Соперник Менделеева. Сванте Август Аррениус

Соперник Менделеева. Сванте Август Аррениус

Глава из книги Алексея Паевского и Анны Хоружей «Нобелиаты. Формулы успеха»

Герой этого рассказа, судя по всему, был очень непростым человеком. Считается, что именно он помешал Менделееву получить Нобелевскую премию, хотя с точки зрения современной химии они оба были неправы и  правы одновременно. С другой стороны, этот человек не просто получил Нобелевскую премию по химии 1903 года за свою докторскую диссертацию: без ссылок на него не обходится ни один школьный или университетский курс химии. Это один из бесспорных основоположников химической науки ХХ века и первый в истории нобелиат — земляк Нобеля.

 Нобелиаты

«Нобелиаты» Алексей Паевский, Анна Хоружая

Будущий лауреат родился в достаточно богатой и образованной семье. Его дядя, Иоанн (Юхан) Аррениус, был известным ботаником, деятелем сельского хозяйства и агрономом. Отец работал управляющим имением и  вскоре стал членом совета инспекторов Уппсальского университета. Так что ребенку было в  кого развиваться. Существуют сведения, что уже в  младенчестве он любил складывать циферки из папиных отчетов. (Правда, не сообщается, делал ли он что-либо с самими листами. Автор статьи как отец не по годам развитой девочки подозревает, что за интерес к  цифрам Сванте иногда влетало.)

 Johan_Arrhenius2

Юхан Аррениус

Аррениус достаточно легко окончил Уппсальский университет (физика и  химия), получил в 1878  году степень бакалавра, а в 1881 году уехал в столицу, в Шведскую королевскую академию наук, заниматься изучением электричества под руководством Эрика Эдлунда (который, кроме всего прочего, организовал систему метеорологических наблюдений в Швеции).

Эдлунд предложил своему докторанту заняться изучением электролитов. К тому времени сам по себе электрический ток был, конечно, хорошо известен, хотя электрон еще не открыли и природа этого явления не была до конца ясна. С другой стороны, физики и химики уже прекрасно знали, что, к примеру, кристаллы поваренной соли ток не проводят, дистиллированная вода — тоже. А вот раствор NaCl — прекрасный проводник. В чем тут дело?

 Erik_Edlund_(6981456979)

Эрик Эдлунд

По мнению Аррениуса, изложенному в  его докторской диссертации (увидевшей свет в 1884 году), в растворе некоторые вещества, нейтральные сами по себе, распадаются, взаимодействуя с растворителем, на положительно и отрицательно заряженные ионы. Та же NaСl распадается на ион Na+  и ион Cl– . Гипотеза оказалась настолько революционной, что диссертация, к которой формально придраться было нельзя, была защищена с самой низкой оценкой: она прошла по четвертому классу, без права преподавания в университете.

Кстати, именно поэтому существовал вариант, при котором Аррениус мог бы стать первым российским нобелевским лауреатом по химии: его старший коллега Вильгельм Фридрих Оствальд, которому Аррениус прислал свою статью, пригласил его работать к себе, в Лифляндскую губернию Российской империи, в Рижское политехническое училище. Аррениус отказал (и, кстати, потом, в  1909  году, уже будучи нобелиатом и работая в Нобелевском комитете, сомневался, принимать ли номинацию своего тогдашнего «благодетеля»). Впрочем, в 1909 году Оствальд уже давно жил и работал в Лейпциге.

 Оствальд

Вильгельм Оствальд и Сванте Аррениус

Между прочим, Оствальд поначалу не принял теорию электролитической диссоциации. «Я провел лихорадочную ночь со скверными снами, — писал он. — У меня одновременно появились жестокая зубная боль, новорожденная дочка и статья Аррениуса “Исследования по проводимости электролитов”. То, что было написано в  работе, настолько отличалось от привычного и известного, что я сначала был склонен все в целом принять за бессмыслицу».

Впрочем, если бы Аррениус поселился в России, ему бы все равно пришлось несладко: яростным противником его теории электролитической диссоциации оказался сам Дмитрий Иванович Менделеев. Создатель периодической системы был автором собственной теории растворов и протестовал против того, что Аррениус не учитывал ни сольватации (взаимодействие ионов с молекулами растворителя), ни электростатического взаимодействия между ионами в случае концентрированных растворов. Любопытнее всего то, что созданная после смерти и Менделеева, и Аррениуса протонная теория кислот и оснований в итоге примирила врагов, вобрав в себя положения как Аррениуса, так и Менделеева. Но Нобелевскую премию получил все-таки Аррениус. Кстати, за теорию электролитической диссоциации Аррениуса номинировали и на премию по физике в 1901–1903 годах, и на премию по химии. Вот было бы забавно, если бы в 1903  году оба комитета, и  физики, и  химии, решили бы присудить премию именно ему! Интереснее другое: в 1912 и 1914 годах Сванте Аррениус был номинирован еще и на премию по медицине, за труды по иммунохимии. Так что он чуть ли не единственный известный нам номинант по всем трем естественно-научным номинациям.

 Грета2

Нобелевский расклад на 1903 год, химия

Нобелевская премия Аррениуса, кстати, оказалась «чистой победой»: из 23 номинаций на премию 1903 года Аррениус занял первое место 12 раз. Другими претендентами были англичанин сэр Уильям Рамзай (премия 1904  года), француз Анри Муассан (1906), Адольф фон Байер (1905), так и  не ставшие лауреатами американский химик Хармон Морзе и француз Марселен Бертло (который тоже наверняка получил бы своего «Нобеля», если бы не умер в 1907  году: Бертло номинировали общим числом 11 раз). В  своей нобелевской лекции (которую Аррениус читал по-шведски) он рассказал о  создании теории электролитической диссоциации.

Нужно обязательно отметить и  еще два момента, связанные с Аррениусом и Нобелевскими премиями. Начнем в  хронологическом порядке. В  конце XIX  века Аррениус, наряду с доработками своей теории, занимался и осмотическим давлением. «Классиком» работ по осмосу был голландец Якоб Вант-Гофф (глава 3) с его классической формулой PV = iRT, где P — осмотическое давление вещества в растворе, Т — температура, R — давление присутствующего газа, а i — коэффициент. Однако Вант-Гофф никак не мог объяснить, почему для растворенных газов, к примеру, i равен единице, а  вот для солей коэффициент становится больше. Работы Аррениуса помогли Вант-Гоффу понять, что i связано с количеством частиц в растворе, а поскольку соли распадаются на ионы, коэффициент становится больше. В итоге Вант-Гофф стал самым первым нобелевским лауреатом в истории.

В 1906  году Аррениус уже вышел в  отставку с  поста ректора Стокгольмского университета и  стал директором физико-химического Нобелевского института. В  том же году Нобелевский комитет предварительно вынес решение в пользу Менделеева, однако ненавидевший соперника Аррениус запротестовал и заставил изменить решение в пользу молодого Анри Муассана (глава 22). Справедливости ради отметим, что авторы слышали и  другое объяснение этой истории: комитет решил, что Менделееву можно дать премию и в следующем году, а Муассан — парень «молодой», изувеченный фтором, вот-вот умрет, и ему премия нужнее. Как бы то ни было, можно утверждать совершенно точно, что Менделеев и Аррениус друг друга действительно не любили, а счет по номинациям в 1906 году у нашего соотечественника и Анри Муассана был 4:8, а также то, что в 1907 году не стало и Менделеева, и Муассана. И еще: на первом конгрессе памяти Менделеева в 1907 году в Петербурге Аррениус был почетным гостем.

 Аррениус_конгресс

Аррениус среди участников Менделеевского конгресса в электротехническом институте в Петербурге, 1907 год

Зато нельзя не отметить энциклопедические интересы и прозорливость Аррениуса. Ведь именно он впервые увязал рост температуры на планете с содержанием углекислого газа в  атмосфере (к  этому выводу он пришел, изучая ледниковые периоды). Он пытался объяснить природу полярных сияний, солнечной короны и шаровой молнии. Он высказал гипотезу панспермии — переноса зародышей живых организмов через космос, он пытался изучать вулканы методами физикохимии. Именно он доказал, что нет никакой принципиальной разницы между реакциями, над которыми химики работают в  своих колбах, и  теми, что идут внутри живых организмов.

А вот со здоровьем Аррениусу не повезло. Он рано начал набирать вес, страдал одышкой; однажды на входе на какую-то конференцию или конгресс швейцар сказал ему, что мясники заседают в соседнем здании. Как итог — 67 лет жизни (большинство нобелиатов прожили намного дольше), короткая болезнь и смерть. Печально, но тем не менее успел Аррениус очень много. В конце концов, не каждый химик и даже не каждый нобелевский лауреат может похвастаться тем, что его открытия изучают в школе, даже сейчас, когда прошло более века с того дня, когда они были сделаны.

Сын Аррениуса, Олоф Вильгельм стал известным агрохимиком и прожил 83 года. 2 февраля 2019 года стало известно о смерти на 97-м году жизни внука Аррениуса, Густава Олофа Сванте Аррениуса, известного океанолога. А еще одна внучка, Агнес Эстер Сольвейк Вольд — ныне здравствующий профессор бактериологии в Гетеборге. Такая получилась династия из пяти известных ученых, второй из которых стал лауреатом Нобелевской премии.

Купить книгу «Нобелиаты. Формулы успеха»