Thomas Martin Lowry | |
---|---|
Thomas Martin Lowry | |
Datum narození | 26. října 1874 |
Místo narození |
Bradford , Spojené království |
Datum úmrtí | 2. listopadu 1936 (ve věku 62 let) |
Místo smrti |
Cambridge , Spojené království |
Země | |
Vědecká sféra | Fyzikální chemie , Organická chemie |
Místo výkonu práce | Cambridgeská univerzita |
Alma mater | |
vědecký poradce | G. Armstrong |
Známý jako | tvůrce protolytické (protonové) teorie kyselin a zásad (spolu s J. N. Brönstedem ) |
Ocenění a ceny | Bakerova přednáška (1921) |
Mediální soubory na Wikimedia Commons |
Thomas Martin Lowry (Lowry) [2] ( angl. Thomas Martin Lowry ; 26. října 1874 - 2. listopadu 1936 ) byl britský chemik. Hlavní vědecké práce jsou věnovány studiu optické aktivity organických sloučenin. Tvůrce protonové teorie kyselin a zásad (navržena téměř současně a nezávisle na J. N. Brönstedovi ).
Thomas Martin Lowry se narodil ve vesnici Low Moor poblíž Bradfordu ve West Yorkshire a byl druhým synem cornwallské rodiny. Jeho otec je reverend Lowry, metodistický ministr a štábní důstojník v Aldershot [3] .
Vystudoval základní školu v Kingswoodu a poté v roce 1893 Central Technical College v South Kensington (Londýn), kde studoval chemii pod vedením slavného organického chemika G. Armstronga , mezi jehož zájmy patřilo studium povahy iontů ve vodném prostředí. řešení. V roce 1896 se tam Lauri vrátil, aby pracoval jako asistent Armstronga a zůstal v této pozici až do roku 1913. Zároveň v letech 1904 až 1913 vyučoval chemii na Westminster Normal College. V roce 1913 byl pozván do čela katedry chemie na lékařské fakultě Guyovy nemocnice.v Londýně. Ve stejném roce se stal profesorem na University of London a od roku 1920 až do své smrti vedl oddělení fyzikální chemie vytvořené na Cambridge University [3] .
Během první světové války (1917-1919) a po ní spolupracoval Lauri s řadou oddělení vojenského oddělení, zejména s výborem pro chemické zbraně a s výborem pro munici. Za tuto činnost mu byl udělen status velitele Řádu britského impéria a italského Řádu svatých Mauricia a Lazara. Stal se PhDv roce 1899, a také měl čestný Master of Arts (Cambridge) a doktorát věd z Dublinu a Bruselu [3] .
Od založení Faradayovy společnosti v roce 1903 byl Lauri aktivním členem v letech 1928-1930. - prezident. V roce 1914 byl zvolen členem Královské společnosti v Londýně . V letech 1925 až 1928 Lowry byl viceprezidentem The Oil & Color Chemists' Association [4] .
V roce 1904 se oženil s dcerou reverenda C. Wooda, rodina měla dva syny a dceru [3] .
Hlavní vědecké práce Lauriho jsou spojeny se studiem optické aktivity organických sloučenin . V roce 1899 Lowry objevil fenomén mutarotace objevem změny optické aktivity čerstvě připraveného roztoku nitrokafru. Zkoumali tautomerii organických sloučenin, zjistili, že rychlost rovnováhy je vysoce závislá na rozpouštědle, vyvinuli metody polarimetrie [5] .
Při studiu derivátů kafru Lowry objevil fenomén migrace protonů, který nazval prototropie a považoval za zvláštní případ ionotropie. To ho vedlo k rozšíření definice kyselin a zásad. V roce 1928, téměř současně s dánským fyzikálním chemikem J. N. Brønstedem , navrhl Lauri protolytickou (protonovou) teorii kyselin a zásad . Podle myšlenek Lauriho a Bronsteda je kyselina molekula nebo iont schopný být donorem vodíkového iontu (proton), H + , a báze je molekula nebo iont, který je schopen přijmout proton. Pro vodní prostředí se tato definice v podstatě shoduje s dřívějším přístupem S. Arrhenia , podle kterého je kyselina látka, která při disociaci uvolňuje vodíkový iont, a zásada je látka, která při disociaci tvoří hydroxidový iont ( OH- ) . Brønsted-Lowryho teorie však platí i pro reakce probíhající mimo vodní prostředí (například vznik chloridu amonného z amoniaku a chlorovodíku). Lowry také pozoroval, že podobné jevy jsou pozorovány v konjugovaných systémech, ve kterých mohou být opačné náboje na dvou koncích molekuly neutralizovány migrací elektronů přes celý systém [3] .
V době, kdy Lowry začal s mutarotací, se o závislosti optické aktivity na vlnové délce vědělo jen málo – po Biotově smrti v roce 1862 se toho vědělo opravdu málo. Lowry poznamenal, že mírný pokrok v této oblasti může být způsoben tím, že hodnoty optické aktivity u většiny sloučenin nebyly stanoveny v nejširším možném rozsahu vlnových délek. Téma bylo zanedbáno do té míry, že když si Drude v roce 1907 přál otestovat svou teorii optické aktivity, byla k dispozici pouze data pro křemen . V roce 1913 Lowry a Dixon dokázali ukázat, že optická aktivita deseti jednoduchých alkoholů může být popsána pouze jedním členem v Drudeově rovnici. O rok později Lowry ukázal, že dvě podmínky opačného znaménka zcela popisují anomální rotační disperzi ethyl-D-tartrátu, čímž potvrdil závěr učiněný před mnoha lety Biotem a Arndtsenem, že k anomální rotační disperzi dochází v případě superpozice dvou částečné rotace opačného znaménka a nestejné rozptyly. Anomální rotační disperze kyseliny vinné a tartrátů byla předmětem Lauriho přednášek v Austinu v roce 1921. Když byla stanovena platnost Drudeovy rovnice, Lowry byl schopen podat přesné definice toho, jak souvisí oblast průhlednosti pro normální a anomální rotační disperze, konkrétně, kde všude mají rotace konstantní znaménko nebo kde procházejí nulou [3 ] .
Dalším předmětem zájmu Lowryho byl koncept indukované asymetrie, který spolu s Walkerem představili v roce 1924. Studovali kafr a další látky tak, že jedna z frekvencí zahrnutých v Drudeově rovnici odpovídala charakteristickému ultrafialovému pásu karbonylové skupiny, a dospěli k závěru, že elektronová struktura karbonylové skupiny se také stává asymetrickou vlivem asymetrického atomu uhlíku. Toto zavedení druhého (indukovaného) centra asymetrie, jak Lauri věřil, může v některých případech vést k anomální rotační disperzi [3] .
Lowry také studoval chloridy síry, které byly prozkoumány v Cambridge před jeho příjezdem. Studium systému síra - chlor je komplikováno výskytem řady disociačních reakcí, které probíhají různou rychlostí a jsou ovlivněny katalyzátory, ale Lauri byl schopen potvrdit své závěry měřením dielektrických konstant , hustot a povrchového napětí v systém. Pomocí série bodových stanovení bodu tuhnutí se mu podařilo prokázat existenci červeného chloridu siřičitého v roztoku a získat jej ve formě krystalické látky při nízkých teplotách. Objevil, že podíl chloridu sírového v systému síra-chlór lze měřit pomocí absorpčního spektra se specifickou vlnovou délkou, pro kterou jsou dithiodichlorid a chlor transparentní. Získal také několik dalších sloučenin chloru a síry, například chlorid siřičitý , posledně jmenovaný je téměř bezbarvá krystalická látka, která se intenzivně rozkládá již blízko bodu tání. Lowry zjistil, že chlorid siřičitý je anomální, má vyšší dielektrickou konstantu v pevném stavu než v tavenině, toto chování ukazuje na změny v molekulární struktuře, což je v souladu s pozorováním, že chlorid siřičitý je nestabilní v kapalné fázi, což bylo interpretováno rovnicí:
Lowry poznamenal, že chlorid fosforečný má rovněž vyšší dielektrickou konstantu v pevné fázi než v kapalném stavu. Tento jev také přičítal rozdílu v molekulární struktuře, který však nemůže být analogický případu chloridu sírového, protože měření hustoty par ukazuje, že chlorid fosforečný existuje v plynné fázi [3] .
Během několika posledních let Lowry experimentálně studoval binární systémy ( N 2 O 3 - H 2 O a N 2 O 4 - H2O), aby dokončil fázový diagram pro ternární systém (H 2 O - N 2 O 3 -N205 ) . _ _ _ V průběhu této složité práce bylo zjištěno, že když se peroxid dusíku mění na ozonizovaný kyslík, uvolňuje se modrý plyn. Plynná směs se vznítí pod 100° a ukazuje modrou vlnoplochu. Tento zvláštní příklad spalování je pravděpodobně reprezentován rovnicí:
V posledních letech svého života Lauri s velkým úspěchem rozšířil svou práci o rotační disperzi z transparentních na absorbující média, to znamená, že začal studovat Cottonův efekt . Ve spolupráci s Hudsonem se mu podařilo odvodit rovnice adekvátně vyjadřující průběh disperzní křivky v celém rozsahu vlnových délek pokrytých absorpčním pásmem. Tyto rovnice byly odvozeny z výsledků prezentovaných W. Kuhnem v roce 1930 [3] .
Lauri je autorem několika stovek článků a mnoha knih. Klasikou se stala jeho monografie „Optical Rotatory Power“ (1935). Byl prvním, kdo zavedl protonovou teorii do osnov anorganické chemie.