Оствальд Фридрих Вильгельм
Министерство образования и науки
Реферат по химии
«ОСТВАЛЬД Фридрих Вильгельм»
Выполнил:
Проверил:
-2007-
Немецкий химик Фридрих Вильгельм Оствальд родился в
Риге (Латвия). Он был вторым сыном Готфрида Оствальда, искусного бондаря, и
Элизабет (Лойкель) Оствальд. Занимаясь в рижской реальной гимназии, Оствальд
проявил себя хорошим учеником с необычайно широким диапазоном интересов. Он
увлекался физикой, химией, литературой и рисованием, а также играл на альте и
фортепьяно. Несмотря на то, что отец посоветовал ему изучать инженерное дело, Оствальд
увлекся химией и в 1872 г. стал студентом химического факультета Дерптского
(ныне Тартуского) университета. Четыре года спустя он получил степень бакалавра
и остался в Дерпте в аспирантуре, занимая одновременно должность приват-доцента
(внештатного преподавателя).
В 70-е гг. XIX в. немецкие химики активно проводили
исследования структур, свойств и синтеза молекул органических веществ. Интересы
Оствальда лежали в забытой тогда физической химии. В этой области химическая
активность анализируется путем определения изменений, происходящих в таких
физических свойствах реагирующих веществ, как объем, показатель преломления,
вязкость, цвет и электропроводность. Положения магистерской работы Оствальда в
Дерптском университете касались изменений объема, которые происходят во время
нейтрализации кислот основаниями в разбавленных растворах.
В 1878 г. ему была присвоена докторская степень за
диссертацию об оптическом коэффициенте преломления кислотно-основных реакций.
Работая в качестве ассистента у физика Артура фон Эттингена и ведя преподавание
физики и химии в местной школе, Оствальд продолжал заниматься изучением
приложения физических характеристик к анализу химических реакций. В 1881 г. он
был избран профессором химии Рижского политехнического института. В последующие
годы написал несколько учебников, которые сыграли важную роль в утверждении
физической химии в качестве самостоятельной дисциплины.
В 1884 г. Оствальд получил текст вызвавшей горячие
споры докторской диссертации Сванте Аррениуса, которая была представлена к
защите в Упсальском университете. В своей диссертации Аррениус предложил
теорию, объясняющую диссоциацию кислот и оснований в водных растворах на
электрически заряженные ионы. Поскольку в те времена преобладали убеждения, что
в растворе не могут сосуществовать противоположно заряженные частицы, работа
Аррениуса получила низкий рейтинг в Упсальском университете. Оствальд, однако,
счел его идеи достойными внимания и немедленно применил их для проверки
результатов своих собственных исследований сродства кислот. «Воспользовавшись
магазином сопротивлений, позаимствованным на несколько дней на телеграфе
(дольше там без него не могли обойтись)... я вскоре провел опыты со всеми
имевшимися под рукой кислотами, которые мне предоставили другие исследователи,
– вспоминал позднее Оствальд – со все возрастающим волнением я обнаруживал, что
результаты один за другим подтверждали предсказания и ожидания».
Оствальд не только поддержал идеи Аррениуса, но и
способствовал их распространению среди химиков. Более того, он добился, чтобы
Аррениус получил постдокторскую стипендию (ее можно получать в течение года
после защиты докторской диссертации) и, таким образом, смог продолжить свои
исследования. Однако идея, что молекулы диссоциируют на устойчивые, электрически
заряженные частицы при растворении в полярных растворителях, таких, как вода,
по мнению многих химиков, была излишне сложна. Они отвергали точку зрения, что
растворы содержат ионы, полагая, что ионы с противоположными зарядами должны
непременно вновь соединяться в молекулу. Их сомнения усилились после того, как
потерпела фиаско попытка точно предсказать «поведение» очень сильных кислот и
оснований. В начале XX в. Петер Дебай и Ларе Онзагер развили теорию диссоциации
на основе концепции электронного объяснения атомной структуры. Много позже
демонстрация с помощью рентгеноструктурного анализа факта, что кристаллы
сильных электролитов представляют собой ионную решетку и полностью ионизируют
при любой концентрации, убедила сообщество химиков в справедливости теории
ионизации.
В 1887 г. Оствальд был назначен первым профессором
физической химии в Лейпцигском университете, где в числе его ассистентов и
коллег работали Якоб Вант-Гофф, Аррениус и Вальтер Нернст. В этом же году
Оствальд основал «Журнал физической химии» ("Zeitschrift fur physikalische
Chemie"), редактором которого он оставался многие годы. Он создал также
Германское электрохимическое общество, которое вскоре было преобразовано в
Германское физико-химическое общество Бунзена.
Интерес к теории ионной диссоциации позволил
Оствальду увидеть в ней прекрасное объяснение многих химических реакций, в
которых катализаторами служат слабые кислоты и основания. (Как и в случае с
диссоциацией сильных электролитов, каталитическая активность сильных кислот и
оснований не была в достаточной степени предсказана этой теорией.) Когда
существует химическое равновесие, скорость протекания прямой и обратной реакций
одинакова. Оствальд доказал, что присутствие катализатора ускоряет реакцию в
обоих направлениях в одинаковой степени. Он также продемонстрировал, что
система переходит от менее устойчивого состояния к более устойчивому постепенно
и не всегда достигает своего самого устойчивого состояния. Эта зависимость
получила название закона разбавления Оствальда. Применив свои знания
каталитических процессов в целях развития промышленности, ученый исследовал
возможности синтеза аммиака из водорода, используя в качестве катализатора
железную проволоку.
В 1890 г. Оствальд заинтересовался взглядами на
энергию как на первооснову всего физического мира. Скептически относясь ко всем
материалистическим концепциям, и особенно к атомно-молекулярной теории,
Оствальд полагал, что природные явления могут объясняться превращениями
энергии. В соответствии с этим подходом он вывел законы термодинамики на
уровень философских обобщений.
После того как в рамках впервые осуществленного
обмена научными работниками Оствальд в течение года читал лекции в Гарвардском
университете (за это время он изучил эсперанто и разработал свой собственный
искусственный язык), он, выйдя в отставку в 1906 г., посвятил себя изучению
света, а также организаторской и писательской деятельности. Оствальд создал
количественную теорию цветов со шкалой порядка определения цвета, которую
изложил в атласе цветов, и разработал систему цветовой гармонии. В 1909 г.
Оствальду была присуждена Нобелевская премия по химии «в знак признания
проделанной им работы по катализу, а также за исследования основных принципов
управления химическим равновесием и скоростями реакции». Представляя его от
имени Шведской королевской академии наук, Ханс Хильдебранд указал на ценность
открытий Оствальда не только для развития теории, но и для их практического
применения, такого, как производство серной кислоты и синтез красителей на
основе индиго. Хильдебранд также предсказал, что химия катализа во многом
поможет понять функцию фермента. В последние годы жизни Оствальд включился в
различные просветительские, культурные и реформистские движения, в т. ч.
интернационалистическое, пацифистское и движение за сохранение природных
ресурсов. Он активно участвовал в работе многочисленных международных научных
обществ, включая Международную комиссию по атомным весам и Международную
ассоциацию химических обществ. Оствальд занимался также вопросами
государственного образования и подготовки ученых.
В 1880 г. Оствальд женился на Нелли фон Рейер,
дочери хирурга из Риги. У них было две дочери и три сына, один из которых,
Вильгельм Вольфганг Оствальд, стал выдающимся ученым в области коллоидной
химии.
Оствальд умер в возрасте 78 лет в своем доме
неподалеку от Лейпцига 4 апреля 1932 г.