Grotgus, Theodor

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 5. srpna 2018; kontroly vyžadují 7 úprav .
Theodor von Grotthuss
Němec  Christian Johann Dietrich Theodor von Grotthuss
Datum narození 20. ledna 1785( 1785-01-20 ) [1] [2] [3]
Místo narození
Datum úmrtí 26. března 1822( 1822-03-26 ) [2] (ve věku 37 let)
Místo smrti Giaduchay , moderní. Litva
Země
Vědecká sféra elektrochemie , optická fyzika
Alma mater Polytechnická škola v Paříži ( francouzsky:  École Polytechnique )
 Mediální soubory na Wikimedia Commons

Baron Christian Johann Dietrich von Grotthus nebo Theodor von Grotthus ( německy  Christian Johann Dietrich Theodor von Grotthuß ) ( 20. ledna 1785 , Lipsko , Německo  - 26. března 1822 , Giaduchiai (dnešní Litva )) - německý chemik, který formuloval první teorii elektrolýza ( rok 1806 ) a první zákon fotochemie ( 1817 ) [4] . Jeho teorie elektrolýzy je považována za první popis tzv. Grotthussova mechanismu [5] .

Životopis

Theodor von Grotthuss se narodil v Lipsku 20. ledna 1785 v době, kdy byla jeho rodina na dlouhé cestě po západní Evropě . Theodorovi rodiče, Ewald Dietrich von Grotthuss ( německy  Dietrich Ewald von Grotthuß ) a Elisabeth Eleonore ( německy  Elisabeth Eleonore ), patřili ke staré a známé rodině kurlandské byrokratické šlechty. Krátce po svém narození byl pokřtěn a dostal jméno Christian Johann Dietrich ( německy  Christian Johann Dietrich ). Jako dospělý se Grotgus rozhodl použít Theodore jako své křestní jméno. Navíc odmítl používat předponu „fon“ ve svém celém jméně [6] .

Theodore vyrostl na panství své matky v Gedučiai Manor ( lit. Gedučiai ), který se na moderní mapě nachází v severní části Litvy , na hranici s Lotyšskem . Byl odtažitým dítětem a s ostatními dětmi na panství měl dost omezený kontakt. Učitelé ho doma učili jazykům , matematice , umění a literatuře . Grotgusovi se tak dostalo základního vzdělání, které mu umožnilo pokračovat ve studiu na různých univerzitách. Jako teenager Grotgus studoval nejprve na univerzitě v Lipsku a poté na Ecole Polytechnique v Paříži ( fr. École Polytechnique ), kde navštěvoval přednášky tak slavných vědců jako Antoine François de Fourcroix , Claude Louis Berthollet , Louis-Nicolas Vauquelin. a další.  

Kvůli rostoucímu napětí v geopolitických vztazích mezi Ruskem a Francií byl Grotguss nucen odjet do Itálie , kde publikoval svou první zásadní práci ( 1806 ), věnovanou teoretickému vysvětlení jevů, ke kterým dochází při elektrolýze vody . V roce 1808 byl Grotthuss za své příspěvky k teorii elektrolýzy zvolen čestným členem Galvanické společnosti v Paříži . Ve stejném roce byl jmenován členem korespondentem Turínské akademie věd a v roce 1814 byl zvolen členem korespondentem Bavorské akademie věd v Mnichově . Během svého života Grotguss publikoval 76 prací o původním výzkumu, pozorováních a důkazech, z nichž většina byla publikována v západoevropských vědeckých časopisech [6] .

Theodor Grotthuss zemřel 26. března 1822 ve věku sedmatřiceti let, spáchal sebevraždu na základě dlouhé deprese způsobené zdravotními problémy. Byl pohřben na statku své matky v Geduchiai .

Vědecký výzkum

Výzkum elektrolýzy

Vynález elektrické baterie v roce 1800 italským vědcem Alessandrem Voltou poskytl dalším badatelům zdroj elektřiny , který se stal široce používaným ve vědeckých laboratořích po celé Evropě . Brzy se objevily první zprávy o úspěšné elektrolýze vody , vodných roztoků kyselin a solí . Neexistovalo však žádné uspokojivé teoretické vysvětlení procesů probíhajících v tomto případě.

Na podzim roku 1805 , ve věku 20 let, Grotthuss napsal svůj první základní článek o studiu elektrolýzy vody . Tento článek s názvem „Mémoire sur la Décomposition a'l'Aide de l'Electricite Galvanique“ byl publikován v Římě v roce 1806 . Jasně představoval nový přístup k vysvětlení role elektrického proudu v procesu elektrolýzy. O mnoho let později Ostwald přeložil tento článek do němčiny a učinil následující komentář [7] :

V době vydání tohoto díla bude Grotgusovo jméno velmi slavné; a tento článek měl velmi, velmi velký dopad na teoretické vysvětlení procesu elektrolýzy

Původní text  (německy)[ zobrazitskrýt] Es ist die Schrift, durch die der Name Grotthuss vor allem berümt wurde, und die den grössten Einfluss auf die theoretischen Vorstellung über Elektrolyse ausgeübt hat

Grotgus v této práci vysvětlil, proč se během procesu elektrolýzy vody vodík a kyslík uvolňují pouze na elektrodách (a na různých elektrodách), a nikoli v celém objemu roztoku , jak se očekávalo. Tento jev, který pozorovali A. Carlyle a J. Nicholson krátce po objevu voltaického pilíře , se stal známým jako „ Nicholsonův paradox “. Grotthuss experimentálně potvrdil údaje, že některé kovy se uvolnily na záporném pólu zdroje proudu spojeného s měděným kotoučem, a zahájil proces růstu krystalu ve směru galvanického proudu [8] , zatímco na kladném pólu se uvolnil kyslík . spojené se zinkovým diskem. Některé kovy se nevysrážely na záporném pólu zdroje proudu, v tomto případě byl na něm pozorován vývoj vodíku a na kladném pólu se vytvořila sraženina oxidu. Poznamenal, že různé kovy se v takovém procesu chovají odlišně, což později experimentálně pozorovali Humphrey Davy a Jöns Jakob Berzelius .

Grotthussův článek představuje originální vysvětlení procesu elektrolýzy vody , později nazvaný Grotthussův mechanismus . Toto vysvětlení spočívá ve skutečnosti, že v procesu elektrolýzy jsou molekuly vody a soli polarizovány a tvoří polární řetězce v jediném systému. Polarizované molekuly se tak stávají prodloužením párů měď-zinek, které tvoří sloupec Volta . Později Grotthuss vysvětlil, že vlivem pólů elektrod se v roztoku vytvořily paralelní čáry (polarizované molekulární řetězce), jejichž prvky se na každém konci vybíjely na opačných pólech. Molekuly vody v kontaktu s elektrodami se rozpadly na jejich součásti. Proto se na záporně nabité elektrodě uvolňoval vodík , na kladně nabité elektrodě kyslík . Molekuly vody si průběžně vyměňovaly své složky se svými nejbližšími sousedy i s okolními členy řetězce. Tato výměna byla provedena pomocí postupného postupu skokové interakce podél molekulárních řetězců, která vznikla jako výsledek procesu přenosu v elektrolýze podél paralelních linií [9] [10] . Další vývoj této myšlenky vedl ke konceptu podobajícímu se ionizaci . Kromě toho koncept skokových interakcí vedl k rozvoji principu atomismu , diskrétnosti hmotných objektů, dělitelnosti a přechodu od statické struktury k dynamické reprezentaci hmoty .

Velká část vědecké komunity přijala mechanismus elektrického vedení navržený Grotgusem. Někteří vědci však neuznali zásluhy Grotthusse v oblasti elektrolýzy . Takže například Sir Humphry Davy při rozvíjení chemické teorie afinity široce použil původní myšlenky Grotthusse bez jakékoli zmínky o jejich autorovi [6] .

Výzkum v oblasti interakce světla s hmotou

V pozdních 1810s, Theodor von Grothgrus formuloval některé originální nápady příbuzné absorpci světla , který zahrnoval fosforescenci , fluorescenci a fotochemické reakce . Zajímal se o fyziologické aspekty chemické interakce světla s polarizovanými molekulárními částicemi. Po studiu krystalů , které vykazují fosforescenci , Grotthuss v roce 1812 poznamenal , že fosforeskující světlo se liší od absorbovaného světla, což bylo v rozporu s Newtonovou mechanistickou teorií . Došel k závěru, že jev fosforescence souvisí s pohybem světla a strukturou ozařované látky. Grotthuss navrhl, že světlo na povrchu fluorescenčního krystalu se štěpí na dvě složky, které se při interakci s polarizovanými molekulami v krystalu oddělují a způsobují emisi světla, jehož barva se liší od barvy použité pro ozařování. Grotthuss došel k závěru, že interakce světla s hmotou způsobuje specifické vibrace a tím může zeslabit nebo zesílit různé barvy [11] . Zároveň položil teoretické základy luminiscence , kterou ve druhé polovině 19. století vyvinuli Becquerel , Brewster a Stokes .

Při studiu alkoholových roztoků thiokyanátových komplexů trojmocného železa a kobaltnatého Grotgus obrátil svou pozornost ke skutečnosti, že roztok při vystavení světlu zbledl . Rychlost bělení byla v tomto případě přímo úměrná intenzitě světla a době jeho expozice dané látce. Grotthuss tak objevil základní zákony fotochemie : fotochemická reakce může být zahájena pouze světlem absorbovaným látkou a její rychlost je úměrná době expozice a intenzitě světla. Tato experimentální pozorování Grotguse byla potvrzena asi o 20 let později Johnem Herschelem a Johnem Draperem . Nakonec se tato zjištění stala známá jako první a druhý zákon fotochemie Grotthuss-Draper.

Výzkum v jiných oblastech

Theodor von Grotthuss prováděl vědecký výzkum nejen v oblasti elektrolýzy a interakce světla s hmotou [6] . Syntetizoval thiokyanátové soli železa , rtuti , stříbra a zlata tavením síry s odpovídajícími kyanidovými solemi . Grotgrus oddělil chlorid železitý od chloridu manganatého , přičemž využil různé rozpustnosti těchto solí v alkoholu . Na žádost akademika Scherera, který sbíral údaje o minerálních pramenech v Ruské říši , také analyzoval blízké minerální prameny. Pro stanovení sulfidů použil čpavkový roztok oxidu stříbrného a ne chlorid měďnatý , jak bylo v té době zvykem. Kromě toho Grotthuss v letech 1816 až 1818 studoval vlastnosti thiokyanátů a kyseliny thiokyanaté a vyvinul analytické metody pro stanovení iontů železa (III) a kobaltu (II) . Současně Schweigger publikoval přehled Grotthussových poměrných vah a tabulek materiálů, který se stal široce používaným chemiky a lékárníky .

Ve svém rozsáhlém výzkumu experimentálně pozoroval fenomén elektrostenózy , který se projevoval tím, že stříbrné dendrity vznikaly ve velmi úzkých prasklinách skla na anodě vlivem elektrokapilárního efektu . Tento efekt byl znovu objeven o 70 let později a podrobně jej rozvinuli F. Brown ( 1891 ) a E. J. Cohen ( 1898 ), kteří jej nazvali elektrostenóza.

Grotthuss se navíc zabýval studiem plamenů směsí plynů a provedl zásadní pozorování, které spočívalo v tom, že směs plynů v úzkých trubicích se nevznítí [12] . Tato okolnost umožnila později vytvořit bezpečnou hornickou lampu . Navzdory tomu, že v současnosti byly důlní lampy využívající otevřený plamen zcela nahrazeny elektrickými světly, význam tohoto vynálezu, který zachránil mnoho životů horníků, je stále těžké přecenit.

Hlavní díla

Viz také

Poznámky

  1. ↑ Theodor Grotthuss (Grothuss) // Proleksis enciklopedija, Opća i nacionalna enciklopedija  (chorvatsky) - 2009.
  2. ↑ 1 2 3 www.accademiadellescienze.it  (italsky)
  3. ↑ Theodor Grothuss // Base bigraphique  (fr.)
  4. ↑ de Grotthuss, CJT Sur la décomposition de l'eau et des corps qu'elle tient en dissolution à l'aide de l'électricité galvanique // Ann. Chim. (Paříž). - 1806. - T. 58 . - S. 54-73 .
  5. ↑ Marx, Dominik. Protonový přenos 200 let po von Grotthuss: Postřehy z Ab Initio Simulations // ChemPhysChem. - 2006. - T. 7 , č. 9 . - S. 1848-1870 . - doi : 10.1002/cphc.200600128 . — PMID 16929553 .
  6. ↑ 1 2 3 4 Bruno Jaselskis, Carl E. Moore, Alfred von Smolinsk. THEODOR VON GROTTHUSS (1785-1822) - TRAIL BLAZER // Bull. Hist. Chem. - 2007. - T. 32 , č. 2 . - S. 119-128 .
  7. ↑ R. Luther, A. v. Ottingen. Abhandlungen über Elektricität und Licht von Theodor Grotthuss // Ostwald's Klassiker der exakten Wissenschaften. - Lipsko, 1906. - Č. 152 .
  8. ↑ Ve skutečnosti mluvíme o elektrochemické řadě aktivity kovů .
  9. ↑ Faraday pomocí Grotthussova modelu vyvinul model polní čáry asi o čtyřicet let později .
  10. ↑ WL Pierce, Michael Faraday.  // Chapman a Hall. - Londýn, 1965. - S. 357 .
  11. ↑ T.v. Grotthuss.  // Schweiggers J. Chem. fys.. - 1815. - V. 14 , č. 163 . - S. 174 .
  12. ↑ T.v. Grotthuss.  // Schweiggers J. Chem. Phys .. - 1809. - Vol . - S. 245-260 .

Literatura

Odkazy

  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie