Сомнения профессора Клеве
Молодой швед Сванте Аррениус (1859— 1927), только-только окончивший университет в Упсале, стремясь разработать метод определения молекулярного веса растворенных веществ, провел Изучение электропроводности сильно разбавленных электролитов. Он проделал огромное количество опытов с сорока пятью различными соединениями при различных степенях разбавления.
Весной 1883 г. он решил, что экспериментов проведено достаточно, пора их как следует осмыслить. Он установил относительное нарастание электропроводности раствора с уменьшением концентрации электролита и предположил, что электролиты самопроизвольно диссоциируют на свободные заряженные ионы. «Эта мысль явилась у меня в ночь на 17 мая 1883 г., и я не мог спать, пока не разрешил до конца всей проблемы»,— вспоминал он впоследствии.
Через год он защищал докторскую диссертацию на тему «Исследование гальванической проводимости электролитов». Диссертация была принята с неодобрением. Упсальским профессорам казалось невероятным, что в водном растворе хлорида натрия существуют диссоциированные ионы хлора и натрия, не обнаруживая своих свойств. Степень доктора философии (нечто вроде нашего кандидата наук) все-таки была присуждена Аррениусу, но доцентом его не взяли.
Тогда молодой ученый направил письма со своей статьей о проводимости электролитов Клаузиусу в Бонн, Вант-Гоффу в Амстердам и Оствальду в Ригу.
«То, что было написано в этой работе, настолько отличалось от привычного и известного, что я сначала был склонен все это целиком принять за бессмыслицу. Но затем я обнаружил там несколько вычислений, хорошо совпадающих с результатами, к которым я пришел совсем другим путем... Большая проблема сродства, которой я предполагал посвятить почти всю свою жизнь, была разрешена»,— вспоминал Вильгельм Оствальд (1853—1932) о том июньском дне 1884 г., когда он впервые узнал имя Сванте Аррениуса.
Идея Аррениуса о диссоциации была замечательна. Вант-Гофф и Оствальд считали, что новая теория станет основой в изучении свойств растворов. Вант-Гофф написал обстоятельное письмо Аррениусу, в котором выразил ему поддержку и привел свои данные, подтверждающие теорию электролитической диссоциации. Чтобы обсудить теорию, Оствальд навестил и Вант-Гоффа, и Аррениуса. Прибытие известного ученого в Упсалу повергло в некоторое смущение местных профессоров, и Аррениусу предоставили доцентуру...
Тем не менее один из них, учитель Аррениуса Пьер Теодор Клеве (1840—1905), открывший тулий и гольмий, с ужасом спрашивал Оствальда, указывая на стакан с водным раствором хлористого калия: «Но ведь это бессмыслица допустить вместе с Аррениусом, что в растворенном хлористом калии хлор и калий отделены друг от друга». И когда Оствальд ответил утвердительно, Клеве бросил на него взгляд, выражавший искреннее сомнение в том, что собеседник разбирается в химии.
Настойчивость Аррениуса и поддержка со стороны Оствальда и Вант-Гоффа мало-помалу преодолевали предубеждение сторонников привычных взглядов. Спустя некоторое время теория Аррениуса получила такое экспериментальное подтверждение, которого было уже достаточно, чтобы сломить любое сопротивление.
Особенно большую роль в распространении и утверждении теории электролитической диссоциации сыграл Вильгельм Оствальд. Родился он в Риге, в семье бондаря, выходца из Германии. Учился в университете в Дерпте (ныне Тарту), а вскоре после окончания университета стал преподавать химию в Рижском политехническом институте.
Жизнь этого необыкновенно одаренного человека была наполнена творчеством и борьбой. Это был неиссякаемый источник новых идей. О нем говорили: «Потолкуй с Оствальдом полчаса, и ты будешь иметь работу на полгода». Из его лаборатории вышло семьдесят профессоров.
Оствальд обнаружил зависимость между электропроводностью растворов кислот и степенью их электролитической диссоциации и нашел закономерность, связывающую степень диссоциации электролита с концентрацией,— так называемый закон разбавления.
В 1887 г. Оствальд, Аррениус и Вант-Гофф основали «Журнал физической химии», главным редактором стал Оствальд. Он же был избран первым президентом электрохимического общества, которое было организовано в 1894 г. по инициативе Оствальда и Нернста. Нобелевская премия по химии, которую он получил в 1909 г., достойно увенчала его исследования основных принципов управления химическим равновесием и скоростями реакций.