Исследование шаровых молний не осталось минутной фантазией Аррениуса. Эта идея встретила одобрение профессора Здлунда, и вскоре появилась первая статья молодого ученого[346].
Но все же в центре его научных интересов оставались гальванические элементы, в которых энергия химических реакций превращается в энергию электрическую. Однако в гальваническом элементе протекают и вторичные процессы, которые вызывают поляризацию электродов, а это снижает напряжение в цепи электрического тока. Аррениус занялся изучением влияния добавок, уменьшающих или даже полностью предотвращающих поляризацию. После многочисленных опытов он установил, что эффект поляризации зависит от количества добавленного вещества — деполяризатора.
— Если провести исследование с сильно разбавленными растворами, по-видимому, можно будет вычислить молекулярный вес добавленного деполяризатора, — делился он своими планами с Мёбиусом и Хоменом.
— А ты пытался установить, какова зависимость между ними? — спросил Хомен.
— Очень простая, — ответил Аррениус. Он записал исходные зависимости и начал выводить формулу. Лист быстро заполнялся уравнениями.
— Вот конечный результат, — Аррениус подчеркнул полученную формулу.
— Какой элегантный и простой метод! — воскликнул Мёбиус. — Ты показывал это профессору?
— Хочу еще сделать некоторые измерения, а потом уже доложу.
К сожалению, Аррениус не зная, что его вывод не оригинален, подобный метод уже существовал. И все же его работа оказалась не бесполезной. Проводя первые опыты, он заметил, что концентрация влияет на электропроводность ряда разбавленных растворов. Этот необъяснимый на первый взгляд факт чрезвычайно заинтересовал Сванте, и он подробно обсудил его с профессором Эдлундом.
— Ваши наблюдения очень интересны. Такие исследования до сих пор не проводились, — сказал профессор. — В статьях Ленца и Кольрауша приведены результаты только для концентрированных растворов[347].
— Я думаю начать с кислот.
— Основной трудностью в опытах подобного рода является устранение поляризации электродов, — предостерег его Эдлунд. — Когда электрический ток проходит через раствор, начинается электролиз, и выделенные на электродах вещества поляризуют их. Одновременно изменяется и концентрация раствора. Рекомендую вам использовать сконструированный мною коммутатор. Это ключ с ручным управлением. Переключив его, вы меняете направление тока, и электроды деполяризуются.
Но схема оказалась очень несовершенной. Как бы быстро Сванте ни манипулировал с переключателем, поляризации электродов не удавалось полностью избежать. Результаты измерений были невоспроизводимыми. Неудобным для работы был и сосуд, в который наливался исследуемый раствор. Тогда Аррениус сконструировал другой, более удобный прибор. Это облегчило работу, но опыты продолжались еще очень долго. Начав серию измерений осенью 1882 года, Сванте закончил их лишь в следующем году.
Результаты экспериментов предстояло обработать и обобщить. Расчеты отняли еще несколько месяцев. Одновременно Аррениус просматривал научные журналы и искал публикации, связанные с этой проблемой.
Обработка результатов заключалась не только в механических расчетах, Аррениус постоянно сравнивал полученные данные, стараясь найти объяснение неожиданному поведению того или иного вещества.
Самыми поразительными казались свойства аммиака: в газообразном состоянии это вещество не пропускает электрический ток, водный же раствор аммиака — проводник, и чем разбавленнее раствор, тем выше его электропроводность. Такую же зависимость Аррениус установил и для галогеноводородных кислот.
Только в мае 1883 г. после длительной экспериментальной проверки Аррениус пришел к выводу, что причиной увеличения электропроводности растворов при разбавлении является вода.
Аррениус отправился в Упсалу, чтобы встретиться с профессором Клеве и ознакомить его со своей новой теорией. Клеве — человек широкой эрудиции, он сможет дать ему полезный совет, трезво оценить гипотезу.
Аррениус любил Упсалу. Не потому, что здесь жили его близкие и прошли годы его учебы. Что-то особенно родное и неповторимое было в этом городе. И сейчас Аррениус верил, что лучше всего его поймут в Упсале. Семестр давно кончился, начались летние каникулы, и Сванте торопился застать профессора Клеве, пока тот не уехал в отпуск.
346
Всего Аррениус опубликовал около 200 научных статей и большое число книг, многие из которых переведены на русский язык (Соловьев Ю. И., Фигуровский Н. А., ук. соч., с. 128; Мусабеков Ю. С, Черняк А. Я., ук. соч., с. 298).
347
Работы Э. Ленца по определению электропроводности растворов опубликованы в 1877 г., а Ф. Кольрауша — в 1880–1885 гг. (См.: Partington J. R., ук. соч., с. 671 и 674).