahal na mahal niya. Ang mahuhusay na siyentipiko na si Friedrich Kekule, na nakagawa na ng pangalan para sa kanyang sarili, ay naging pinuno ng batang mag-aaral.

Ang simula ng isang pang-agham na karera

Dalawang taon na ginugol sa Bonn sa siyentipikong pananaliksik sa ilalim ng patnubay ni Kekule ang nagdala sa batang chemist na si Jacob van't Hoff sa kanyang unang makabuluhang tagumpay - natuklasan niya ang propionic acid, na ginagamit ngayon upang makagawa ng ilang mga gamot at herbicide. Nang makita ang isang promising scientist sa van't Hoff, pinayuhan siya ni Kekule na ipagpatuloy ang kanyang gawaing pang-agham na nasa Paris na, sa ilalim ng pangangasiwa ni Propesor Charles Adolf Wurtz, isang kilalang espesyalista sa larangan ng organic synthesis.

Ang resulta ng trabaho sa Paris ay ang pagsulat ng isang disertasyon ng doktor, na matagumpay na ipinagtanggol ni Van't Hoff sa Unibersidad ng Utrecht, na naging isang doktor ng agham sa edad na 22.

Ang isang mahusay na resonance sa siyentipikong mundo noong panahong iyon ay ginawa ng isang artikulo na isinulat ni van't Hoff, kung saan ipinaliwanag niya ang kababalaghan, na natuklasan sa simula ng ika-19 na siglo, ng pagbabago sa direksyon ng paggalaw ng isang liwanag. sinag kapag dumadaan sa ilang mga kemikal na sangkap sa anyo ng mga kristal. Ayon kay van't Hoff, ang ganitong pagbabago sa flux ng liwanag sa isang molekula ay sanhi ng paglitaw ng mga espesyal na isomer na mga mirror na imahe na may paggalang sa isa't isa. Gaya ng madalas na nangyayari sa siyentipikong mundo, halos kasabay ng van't Hoff, ang kanyang kasamahan na si La Belle ay nagmungkahi ng gayong teorya, habang ang parehong mga siyentipiko ay dumating sa parehong mga konklusyon, na nagtatrabaho nang nakapag-iisa sa isa't isa. Para sa ilang mga chemist, ang gayong teorya ay tila halos katawa-tawa at hiwalay sa katotohanan, ngunit, sa kabila nito, sa huli ito ang nagsilbing isa sa mga pundasyon para sa bagong agham ng stereochemistry, ang larangan ng pag-aaral kung saan ay ang spatial na istraktura ng mga molekula.

Aktibidad sa pagtuturo at karagdagang gawaing pang-agham

Sa kabila ng napakahusay na kakayahan at hindi karaniwang diskarte sa pananaliksik, ang karera ni Van't Hoff bilang isang chemist ay hindi masyadong mabilis na umunlad. Sa loob ng ilang panahon, ang pangunahing pinagmumulan ng kanyang kita ay mga pribadong aralin sa pisika at kimika, na sa anumang paraan ay nag-ambag sa kaunlaran ng van't Hoff bilang isang seryosong siyentipikong pigura. Nang maglaon, sa parehong Utrecht, nakatanggap siya ng isang imbitasyon sa post ng guro ng pisika sa paaralan, at pagkatapos ng isang taon ay pumalit siya sa isang lektor sa Unibersidad ng Amsterdam, ilang sandali ay naging propesor siya dito. Inilaan niya ang maraming taon ng kanyang buhay upang magtrabaho dito, regular na nag-lecture at nagsasaliksik.

Dapat sabihin na ang tagumpay at mga nagawa ni Van't Hoff ay lubos na pinadali ng kanyang masusing propesyonal na kaalaman sa larangan ng matematika, na hindi lahat ng botika ay nagtataglay. Pinahintulutan nito ang siyentipiko na lapitan ang solusyon ng maraming problema mula sa isang bagong anggulo, sa kalaunan ay umabot sa ganoong makabuluhang taas sa aktibidad na pang-agham. Ang Nobel Prize na iginawad sa kanya noong 1901 ay ang resulta ng pagkilala sa hindi matatawaran na kahalagahan ng kanyang trabaho noong 80s ng ika-19 na siglo sa larangan ng kemikal na dinamika, sa paksa kung saan nilikha ni van't Hoff ang isa sa kanyang pinakatanyag na mga gawa. , Essays on Chemical Dynamics.

Sa huling bahagi ng 1980s, si van't Hoff ay naging isa sa mga tagapagtatag ng Journal of Physical Chemistry. Sa oras na ito, ang kilalang siyentipiko ay isang kanais-nais na kandidato para sa mga propesor sa iba't ibang mga unibersidad, lalo na, nakatanggap siya ng isang alok na maging isang propesor sa umuunlad na Unibersidad ng Leipzig.

Gayunpaman, hindi nagmamadali si van't Hoff sa desisyon, dahil ang pamamahala ng unibersidad sa Amsterdam noong panahong iyon ay nagplano ng pagtatayo ng isang bagong laboratoryo ng kemikal. Gayunpaman, sa lalong madaling panahon nagpasya ang siyentipiko na tanggapin ang isa sa mga alok, sa kalaunan ay lumipat sa Berlin upang magtrabaho sa isang prestihiyoso at kilalang unibersidad sa kabisera ng Aleman. Dito, nakatanggap si van't Hoff ng mahusay na kagamitan sa laboratoryo sa kanyang pagtatapon at nagawang malaya at ganap na italaga ang kanyang sarili sa kanyang minamahal na gawain.

Ang larangan ng siyentipikong pananaliksik ng kilalang Dutchman sa oras na iyon ay pisikal na kimika, nakikibahagi din siya sa trabaho sa pag-aaral ng mga enzyme. Ang mga resulta ng lahat ng kanyang mga gawa ay lubos na nakaimpluwensya sa pagbuo ng kimika bilang isang agham, at ang Nobel Prize na natanggap ay ang unang iginawad sa isang chemist.

Pamilya

Noong 1878, pinakasalan ni van't Hoff si Johann Francine Mees, na, tulad niya, ay mula sa Rotterdam. Nagkaroon sila ng apat na anak - dalawang anak na lalaki at dalawang anak na babae.

Mga nakaraang taon

Ginugol ng siyentipiko ang natitirang bahagi ng kanyang buhay na naninirahan at nagtatrabaho sa Alemanya. Miyembro siya ng maraming organisasyong pang-agham at nagkaroon ng honorary degree hindi lamang sa European kundi pati na rin sa mga unibersidad sa Amerika. Bilang karagdagan sa aktibidad na pang-agham, kung saan ang kanyang buong buhay ay nakatuon, si Jacob van't Hoff ay hindi tumigil sa paghanga sa sining, lalo na, ang kanyang minamahal na tula. Mahilig din siya sa pilosopiya, mahal na gumugol ng oras sa kalikasan.

Ang sanhi ng pagkamatay ng siyentipiko ay tuberculosis, sa oras na iyon ay isa sa mga pinaka-karaniwang at mapanganib na sakit. Namatay ang dakilang siyentipiko noong Marso 1, 1911 sa German Steglitz (ngayon ay isa sa mga distrito ng Berlin).

Ang kaugnayan at pagiging maaasahan ng impormasyon ay mahalaga sa amin. Kung makakita ka ng error o hindi tumpak, mangyaring ipaalam sa amin. I-highlight ang error at pindutin ang keyboard shortcut Ctrl+Enter .

Matapos magtrabaho ng maikling panahon sa isang pabrika ng asukal, si V.-G. noong 1871 naging estudyante siya ng Faculty of Natural Sciences and Mathematics sa Unibersidad ng Leiden. Gayunpaman, sa susunod na taon ay lumipat siya sa Unibersidad ng Bonn upang mag-aral ng kimika sa ilalim ni Friedrich August Kekule. Pagkalipas ng dalawang taon, ipinagpatuloy ng hinaharap na siyentipiko ang kanyang pag-aaral sa Unibersidad ng Paris, kung saan natapos niya ang kanyang disertasyon. Pagbalik sa Netherlands, ipinakilala niya siya sa depensa sa Unibersidad ng Utrecht.

Kahit na sa pinakadulo simula ng ika-19 na siglo. Napansin ng French physicist na si Jean Baptiste Biot na ang mga mala-kristal na anyo ng ilang kemikal ay maaaring magbago ng direksyon ng mga sinag ng polarized na liwanag na dumadaan sa kanila. Ipinakita rin ng mga siyentipikong obserbasyon na ang ilang mga molekula (tinatawag silang optical isomers) ay umiikot sa eroplano ng liwanag sa kabaligtaran ng direksyon kung saan ang iba pang mga molekula ay umiikot dito, bagaman ang una at ang pangalawa ay mga molekula ng parehong uri at binubuo ng parehong bilang ng mga atomo. Sa pagmamasid sa hindi pangkaraniwang bagay na ito noong 1848, ipinalagay ni Louis Pasteur na ang gayong mga molekula ay mga salamin na larawan ng bawat isa at na ang mga atomo ng naturang mga compound ay nakaayos sa tatlong dimensyon.

Noong 1874, ilang buwan bago ipagtanggol ang kanyang disertasyon, si V.-G. naglathala ng 11-pahinang artikulo na pinamagatang "An Attempt 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").

Sa artikulong ito, iminungkahi niya ang isang alternatibong bersyon ng mga two-dimensional na modelo na ginamit noong panahong iyon upang ilarawan ang mga istruktura ng mga kemikal na compound. V.-G. Iminungkahi na ang optical na aktibidad ng mga organikong compound ay nauugnay sa isang asymmetric na molekular na istraktura, na may carbon atom na matatagpuan sa gitna ng tetrahedron, at sa apat na sulok nito ay may mga atom o grupo ng mga atom na naiiba sa bawat isa. Kaya, ang pagpapalitan ng mga atomo o grupo ng mga atomo na matatagpuan sa mga sulok ng isang tetrahedron ay maaaring humantong sa paglitaw ng mga molekula na magkapareho sa komposisyon ng kemikal, ngunit na mga salamin na imahe ng bawat isa sa istraktura. Ipinapaliwanag nito ang mga pagkakaiba sa mga optical na katangian.

Pagkalipas ng dalawang buwan, sa France, ang mga katulad na konklusyon ay naabot ni V.-G. ang kanyang kaibigan sa Unibersidad ng Paris, si Joseph Achille Le Bel. Ang pagkakaroon ng pagpapalawak ng konsepto ng isang tetrahedral asymmetric carbon atom sa mga compound na naglalaman ng carbon-carbon double bonds (karaniwang mga gilid) at triple bond (mga karaniwang mukha), V.-G. Nagtalo na ang mga geometric na isomer na ito ay nakikihalubilo sa mga gilid at mukha ng tetrahedron. Dahil ang teorya ng van't Hoff - Le Bel ay lubhang kontrobersyal, V.-G. ay hindi nangahas na isumite ito bilang isang disertasyon ng doktor. Sa halip, nagsulat siya ng isang disertasyon sa cyanoacetic at malonic acid at noong 1874 ay natanggap ang kanyang titulo ng doktor sa kimika.

Mga Pagsasaalang-alang V.-G. tungkol sa asymmetric carbon atoms ay nai-publish sa isang Dutch journal at hindi gaanong nakagawa ng impresyon hanggang makalipas ang dalawang taon ang kanyang papel ay isinalin sa French at German. Una, ang teorya ng van't Hoff-Le Bel ay kinutya ng mga sikat na chemist gaya ni A.V. Hermann Kolbe, na tinawag itong "nakamamanghang bagay na walang kapararakan, ganap na walang anumang batayan ng katotohanan at ganap na hindi maunawaan ng isang seryosong mananaliksik." Gayunpaman, sa paglipas ng panahon, nabuo ang batayan ng modernong stereochemistry - ang larangan ng kimika na nag-aaral sa spatial na istraktura ng mga molekula.

Ang pagbuo ng siyentipikong karera ng V.-G. dahan dahan. Noong una, kinailangan niyang magbigay ng mga ina-advertise na pribadong aralin sa kimika at pisika, at noong 1976 lamang siya nakatanggap ng posisyon bilang lektor sa pisika sa Royal Veterinary School sa Utrecht. Nang sumunod na taon siya ay naging isang lektor (at kalaunan ay propesor) ng teoretikal at pisikal na kimika sa Unibersidad ng Amsterdam. Dito, sa susunod na 18 taon, nagbigay siya ng limang lektura bawat linggo tungkol sa organic chemistry at isang lecture sa mineralogy, crystallography, geology at paleontology, at pinamunuan din ang laboratoryo ng kemikal.

Hindi tulad ng karamihan sa mga chemist sa kanyang panahon, si V.-G. nagkaroon ng matatag na background sa matematika. Ito ay kapaki-pakinabang sa siyentipiko nang gawin niya ang mahirap na gawain ng pag-aaral ng rate ng mga reaksyon at ang mga kondisyon na nakakaapekto sa chemical equilibrium. Bilang resulta ng gawaing ginawa, si V.-G. depende sa bilang ng mga molekula na kasangkot sa reaksyon, inuri niya ang mga reaksiyong kemikal bilang monomolecular, bimolecular at multimolecular, at tinukoy din ang pagkakasunud-sunod ng mga reaksiyong kemikal para sa maraming compound.

Pinakamaganda sa araw

Pagkatapos ng simula ng chemical equilibrium sa system, ang parehong pasulong at pabalik na mga reaksyon ay nagpapatuloy sa parehong bilis nang walang anumang panghuling pagbabago. Kung ang presyon sa naturang sistema ay tumaas (nagbabago ang mga kondisyon o nagbabago ang konsentrasyon ng mga bahagi nito), ang punto ng balanse ay nagbabago upang bumaba ang presyon. Ang prinsipyong ito ay binuo noong 1884 ng French chemist na si Henri Louis Le Chatelier. Sa parehong taon, si V.-G. inilapat ang mga prinsipyo ng thermodynamics sa pagbabalangkas ng prinsipyo ng mobile equilibrium na nagreresulta mula sa mga pagbabago sa temperatura. Kasabay nito, ipinakilala niya ang karaniwang tinatanggap ngayon na pagtatalaga ng reversibility ng isang reaksyon sa pamamagitan ng dalawang arrow na tumuturo sa magkasalungat na direksyon. Ang mga resulta ng kanyang pananaliksik V.-G. nakabalangkas sa "Mga sanaysay sa dynamics ng kemikal" ("Etudes de dynamique chimique"), na inilathala noong 1884.

Noong 1811, natuklasan ng Italyano na pisiko na si Amedeo Avogadro na ang pantay na dami ng anumang mga gas sa parehong temperatura at presyon ay naglalaman ng parehong bilang ng mga molekula. V.-G. dumating sa konklusyon na ang batas na ito ay may bisa din para sa mga dilute na solusyon. Ang pagtuklas na ginawa niya ay napakahalaga, dahil ang lahat ng mga kemikal na reaksyon at palitan ng mga reaksyon sa loob ng mga buhay na nilalang ay nangyayari sa mga solusyon. Eksperimento rin na itinatag ng siyentipiko na ang osmotic pressure, na isang sukatan ng tendensya ng dalawang magkaibang solusyon sa magkabilang panig ng lamad upang magkapantay ang konsentrasyon, sa mga mahihinang solusyon ay nakasalalay sa konsentrasyon at temperatura at, samakatuwid, ay sumusunod sa mga batas ng gas ng thermodynamics. Isinagawa ni V.-G. Ang mga pag-aaral ng mga dilute na solusyon ay ang katwiran para sa teorya ng electrolytic dissociation ni Svante Arrhenius. Kasunod nito, lumipat si Arrhenius sa Amsterdam at nagtrabaho sa V.-G.

Noong 1887 V.-G. at Wilhelm Ostwald ay naging aktibong bahagi sa paglikha ng "Journal of Physical Chemistry" ("Zeitschrift fur Physikalische Chemie"). Di-nagtagal bago kinuha ni Ostwald ang bakanteng posisyon ng propesor ng kimika sa Unibersidad ng Leipzig. V.-G. nag-alok din ng posisyong ito, ngunit tinanggihan niya ang alok, habang inihayag ng Unibersidad ng Amsterdam ang kahandaan nitong magtayo ng bagong laboratoryo ng kemikal para sa siyentipiko. Gayunpaman, nang si V.-G. naging malinaw na ang gawaing pedagogical na isinagawa niya sa Amsterdam, pati na rin ang pagganap ng mga tungkuling pang-administratibo, ay nakakasagabal sa kanyang mga aktibidad sa pananaliksik, tinanggap niya ang alok ng Unibersidad ng Berlin na kunin ang lugar ng propesor ng eksperimentong pisika. Napagkasunduan na siya ay magbibigay ng mga lektura dito isang beses lamang sa isang linggo at ang isang laboratoryo na kumpleto sa kagamitan ay ilalagay sa kanyang pagtatapon. Nangyari ito noong 1896.

Nagtatrabaho sa Berlin, V.-G. nakikibahagi sa aplikasyon ng pisikal na kimika sa paglutas ng mga problemang geological, lalo na sa pagsusuri ng mga deposito ng asin sa karagatan sa Stasfurt. Hanggang sa Unang Digmaang Pandaigdig, ang mga depositong ito ay halos ganap na nagbigay ng potassium carbonate para sa paggawa ng mga keramika, detergent, baso, sabon, at lalo na ang mga pataba. V.-G. Sinimulan ding pag-aralan ang mga problema ng biochemistry, lalo na ang pag-aaral ng mga enzyme, na nagsisilbing mga katalista para sa mga pagbabagong kemikal na kinakailangan para sa mga buhay na organismo.

Noong 1901 V.-G. naging unang nagwagi ng Nobel Prize sa Chemistry, na iginawad sa kanya "bilang pagkilala sa malaking kahalagahan ng kanyang pagtuklas ng mga batas ng kemikal na dinamika at osmotic pressure sa mga solusyon." Kumakatawan kay V.-G. sa ngalan ng Royal Swedish Academy of Sciences, S.T. Tinawag ni Odner ang siyentipiko na tagapagtatag ng stereochemistry at isa sa mga tagalikha ng teorya ng dynamics ng kemikal, at binigyang-diin din na ang pananaliksik ng V.-G. "nag-ambag nang malaki sa mga kahanga-hangang tagumpay ng pisikal na kimika."

Noong 1878 V.-G. ikinasal sa anak ng isang mangangalakal sa Rotterdam, si Johanna Francine Mees. Nagkaroon sila ng dalawang anak na babae at dalawang anak na lalaki.

Sa buong buhay niya, si V.-G. nagdala ng isang matalim na interes sa pilosopiya, kalikasan, tula. Namatay siya sa pulmonary tuberculosis noong Marso 1, 1911 sa Germany, sa Steglitz (ngayon ay bahagi ng Berlin).

Bilang karagdagan sa Nobel Prize, si V.-G. Siya ay ginawaran ng Davy Medal ng Royal Society of London (1893) at ang Helmholtz Medal ng Prussian Academy of Sciences (1911). Siya ay miyembro ng Royal Netherlands at Prussian Academies of Sciences, ang British at American Chemical Societies, ang American National Academy of Sciences at ang French Academy of Sciences. V.-G. honorary degree mula sa Chicago, Harvard at Yale Universities.

Ang dependence ng rate ng isang kemikal na reaksyon sa temperatura ay tinutukoy ng panuntunan ng van't Hoff.

Ang Dutch chemist na si van't Hoff Jacob Hendrik, ang nagtatag ng stereochemistry, noong 1901 ay naging unang nagwagi ng Nobel Prize sa chemistry. Siya ay iginawad sa kanya para sa pagtuklas ng mga batas ng kemikal na dinamika at osmotic pressure. Ipinakilala ni Van't Hoff ang mga ideya tungkol sa spatial na istraktura ng mga kemikal. Siya ay sigurado na ang pag-unlad sa pangunahing at inilapat na pananaliksik sa kimika ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paglalapat ng pisikal at matematikal na pamamaraan. Ang pagkakaroon ng pagbuo ng doktrina ng rate ng mga reaksyon, lumikha siya ng mga kemikal na kinetika.

Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon

Kaya, ang kinetics ng mga reaksiyong kemikal ay ang pag-aaral ng rate ng daloy, tungkol sa kung anong uri ng pakikipag-ugnayan ng kemikal ang nangyayari sa kurso ng mga reaksyon, at tungkol sa pag-asa ng mga reaksyon sa iba't ibang mga kadahilanan. Ang iba't ibang mga reaksyon ay may iba't ibang bilis.

Ang bilis ng isang kemikal na reaksyon direktang nakasalalay sa likas na katangian ng mga kemikal na kasangkot sa reaksyon. Ang ilang mga sangkap, tulad ng NaOH at HCl, ay maaaring mag-react sa mga fraction ng isang segundo. At ang ilang mga reaksiyong kemikal ay tumatagal ng maraming taon. Ang isang halimbawa ng naturang reaksyon ay ang kalawang ng bakal.

Ang rate ng isang reaksyon ay nakasalalay din sa konsentrasyon ng mga reactant. Kung mas mataas ang konsentrasyon ng mga reactant, mas mataas ang rate ng reaksyon. Habang nagpapatuloy ang reaksyon, bumababa ang konsentrasyon ng mga reactant, at samakatuwid ay bumabagal din ang rate ng reaksyon. Iyon ay, sa unang sandali, ang bilis ay palaging mas mataas kaysa sa anumang kasunod na sandali.

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

Ang mga konsentrasyon ng mga reagents ay tinutukoy sa mga regular na agwat.

Ang panuntunan ni Van't Hoff

Ang isang mahalagang kadahilanan kung saan nakasalalay ang rate ng mga reaksyon ay ang temperatura.

Ang lahat ng mga molekula ay nagbabanggaan sa iba. Ang bilang ng mga banggaan bawat segundo ay napakataas. Ngunit, gayunpaman, ang mga reaksiyong kemikal ay hindi nagpapatuloy nang napakabilis. Nangyayari ito dahil sa panahon ng reaksyon, ang mga molekula ay dapat magtipon sa isang aktibong kumplikado. At ang mga aktibong molekula lamang ang maaaring bumuo nito, ang kinetic energy na kung saan ay sapat para dito. Sa isang maliit na bilang ng mga aktibong molekula, ang reaksyon ay nagpapatuloy nang dahan-dahan. Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang bilang ng mga aktibong molekula. Samakatuwid, ang rate ng reaksyon ay magiging mas mataas.

Naniniwala si Van't Hoff na ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay isang regular na pagbabago sa konsentrasyon ng mga reactant bawat yunit ng oras. Ngunit hindi ito palaging uniporme.

Nakasaad iyon sa tuntunin ni Van't Hoff para sa bawat 10° na pagtaas sa temperatura, ang rate ng isang kemikal na reaksyon ay tumataas ng 2-4 na beses .

Sa matematika, ganito ang hitsura ng panuntunan ni Van't Hoff:

saan V 2 t2, ngunit V 1 ay ang rate ng reaksyon sa temperatura t 1 ;

ɣ ay ang koepisyent ng temperatura ng rate ng reaksyon. Ang koepisyent na ito ay ang ratio ng mga constant ng rate sa temperatura t+10 At t.

Kaya kung ɣ \u003d 3, at sa 0 ° C ang reaksyon ay tumatagal ng 10 minuto, pagkatapos ay sa 100 ° C ito ay tatagal lamang ng 0.01 segundo. Ang isang matalim na pagtaas sa rate ng isang kemikal na reaksyon ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng isang pagtaas sa bilang ng mga aktibong molekula na may pagtaas ng temperatura.

Ang panuntunan ni Van't Hoff ay naaangkop lamang sa hanay ng temperatura na 10-400 o C. Huwag sundin ang panuntunan ng Van't Hoff at mga reaksyon kung saan nakikilahok ang malalaking molekula.

JACOB VANT HOFF

Natanggap ni Van't Hoff ang unang Nobel Prize sa Chemistry para sa pagtuklas ng mga batas ng chemical dynamics at osmotic pressure. Ang mataas na parangal na ito ay minarkahan ang kahalagahan ng batang larangan ng agham - pisikal na kimika.

Isang lubos na iginagalang na siyentipiko, isang miyembro ng limampu't dalawang pang-agham na lipunan at akademya, isang honorary doctorate mula sa maraming mas mataas na institusyong pang-edukasyon, si Van't Hoff ay nag-iwan ng ilang pangunahing mga teorya na patuloy na mahalaga para sa kimika ngayon. Ang mga ideya, ideya at pananaw ng siyentipiko ay may malaking papel sa pagbuo ng mga pundasyon ng modernong mineralogy, gayundin sa pagbuo ng biology. Si Van't Hoff ay pumasok sa kasaysayan ng agham bilang isa sa mga tagapagtatag ng stereochemistry, ang teorya ng chemical equilibrium at chemical kinetics, ang osmotic theory ng mga solusyon, at chemical geology.

Si Jacob Henrik Van't Hoff ay ipinanganak noong Agosto 30, 1852 sa Netherlands, sa Rotterdam, sa pamilya ng isang doktor. Ang mga miyembro ng pamilyang ito ay paulit-ulit na nahalal na mga burgomaster, at humawak ng iba pang mga elective na posisyon sa pamahalaang lungsod.

Nasa elementarya na, napansin ng mga guro ang pagmamahal ng batang lalaki sa musika at tula. Sa hinaharap, nagpakita siya ng mga kahanga-hangang kakayahan para sa eksaktong mga natural na agham. Pagkatapos umalis sa paaralan noong 1869, pumasok si Jacob sa polytechnic sa Delft. At dito, sa mga tuntunin ng kaalaman, higit na nalampasan niya ang kanyang mga kapwa mag-aaral, at samakatuwid noong 1871 siya ay na-admit sa Leiden University nang walang entrance exam. Nang maglaon sa unibersidad na ito ay pumasa si Van't Hoff sa pagsusulit ng kandidato.

Ngunit hindi niya gusto si Leiden, at pumunta siya sa Bonn sa sikat na chemist na si Kekule. Matapos ang pagtuklas ng propionic acid ng mga batang siyentipiko, inirekomenda ni Kekule ang kanyang estudyante na pumunta sa Paris kay Propesor Wurtz, isang dalubhasa sa organic synthesis.

Sa Paris, naging malapit si Jacob sa French chemist-technologist na si Joseph Achille Le Bel. Parehong sinundan ng interes ang pananaliksik ni Pasteur sa larangan ng optical isomerism.

Noong Disyembre 1874, ipinagtanggol ni van't Hoff ang kanyang disertasyon ng doktor sa Unibersidad ng Utrecht at noong 1876 ay nagsimulang magturo sa lokal na paaralang beterinaryo. Noong taglagas ng 1874, inilathala niya sa Utrecht ang isang maikling papel na may mahabang pamagat: "Isang panukala para sa aplikasyon sa espasyo ng mga modernong pormula ng kemikal na istruktura, kasama ang mga tala sa ugnayan sa pagitan ng optical rotational power at ng kemikal na konstitusyon ng mga organikong compound. ."

Ipinakilala ni Van't Hoff ang mga probisyon sa agham na naging posible upang isaalang-alang ang istruktura ng mga compound ng kemikal mula sa mga bagong posisyon. Ang paniwala na ang apat na hydrogen atoms sa isang methane molecule ay pantay na ipinamamahagi sa kalawakan at samakatuwid ang isa ay maaaring magsalita ng isang tetrahedral na hugis ng molekula ay nagbabalik sa atin sa mga pananaw ni Kekule. Sa modelong iminungkahi ni van't Hoff, ang apat na valence ng carbon atom ay nakadirekta sa vertices ng tetrahedron, sa gitna kung saan matatagpuan ang atom na ito. Gamit ang gayong modelo, iminungkahi ni van't Hoff na dahil sa pagbubuklod ng mga atomo o mga grupong atomiko sa carbon, ang tetrahedron ay maaaring walang simetriko, at nagmungkahi ng walang simetriko na carbon atom. Sumulat siya: "Sa kaso kapag ang apat na affinity ng carbon atom ay puspos ng apat na magkakaibang monovalent na grupo, posible na makakuha ng dalawa at dalawang magkaibang tetrahedra lamang, na isang salamin na imahe ng isa't isa at hindi maaaring pagsamahin sa isip, na ay, tayo ay nakikitungo sa dalawang pormula ng istruktura sa kalawakan.

Ang bagong artikulo ni Van't Hoff na "Chemistry in Space" (1875), kung saan ipinahayag niya ang lahat ng mga pagsasaalang-alang na ito, ay nagsilbing simula ng isang bagong yugto sa pagbuo ng organikong kimika. Di-nagtagal ay nakatanggap siya ng liham mula kay Propesor Wislicenus, isa sa pinakatanyag na eksperto sa larangang ito: “Gusto kong humingi ng pahintulot para sa pagsasalin ng inyong artikulo sa Aleman ng aking assistant na si Dr. Hermann. Ang iyong teoretikal na pag-unlad ay nagdulot sa akin ng malaking kagalakan. Nakikita ko dito hindi lamang ang isang napakahusay na pagtatangka na ipaliwanag hanggang ngayon ang hindi maunawaan na mga katotohanan, ngunit naniniwala din ako na magkakaroon ito ng makabuluhang kahalagahan sa ating siyensya."

Ang pagsasalin ng artikulo ay nai-publish noong 1876. Sa oras na ito, si van't Hoff ay nakakuha ng posisyon bilang isang katulong sa pisika sa Veterinary Institute sa Utrecht.

Ang isang malaking papel sa pagpapasikat ng mga bagong pananaw ng van't Hoff nang hindi sinasadya ay napunta kay Propesor G. Kolbe mula sa Leipzig. Sa isang matalas na anyo, ipinahayag niya ang kanyang mga pahayag tungkol sa artikulo ng Dutch scientist: "Ang ilang doktor na si Ya.G. van't Hoff ng Veterinary Institute sa Utrecht ay tila walang panlasa para sa tumpak na pananaliksik sa kemikal. Ito ay mas maginhawa para sa kanya na umupo sa isang Pegasus (marahil ay hiniram mula sa Veterinary Institute) at ipahayag sa kanyang "Chemistry in Space" na, tulad ng tila sa kanya sa panahon ng isang matapang na paglipad sa kemikal na Parnassus, ang mga atomo ay matatagpuan sa interplanetary space. . Natural, lahat ng nagbabasa ng matalas na pagsaway na ito ay interesado sa teorya ni Van't Hoff. Sa gayon nagsimula ang mabilis na paglaganap nito sa mundong siyentipiko. Now van't Hoff could repeat the words of his idol Byron: "Isang umaga nagising ako ng isang celebrity." Ilang araw pagkatapos ng paglalathala ng artikulo, inalok si Kolbe van't Hoff ng posisyon sa pagtuturo sa Unibersidad ng Amsterdam, at mula 1878 siya ay naging propesor ng kimika.

Mula 1877 hanggang 1896 Si Van't Hoff ay propesor ng kimika, mineralohiya at heolohiya sa bagong itinatag na Unibersidad ng Amsterdam. Ang kanyang asawa, si Jenny Van't Hoff-Mees, ay laging nasa tabi niya. Nagawa niyang makitungo hindi lamang sa bahay at mga anak, ngunit nagawa rin niyang lumikha ng isang tunay na malikhaing kapaligiran para sa kanyang asawa.

Ang interes ni van't Hoff sa paghahanap para sa pinaka-pangkalahatang mga pattern ay muling lumitaw sa kanyang mahusay na gawa Views on Organic Chemistry. Ngunit sa lalong madaling panahon ang siyentipiko ay bumaling sa pag-aaral ng dinamika ng kemikal. Binalangkas niya ang kanyang mga pananaw sa isyung ito sa aklat na Essays on Chemical Dynamics (1884).

Binuo ni Van't Hoff ang doktrina ng bilis ng mga reaksyon at sa gayon ay nilikha ang mga pundasyon ng kinetika ng kemikal. Tinukoy niya ang rate ng reaksyon bilang isang regular, ngunit malayo sa palaging pare-pareho, pagbabago sa konsentrasyon ng mga reactant sa bawat yunit ng oras. Nagawa niyang bumalangkas ang pattern na ito sa isang pangkalahatang mathematical form. Ang pagtatatag ng pag-asa ng rate ng reaksyon sa bilang ng mga nakikipag-ugnay na molekula, pati na rin ang malapit na nauugnay na mga bagong ideya ng van't Hoff sa likas na balanse ng kemikal, ay makabuluhang nag-ambag sa makabuluhang pag-unlad ng teoretikal na kimika.

Kasabay nito, natagpuan na ang balanse ng kemikal, na isinasaalang-alang ni van't Hoff bilang resulta ng dalawang magkasalungat na direksyon na mga reaksyon na nagpapatuloy sa parehong bilis (isang nababaligtad na proseso), ay nakasalalay sa temperatura. Ikinonekta ni van't Hoff ang konsepto ng chemical equilibrium sa dalawang prinsipyo ng thermodynamics na kilala na noong panahong iyon. Ang pinakamahalagang resulta ng gawaing ito ay ang derivation ni van't Hoff ng isang mathematical formula, na sumasalamin sa relasyon sa pagitan ng temperatura at init ng reaksyon sa equilibrium constant. Ang regularidad na ito ay kilala na ngayon bilang reaksyon isochore equation na hinango ni van't Hoff.

Ang isa pang malaking kontribusyon ni van't Hoff sa teoretikal na kimika sa panahon ng kanyang Amsterdam ay ang pagtuklas ng pagkakatulad sa pagitan ng osmotic at gas pressure. Batay sa mga empirical na batas na binuo ni Raoult tungkol sa pagtaas ng boiling point at pagpapababa ng freezing point ng mga solusyon, binuo ni Van't Hoff ang osmotic theory ng mga solusyon noong 1885.

Sinabi ni K. Manolov sa kanyang aklat kung paano dumating ang siyentipiko sa pagtuklas na ito: "Bakit hindi isipin ang sistema sa osmometer "tubig - semi-permeable partition - solusyon" sa anyo ng isang silindro na may piston? Ang solusyon ay nasa ilalim ng silindro, ang piston ay isang baffle, at sa itaas nito ay tubig. Ito ang pangunahing paraan ng thermodynamics. Ang mga prinsipyo ng gas thermodynamics ay nalalapat din sa mga katangian ng mga dilute na solusyon."

Si Van't Hoff ay gumuhit ng isang silindro na may piston, sa puwang sa ilalim ng piston ay isinulat niya ang "Solusyon", at sa itaas ng piston - "Tubig". Ang mga arrow na tumuturo mula sa solusyon patungo sa tubig ay nagpakita na mayroong presyon sa solusyon, na may posibilidad na itulak ang piston pataas.

"Una, kailangan mong kalkulahin kung gaano karaming trabaho ang kinakailangan para sa piston na umakyat sa ilalim ng pagkilos ng osmotic pressure, ngunit maaari mo ring malaman kung gaano karaming trabaho ang kailangan upang ibalik ang piston pababa, na malampasan ang osmotic pressure."

Ginawa ni Van't Hoff ang matematika, pinupunan ang sheet ng mga formula, at narito, ang resulta!

“Hindi kapani-paniwala! Ang pagtitiwala ay eksaktong kapareho ng para sa mga gas! Ang expression ay ganap na magkapareho sa Clausius-Clapeyron equation!" Kinuha ni Van't Hoff ang sheet at inulit ang lahat ng mga kalkulasyon. “Parehong resulta! Ang mga batas ng osmotic pressure ay magkapareho sa mga batas ng mga gas. Kung ang pare-pareho ay mayroon ding parehong halaga, pagkatapos ay maaaring isaalang-alang ng isa ang mga molekula ng dilute substance bilang mga molekula ng isang gas, na iniisip na ang solvent ay inalis mula sa sisidlan. Ang pare-pareho ay maaaring kalkulahin mula sa data ng Pfeffer. Muli niyang dinampot ang notebook, at mabilis na dumausdos ang panulat sa ibabaw ng papel. Para sa mga solusyon sa asukal, ang pare-pareho ay may parehong halaga bilang ang pare-pareho ng gas. Kumpleto ang pagkakatulad.

Nalaman ni Van't Hoff na ang mga natunaw na molekula ay gumagawa ng isang osmotic pressure na katumbas ng presyon na ibibigay ng parehong mga molekula kung sila ay sumasakop sa isang volume na katumbas ng dami ng solusyon sa gas na estado. Ang pangunahing pagtuklas na ito ay nagpakita ng pagkakaisa ng mga batas ng pisika at kimika (bagaman ang mga sanhi ng osmotic pressure ay hindi naihayag).

Si Van't Hoff ay nagkaroon din ng malaking impluwensya sa karagdagang pag-unlad ng teorya ng dissociation, na nag-aral sa kanyang akda na "Chemical equilibrium in systems of gases and dilute solutions" (1886).

Noong Marso 1896, umalis si Van't Hoff sa Amsterdam, lumipat sa Berlin sa imbitasyon ng Prussian Academy of Sciences. Alinsunod sa panukala nina Max Planck at Emil Fischer, isang espesyal na laboratoryo ng pananaliksik ang nilikha para sa Van't Hoff sa Academy of Sciences, at ang siyentipiko mismo ay agad na nahalal sa buong miyembro at honorary professor nito sa Unibersidad ng Berlin.

Sa Alemanya, nagsagawa siya ng malawak na pang-eksperimentong at teoretikal na gawain, na nakatulong upang maitaguyod ang mga kondisyon para sa pagbuo ng mga deposito ng asin ng potasa at lumikha ng isang makatwirang teknolohiya para sa kanilang pagproseso.

Ang siyentipiko ay nasa Amerika nang malaman niya na natanggap niya ang unang Nobel Prize sa Chemistry "bilang pagkilala sa malaking kahalagahan ng kanyang pagtuklas ng mga batas ng kemikal na dinamika at osmotic pressure sa mga solusyon." Noong Disyembre 10, 1901, ang mga natatanging siyentipiko ng mundo ay nagtipon sa Stockholm. Ang solemne seremonya sa festively lit hall ng Swedish Academy of Sciences ay tunay na hindi malilimutan.

Sa gabi, sa isang piging, nagkaroon ng pagkakataon si van't Hoff na ipahayag ang kanyang taos-pusong pasasalamat para sa dakilang karangalan na ipinagkaloob sa kanya sa Committee for the Nobel Prizes in Chemistry at personal sa chairman nito, Propesor P. Kleve.

Kinakatawan ang siyentipiko sa ngalan ng Royal Swedish Academy of Sciences, S.T. Tinawag ni Odner ang siyentipiko na tagapagtatag ng stereochemistry at isa sa mga tagalikha ng teorya ng dynamics ng kemikal, at binigyang-diin din na ang pananaliksik ni Van't Hoff ay "nakagawa ng isang makabuluhang kontribusyon sa mga kahanga-hangang tagumpay ng pisikal na kimika."

Sa mga sumunod na araw, ayon sa mga kinakailangan ng Komite ng Nobel, ang mga awardees ay kailangang gumawa ng mga ulat sa mga nakamit na pang-agham kung saan sila iginawad sa premyo. Nagsalita si Van't Hoff tungkol sa teorya ng mga solusyon sa kanyang panayam.

Nagpatuloy ang scientist, ngunit isang matagal nang malubhang sakit ang pumigil kay van't Hoff na pag-aralan ang sintetikong pagkilos ng mga enzyme sa isang buhay na organismo ng halaman.