Вильгельм Оствальд

(1853–1932)

Оствальд относится к тем естествоиспытателям, которые произвели открытия, необычайно важные для развития химии. Этот ученый умел блестяще организовывать научную работу, систематизировать экспериментальные материалы, разрабатывать новые методы исследования и оригинально осмысливать полученные результаты. Он говорил: «Для того чтобы в новых областях установить порядок, необходимы были мой особый талант и страсть к науке, которой я отдавался».

Фридрих Вильгельм Оствальд родился 2 сентября 1853 года в Риге, в семье немецкого ремесленника‑бондаря. Сначала мальчик учился в реальной гимназии, а затем поступил в университет в Дерпте (ныне Тарту).

В январе 1875 года Вильгельм сдал выпускные экзамены в университете и представил кандидатскую работу «О химическом действии массы воды», за которую 26 апреля того же года ему была присуждена степень кандидата химии.

Он остается в университете ассистентом А. Эттингена. Осенью 1877 года Оствальд сдает экзамены на степень магистра химии, а затем представил факультету магистерскую диссертацию на тему «Объемно‑химическое изучение сродства», которую защитил 5 ноября 1877 года.

9 декабря 1878 года физико‑математический факультет Дерптского университета присудил Оствальду степень доктора химии за диссертацию «Объемно‑химические и оптико‑химические исследования».

«На одном из многочисленных музыкальных вечеров, на которых Оствальд неизменно присутствовал как музыкант оркестра, он заметил новую посетительницу, – рассказывает К. Манолов. – Пепельные локоны придавали особую нежность прелестному лицу, озаренному блеском синих глаз. Нелли, дочь статского советника Карла фон Рейера из Риги, страстно любила музыку. В Дерпте она гостила у своего дяди Густава фон Рейера – известного врача. В тот же вечер Оствальд был представлен Нелли. Что‑то необычное испытывали они оба в этот вечер. Может быть, их сблизил интерес к музыке, о которой они так много говорили, а возможно, это была любовь с первого взгляда. В один из теплых осенних вечеров 1878 года произошло окончательное объяснение. «Я понимаю, что тебе предстоит принести себя в жертву науке, но, думаю, ты способна на это», – сказал Оствальд. Нелли не ответила ни слова, лишь крепко сжала его руку.

А потом – свадьба, их первая семейная квартира в Дерпте, маленькая и тесная. Потом радость ожидания ребенка и первое горе – смерть их дочери. Но Нелли мужественно перенесла горе. Она подарила ему одного за другим четырех детей: Вольфа, Гретхен, Вальтера, Элизабет, а уже в Лейпциге родился пятый, младший, Отто. Годы, полные забот и самоотверженной любви к семье, не изменили его любимую Нелли. Она и теперь вела сложное хозяйство в «Энергии»[14], да еще помогала ему в работе – приводила в порядок корреспонденцию, переписывала рукописи. Она посвятила ему всю свою жизнь и согревала любовью и заботой его сердце».

Вольфганг, старший сын, стал профессором коллоидной химии в США.

В 1881 году Оствальд стал профессором Рижского политехнического училища. Он занялся определением химического сродства, проводил калориметрические исследования, изучал химическую динамику. Уже в начале его исследовательской деятельности на первый план выходят проблемы теории растворов и электрохимии.

С 1884 по 1888 год Оствальд опубликовал «Электрохимические исследования», в которых выявил зависимость между скоростями реакций кислотного гидролиза и скоростями, «с которыми части молекул этих же самых кислот осуществляют перенос электричества при гидролизе».

В 1885–1887 годах Оствальд опубликовал двухтомный «Учебник общей химии», где изложил основные положения учения об ионах, от признания которого тогда отказывалось большинство химиков, и подчеркнул значение физической химии как самостоятельной науки. Появление этого учебника и основание совместно с Аррениусом и Вант‑Гоффом в 1887 году «Журнала физической химии» не только обеспечило самостоятельность новой научной дисциплины, но и подготовило путь проникновения физики во все области химии.

В 1885 году Оствальд открыл закон разбавления и через три года дал его математическую формулировку, а также нашел математическую закономерность, связывающую степень диссоциации электролита с его концентрацией.

«Закон разбавления В. Оствальда, – пишет Ю.И. Соловьев, – подтверждал теорию электролитической диссоциации и позволял определять зависимость степени диссоциации молекул электролита от концентрации раствора. В дальнейшем этот закон подвергался неоднократно проверке. Было найдено, что для сильных электролитов и концентрированных растворов он неприменим. Потребовались многочисленные исследования ученых конца XIX и начала XX века, чтобы объяснить причину неподчинения сильных электролитов закону разбавления. Плодотворность теории электролитической диссоциации особенно ярко проявилась в том, что она с успехом была использована для объяснения механизма многих химических реакций и природы различных соединений, например комплексных».

Достижения Оствальда были высоко оценены – он получил приглашение занять профессорское место в Лейпцигском университете. Переехать из Риги в Лейпциг оказалось не так‑то просто: чтобы поменять русское подданство на немецкое, нужно было получить специальное разрешение и оформить массу документов. Наконец все было улажено, и поздней ночью 25 сентября 1887 года семья Оствальдов приехала в Лейпциг.

Став заведующим кафедры физической химии и руководителем исследовательской лаборатории физической химии, он превратил ее в Институт физической химии Лейпцигского университета, в центр подготовки нового поколения исследователей.

Начав работать с двумя ассистентами – С. Аррениусом и В. Нернстом, – он вскоре сумел привлечь к исследованиям Э. Бекмана, Д. Уолкера, М. Ле Блана, Г. Бредига, Г. Фрейндлиха и многих других.

С 1887 по 1906 год в лаборатории Оствальда работало более шестидесяти ученых, большинство из них впоследствии стали профессорами.

В 1889 году ученый, рассматривая результаты анализов минеральных вод, заметил несоответствие этих данных с теорией электролитической диссоциации. Поскольку все эти соли – электролиты, Оствальд полагает, что они диссоциированы на ионы. Это стало поводом для него пересмотреть материал аналитической химии и создать учебное руководство «Научные основания аналитической химии» (1894), сыгравшее большую роль в развитии современной аналитической химии.

Теория электролитической диссоциации смогла объединить и теорию растворов, и электрохимическую теорию. Как и предполагал Аррениус, оба потока слились в единый.

В 1897 году Оствальд установил, что химическая реакция в присутствии некоторых атомов равной реакционной способности протекает не внезапно, но постепенно или равномерно Она последовательно приходит к образованию термодинамически устойчивого конечного продукта. Это правило стало значительным вкладом в развитие химической кинетики.

Как указывается в книге «Биографии великих химиков»: «Проблемы теории растворов и электрохимии вышли на первый план в творчестве Оствальда уже в начале его исследовательской деятельности. При этом особое внимание ученый обращал на энергетический аспект реакций.

Поиск «движущей силы химического явления» и изучение течения химических процессов во времени явились одновременно двумя истоками последующих работ Оствальда по катализу. Экспериментальное изучение и теоретическое объяснение катализа, анализ точного определения этого понятия – основное содержание и одновременно высшее достижение работ Оствальда.

Оствальд считал катализатором вещество, «которое, не входя в конечный продукт химической реакции, увеличивает ее скорость», а катализом – «ускорение медленно протекающих химических процессов в присутствии посторонних веществ». Оствальд, рассматривая термодинамические аспекты каталитических процессов, понимал, что катализаторы не изменяют энергетического содержания химической системы, а следовательно, и состояния химического равновесия.

В 1901 году Оствальд писал, что он различает четыре класса контактных действий: действие зародышей, гомогенный катализ, гетерогенный катализ и действие ферментов. Ученый неоднократно повторял, что каталитические явления подчиняются общим законам химических превращений. Благодаря работам Оствальда исследования катализа заняли прочное место в химии. Если до его работ, по собственным словам Оствальда, одно упоминание слова «катализ» рассматривалось как признак научной отсталости, то после них стало возможным интенсивное исследование и широкое использование каталитических превращений в промышленности. Действительно, решение химико‑технологических проблем, возникших в процессе промышленного и общественного развития, стало возможным только с помощью интенсивных исследований каталитических реакций».

По мнению Оствальда, наука должна, во‑первых, экспериментально исследовать предметы и их качественные и количественные отношения и, во‑вторых, путем абстракции приходить к обобщениям в форме понятий и теорий: «Чистые или абстрактные науки являются только основными и предварительными условиями для развития прикладных наук, и наша задача – сделать отношение между этими двумя видами наук максимально плодотворным и продуктивным».

Переходя к практическому применению, Оствальд разработал процесс каталитического окисления аммиака. Он показал, что аммиак в присутствии катализатора – платины окисляется преимущественно в монооксид азота; большое влияние имеет состояние поверхности контакта. В этих работах Оствальда получили дальнейшее развитие химические основы производства азотной кислоты из азота воздуха – труды, также нашедшие широкое применение в технике. Эти труды способствовали разработке высокоэффективного метода синтеза азотной кислоты в достаточных для производства взрывчатых веществ и удобрений количествах.

В 1909 году 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, Х. 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.

Оствальд вел непримиримую борьбу против подавления науки церковью. Он решительно выступал против искажения научного мировоззрения клерикальной идеологией. Одновременно с антиклерикальной борьбой Оствальд способствовал многочисленным движениям за реформы. Он поддержал буржуазное пацифистское движение, руководимое Бертой фон Зутнер, осуждал антисемитизм, выступал за проведение школьных реформ в пользу естествознания и за ограничение преподавания основ религии.

С 1915 года Оствальд занялся проблемой цветов и красок. Он считал свое новое увлечение едва ли не главным в своей жизни. С лета 1924 года ученый поселился на вилле «Энергия», вблизи деревни Гроссботен под Лейпцигом. Он вновь вернулся к экспериментальным исследованиям. На основе полученных результатов он разработал простое для практического использования фундаментальное химико‑физическое учение о цвете и тесно связанное с ним «учение о прекрасном». Об этих работах Оствальд доложил в 1929 году Берлинской академии наук и обобщил полученные выводы в многочисленных публикациях.

Умер Оствальд 4 апреля 1932 года.

Date: 2015-11-15; view: 459; Нарушение авторских прав