Van't Hoff teorisi. biyografi. Kimyasal dinamikler ve kinetik
Kimyada Nobel Ödülü kazananlar listesinde Van't Hoff'un adı ilk sırada yer alıyor. 1901'de "çözeltilerde kimyasal dinamikler ve ozmotik basınç yasalarının keşfi için" Nobel Ödülü'nü aldı.
Jacob-Hendrik Van't Hoff (1852-1911) - seçkin fiziksel kimyagerlerden biri, modern fiziksel kimyanın kurucuları - Rotterdam'da (Hollanda) bir doktor ailesinde doğdu. Yakup'un dört erkek ve iki kız kardeşi vardı. Kardeşlerden ikisi bebekken öldü. Yakup'un kendisinden üç yaş büyük olan sekiz yaşındaki kız kardeşi Maria, tüberkülozdan öldü.
1874'te Utrecht Üniversitesi'nde Van't Hoff, belirli organik asitlerin incelenmesi üzerine doktora tezini savundu ve matematik ve doğa felsefesi doktoru oldu. Ancak Hollanda'daki üniversitelerin hiçbiri ona çalışacak bir yer bulamadı, hatta kimya öğretmeni pozisyonu reddedildi. Van't Hoff iki yıl boyunca kimya ve fizik alanında özel dersler vermek zorunda kaldı. 1876'ya kadar Utrecht'teki veterinerlik okulunda yardımcı doçent olarak ilk pozisyonunu aldı; burada moleküllerin yapıları üzerine çalışmaların yayınlanmasından sonra ünlendi. 1878'de Van't Hoff, yeni kurulan Amsterdam Üniversitesi'nde kimya, mineraloji ve jeoloji profesörü seçildi. Aynı yıl Rotterdam'lı bir tüccarın uzun süredir sevdiği ve ömrünün sonuna kadar birlikte yaşayacağı kızı Jenny Mess ile evlenir.
1896'da Van't Hoff, Berlin Bilimler Akademisi'ne tam üye seçildi ve ailesiyle birlikte Berlin'e taşındı.
Van't Hoff'un yaşamının son yılları, akrabalarının ve arkadaşlarının ölümüyle gölgelendi: 1902'de 85 yaşında babası öldü, altı yıl sonra damadı, kızı Eugenia'nın kocası , kendini vurdu ve kısa süre sonra küçük kardeşi öldü; başka bir kız, ailesinin isteklerine karşı ABD'ye gitti. 1907 yılının başında, Van't Hoff akciğer tüberkülozuna yakalandı, her yaz tedavi gördü, ancak hastalık ilerledi ve 1911'de öldü. Bir doktor olan ağabeyi daha sonra "yaşamdan ölüme geçişin sessiz olduğunu, tamamen bilinç anlarında ifade ettiği tek arzusuyla uyumlu olduğunu" yazdı.
Kimyager Jacob Hendrik van't Hoff, bilimi gerçek bir tutku ve hayatın anlamı olarak gören bilim adamlarından biriydi. Erken çocukluk döneminde bile, gerçek çağrısını hissettikten sonra, yorulmadan çalışarak, hem bilim adamı hem de insan olarak kendini geliştirerek amaçlanan yoldan geri adım atmadı. Bilimsel alandaki çalışmalarının tanınmasının zirvesi, Nobel Ödülü'nün yanı sıra bilim dünyasında hak ettiği saygıyı almasıydı.
Van't Hoff, bir bilim olarak kimyanın gelişimini ve oluşumunu etkileyen en önemli figürlerden biri olarak kabul edilir.
van't Hoff'un ilk yılları
Van't Hoff, saygın ve zeki bir Hollandalı ailede doğdu, ancak bilim adamı olma niyetleri pek hoş karşılanmadı. Geleceğin kimyagerinin memleketi, 30 Ağustos 1852'de doğduğu Rotterdam'dı. Aile büyüktü. Yakup üçüncü çocuktu, ondan sonra dört kişi daha doğdu. Jacob'ın babası oldukça başarılı bir doktordu ve aynı zamanda çok ilginç bir hobisi vardı - ince bir uzman ve Shakespeare'in çalışmalarının uzmanı olarak biliniyordu. Bu nedenle edebiyat geleneksel olarak evde sevilirdi ve büyüyen Yakup da bu sevgiyi özümsedi. Özellikle Byron'ın çalışmalarının onun üzerinde çok büyük etkisi oldu.
Jacob'ın ilk eğitim kurumu Rotterdam'daki şehir lisesiydi. Öğretmenler, Jacob'ın kesin bilimlerde ustalaşma konusundaki olağanüstü yeteneğinin yanı sıra şiir için tutkulu bir sevgiyi hemen fark ettiler.
Oğullarının üstün zekasını da gören ebeveynler, onun bir mühendis olarak parlak kariyerini hayal ettiler. Yakob, kimyasal deneylere ilgi göstermeye başladığında ve bir bilim insanının geleceğini kendisi için özetlediğinde, akrabaları, bilimsel bir kariyerin pek umut verici olmadığını düşünerek, böyle bir gayrete oldukça soğuk davrandılar. Bu nedenle, oğlunun isteklerinin aksine, ebeveynler Delft'te bulunan Politeknik Okulu'na kabul edilmesinde ısrar etti.
Yetenekli genç adama kredi verilmeli, çünkü mühendislik mesleğinde uzmanlaşmak için özel bir tutkusu olmadan, kursta okulun en iyi mezunu olmayı başardı. Bu, Jacob'ın 1871'de giriş sınavlarını geçmeden prestijli Leiden Üniversitesi'ne girmesine izin verdi. Ancak burada doğal matematik fakültesinde okuduktan sonra Jacob, matematik çalışmasının onun yolu olmadığını fark etti. Bu nedenle, sadece bir yıllık eğitimden sonra van't Hoff, çok sevdiği kimya okumak için Bonn'daki üniversiteye transfer olmaya karar verir. Daha şimdiden adından söz ettiren yetenekli bilim insanı Friedrich Kekule, genç öğrencinin lideri oldu.
Bilimsel bir kariyerin başlangıcı
Bonn'da Kekule'nin rehberliğinde bilimsel araştırmalarda geçirdiği iki yıl, genç kimyager Jacob van't Hoff'a ilk önemli başarısını getirdi - şu anda belirli ilaçlar ve herbisitler üretmek için kullanılan propiyonik asidi keşfetti. Van't Hoff'ta gelecek vaat eden bir bilim adamı gören Kekule, ona bilimsel çalışmalarına Paris'te, organik sentez alanında tanınmış bir uzman olan Profesör Charles Adolf Wurtz'un gözetiminde devam etmesini tavsiye eder.
Paris'teki çalışmanın sonucu, Van't Hoff'un Utrecht Üniversitesi'nde başarıyla savunduğu ve 22 yaşında bilim doktoru olduğu bir doktora tezinin yazılmasıydı.
Van't Hoff tarafından yazılan ve 19. yüzyılın başında keşfedilen bir ışığın hareket yönündeki bir değişiklik olgusunu açıkladığı bir makale, o zamanın bilim dünyasında büyük bir yankı uyandırdı. kristaller şeklinde bazı kimyasal maddelerden geçerken ışın. Van't Hoff'a göre, bir moleküldeki ışık akısındaki böyle bir değişiklik, birbirine göre ayna görüntüsü olan özel izomerlerin ortaya çıkmasından kaynaklanır. Bilim dünyasında sıklıkla olduğu gibi, van't Hoff ile neredeyse aynı anda, meslektaşı La Belle böyle bir teori önerdi, her iki bilim adamı da birbirinden bağımsız çalışarak aynı sonuçlara vardı. Bazı kimyacılara, böyle bir teori neredeyse gülünç ve gerçeklikten kopuk görünüyordu, ancak buna rağmen, sonunda, çalışma alanı mekansal yapı olan yeni stereokimya biliminin temellerinden biri olarak hizmet etti. moleküllerin.
Öğretim faaliyeti ve daha fazla bilimsel çalışma
Çok üstün yeteneklerine ve standart dışı araştırma yaklaşımına rağmen, Van't Hoff'un kimyager olarak kariyeri çok hızlı gelişmedi. Bir süredir, gelirinin ana kaynağı, van't Hoff'un ciddi bir bilimsel figür olarak refahına hiçbir şekilde katkıda bulunmayan fizik ve kimyadaki özel derslerdi. Daha sonra, aynı Utrecht'te okulda fizik öğretmenliği görevine davet edilir ve bir yıl sonra Amsterdam Üniversitesi'nde öğretim görevlisinin yerini alır, biraz sonra profesör olur. Hayatının uzun yıllarını burada çalışmaya, düzenli olarak ders vermeye ve araştırma yapmaya adadı.
Van't Hoff'un başarısının ve başarılarının, her kimyagerin sahip olmadığı matematik alanındaki kapsamlı profesyonel bilgisi tarafından büyük ölçüde kolaylaştırıldığı söylenmelidir. Bu, bilim insanının birçok sorunun çözümüne yeni bir açıdan yaklaşmasını ve sonunda bilimsel aktivitede bu kadar önemli yüksekliklere ulaşmasını sağladı. 1901'de kendisine verilen Nobel Ödülü, 19. yüzyılın 80'lerinde van't Hoff'un en ünlü eserlerinden birini yarattığı kimyasal dinamik alanındaki çalışmalarının paha biçilmez öneminin tanınmasının bir sonucuydu. , Kimyasal Dinamikler Üzerine Denemeler.
1980'lerin sonlarında van't Hoff, Journal of Physical Chemistry'nin kurucularından biri oldu. Şu anda, zaten tanınmış bilim adamı, çeşitli üniversitelerde profesörlük için arzu edilen bir adaydı, özellikle gelişen Leipzig Üniversitesi'nde profesör olma teklifi aldı.
Ancak, o sırada Amsterdam'daki üniversitenin yönetimi yeni bir kimya laboratuvarı inşa etmeyi planladığı için van't Hoff'un bu kararda acelesi yoktu. Ancak kısa süre sonra bilim adamı tekliflerden birini kabul etmeye karar verir ve sonunda Almanya'nın başkentindeki prestijli ve tanınmış bir üniversitede çalışmak için Berlin'e taşınır. Burada, van't Hoff emrine mükemmel laboratuvar ekipmanı aldı ve kendini özgürce ve tamamen sevdiği işine adadı.
O zamanlar seçkin Hollandalı'nın bilimsel araştırma alanı fiziksel kimyaydı, aynı zamanda enzimlerin incelenmesi üzerinde de çalıştı. Tüm çalışmalarının sonuçları, bir bilim olarak kimyanın oluşumunu büyük ölçüde etkiledi ve alınan Nobel Ödülü, bir kimyacıya verilen ilk ödül oldu.
Aile
1878'de van't Hoff, kendisi gibi Rotterdam'dan gelen Johann Francine Mees ile evlendi. Dört çocukları vardı - iki oğlu ve iki kızı.
Son yıllar
Bilim adamı hayatının geri kalanını Almanya'da yaşayarak ve çalışarak geçirdi. Pek çok bilimsel kuruluşun üyesiydi ve sadece Avrupa'da değil, Amerikan üniversitelerinde de fahri dereceler aldı. Tüm yaşamını adadığı bilimsel faaliyete ek olarak, Jacob van't Hoff, sanata, özellikle de sevgili şiirine hayran olmaktan asla vazgeçmedi. Felsefeye de çok düşkündü, doğada vakit geçirmeyi severdi.
Bilim adamının ölüm nedeni, o zamanlar en yaygın ve tehlikeli hastalıklardan biri olan tüberkülozdu. Büyük bilim adamı 1 Mart 1911'de Alman Steglitz'de (bugün Berlin'in semtlerinden biri) öldü.
Bilginin uygunluğu ve güvenilirliği bizim için önemlidir. Bir hata veya yanlışlık bulursanız lütfen bize bildirin. Hatayı vurgulayın ve klavye kısayoluna basın Ctrl+Enter .
Bir şeker fabrikasında kısa bir süre çalıştıktan sonra V.-G. 1871'de Leiden Üniversitesi Doğa Bilimleri ve Matematik Fakültesi'nin öğrencisi oldu. Ancak, hemen ertesi yıl, Friedrich August Kekule altında kimya okumak için Bonn Üniversitesi'ne taşındı. İki yıl sonra, gelecekteki bilim adamı, tezini tamamladığı Paris Üniversitesi'nde çalışmalarına devam etti. Hollanda'ya döndüğünde, onu Utrecht Üniversitesi'ndeki savunmayla tanıştırdı.
19. yüzyılın başlarında bile. Fransız fizikçi Jean Baptiste Biot, belirli kimyasalların kristal formlarının, içlerinden geçen polarize ışık ışınlarının yönünü değiştirebildiğini fark etti. Bilimsel gözlemler ayrıca, bazı moleküllerin (bunlara optik izomerler denir) ışık düzlemini, diğer moleküllerin döndürdüğü yönün tersi yönünde döndürdüğünü göstermiştir, ancak hem birinci hem de ikinci aynı tip moleküller olup, aşağıdakilerden oluşur. aynı sayıda atom 1848'de bu fenomeni gözlemleyen Louis Pasteur, bu tür moleküllerin birbirinin ayna görüntüsü olduğunu ve bu tür bileşiklerin atomlarının üç boyutlu olarak düzenlendiğini öne sürdü.
1874'te, tezini savunmadan birkaç ay önce, V.-G. "Mevcut Yapısal Kimyasal Formülü Uzaya Uzatma Girişimi. Optik Aktivite ve Organik Bileşiklerin Kimyasal Bileşenleri Arasındaki İlişki Üzerine Bir Gözlem ile" başlıklı 11 sayfalık bir makale yayınladı.
Bu makalede, o zamanlar kimyasal bileşiklerin yapılarını tasvir etmek için kullanılan iki boyutlu modellerin alternatif bir versiyonunu önerdi. V.-G. organik bileşiklerin optik aktivitesinin, tetrahedronun merkezinde bulunan karbon atomu ile asimetrik bir moleküler yapı ile ilişkili olduğunu ve dört köşesinde birbirinden farklı atomlar veya atom grupları olduğunu öne sürdü. Bu nedenle, bir tetrahedronun köşelerinde bulunan atomların veya atom gruplarının değişimi, kimyasal bileşimde aynı olan, ancak yapı olarak birbirinin ayna görüntüsü olan moleküllerin ortaya çıkmasına neden olabilir. Bu, optik özelliklerdeki farklılıkları açıklar.
İki ay sonra, Fransa'da V.-G. Paris Üniversitesi'ndeki arkadaşı Joseph Achille Le Bel. Dört yüzlü asimetrik karbon atomu kavramını, karbon-karbon çift bağları (ortak kenarlar) ve üçlü bağlar (ortak yüzler) içeren bileşiklere genişleten V.-G. bu geometrik izomerlerin tetrahedronun kenarlarını ve yüzlerini sosyalleştirdiğini savundu. Van't Hoff - Le Bel teorisi son derece tartışmalı olduğundan, V.-G. doktora tezi olarak sunmaya cesaret edemedi. Bunun yerine, siyanoasetik ve malonik asitler üzerine bir tez yazdı ve 1874'te kimya alanında doktorasını aldı.
Hususlar V.-G. asimetrik karbon atomları hakkında bir Hollanda dergisinde yayınlandı ve iki yıl sonra makalesi Fransızca ve Almanca'ya çevrilene kadar pek bir izlenim bırakmadı. İlk olarak, van't Hoff-Le Bel teorisi, A.V. Hermann Kolbe bunu "fantastik saçmalık, hiçbir gerçek temelden yoksun ve ciddi bir araştırmacı için tamamen anlaşılmaz" olarak nitelendirdi. Bununla birlikte, zamanla, modern stereokimyanın temelini oluşturdu - moleküllerin uzamsal yapısını inceleyen kimya alanı.
V.-G.'nin bilimsel kariyerinin oluşumu. yavaş gitti. İlk başta, kimya ve fizikte reklamlı özel dersler vermek zorunda kaldı ve ancak 1976'da Utrecht'teki Kraliyet Veteriner Okulu'nda fizik öğretim görevlisi olarak bir pozisyon aldı. Ertesi yıl Amsterdam Üniversitesi'nde teorik ve fiziksel kimya öğretim görevlisi (ve daha sonra profesör) oldu. Burada 18 yıl boyunca her hafta beş organik kimya, bir mineraloji, kristalografi, jeoloji ve paleontoloji dersi verdi ve aynı zamanda kimya laboratuvarını yönetti.
Zamanının çoğu kimyagerinin aksine, V.-G. matematikte sağlam bir geçmişi vardı. Reaksiyon hızını ve kimyasal dengeyi etkileyen koşulları incelemek gibi zor bir görevi üstlendiğinde bilim adamı için faydalı oldu. Yapılan çalışma sonucunda V.-G. Reaksiyona katılan molekül sayısına bağlı olarak, kimyasal reaksiyonları monomoleküler, bimoleküler ve multimoleküler olarak sınıflandırdı ve ayrıca birçok bileşik için kimyasal reaksiyonların sırasını belirledi.
Günün en iyisi
Sistemde kimyasal dengenin başlamasından sonra, hem ileri hem de geri reaksiyonlar, herhangi bir nihai dönüşüm olmaksızın aynı hızda ilerler. Böyle bir sistemdeki basınç artarsa (koşullar değişir veya bileşenlerinin konsantrasyonu değişir), denge noktası kayar ve böylece basınç düşer. Bu ilke, 1884 yılında Fransız kimyager Henri Louis Le Chatelier tarafından formüle edilmiştir. Aynı yıl, V.-G. Sıcaklık değişimlerinden kaynaklanan hareketli denge ilkesini formüle ederken termodinamiğin ilkelerini uyguladı. Aynı zamanda, karşıt yönleri gösteren iki okla bir reaksiyonun tersine çevrilebilirliğinin bugün yaygın olarak kabul edilen tanımını tanıttı. Araştırmasının sonuçları V.-G. 1884'te yayınlanan "Kimyasal dinamikler üzerine denemeler" ("Etudes de dynamique chimique") belgesinde özetlenmiştir.
1811'de İtalyan fizikçi Amedeo Avogadro, aynı sıcaklık ve basınçtaki herhangi bir gazın eşit hacimlerinin aynı sayıda molekül içerdiğini buldu. V.-G. bu kanunun seyreltik çözeltiler için de geçerli olduğu sonucuna varmıştır. Canlılardaki tüm kimyasal reaksiyonlar ve değişim reaksiyonları çözeltilerde gerçekleştiği için yaptığı keşif çok önemliydi. Bilim adamı ayrıca, zarın her iki tarafındaki iki farklı çözeltinin konsantrasyonu eşitleme eğiliminin bir ölçüsü olan ozmotik basıncın, zayıf çözeltilerde konsantrasyona ve sıcaklığa bağlı olduğunu ve dolayısıyla gaz yasalarına uyduğunu deneysel olarak belirlemiştir. termodinamik. V.-G tarafından yürütülmüştür. Seyreltik çözeltilerin çalışmaları, Svante Arrhenius'un elektrolitik ayrışma teorisinin gerekçesiydi. Daha sonra, Arrhenius Amsterdam'a taşındı ve V.-G.
1887'de V.-G. ve Wilhelm Ostwald, "Journal of Physical Chemistry"nin ("Zeitschrift fur Physikalische Chemie") oluşturulmasında aktif rol aldı. Ostwald kısa bir süre önce Leipzig Üniversitesi'nde kimya profesörü olarak boş pozisyon almıştı. V.-G. ayrıca bu pozisyonu teklif etti, ancak Amsterdam Üniversitesi bilim adamı için yeni bir kimya laboratuvarı kurmaya hazır olduğunu açıkladığı için teklifi reddetti. Ancak, V.-G. Amsterdam'da yürüttüğü pedagojik çalışmanın yanı sıra idari görevlerin yerine getirilmesinin araştırma faaliyetlerine müdahale ettiği ortaya çıktı, Berlin Üniversitesi'nin deneysel fizik profesörünün yerini alma teklifini kabul etti. Burada sadece haftada bir ders vermesi ve emrine tam donanımlı bir laboratuvar verilmesi kararlaştırıldı. Bu 1896'da oldu.
Berlin'de çalışan V.-G. özellikle Stasfurt'taki okyanus tuzu birikintilerinin analizinde, jeolojik problemlerin çözümünde fiziksel kimyanın uygulanmasıyla uğraşmaktadır. Birinci Dünya Savaşı'na kadar bu birikintiler, seramik, deterjan, cam, sabun ve özellikle gübre üretimi için neredeyse tamamen potasyum karbonat sağladı. V.-G. ayrıca biyokimya problemlerini, özellikle canlı organizmalar için gerekli kimyasal değişiklikler için katalizör görevi gören enzimlerin incelenmesini incelemeye başladı.
1901'de V.-G. "Çözümlerdeki kimyasal dinamikler ve ozmotik basınç yasalarını keşfetmesinin büyük önemi nedeniyle" kendisine verilen Nobel Kimya Ödülü'nün ilk kazananı oldu. V.-G.'yi temsil ediyor. İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi adına S.T. Bilim adamını stereokimyanın kurucusu ve kimyasal dinamik teorisinin yaratıcılarından biri olarak adlandıran Odner, ayrıca V.-G. "fiziksel kimyanın olağanüstü başarılarına önemli ölçüde katkıda bulundu."
1878'de V.-G. Rotterdam'lı bir tüccar olan Johanna Francine Mees'in kızıyla evlendi. İki kızı ve iki oğlu vardı.
Tüm hayatı boyunca V.-G. felsefeye, doğaya, şiire yoğun bir ilgi duydu. 1 Mart 1911'de Almanya'da Steglitz'de (şimdi Berlin'in bir parçası) akciğer tüberkülozundan öldü.
Nobel Ödülü'ne ek olarak, V.-G. Londra Kraliyet Cemiyeti'nin Davy Madalyası (1893) ve Prusya Bilimler Akademisi'nin Helmholtz Madalyası (1911) ile ödüllendirildi. Hollanda Kraliyet ve Prusya Bilim Akademileri, İngiliz ve Amerikan Kimya Dernekleri, Amerikan Ulusal Bilimler Akademisi ve Fransız Bilimler Akademisi üyesiydi. V.-G. Chicago, Harvard ve Yale Üniversitelerinden fahri dereceler aldı.
Bir kimyasal reaksiyonun hızının sıcaklığa bağımlılığı, van't Hoff kuralı ile belirlenir.
Stereokimyanın kurucusu Hollandalı kimyager van't Hoff Jacob Hendrik, 1901'de kimyada ilk Nobel Ödülü sahibi oldu. Kimyasal dinamikler ve ozmotik basınç yasalarını keşfettiği için ona verildi. Van't Hoff, kimyasalların mekansal yapısı hakkında fikir verdi. Kimyadaki temel ve uygulamalı araştırmalarda ilerlemenin fiziksel ve matematiksel yöntemlerin uygulanmasıyla sağlanabileceğinden emindi. Reaksiyon hızı doktrinini geliştirdikten sonra kimyasal kinetik yarattı.
Bir kimyasal reaksiyonun hızı
Bu nedenle, kimyasal reaksiyonların kinetiği, reaksiyonların seyrinde ne tür kimyasal etkileşimlerin meydana geldiği ve reaksiyonların çeşitli faktörlere bağımlılığı hakkında akış hızı doktrini olarak adlandırılır. Farklı reaksiyonların farklı hızları vardır.
Bir kimyasal reaksiyonun hızı doğrudan reaksiyona dahil olan kimyasalların doğasına bağlıdır. NaOH ve HCl gibi bazı maddeler saniyenin kesirlerinde reaksiyona girebilir. Ve bazı kimyasal reaksiyonlar yıllarca sürer. Böyle bir reaksiyonun bir örneği, demirin paslanmasıdır.
Bir reaksiyonun hızı aynı zamanda reaktanların konsantrasyonuna da bağlıdır. Reaktanların konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, reaksiyon hızı o kadar yüksek olur. Reaksiyon ilerledikçe, reaktanların konsantrasyonu azalır ve bu nedenle reaksiyon hızı da yavaşlar. Yani, ilk anda hız her zaman sonraki herhangi bir andan daha yüksektir.
V \u003d (C sonu - C başlangıcı) / (t sonu - t başlangıcı)
Reaktiflerin konsantrasyonları düzenli aralıklarla belirlenir.
Van't Hoff kuralı
Reaksiyon hızının bağlı olduğu önemli bir faktör sıcaklıktır.
Tüm moleküller diğerleriyle çarpışır. Saniyedeki çarpışma sayısı çok yüksektir. Ancak yine de kimyasal reaksiyonlar büyük bir hızla ilerlemez. Bunun nedeni, reaksiyonun seyri sırasında moleküllerin aktive edilmiş bir kompleks halinde birleşmesi gerektiğidir. Ve sadece kinetik enerjisi bunun için yeterli olan aktif moleküller onu oluşturabilir. Az sayıda aktif molekül ile reaksiyon yavaş ilerler. Sıcaklık arttıkça aktif molekül sayısı artar. Bu nedenle, reaksiyon hızı daha yüksek olacaktır.
Van't Hoff, kimyasal reaksiyon hızının, birim zaman başına reaktan konsantrasyonunda düzenli bir değişiklik olduğuna inanıyordu. Ama her zaman tek tip değildir.
Van't Hoff kuralı şunu belirtir: sıcaklıktaki her 10°'lik artış, kimyasal reaksiyonun hızı 2-4 kat artar. .
Matematiksel olarak, Van't Hoff'un kuralı şöyle görünür:
nerede V2 t2, a V 1 sıcaklıktaki reaksiyon hızıdır t1 ;
ɣ reaksiyon hızının sıcaklık katsayısıdır. Bu katsayı, sıcaklıktaki hız sabitlerinin oranıdır. t+10 ve T.
öyleyse eğer ɣ \u003d 3 ve 0 ° C'de reaksiyon 10 dakika sürer, ardından 100 ° C'de sadece 0,01 saniye sürer. Kimyasal reaksiyon hızındaki keskin bir artış, artan sıcaklıkla aktif moleküllerin sayısındaki artışla açıklanır.
Van't Hoff kuralı sadece 10-400 o C sıcaklık aralığında geçerlidir. Van't Hoff kuralına ve büyük moleküllerin katıldığı reaksiyonlara uymayın.
JACOB VANT HOFF
Van't Hoff, kimyasal dinamikler ve ozmotik basınç yasalarını keşfettiği için Kimyada ilk Nobel Ödülü'nü aldı. Bu yüksek ödül, genç bilim alanının - fiziksel kimyanın - önemine işaret etti.
Çok saygı duyulan bir bilim insanı, elli iki bilimsel topluluk ve akademinin üyesi, birçok yüksek eğitim kurumundan fahri doktora unvanı alan Van't Hoff, bugün kimya için önemi devam eden bir dizi temel teoriyi geride bıraktı. Bilim adamının fikirleri, fikirleri ve görüşleri, modern mineralojinin temellerinin geliştirilmesinde ve ayrıca biyolojinin gelişmesinde büyük rol oynadı. Van't Hoff bilim tarihine stereokimyanın, kimyasal denge ve kimyasal kinetik teorisinin, ozmotik çözelti teorisinin ve kimyasal jeolojinin kurucularından biri olarak girdi.
Jacob Henrik Van't Hoff, 30 Ağustos 1852'de Hollanda'da Rotterdam'da bir doktor ailesinde doğdu. Bu ailenin üyeleri defalarca seçilmiş belediye başkanlarıydı ve şehir yönetiminde başka seçilmiş görevlerde bulundular.
Zaten ilkokulda, öğretmenler çocuğun müzik ve şiir sevgisini fark ettiler. Gelecekte, kesin doğa bilimleri için olağanüstü yetenekler gösterdi. 1869'da okulu bıraktıktan sonra Jacob, Delft'teki politeknik okuluna girdi. Ve burada, bilgi açısından, diğer öğrencilerini önemli ölçüde geride bıraktı ve bu nedenle 1871'de Leiden Üniversitesi'ne giriş sınavı olmadan kabul edildi. Daha sonra bu üniversitede Van't Hoff adayın sınavını geçti.
Ama Leiden'i sevmedi ve Bonn'a ünlü kimyager Kekule'ye gitti. Genç bilim adamları tarafından propiyonik asidin keşfinden sonra Kekule, öğrencisine Paris'e organik sentez uzmanı Profesör Wurtz'a gitmesini tavsiye etti.
Paris'te Jacob, Fransız kimyager-teknoloji uzmanı Joseph Achille Le Bel ile yakınlaştı. Her ikisi de Pasteur'ün optik izomerizm alanındaki araştırmalarını ilgiyle izledi.
Aralık 1874'te van't Hoff, Utrecht Üniversitesi'nde doktora tezini savundu ve 1876'da yerel veterinerlik okulunda öğretmenlik yapmaya başladı. 1874 sonbaharında Utrecht'te uzun başlıklı kısa bir makale yayınladı: "Modern yapısal kimyasal formüllerin uzayda uygulanması için bir öneri, optik dönme gücü ve organik bileşiklerin kimyasal yapısı arasındaki ilişki üzerine notlar ile birlikte. "
Van't Hoff, kimyasal bileşiklerin yapısını yeni konumlardan değerlendirmeyi mümkün kılan bilime hükümler getirdi. Bir metan molekülündeki dört hidrojen atomunun uzayda eşit olarak dağıldığı ve bu nedenle molekülün dört yüzlü bir şeklinden söz edilebileceği fikri bizi Kekule'nin görüşlerine geri getiriyor. Van't Hoff tarafından önerilen modelde, karbon atomunun dört değeri, merkezinde bu atomun bulunduğu tetrahedronun köşelerine yönlendirilir. Van't Hoff, böyle bir model kullanarak, atomların veya atomik grupların karbon ile bağlanması nedeniyle tetrahedronun asimetrik olabileceğini ve asimetrik bir karbon atomu önerdiğini öne sürdü. Şöyle yazdı: "Karbon atomunun dört afinitesinin dört farklı monovalent grupla doyurulması durumunda, birbirinin ayna görüntüsü olan ve zihinsel olarak hiçbir şekilde birleştirilemeyen iki ve sadece iki farklı tetrahedra elde etmek mümkündür. yani uzayda iki yapısal formülle uğraşıyoruz.
Van't Hoff'un tüm bu düşünceleri dile getirdiği yeni makalesi "Uzayda Kimya" (1875), organik kimyanın gelişiminde yeni bir aşamanın başlangıcı olarak hizmet etti. Kısa süre sonra bu alanın en ünlü uzmanlarından Profesör Wislicenus'tan bir mektup aldı: “Makalenizin Almancaya tercümesi için asistanım Dr. Hermann'dan izin almak istiyorum. Teorik gelişiminiz bana büyük keyif verdi. Onda yalnızca şimdiye kadar anlaşılmaz gerçekleri açıklamaya yönelik son derece ustaca bir girişim olarak görmüyorum, aynı zamanda bilimimizde çığır açıcı bir önem kazanacağına da inanıyorum.”
Makalenin çevirisi 1876'da yayınlandı. Bu zamana kadar van't Hoff, Utrecht'teki Veteriner Enstitüsü'nde fizikte asistan olarak bir pozisyon elde etmişti.
Van't Hoff'un yeni görüşlerinin yaygınlaştırılmasında büyük bir rol farkında olmadan Leipzig'den Profesör G. Kolbe'ye gitti. Hollandalı bilim adamının yazısıyla ilgili sözlerini sert bir dille dile getirdi: “Bazı doktor Ya.G. Utrecht'teki Veteriner Enstitüsü'nden van't Hoff'un kesin kimyasal araştırmalardan hiç zevki yok gibi görünüyor. Bir Pegasus'ta (muhtemelen Veteriner Enstitüsü'nden ödünç alınmıştır) oturması ve "Uzayda Kimya" sında, kimyasal Parnassus'a cesur bir uçuş sırasında ona göründüğü gibi, atomların gezegenler arası uzayda bulunduğunu ilan etmesi çok daha uygundur. . Doğal olarak, bu keskin azarlamayı okuyan herkes Van't Hoff'un teorisiyle ilgilendi. Böylece bilim dünyasında hızla yayılmaya başladı. Artık van't Hoff idolü Byron'ın sözlerini tekrarlayabiliyordu: "Bir sabah bir ünlüyü uyandırdım." Makalenin yayınlanmasından birkaç gün sonra, Kolbe van't Hoff'a Amsterdam Üniversitesi'nde bir öğretim pozisyonu teklif edildi ve 1878'den itibaren kimya profesörü oldu.
1877'den 1896'ya kadar Van't Hoff, yeni kurulan Amsterdam Üniversitesi'nde kimya, mineraloji ve jeoloji profesörüydü. Karısı Jenny Van't Hoff-Mees her zaman onun yanındaydı. Sadece ev ve çocuklarla uğraşmayı değil, aynı zamanda kocası için gerçek bir yaratıcı atmosfer yaratmayı da başardı.
van't Hoff'un en genel kalıpları araştırmaya olan ilgisi, harika çalışması Views on Organic Chemistry'de yeniden ortaya çıktı. Ancak kısa süre sonra bilim adamı kimyasal dinamikleri incelemeye başladı. Bu konudaki görüşlerini Kimyasal Dinamikler Üzerine Denemeler (1884) kitabında özetledi.
Van't Hoff, reaksiyon hızı doktrinini geliştirdi ve böylece kimyasal kinetiğin temellerini oluşturdu. Reaksiyon hızını, birim zaman başına reaksiyona giren maddelerin konsantrasyonundaki düzenli, ancak her zaman tekdüze olmaktan uzak bir değişiklik olarak tanımladı. Bu kalıbı genel bir matematiksel biçimde formüle etmeyi başardı. Van't Hoff'un kimyasal dengenin doğasıyla yakından ilişkili yeni fikirlerinin yanı sıra, reaksiyon hızının etkileşime giren moleküllerin sayısına bağımlılığının kurulması, teorik kimyanın önemli ilerlemesine önemli ölçüde katkıda bulunmuştur.
Aynı zamanda, van't Hoff tarafından aynı hızda ilerleyen iki zıt yönlü reaksiyonun (tersinir bir süreç) sonucu olarak kabul edilen kimyasal dengenin sıcaklığa bağlı olduğu bulundu. van't Hoff, kimyasal denge kavramını o zamanlar zaten bilinen termodinamiğin iki ilkesiyle ilişkilendirdi. Bu çalışmanın en önemli sonucu, tepkimenin sıcaklık ve ısısı ile denge sabiti arasındaki ilişkiyi yansıtan bir matematiksel formülün van't Hoff tarafından türetilmesiydi. Bu düzenlilik şimdi van't Hoff tarafından türetilen reaksiyon izokor denklemi olarak bilinir.
Van't Hoff'un Amsterdam döneminde teorik kimyaya bir başka büyük katkısı, ozmotik ve gaz basıncı arasındaki analojinin keşfiydi. Van't Hoff, çözeltilerin kaynama noktasını yükseltme ve donma noktasını düşürme konusunda Raoult tarafından formüle edilen deneysel yasalara dayanarak, 1885'te ozmotik çözeltiler teorisini geliştirdi.
K. Manolov kitabında bilim insanının bu keşfe nasıl geldiğini anlatıyor: “Neden osmometredeki sistemi “su - yarı geçirgen bölme - çözelti” olarak pistonlu bir silindir şeklinde hayal etmiyorsunuz? Çözelti silindirin altındadır, piston bir bölmedir ve üstünde su bulunur. Bu termodinamiğin temel yöntemidir. Gaz termodinamiğinin ilkeleri, seyreltik çözeltilerin özellikleri için de geçerlidir.”
Van't Hoff pistonlu bir silindir çizdi, pistonun altındaki boşluğa "Çözüm" yazdı ve pistonun üstüne - "Su" yazdı. Çözeltiden suya işaret eden oklar, çözeltide pistonu yukarı itme eğiliminde olan bir basınç olduğunu gösterdi.
"İlk olarak, ozmotik basıncın etkisi altında pistonun yukarı hareket etmesi için ne kadar iş gerektiğini hesaplamanız gerekir, ancak ozmotik basıncın üstesinden gelerek pistonu aşağı geri döndürmek için ne kadar iş gerektiğini de öğrenebilirsiniz."
Van't Hoff, kağıdı formüllerle doldurarak matematiği yaptı ve işte sonuç!
"İnanılmaz! Bağımlılık, gazlarla tamamen aynıdır! İfade, Clausius-Clapeyron denklemiyle kesinlikle aynıdır!” Van't Hoff kağıdı aldı ve tüm hesaplamaları tekrarladı. “Aynı sonuç! Ozmotik basınç yasaları, gaz yasalarıyla aynıdır. Sabit de aynı değere sahipse, seyreltik maddenin molekülleri, çözücünün kaptan ayrıldığını hayal ederek, bir gazın molekülleri olarak düşünülebilir. Sabit, Pfeffer verilerinden hesaplanabilir.” Defteri tekrar aldı ve kalem hızla kağıdın üzerinden kaydı. Şeker çözeltileri için sabit, gaz sabiti ile aynı değere sahipti. Analoji tamamlanmıştı.
Van't Hoff, çözünmüş moleküllerin, gaz halindeki çözeltinin hacmine eşit bir hacim işgal etmeleri durumunda aynı moleküllerin uygulayacağı basınca eşit bir ozmotik basınç ürettiğini buldu. Bu temel keşif, fizik ve kimya yasalarının birliğini gösterdi (her ne kadar ozmotik basıncın nedenleri ortaya çıkarılmamış olsa da).
Van't Hoff ayrıca, "Gaz sistemlerinde kimyasal denge ve seyreltik çözeltiler" (1886) adlı çalışmasında çalışarak, ayrışma teorisinin daha da geliştirilmesi üzerinde büyük bir etkiye sahipti.
Mart 1896'da Van't Hoff Amsterdam'dan ayrıldı ve Prusya Bilimler Akademisi'nin daveti üzerine Berlin'e taşındı. Max Planck ve Emil Fischer'in önerisine göre, Van't Hoff için Bilimler Akademisi'nde özel bir araştırma laboratuvarı kuruldu ve bilim adamının kendisi hemen Berlin Üniversitesi'nde tam üye ve onursal profesör seçildi.
Almanya'da, potasyum tuzu birikintilerinin oluşumu için koşulların oluşturulmasına ve bunların işlenmesi için rasyonel bir teknoloji yaratılmasına yardımcı olan kapsamlı deneysel ve teorik çalışmalar yaptı.
Bilim adamı, "çözeltilerdeki kimyasal dinamikler ve ozmotik basınç yasalarını keşfetmesinin büyük önemini kabul ederek" ilk Nobel Kimya Ödülü'nü aldığını öğrendiğinde Amerika'daydı. 10 Aralık 1901'de dünyanın önde gelen bilim adamları Stockholm'de toplandı. İsveç Bilimler Akademisi'nin şenliklerle aydınlatılan salonunda düzenlenen tören gerçekten unutulmazdı.
Akşam, bir ziyafette van't Hoff, kendisine Nobel Kimya Ödülleri Komitesi'ne ve şahsen onun başkanı Profesör P. Kleve'ye bahşedilen büyük onur için en içten teşekkürlerini ifade etme fırsatı buldu.
Bilim adamını İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi adına temsil eden S.T. Odner, bilim adamını stereokimyanın kurucusu ve kimyasal dinamik teorisinin yaratıcılarından biri olarak nitelendirdi ve ayrıca Van't Hoff'un araştırmasının "fiziksel kimyanın olağanüstü başarılarına önemli bir katkı yaptığını" vurguladı.
Sonraki günlerde, Nobel Komitesi'nin gereksinimlerine göre, ödül alanlar, ödüle layık görüldükleri bilimsel başarılar hakkında rapor vermek zorunda kaldılar. Van't Hoff, konferansında çözümler teorisinden bahsetti.
Bilim adamı çalışmaya devam etti, ancak uzun süredir devam eden ciddi bir hastalık, van't Hoff'un canlı bir bitki organizmasındaki enzimlerin sentetik etkisini incelemesini engelledi.
