阿累尼乌斯

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范文一:阿累尼乌斯

Svante Arrhenius

阿累尼乌斯

Born 19 February 1859 Vik, Sweden

2 October 1927 (aged 68) Stockholm, Sweden

Sweden

Physics, chemistry

Royal Institute of Technology Uppsala University (乌普萨拉大学,瑞典的剑

Alma mater 桥大学) Stockholm University(斯德哥尔摩大学) Doctoral advisor Per Teodor Cleve, Erik Edlund

Doctoral

students Known for Notable awards Oskar Benjamin Klein Arrhenius equation Nobel Prize for Chemistry

(1903) Died Nationality Fields Institutions

电离学说的创立者阿累尼乌斯

Svante August Arrhenius(1859一1927)

斯范特·奥古斯特·阿累尼乌斯是近代化学史上的一位著名的化学家,又是一位物理学家和天文学家。阿累尼乌斯1859年2月19日出生在瑞典乌普萨拉阴近的维克。他的父亲名叫斯范特·古斯培夫,母亲名叫卡罗利娜·克利斯蒂娜·通贝格。父亲早年毕业于乌普萨拉大学,曾在维克经营过地产。1860年,举家迁往乌普萨拉城,古嘶塔夫出任乌普萨拉大学的总务长。父母共有口个子女,阿累尼乌斯是他们的次子。

阿累尼乌斯从小聪明出众,3岁的时候就能认字。哥哥约翰写作业时,他经常在旁边仔细地看着。他凭着个人特有的天赋,从算术书上看懂了一些简单的算法。6岁那年他竟然能够坐在父亲的身边,协助父亲算起帐来。小学里的课程,远远满足不了他的求知欲望,他要求父亲早日把他送进中学。在乌普萨拉城一所教会办的中学里,阿累尼乌斯对数学、物理、生物和化学产生了特殊的兴趣,成绩优异。

1876年, 17岁的阿累尼乌斯中学毕业,考取了乌普萨拉大学。他最喜欢选读数学、物理、化学等理科课程,只用两年他就通过了学士学位的考试。1878年开始专门攻读物理学的博士学位。他的导师塔伦教授(T.R.Thalen)是一位光谱分析专家。在导师的指导下,阿累尼乌斯学习了光谱分析。但他认为,作为一个物理学家还应该掌握与物理有关的其它各科知识。因此,他常常去听一些教授们讲授的数学与化学课程。渐渐地,他对电学产生的浓厚兴趣,远远超过了对光谱分析的研究,他确信“电的能量是无穷无尽的”,他热衷于研究电流现象和导电性。这引起了导师塔伦教授的不满,他要求阿累尼乌斯要务正业,多研究一些与光谱分析有关的课题。俗话说,“人各有志,不可强留”。目标不同,使阿累尼乌斯只好告别这位导师。

1881年,他来到了首都斯德哥尔摩以求深造。在瑞典科学院物理学家埃德伦德(E.Edlund)教授的指导下,进行电学方面的研究。不久,阿累尼乌斯就成了埃德伦德教授的得力助手。每当教授讲课时,他就协助导师进行复杂的实验,在从事科学研究时,他就配合教授进行某些测量工作。因此,他的才干很得教授的赏识。几乎所有的空闲时间,他部在埋头从事自己的独立

研究,在电学领域中,他对把化学能转变为电能的电池很有研究兴趣。

年轻的阿累尼乌斯刻昔钻研,具有很强的实验能力,长期的实验室工作,养成了他对任何问题都一丝不苟、追根究底的钻研习惯。因而他对所研究的课题,往往都能提出一些具有重大意义的假说,创立新颖独特的理论。他发现在电池中,除了由化学反应产生的化学能转化为电能外,还存在一些引起电极极化的因素,而这会降低电流回路的电压。于是,他着手研究能够减少甚至防1发生极化作用的添加物。他坚持反复实验,终于明白极化效应取决于添加物——去极剂的数量。电离理论的创建,是阿累尼乌斯在化学领域最重要的贡献。

在19世纪上半叶,已经有人提出了电解质在溶液中产生离子的观点,但在校长时期内,科学界普遏赞同法拉第的观点,认为溶液中“离于是在电流的作用下产生的”。阿累尼乌斯在研究电解质溶液的导电性时发现,浓度影响着许多稀溶液的导电性。阿累尼乌斯对这一发现非常感兴趣,特地向导师请教,埃德伦德教授很欣赏他的敏锐的观察能力,为他指出了进一步做好实验、深入探索是关键所在。阿累尼乌斯在实验中对教授设计的仪器做了大胆的改进,几个月的时间过去了,他得到了一大堆实验测量的结果。处理、计算这些结果又用去了好长时间。此间他又发现了一些更有趣的事实。例如,气态的氨是根本不导电的,但氨的水溶液却能导电,而且溶液越稀导电性越好。大量的实验事实表明,氢卤酸溶液也有类似的情况。多少个不眠之夜过去了,阿累尼乌斯紧紧地抓住稀溶液的导电问题不放。他的独到之处就是,把电导率这一电学属性,始终同溶液的化学性质联系起来,力图以化学观点来说明溶液的电学性质。1883年5月,他终于形成了电离理论的基本观点。他认为,当溶液稀释时,由于水的作用,它的导电性增加,为什么呢?他指出:“要解释电解质水溶液在稀释时导电性的增强,必须假定电解质在洛液中具有两种不同的形态,非活性的一分子形态,活性的——离子形态。实际上,稀释时电解质的部分分子就分解为离于,这是活性的形态;而另一部分则不变,这是非活性的形态„„”他又说:“当溶液稀释时,活性形态的数量增加,所以溶液导电性增强”。伟大的发现!阿累尼乌斯的这些想法,终于突破了法拉第的传统观念,提出了电解质自动电离的新观点。为了从理论

上概括和阐明自己的研究成果和新的创见,他写成了二篇论文。第一篇是叙述和总结实验测量和计算的结果。题为“电解质的电导率研究”,第二篇是在实验结果的基础上,对于水溶液中物质形态的理论总结,题名为:“电解质的化学理论”,专门阐述电离理论的基本思想。阿累尼乌斯把这两篇论文,送到瑞典科学院请求专家们审议。1883年6月6日经过斯德哥尔摩的瑞典科学院讨论后,被推荐予以发表,刊登在1884年初出版的《皇家科学院论著》杂志的第十一期上。

1883年底,当阿累尼乌斯收到上述杂志关于这两篇论文的校样后,他又产生了一个想法。他把其中的主要内容集中起来,写成《电解质的导电性研究》作为学位论文送交乌普萨拉大学。该校学术委员会接受了他的申请,决定在1884年5月进行公开的论文答辩。答辩会争论得非常激烈。阿累尼乌斯以大量无可辩驳的实验事实,说明电解质在水中的离解,精辟地阐述了自己的新见解,受到多数委员和与会者的赞许。但是,阿累尼乌斯的导师塔伦教授表示,他对实验事实无任何异议,只是对电解质在水溶液中自动电离的观点不能理解。另一位导师克莱夫教授则提出,他对阿累尼乌斯的实验事实持怀疑态度,认为电解质在水溶液中自动电离的观点是十分荒唐的。阿累尼乌斯反复列举出大量实验事实来支持自己的观点,他引证了早在1857年德国科学家鲁道夫·克劳晋斯提出的电解质在水溶液中不用通过电流就会产生离子的假设,也引用了德国化学家奥斯特瓦尔德的研究成果来为自己的观点辩解。但最后,由于委员会支持教授们的意见,阿累尼乌斯的答辩成绩只得了3分。 一场激烈的辩论过去了,阿累尼乌斯并未因成绩不佳而灰心。相反,他坚信自己的观点是正确的。为了寻求更加广泛而公正的评价,答辩后第二夭,他就把自己的论文分别寄给了欧洲的一些著名科学家。不久,他收到了来自波恩的克劳晋斯的复信。住在杜宾根的L.迈尔,长居俄国里加的W.奥斯特瓦尔德,以及荷兰的青年化学家范霍夫也都先后给他写来了评价很高的支持信件。其中,奥斯特瓦尔德对阿累尼乌斯的工作表现出特殊的兴趣。他不仅充分肯定了这位青年人的实验成果,而且信中还提出了许多有关研究酸的催化作用的问题,建议同他一起研讨共同感兴趣的课题。这封信成了他们后来长期合作的开端。1884年8月、奥斯特瓦尔德专程来到鸟普萨拉会见这位青年

学者。共同的志趣,相同的学术观点,使他们结下了深厚的友谊。奥斯特瓦尔德肯定阿累尼乌斯的电离学说新观点从理论上说明了酸起催化作用的根本原因。一位欧洲著名学者的来访,轰动了暑假中宁静的乌普萨拉大学的校园。克莱夫等么些教授,对阿累尼乌斯受到如此特别器重,都感到十分惊奇。在国内,斯德哥尔摩的埃德伦德教授、彼得松教授等少数知名科学家也表示支持阿累尼乌斯的新见解。大学当局决定,再次为阿累尼乌斯举行论文答辩:当年冬天的这次答辩进行得异常顺利,论文被通过。不久,阿累尼乌斯被任命为物理化学副教授。只有固执的克莱夫教授及其支持者们,仍然拼命地反对新生的电离理论。因此,阿累尼乌斯只好离开乌普萨拉城,重新回到斯德哥尔摩在埃德伦德教授的领导下工作。在那里,他继续深入研究电解质的导电性。

埃德伦德非常器重阿累尼乌斯的知识和敏锐的观察能力,特别赞赏他那敢于冲破传统观念、追求真理的精神,对他的工作予以全面支持和热心指导。在教授的帮助下,他的科学成果受到了普遍重视。1885年底,阿累尼乌斯获得瑞典科学院的一笔奖金,从而使他有了出国深造的条件。

1886年,他首先来到俄国,在里加工学院奥斯特瓦尔德的实验室里,完成了他们早已确定的合作计划。接着他去武尔茨堡,在电学家科尔劳什教授的实验室里,研究气体的导电性,还研究了作为溶剂的水,在电离过程中所起的作用。随着研究工作的进展,阿累尼乌斯的学术水平提高很快。但他同时越发感到自己的知识不足,他需要学习更多、更广泛的知识。为了不断扩大自己的知识面,他必须向更多的具有不同学术风格和特长的专家去求教。于是,在18871年他又去了格拉茨,在玻尔兹曼的实验室里工作。1888年初,他到了荷兰的阿姆斯特丹。他同范霍夫合作,进行了一系列与电解质洛液冰点降低有关的测定。他们根据实验结果,计算了范霍夫关于稀溶液渗透压公式中的等渗系数之值以及电离度等数据,并以电离理论加以解释。这种合作使双方都得到 启迪,感到收益巨大。此后,阿累尼乌斯赶到莱比锡,在奥斯特瓦尔德领导的物理化学研究所从事新的实验研究,进一步丰富与完善了电离理论。

1888年夏天,阿累尼乌斯结束了对欧洲各国的周游,兴冲冲地返口自己

的祖国。他热爱瑞典,渴望长期工作在家乡的土地上。然而现实又令他失望,在国内,他的科学成就仍然得不到科学界的普遍承认。就连一贯支持他的埃德伦德老教授,不久也与世长辞。他想回乌普萨拉,但由于克莱夫教授的反对,乌普萨拉大学连一个化学助教的职位也不能给他安排,他只好去给生理学家汉马尔斯腾教授当助手。直到1891年,在奥斯特瓦尔德的推荐下,阿累尼乌斯收到了德国吉森大学聘他为物理化学教授的邀请。这件事引起了国内学术界对他的关注,人们前来挽留他。出于对祖国的热爱,阿累尼乌斯毅然谢绝了这一聘任,宁愿留在斯德哥尔摩工学院任物理学副教授。从此,他在国内的学术地位受到了普遍的确认,国际上的威望也越来越高。1895年他成为德国电化学学会会员,次年他出任斯德哥尔摩大学校长。

阿累尼乌斯在物理化学方面造诣很深,他所创立的电离理论留芳于世,直到今天仍常青不衰。他是一位多才多艺的学者,除了化学外,在物理学方面他致力于电学研究,在天文学方面,他从事天体物理学和气象学研究。他在1896年发表了“大气中的二氧化碳对地球温度的影响”的论文,还著有《天体物理学教科书》在生物学研究中他写作出版了《免疫化学》及《生物化学中的定量定律》等书。作为物理学家,他对祖国的经济发展也做出了重要贡献。他亲自参与了对国内水利资源和瀑布水能的研究与开发,使水力发电网遍布于瑞典。他的智慧和丰硕成果,得到了国内广泛的认可与赞扬,就连一贯反对他的克莱夫教授,自1898年以后也转变成为电离理论的支持者和阿累尼乌斯的拥护者。那年,在纪念瑞典著名化学家贝采里乌斯逝世50周年集会上,克莱夫教授在其长篇演说中提到:“贝采里乌斯逝世后,从他手中落下的旗帜,今天又被另一位卓越的科学家阿累尼乌斯举起。”他还提议选举阿累尼乌斯为瑞典科学院院士。由于阿累尼乌斯在化学领域的卓越成就,1903年他荣获了诺贝尔化学奖,戌为瑞典第一位获此科学大奖的科学家。1905年以后,他一直担任瑞典诺贝尔研究所所长,直到生命的最后一刻。他还多次荣获国外的其它科学奖章和荣誉称号。

晚年的阿累尼乌斯,体弱多病,但他仍不肯放下自己的研究。他抱病坚持修改完成了《世界起源》一书的第二卷。1927年10月2日,这位68岁的科学巨匠与世长辞。阿累尼乌斯科学的一生,给后人以很大的思想启迪。首

先,在哲学上他是一位坚定的自然科学唯物主义者。他终生不信宗教,坚信科学。当19世纪的自然科学家们还在深受形而上学束缚的时候,他却能打破学科的局限,从物理与化学的联系上去研究电解质溶液的导电性,因而能冲溃传统观念,独创电离学说。其次,他知识渊博,对自然科学的各个领域都学有所长,早在学生时代就已精通英、德、法和瑞典语等四五种语言,这对他周游各国,广泛求师进行学术交流起了重大作用。另外,他对祖国的热爱,为报效祖国而放弃国外的荣誉和优越条件,在当今仍不失为科学工作者的楷模。

范文二:阿累尼乌斯

阿累尼乌斯(Arrhenius Svante August) (1859-1927)

生平简介

阿累尼乌斯是瑞典物理化学家。1859年2月19日生于瑞典乌普萨拉附近的维克。父亲早年毕业于乌普萨拉大学,曾在维克经营过地产, 1860年出任乌普萨拉大学的总务长。阿累尼乌斯从小聪明,6岁协助父亲算帐。1876年, 17岁毕业,考取乌普萨拉大学。他最喜欢选读数学、物理、化学等理科课程,只用两年他就通过了学士学位的考试。1878年开始专门攻读物理学的博士学位。1881年,他到斯德哥尔摩乌普萨拉大学深造。 毕业后留校。 1885年被聘为物理化学副教授。 1895年他成为德国电化学学会会员,次年出任斯德哥尔摩大学校长。1927年10月2日去世,终年68岁。

主要贡献

阿累尼乌斯刻苦钻研,具有很强的实验能力。1883年5月,他提出了电离理论的基本观点:“由于水的作用,电解质在溶液中具有两种不同的形态,非活性的分子形态,活性的离子形态。溶液稀释时,活性形态的数量增加,所以溶液导电性增大”。作为博士论文送交乌普萨拉大学。但是,其导师对其观点不能理解,另一导师则持怀疑态度。最后,由于委员会支持教授们的意见,阿累尼乌斯的论文答辩没有通过。阿累尼乌斯并未因此而灰心。他认为他的观点是正确的,为此寻求科学家的支持。1884年冬再次进行论文答辩时,论文被顺利通过。

阿累尼乌斯同时提出了酸、碱的定义;解释了反应速率与温度的关系,提出活化能的概念及与反应热的关系等。由于阿累尼乌斯在化学领域的卓越成就,1903年荣获了诺贝尔化学奖,成为瑞典第一位获此科学大奖的科学家。 著作:《天体物理学教科书》、《兔疫化学》、《生物化学中的定量定律》等。

范文三:阿累尼乌斯方程探讨

第22卷 第5期

大学化学

2007年10月

阿累尼乌斯方程探讨

靳福泉

(太原工业学院化学工程系 太原030008)

摘要 用微分法对k=A论:,时,

EEa0a的增函数,当EaRTTdT

E是Ea的减函数。在一定活化能下,总是T的减函数,当T

E2R

时,

是T的减函数。dT

在讨论阿累尼乌斯方程的微分形式时,有物理化学教材作了以下说明:①活化能越高,则随温度的升高反应速率增加得越快,即活化能越高,则反应速率对温度越敏感温度变化时其速率的变化却更剧烈度随温度的变化更敏感

[3]

[2]

[1]

。②活化能

的大小是速率系数对温度敏感程度的标志。对于活化能较高的反应,虽然反应速率较慢,但当

。③对于一个给定的反应来说,在低温范围内反应的速

。另有相当数量的物理化学教材也有类似的描述。从阿累尼乌斯

(亦即)。从kdTdT

来表示温度dT

方程的微分形式看,这些结论是显而易见的。但必须明确:这里提及的温度对速率常数的影响程度和速率常数对温度的敏感程度都是指速率常数随温度的相对变化率

相对变化率可使人联想到绝对变化率。如果用速率常数随温度的绝对变化率

对速率常数的影响程度或速率常数对温度的敏感程度时,又将会是什么样的规律呢?是否也具有上述相对变化率所遵循的规律呢?这里只对温度变化范围较小时的情况进行讨论,即只对k=A-Ea

、A和Ea均不随温度变化且Ea>0的基元反应进行讨论。R1 速率常数随温度的相对变化率及绝对变化率与活化能的关系

E)=2,知

EadTdTRT

Ea

=可推得:dTRT2

T

RT

2

>0。表明在一定温度下,

(亦即)总是Ea的dTkdT

增函数。那么,在一定温度下,速率常数随温度的绝对变化率与活化能之间又是怎样的关系呢?由

EaEa

)2Aexp(-dTRTRT

(1)

在一定温度下,式(1)两边分别对活化能Ea求偏导数,得:Ead=-T

23(Ea-RT)ex

RT

-

EaR。

由上式可看出:  当Ea

从上面的讨论可看出:在一定温度下,数;而在一定温度下,,要视具体情况而定:当EaRT时,速率常数化数。一般化学反应的活化能在40~400kJ・mol,50~250kJ・mol之间。当温度不是很高,活化能不是很小时,Ea>

RT,。对于Ea较小的快速反应,只在反应温度适当时,才可能出现EaRT的情况,即速率常数随温度的绝对变化率是活

--1

5Ead>0,

T

是Ea的增函数;当Ea>RT时,

5EaddT

T

是EadT

化能的减函数。

表1 速率常数随温度的相对变化率及绝对变化率与活化能的关系(T=600K)

Ea/(kJ・mol-1)

/KkdT0.016700.033410.050110.066820.083520.100200.116900.13360

/KAdT7.41×10-76.58×10-114.38×10-152.59×10-191.44×10-237.66×10-283.97×10-322.01×10-36

50100150200250300350400

从表1可看出:当温度为600K,活化能在50~400kJ・mol之间变化时,随着活化能的增大,速率常数随温度的相对变化率增大,速率常数随温度的绝对变化率却减小。2 速率常数随温度的相对变化率及绝对变化率与温度的关系

-1

E)=2,知

5TdTdTRT

=-Ea

2ERT

3

(亦即)总是TdTkdT

的减函数。那么,在一定活化能下,速率常数随温度的绝对变化率与温度之间又是怎样的关系

呢?在一定活化能下,式(1)两边分别对温度求偏导数,得:)TdT

=-Ea

EE()()AT-exp-4

2RRTRT

2E

由上式可看出:  当TE2R

时,

)

TdT

>0,

Ea

E)是T的增函数;当T时,

TdTdT2R

Ea

是T的减dT

函数。  从上面的讨论可看出:在一定活化能下,速率常数随温度的相对变化率总是温度的减函数;而在一定活化能下,速率常数随温度的绝对变化率是温度的减函数还是增函数,要视具体情况而定:当TEa/2R时,速率常数随温度的绝对变化率是温度的减函数。当温度不是很高,活化能不是很小时,TEa/2R的情况。表2给出的是常见的T

表2 Ea=100kJ・mol-1)

/KkdT0.133600.098180.075170.059390.048110.039760.033410.02847

/KAdT5.19×10-191.17×10-166.57×10-151.47×10-131.72×10-121.27×10-116.58×10-112.62×10-10

300350400450500550600650

从表2可看出:当活化能为100kJ・mol,温度在300~650K之间变化时,随着温度的升

高,速率常数随温度的相对变化率减小,速率常数随温度的绝对变化率却增大。3 结论

-1

对于k=Aexp(-

EaRT

)、A和Ea均不随温度变化且Ea>0的基元反应,在一定温度下,活化

能越大,速率常数对温度越敏感,指的是速率常数随温度的相对变化率随活化能的增大而增大;此时,速率常数随温度的绝对变化率常常是随活化能的增大反而减小(因为大部分反应Ea>RT)。在一定活化能下,温度越低,速率常数对温度越敏感,同样指的是速率常数随温度的相对变化率随温度的下降而增大;此时,速率常数随温度的绝对变化率常常是随温度的下降反而减小(因为大部分反应T

(下转第53页)

的振动和转动能级都会随之发生改变。分子转动能级的改变将使上述谱线进一步分裂成P支和R支。由于分子的转动能级间隔小于分子的振动能级间隔,而电子跃迁时,分子转动能级跃迁的选律为ΔJ=0,±1,由此可推断分子转动能级改变不会使上述谱线的位置产生很大的位移,其最终对氯、溴、碘颜色的影响要远远小于振动能级改变所产生的影响。3 结束语

物质的颜色与物质的微观结构密切相关,电子能级的变化并不是决定物质颜色的惟一因素,分子的振动和转动能级变化也可能会影响到物质的颜色。氯、溴、碘分子的电子运动和分子振动对氯、溴、碘的颜色影响很大,而氯、溴、。

参 考1 武汉大学,吉林大学.:,2 ,,..3版.北京:高等教育出版社,19923 涂华民,(9)4 金增瑗..北京:化学工业出版社,2004

5 CottonFA,WilkinsonG.高等无机化学.上册.北京师范大学,兰州大学,吉林大学,等译.北京:人民教育出版社,19806 尹敬执,申泮文.基础无机化学.下册.北京:人民教育出版社,1980

7 RichardsWG,ScottPR.StructureandSpectraofMolecules.Chichesten:JohnWiley&SonsLtd,19858 徐光宪,王祥云.物质结构.第2版.北京:高等教育出版社,1987

9 HerzbergG.分子光谱与分子结构.第1卷.双原子分子光谱.王鼎昌译.北京:科学出版社,198310 SteinfeldJI.分子和辐射———近代分子光谱学导论.李铁津,蒋栋成,朱自强译.北京:科学出版社,1983

(上接第35页)

参 考 文 献

1 MulderM.BasicPrinciplesofMembraneTechnology.2nded.Boston:KluwerAcademicPublishers,19962 时钧,汪家鼎,余国琮,等.化学工程手册.第2版.北京:化学工业出版社,19963 OkazakiI,OhyaH,SemenovaSI,etal.JMemb.Sci,1998,141:654 时钧,袁权,高从堦.膜技术手册.北京:化学工业出版社,2001

5 陈晓青,蒋新宇,刘佳.中草药成分分离分析技术与方法.北京:化学工业出版社,2006

(上接第47页)

参 考 文 献

1 王正烈,周亚平,李松林,等.物理化学.下册.第4版.北京:高等教育出版社,20012 朱文涛.物理化学.下册.北京:清华大学出版社,1995

3 傅献彩,沈文霞,姚天扬,等.物理化学.下册.第5版.北京:高等教育出版社,2006

范文四:阿累尼乌斯方程探讨

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第2卷 第5   2 期

大 学化 学

27 O   0 年1月 0

阿 累 尼 乌斯 方 程探 讨

靳福 泉

( 原工业学院化学工程系 太 太 原 0 00 ) 30 8

摘 微法 A ( )和 不 温 变且  的元 应 行讨 要用分对=x一 、 E 随度 化 E。基 反进 了  e  A 均 p >

论 。结论为 : 一定 温度下 ,l  是 E 的增 函数 当 E <R   , k E 在  n总 dk     r   是  的增 函数 当 E d  >R

, ,

时 , k E 的减 函数   是   d

在一定活化能下 ,lk  n 总是  的减 函数 当  < 时 , k d      赶  的增函数 当  d

, ,

> 时 ,d 是  的减 函数    k

在讨论阿累尼乌斯方程的微分形式时, 有物理化学教材作了以下说明: 活化能越高 , ① 则  随温度的升高反应速率增加得越快 , 即活化能越高, 则反应速率对温度越敏感  。② 活化能  的大小是速率系数对温度敏感程度的标志 。对于活化能较高的反应 , 虽然反应速率较慢 , 当 但   温度变化时其速率的变化却更剧烈 J 。③ 对于一个给定的反应来说 , 在低温范围内反应的速

度 随温度 的变化 更敏感 J 。另 有相 当数 量 的 物 理化 学 教材 也有 类 似 的描 述 。从 阿 累尼 乌 斯  方程 的微分 形式 看 , 些结 论是 显而 易见 的 。但必 须 明确 : 里提及 的温度对速 率常 数 的影 响  这 这

J    7. 11   ,

程度 和速率 常数 对温度 的敏 感程 度都是 指 速率 常数 随温度 的相 对变 化 率  ( 即  亦

1. 3 1

U 』

) 。从

J L

相对 变化率 可使人 联想 到绝对 变 化 率 。如 果用 速 率 常 数 随温 度 的 绝对 变 化 率 ¥ 衣 不 温 1 米 -  ̄度  3 . /

U 』

对 速率 常数 的影 响程度 或速率 常数 对温 度 的敏感 程 度 时 , 将 会是 什 么样 的规律 呢 ?是 否也  又

具 有上 述相对 变化 率所遵 循 的规律 呢 ?这里 只对 温度 变 化范 围较小 时 的情 况 进行 讨 论 , 即只

,   F 、

对k e l   I  Ax 一 、 p  和E 均不随温度变化且E > 的     0 基元反应进行讨论。

1 速率 常数 随温度 的相对 变化 率及 绝对变 化率 与活 化能 的关 系

f dn 田 lk  ̄ i

=   …

Ea

Y \O 4{   I

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增 函数 。那 么 , 一定 温 度 下 , 在 速率 常 数 随温 度 的绝 对 变化 率 与

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呢 ? 田dn f lk  ̄ i

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在一定 温度 下 , ( ) 式 1 两边分 别对 活化 能 E 求偏 导数 , :   得

( \l 一 (-)(    i /   ERe 一 odl A  ̄Tp 。  k =    x

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ER于盎()> E 增数当 ̄T, k , ! .T,  )。   函 ; > 时 、, 。 E < (   , 的 F t   ER (  , d   0d  k

的减 函数 。

从上 面的讨论 可看 出 : 一 定 温度 下 , 率 常 数 随温 度 的相 对 变 化 率 总是 活 化 能 的增 函  在 速 数; 而在一 定温度 下 , 率常数 随温度 的绝对 变化 率 是 活化 能 的增 函数还 是 减 函数 , 速 要视 具 体

情况而定 : E <  时, 当  R 速率常数随温度的绝对变化率是活化能的增函数 ; E >  时 , 当   R 速  率常 数 随温 度 的绝 对变 化 率是 活 化 能 的减 函数。一 般 化 学反 应 的 活化 能 在 4 0—40 0  k ml J・ o一范 围内 , 多数在 5 20l ・ o一之 间 。当温度不 是很 高 , 0— 5  m l d 活化 能不 是很 小时 , > E

R , T 大部分化 学反应 属此种 情况 。对 于 E较 小 的快速 反应 ,   只在反应 温 度适 当时 , 才可 能 出现  E <R   T的情况 。表 1给出 的是 常见 的 E >R    的情 况 , 速率 常数 随 温度 的绝 对变 化率 是 活  即

化 能 的减函数 。

表 1 速率常数 随温度的相对变化率及绝对变化率与活化 能的关 系( 6 0     T= 0 K)

从表 1可看 出 : 当温度 为 60 活化能 在 5 40k mo 之 间变化 时 , 0 K, 0— 0 J・ l   随着活化 能 的增

大, 速率常数随温度的相对变化率增大 , 速率常数随温度的绝对变化率却减小。

2 速率常数 随温 度的相对 变化 率及绝 对变化 率与 温度 的关 系

 ̄ lk= 田dn   i

l  ̄   d n . l f [O   k.

) 一 <说 在 定 化 下 (即 总       。 明 一 活 能 , 亦  )是 = ,   一 p      一

的减 函数 。那 么 , 一定 活化 能下 , 在 速率 常数 随温度 的绝 对变化 率与 温度 之间又是 怎样 的关 系

呢?在一定活化能下 , 1 两边分别对温度求偏导数 , : 式( ) 得

( )一       =

46

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由上式 可看 出 :

当  < 时 ,a   \0

, 、

d) 0 提 的 函 ; > 时\、. <    减 k  ,   增

数当   ,    0 是 的    >  .   ad) , 0k  ,

函数 。

从上面的讨论可看出: 在一定活化能下 , 速率常数随温度 的相对变化率总是 温度 的减函  数; 而在一定活化能下 , 速率常数随温度的绝对变化率是温度 的减函数还是增 函数 , 要视具体  情况而定 : T E/ R时, 当 <  2 速率常数随温度的绝对变化率是温度的增函数 ; T E/R时, 当 >  2   速 率 常数随温 度 的绝 对 变 化 率 是温 度 的减 函数 。 当温 度 不 是 很 高 , 化 能 不 是 很 小 时 ,   活 T<

E/ R,  2 大部 分化 学 反应 属 此种 情况 。对 于 E 较 小 的快 速反 应 ,   仅在 反应 温度 适 当 时 , 可能  才 出现 T>E/ R的情 况 。表 2给 出 的是常见 的 T<E/ R的情况 ,  2  2 即速 率常 数随温度 的绝 对变  化率 是温 度 的增 函数 。

表 2 速率 常数 随温度 的相对变化率及绝对变化率与温度的关系 ( = 0   J・ o ) E  10k t l   o

从 表 2可看 出 : 当活化 能为 10k to~, 0 J・ l 温度在 30~ 5  o 0 60K之 间变 化 时 , 随着 温度 的升

高, 速率常数随温度 的相对变化率减小 , 速率常数随温度的绝对变化率却增大。

3 结论

对 于 k= ep   )A和 E 均不 随温度 变化 且 E > A x (一 、     0的基元 反应 , 一定 温度 下 , 在 活化

』 L』

能越大 , 速率常数对温度越敏感 , 的是速率 常数随温度的相对变化率随活化能的增大而增  指 大; 此时 , 速率常数随温度的绝对变化率常常是随活化能的增大反而减小( 因为大部分反应 E  。 > T 。在一 定 活化能下 , R) 温度 越低 , 速率 常 数 对温 度 越 敏感 , 同样 指 的是 速率 常数 随 温度 的  相对变化率随温度的下降而增大 ; 此时, 速率常数随温度的绝对变化率常常是随温度 的下降反  而减小( 因为大部分反应 T E/ R 。也 就是说 , < 。 ) 2 对于大部分反应, 两个变化率随活化能 ( 或  温度 ) 的变化规律正好相反。因此 , 只能将文献 [ ~ ] 1 3 中提及的温度对速率常数 的影响程度  或速率常数对温度的敏感程度理解为是指速率常数随温度的相对变化率 , 只有这样 , 描述才是  正确的; 但如果将其外延至速率常数随温度的绝对变化率 , 这种描述就有 问题 了, 因为活化能  及 温度 对这 两个变 化率 的影 响常 常是相 反 的。

( 下转第 5 3页)

47

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2   3

4  5   6

的振动和转动能级都会随之发生改变。分子转动能级的改变将使上述谱线进一步分裂成 P

支和 R支 。 由于分 子 的转动 能级 间 隔小 于 分 子 的振 动 能 级 间 隔 , 电子 跃迁 时 , 子 转 动能  而 分

级跃迁的选律为 △ = , 1 由此可推断分子转动能级改变不会使上述谱线 的位置产生很大  . 0±, , 的位 移 , 最终 对氯 、 、 颜色 的影 响要远 远小 于振 动能级 改变所 产 生的影 响 。 其 溴 碘

3 结束 语

物质 的颜 色与物 质 的微 观结 构密 切相关 , 电子 能级 的变化 并 不是 决定 物 质颜 色 的惟 一 因  素, 分子的振动和转动能级变化也可能会影响到物质的颜色。氯 、 碘分 子的电子运动和分  溴、 子振 动对 氯 、 、 的颜 色影 响很 大 , 氯 、 、 分子 的转动 对其颜 色 的影 响则 很小 。 溴 碘 而 溴 碘

参 考 文 献

武汉 大学 , 吉林大学. 无机化学. 3 北京 : 第 版. 高等教育出版社 , 9  1 4 9

北京师范大学 , 华中师范大学 , 南京师范大学. 无机化学. 3版. 第 北京 : 高等教育出版社 ,9 2 19  涂华 民. 化学教育 ,0 5 9)3 20 ( :   金增瑗. 色彩与微观世界. 北京 : 化学工业出版社,04 20   C o   Wi isnG 高等无机化学. 册.  ̄t FA, l no  . n k 上 北京师范大学 , 兰州大学 , 吉林 大学 , 等译. 北京 : 民教育出版社,90 人 18  尹敬执 , 申泮文. 基础无 机化学. 下册. 北京 : 人民教育 出版社 ,9 0 1 8

Rih r sW   S ot R. t cuea dS e tao  lc ls C ih se J h   i y & S n   t 1 8   c ad  G. c tP  Sr tr  n   p cr fMoeue . hc etn:o nW l   u e o sLd.9 5

徐光宪 , 王祥云. 物质结构 . 2版. 第 北京 : 高等教育 出版社 ,9 7 18  H r egG. ez r  分子光谱与分子结构. 1 双原子分子光谱. b 第 卷. 王鼎昌译.北京 : 学出版社 ,9 3 科 18

S i e   I分子和辐射——近代分子光谱学导论. tn l J . e fd 李铁津 , 蒋栋成 , 自强译 . 朱 北京 : 科学出版社 , 8  1 3 9

( 上接 第 3 5页 )

Mu d rM . sc P i c p e   fMe r n   e h oo y 2 d e . so Kl we   a e c P b ih r , 9 6 l e  Ba i   rn i ls o   mb a e T c n l g . n   d Bo t n: u rAc d m

i  u l e s 1 9   s

时钧 , 汪家 鼎, 国琮 , 化学工程手册 . 2版. 余 等. 第 北京 : 学工业 出版社 ,9 6 化 19

Ok zk  , y  , e n v    ,ta.   mb S i1 9 1 6   aa iI Oh aH S me o aS Ie  1JMe . c, 9 8,41:5

时钧 , 袁权 , 高从堵. 膜技术手册. 北京 : 化学工业出版社 ,0 1 2 0

陈 晓青 , 新 字 , 佳 . 蒋 刘 中草 药 成 分 分 离 分 析 技 术 与 方 法 . 京 : 学 工 业 出 版 社 ,06 北 化 2 0

( 上接第 4 7页)   参 考 文 献

1 王 正烈 , 周亚平 , 李松林 , 等.物理化学. 下册. 4版. 第 北京 : 高等教育出版社 ,0 1 20  2 朱文涛. 物理化学. 下册 . 北京 : 清华大学出版社 ,9 5 19

3 傅献彩 , 沈文霞 , 姚天扬 , 物理化学. 等. 下册. 5 北京 : 第 版. 高等教育出版社 , 0   2 6 0

53

范文五:阿累尼乌斯方程探讨

第22卷第5期大学化学2007年10月

阿累尼乌斯方程探讨

靳福泉

(太原上业学院化学工程系太原030008)

摘要用微分法对^=Aexp(一急)、A和E。均不随温度变化且E>。的基元反应进行r讨

论。结论为:在一定温度下,警总是E。的增函数,当E。<月r时,器是E。的增函数,当E。>冠r

时,尝挂E的减函数。在一定活化能下,等总是r的减函数,当r<轰时.尝是r的增函数,当r

,嘉时,嚣是r的减函数。

在讨论阿累尼乌斯方程的微分形式时,有物理化学教材作了以F说明:①活化能越高,则随温度的升高反应速率增加得越快,即活化能越高,则反应速率对温度越敏感oo。②活化能的大小是速率系数对温度敏感程度的标志。对于活化能较高的反应,虽然反应速率较慢,但当温度变化时其速率的变化却更剧烈”1。③对于一个给定的反应来说,在低温范围内反应的速度随温度的变化更敏感”1。另有相当数量的物理化学教材电有类似的描述。从阿累尼乌斯方程的微分形式看,这些结论是显而易见的。但必须明确:这里提及的温度对速率常数的影响

J,j1,

程度和速率常数对温度的敏感程度都是指速率常数随温度的相对变化率;告(亦即!等)。从KU』nj

』L

相对变化率可使人联想到绝对变化率。如果用速率常数随温度的绝对变化率羔来表示温度Ul

对速率常数的影响程度或速率常数对温度的敏感程度时,又将会是什么样的规律呢?是否也具有卜述相对变化率所遵循的规律呢?这里只对温度变化范围较小时的情况进行讨沧,即只

,F、

对^=4expl一熹}、且和E。均不随温度变化且E。>o的基元反应进行讨论。

1速率常数随温度的相对变化率及绝对变化率与活化能的关系

由筹=鲁,知(壶(喾)卜去,。。表明缸定温度下,警(亦即等惜是E。的增函数。那么,在-定温度下,速率常数随温度的绝对变化率与活化能之问又是怎样的关系呢?由警=急可推得:45

嚣=嘉肌xp(一知

在一定温度下,式(1)两边分别对活化能E。求偏导数,得:(1)

(击(鞫),一刍cE。坩瀹一(_翱。

由上式可看出:

当E

的减函数。

从上面的讨论可看出:在一定温度下,速率常数随温度的相对变化率总是活化能的增函数;而在一定温度下,速率常数随温度的绝对变化率是活化能的增函数还是减函数,要视具体情况而定:当E。<Rr时,速率常数随温度的绝对变化率是活化能的增函数;当E。>Rr时,速率常数随温度的绝对变化率是活化能的减函数。一般化学反应的活化能在40—400kJ・rnol。范围内,多数在50~250kJ・m01。之间。当温度不是很高,活化能不是很小时,E。>Rr,大部分化学反应属此种情况。对于E。较小的快速反应,只在反应温度适当时,才可能出现E。<Rr的情况。表1给出的是常见的E。>月r的情况,即速率常数随温度的绝对变化率是活化能的减函数。

表1速率常数随温度的相对变化率及绝对变化率与活化能的关系(f=6∞K)c置r时,(击(嚣)),,。,等是E的增函数;当E。,R,时,(壶(嚣)),co,嚣是E

从表1可看出:当温度为600K,活化能在50~400kJ・mol“之间变化时,随着活化能的增大,速率常数随温度的相对变化率增大,速率常数随温度的绝对变化率却减小。2速率常数随温度的相对变化率及绝对变化率与温度的关系

由筹=嘉,知(刍(筹)),一熹c。,说明在一定活化能下,筹(亦即盎撼是r的减函数。那么,在一定活化能下,速率常数随温度的绝对变化率与温度之问又是怎样的关系呢?在一定活化能下,式(1)两边分别对温度求偏导数,得:

(刍c嚣,),=一》cr一彖m,c一鲁,46

由上式可看出:

当rc嘉时,(刍(嚣)),,o,舡r的增函数;当r,嘉时,(刍(器)),co,挚r的减函数。

从上面的讨论可看出:在一定活化能下,速率常数随温度的相对变化率总是温度的减函数;而在一定活化能下,速率常数随温度的绝对变化率是温度的减函数还是增函数,要视具体情况而定:当r<E。/2尺时,速率常数随温度的绝对变化率是温度的增函数;当r>E。/2月时,速率常数随温度的绝对变化率是温度的减函数。当温度不是很高,活化能不是很小时,丁<E。/2R,大部分化学反应属此种情况。对于E。较小的快速反应,仅在反应温度适当时,才可能出现r>E。/2R的情况。表2给出的是常见的r<E/2矗的情况,即速率常数随温度的绝对变化率是温度的增函数。

表2速率常数随温度的相对变化率及绝对变化率与温度的关系(E。=1∞kJ・Inol

从表2可看出:当活化能为100kJ‘m。l,温度在300~650K之间变化时,随着温度的升高,速率常数随温度的相对变化率减小,速率常数随温度的绝对变化率却增大。

3结论

对于&=』4exp(一蠢)、A和E。均不随温度变化且E。>o的基元反应,在一定温度下,活化…

能越大,速率常数对温度越敏感,指的是速率常数随温度的相对变化率随活化能的增大而增大;此时,速率常数随温度的绝对变化率常常是随活化能的增大反『nj减小(因为大部分反应E。>Rr)。在一定活化能下,温度越低,速率常数对温度越敏感,同样指的是速率常数随温度的相对变化率随温度的下降而增大;此时,速率常数随温度的绝对变化率常常是随温度的卜-降反而减小(因为大部分反应,<E/2R)。也就是说,对于大部分反应,两个变化率随活化能(或温度)的变化规律正好相反。因此,只能将文献[1~3]中提及的温度对速率常数的影响程度或速率常数对温度的敏感程度理解为是指速率常数随温度的相对变化率,只有这样,描述才是正确的;但如果将其外延至速率常数随温度的绝对变化率,这种描述就有问题了,因为活化能及温度对这两个变化率的影响常常是相反的。

(下转第53页)47

的搬动和转动能级都会随之发生改变。分子转动能级的改变将使上述谱线进一步分裂成P支鞠霆支。蠹予努子懿转凌髓缀阕疆小予分子瓣振动蕤缀翔隔,磊电子跃迁霾毒,分子转交能级跃迁的选律为"=O,±1,由此可推断分子转动能级改变不会使上述谱线的位鬣产生很大的位移,其最终对氯、溴、碘颜色的影响要远远小于振动能级改变所产生的影响。

3结束语

物质的颜色与物质的微观结构密切相关,电子能级的变化并不是决定物质颜色的惟一因豢,分予的振动翻转动糍级变诧也霹§§会影响爨物震鳇颜色。氯、滨、碳分子憨电子运动声鞋分予掇动对氯、浚、碘的颜色影响很太,而氯、溴、碘分子的转动对其颜色的影响则很小。

参考文献

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(上接第35剪)

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时钩,袁权,高从增.膜技术手册北京:化学一让出版社,加01

陈晓青,蒋新字,刘佳,中草药成分分离分析技术与方法北京:化学工业出版社。2006

(上接第47受)

参考文献

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3傅献彩,沈文霞,姚凡扬,等物理纯学.下册.雄5版乾京.裔等教育出舨社,2。。6

阿累尼乌斯方程探讨

作者:

作者单位:

刊名:

英文刊名:

年,卷(期):

被引用次数:靳福泉, Jin Fuquan太原工业学院化学工程系,太原,030008大学化学UNIVERSITY CHEMISTRY2007,22(5)2次

参考文献(3条)

1.王正烈;周亚平;李松林 物理化学 2001

2.朱文涛 物理化学 1995

3.傅献彩;沈文霞;姚天扬 物理化学 2006

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2. Arrhenius方程应用仍须澄清的问题[期刊论文]-含能材料2009,17(3)

3. 钟巍.ZHONG Wei 基于Arrhenius定理的化学动力学数值计算法[期刊论文]-化学研究2011,22(3)

4. 崔郁.李晔.唐邦铭.Cui Yu.Li Ye.Tang Bang-Ming 5284树脂流变特性研究[期刊论文]-南京大学学报(自然科学版)2009,45(2)

5. 陈光耀.李显华.邹魁.CHEN Guang-yao.LI Xian-hua.ZOU Kui 铜精矿焙烧浸出的探索试验[期刊论文]-有色金属科学与工程2011,02(5)

6. 刘子如 关于Arrhenius方程可否用于熔体结晶动力学的一点看法[期刊论文]-含能材料2009,17(1)

7. 李英.龚江宏.唐子龙.谢裕生.张中太 氧化锆基固体电解质材料与温度无关的离子电导活化能[期刊论文]-物理化学学报2001,17(9)

8. 于宗乐.陶俊勇.张云安.陈循 基于Arrhenius和Duane模型的可靠性强化试验评估[会议论文]-2011

9. 鲁晓娟.谢刚.曾桂生.张皓东 自热熔炼含镍铜精矿的热力学分析[期刊论文]-有色金属2004,56(1)

10. 黄燕.吴全信.Huang Yan.Wu Quanxin 阿列尼乌斯模型在红外微型金属杜瓦的真空寿命试验研究中的应用[期刊论文]-低温与超导2005,33(2)

引证文献(2条)

1.陆红雨.付铁强.李菁元 欧Ⅴ/Ⅵ标准台架循环老化时间的计算方法[期刊论文]-汽车工程 2011(12)

2.范大鹏.严婕.李功韬.徐晓.齐立芳 工业铬系催化剂的乙烯聚合性能研究[期刊论文]-齐鲁石油化工 2010(2)

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范文六:阿累尼乌斯建立电离理论的争论

阿累尼乌斯建立电离理论的争论

自1799年意大利物理学家伏打发明电池以后,英国化学家尼柯尔森(Nic-holson,W.1753-1815)和卡里斯尔(Carlisle,A.1768-1840)最先发现溶液具有导电性。他们把两根铂丝的一端放在不很纯的水中,而把两根铂丝的另一端连接电池的两极,发现两极上都有气体出现,据检验负极上是氢气,正级上是氧气。这是他们在1800年发表的实验结果。接着,他们电解酸、碱、盐溶液,也得到同样的结果。人们感到奇怪的是,为什么氢气和氧气会出现在不同的电极。后来,英国化学家法拉第(Faraday,M.1791-1867)将分解前的物质称为电解质,把电流进入溶液的极叫做阳级,把电流从溶液出来的极叫做阴极。他认为,在溶液中电流是由带电荷的分解物运送前进的。他把这样的运输物叫做离子。意思是说这种物质是用电经分解出来的。其中带正电荷向阴极移动的离子叫做阳离子;带负电荷向阳极移动的离子叫做阴离子。其他如法国化学家希托夫(Hittorf,J.W.1824-1914)和柯尔劳希(Kohlrausch,F.W.1840-1910)都研究过离子在溶液中的迁移,但他们也都认为离子是通电流后产生的。在众多的电解质导电的研究者中,只有英国化学家威廉逊(Willianson,A.W.1824-1904)和德国化学家克劳胥斯(Clausius,R.J.E.1822-1888)认为,电解质的分子与形成它们的原子之间存在着动态平衡,电解质分子与邻近分子之间不断地交换原子,因此分子的离解和原子的化合永远在连续不断地进行着。但是,他们又认为这些离解出来的原子只能在很短的时间内存在,即他们只相信电解质只有极小的离解度,认为在常温下溶液中的分子不可能大量的离解。

瑞典化学家阿累尼乌斯(Arrhenius,S.1859-1927)从1882年秋开始对溶液的导电性进行了一系列的测量,直到次年才结束。他把实验的结果通过整理、概括、计算又花了几个月时间。同时,他还查阅了学术刊物中与这个问题有关的论文,对有关数据都作了比较,探索各种物质意想不到的现象和解释。最使他惊奇的是氨的性质。这种物质在气体状态时是不导电的,而它的水溶液却是导体,溶液越稀,导电性越好。阿累尼乌斯查明卤酸也都有类似的性质。为什么会出现这样的现象呢?到1883年5月阿累尼乌斯才根据实验作出这样的结论:溶液稀释时,导电性增加的原因是水。

阿累尼乌斯兴致勃勃地把他的新理论向化学家克利夫(Cleve,P.T.1840-1905)介绍:要解释电解质水溶液在稀释时导电性的增加,必须假定电解质在溶液中具有两种不同的形态。即非活动性的分子形态和活动性的离子形态。实际上,稀释

时电解质的部分分子分解为离子,这是活性的形态;而另一部分则不变,这是非活性的形态。因为当时代学家一般都认为溶液中的离子是通入电流后产生的。所以当克利夫听到阿累尼乌斯的解释,毫不掩饰他的不满,说阿累尼乌斯的论点纯粹是胡说八道。阿累尼乌斯又重申了他的看法,克利夫却尖刻地冷笑地说:"这是蛮好的理论嘛!"阿累尼乌斯本想获得克利夫的认可和支持,没想到是这样的结果。

阿累尼乌斯肯定那些认为通电流后电解质才离解的看法是错误的,深信自己的解释是正确的。因而他对克利夫的挖苦丝毫没有使他丧失信心。于是他又到医学院去找研究化学的生理学教授汉马尔斯腾(Hammerstein.A.1841-1932)。汉马尔斯腾怀着极大的兴趣听了阿累尼乌斯的介绍。他发现这种见解非常独特,而且是对现象的合理解释,建议他继续研究。阿累尼乌斯决定对他的想法进行理论上的概括,并准备写成论文发表。他把第一篇题名为《电解质的导电率研究》,第二篇题名为《电解质的化学理论》。这两篇论文于1884年6月经斯德哥尔摩科学院讨论后推荐发表。阿累尼乌斯渴望留在乌普萨拉工作,把两篇论文的校样作为学位论文向大学提出。学术委员会接受了这两篇论文,并指定在1884年5月进行答辨。阿累尼乌斯获得委员会的赞许,答辨得很好。但克利夫教授仍然不同意他的理论。他认为:"纯粹是空想,我不能想象,比如,氯化钾怎样会在水中分解为离子。钾在水中单独存在可能吗?任何一个小学生都知道,钾遇水就会产生强烈的反应,同时形成氢氧化钾和氢气。可是氯呢?它的水溶液是淡绿色的,又有剧毒,而氯化钾溶液则是无色的,完全无毒。"

答辩进行得很强烈,特别费力的是同克利夫教授的辩论。当时,不同意关于在分子、原子和离子之间存在着本质的差别。阿累尼乌斯竭力证明,在溶液中,特别是在氯化钾溶液中,存在的不是钾原子和氯分子,而是两种元素的离子。钾离子不同于中性的钾原子,它带阳电荷。因此,性质上与中性原子不同。氯离子带阴电荷,不同于中性的双原子的氯分子,而完全具有另一种性质。

虽然溶液中离子的形成不决定于电流的想法,威廉逊、克劳胥斯等化学家早已提出过,但仅仅是一种没有验证的假设。阿累尼乌斯不但论述得很明确而且通过实验证明了这个假设的正确性。他甚至还计算出,在氯化氢的溶液中,有92%的溶质处于活性形态,也就是说大部分溶质分解为离子了。这些结果也为其他科学家所证实。例如,德国化学家奥斯特瓦尔德(Ostwald,W.1853-1932)虽不是研究电离

过程的,可是,他在研究盐酸的催化作用时却查明,它的总量中只有98%对过程起加速作用。这一数值与阿累尼乌斯计算出来的数值是接近的。用硫酸进行试验时,也得到相似结果。根据奥斯特瓦尔德的意见,由于硫酸的浓度不同,起催化作用的硫酸可以由50%到90%,而阿累尼乌斯查明的数值则是47.6%到85%。尽管阿累尼乌斯搜集了大量的实验材料,以及无可辩驳的证据,但是,由于委员会支持克利夫等人的意见。对论文答辨还是给以第三级评语。

阿累尼乌斯论文答辨以后。更加坚信自己的理论是正确的。次日,他把自己的两篇论文分别寄给欧洲最著名的研究溶液的科学家克劳胥斯、范霍夫(van't Hoff,J.H.1852-1911) ,万尔(Meyer,J.L.1830-1895),奥斯特瓦尔德,获得四位化学家的赞扬和肯定。其中奥斯特瓦尔德专程与他讨论。

阿累尼乌斯进一步研究认为,在电解中两极间的电位差只起指导离子运动方向的作用,并没有分解分子;相同当量的离子,不管溶质是什么,都带有同量的电荷,因而在两极沉淀物的当量是相同的,这与法拉第的认识是一致的。这个理论还解释了各种溶液中的反应热。例如稀释的强酸和强碱的中和热,不管它们是什么,都是相同的。这是因为在强酸和强碱之间的反应都是氢离子和氢氧根离子结合成水分子的反应,中和热都相同。其它溶液中的反应热都可以从电离理论得到解释。分析化学反应中的许多现象,如沉淀、水解、缓冲作用、酸和碱的强度以及指示剂的变色等也都可以从电离理论得到合理的解释。

阿累尼乌斯由于提出了电离学说,于1903年荣获了诺贝尔化学奖。阿累尼乌斯的电离理论为物理化学的发展开创了新阶段,同时也促进了整个化学的进步。

甚至归初反对过电离理论的克利夫,也在阿累尼乌斯获得诺贝尔奖后认为:"这一新的理论是在困难中成长起来的。那时化学家不认为它是一种化学理论,物理学家也不认为它是一种物理学理论。但是 ,这种理论却在化学与物理学之间架起了一座桥梁。"克利夫还认为阿累尼乌斯与贝采里乌斯是瑞典的骄傲。他在纪念贝采尼乌斯的讲演会上说:"从贝采里乌斯肩上卸下的斗篷,现在已经由阿累尼乌斯戴上了。"

范文七:电离学说的创立者-阿累尼乌斯

电离学说的创立者 S. A. Arrhenius(1859一1927)

斯范特·奥古斯特·阿累尼乌斯是近代化学史上的一位著名的化学家,又是一位物理学家和天文学家。阿累尼乌斯1859年2月19日出生在瑞典乌普萨拉阴近的维克。他的父亲名叫斯范特·古斯培夫,母亲名叫卡罗利娜·克利斯蒂娜·通贝格。父亲早年毕业于乌普萨拉大学,曾在维克经营过地产。1860年,举家迁往乌普萨拉城,古嘶塔夫出任乌普萨拉大学的总务长。父母共有口个子女,阿累尼乌斯是他们的次子。

阿累尼乌斯从小聪明出众,3岁的时候就能认字。哥哥约翰写作业时,他经常在旁边仔细地看着。他凭着个人特有的天赋,从算术书上看懂了一些简单的算法。6岁那年他竟然能够坐在父亲的身边,协助父亲算起帐来。小学里的课程,远远满足不了他的求知欲望,他要求父亲早日把他送进中学。在乌普萨拉城一所教会办的中学里,阿累尼乌斯对数学、物理、生物和化学产生了特殊的兴趣,成绩优异。

1876年, 17岁的阿累尼乌斯中学毕业,考取了乌普萨拉大学。他最喜欢选读数学、物理、化学等理科课程,只用两年他就通过了学士学位的考试。1878年开始专门攻读物理学的博士学位。他的导师塔伦教授(T.R.Thalen)是一位光谱分析专家。在导师的指导下,阿累尼乌斯学习了光谱分析。但他认为,作为一个物理学家还应该掌握与物理有关的其它各科知识。因此,他常常去听一些教授们讲授的数学与化学课程。渐渐地,他对电学产生的浓厚兴趣,远远超过了对光谱分析的研究,他确信“电的能量是无穷无尽的”,他热衷于研究电流现象和导电性。这引起了导师塔伦教授的不满,他要求阿累尼乌斯要务正业,多研究一些与光谱分析有关的课题。俗话说,“人各有志,不可强留”。目标不同,使阿累尼乌斯只好告别这位导师。

1881年,他来到了首都斯德哥尔摩以求深造。在瑞典科学院物理学家埃德伦德(E.Edlund)教授的指导下,进行电学方面的研究。不久,阿累尼乌斯就成了埃德伦德教授的得力助手。每当教授讲课时,他就协助导师进行复杂的实验,在从事科学研究时,他就配合教授进行某些测量工作。因此,他的才干很得教授的赏识。几乎所有的空闲时间,他部在埋头从事自己的独立研究,在电学领域中,他对把化学能转变为电能的电池很有研究兴趣。

年轻的阿累尼乌斯刻昔钻研,具有很强的实验能力,长期的实验室工作,养成了他对任何问题都一丝不苟、追根究底的钻研习惯。因而他对所研究的课题,往往都能提出一些具有重大意义的假说,创立新颖独特的理论。他发现在电池中,除了由化学反应产生的化学能转化为电能外,还存在一些引起电极极化的因素,而这会降低电流回路的电压。于是,他着手研究能够减少甚至防1发生极化作用的添加物。他坚持反复实验,终于明白极化效应取决于添加物——去极剂的数量。电离理论的创建,是阿累尼乌斯在化学领域最重要的贡献。

在19世纪上半叶,已经有人提出了电解质在溶液中产生离子的观点,但在校长时期内,科学界普遏赞同法拉第的观点,认为溶液中“离于是在电流的作用下产生的”。阿累尼乌斯在研究电解质溶液的导电性时发现,浓度影响着许多稀溶液的导电性。阿累尼乌斯对这一发现非常感兴趣,特地向导师请教,埃德伦德教授很欣赏他的

敏锐的观察能力,为他指出了进一步做好实验、深入探索是关键所在。阿累尼乌斯在实验中对教授设计的仪器做了大胆的改进,几个月的时间过去了,他得到了一大堆实验测量的结果。处理、计算这些结果又用去了好长时间。此间他又发现了一些更有趣的事实。例如,气态的氨是根本不导电的,但氨的水溶液却能导电,而且溶液越稀导电性越好。大量的实验事实表明,氢卤酸溶液也有类似的情况。多少个不眠之夜过去了,阿累尼乌斯紧紧地抓住稀溶液的导电问题不放。他的独到之处就是,把电导率这一电学属性,始终同溶液的化学性质联系起来,力图以化学观点来说明溶液的电学性质。1883年5月,他终于形成了电离理论的基本观点。他认为,当溶液稀释时,由于水的作用,它的导电性增加,为什么呢?他指出:“要解释电解质水溶液在稀释时导电性的增强,必须假定电解质在洛液中具有两种不同的形态,非活性的一分子形态,活性的——离子形态。实际上,稀释时电解质的部分分子就分解为离于,这是活性的形态;而另一部分则不变,这是非活性的形态……”他又说:“当溶液稀释时,活性形态的数量增加,所以溶液导电性增强”。伟大的发现!阿累尼乌斯的这些想法,终于突破了法拉第的传统观念,提出了电解质自动电离的新观点。为了从理论上概括和阐明自己的研究成果和新的创见,他写成了二篇论文。第一篇是叙述和总结实验测量和计算的结果。题为“电解质的电导率研究”,第二篇是在实验结果的基础上,对于水溶液中物质形态的理论总结,题名为:“电解质的化学理论”,专门阐述电离理论的基本思想。阿累尼乌斯把这两篇论文,送到瑞典科学院请求专家们审议。1883年6月6日经过斯德哥尔摩的瑞典科学院讨论后,被推荐予以发表,刊登在1884年初出版的《皇家科学院论著》杂志的第十一期上。

1883年底,当阿累尼乌斯收到上述杂志关于这两篇论文的校样后,他又产生了一个想法。他把其中的主要内容集中起来,写成《电解质的导电性研究》作为学位论文送交乌普萨拉大学。该校学术委员会接受了他的申请,决定在1884年5月进行公开的论文答辩。答辩会争论得非常激烈。阿累尼乌斯以大量无可辩驳的实验事实,说明电解质在水中的离解,精辟地阐述了自己的新见解,受到多数委员和与会者的赞许。但是,阿累尼乌斯的导师塔伦教授表示,他对实验事实无任何异议,只是对电解质在水溶液中自动电离的观点不能理解。另一位导师克莱夫教授则提出,他对阿累尼乌斯的实验事实持怀疑态度,认为电解质在水溶液中自动电离的观点是十分荒唐的。阿累尼乌斯反复列举出大量实验事实来支持自己的观点,他引证了早在1857年德国科学家鲁道夫·克劳晋斯提出的电解质在水溶液中不用通过电流就会产生离子的假设,也引用了德国化学家奥斯特瓦尔德的研究成果来为自己的观点辩解。但最后,由于委员会支持教授们的意见,阿累尼乌斯的答辩成绩只得了3分。

一场激烈的辩论过去了,阿累尼乌斯并未因成绩不佳而灰心。相反,他坚信自己的观点是正确的。为了寻求更加广泛而公正的评价,答辩后第二夭,他就把自己的论文分别寄给了欧洲的一些著名科学家。不久,他收到了来自波恩的克劳晋斯的复信。住在杜宾根的L.迈尔,长居俄国里加的W.奥斯特瓦尔德,以及荷兰的青年化学家范霍夫也都先后给他写来了评价很高的支持信件。其中,奥斯特瓦尔德对阿累尼乌斯的工作表现出特殊的兴趣。他不仅充分肯定了这位青年人的实验成果,而且信中还提出了许多有关研究酸的催化作用的问题,建议同他一起研讨共同感兴趣的课题。这封信成了他们后来长期合作的开端。1884年8月、奥斯特瓦尔德专程来到鸟普萨拉会见这位青年学者。共同的志趣,相同的学术观点,使他

们结下了深厚的友谊。奥斯特瓦尔德肯定阿累尼乌斯的电离学说新观点从理论上说明了酸起催化作用的根本原因。一位欧洲著名学者的来访,轰动了暑假中宁静的乌普萨拉大学的校园。克莱夫等么些教授,对阿累尼乌斯受到如此特别器重,都感到十分惊奇。在国内,斯德哥尔摩的埃德伦德教授、彼得松教授等少数知名科学家也表示支持阿累尼乌斯的新见解。大学当局决定,再次为阿累尼乌斯举行论文答辩:当年冬天的这次答辩进行得异常顺利,论文被通过。不久,阿累尼乌斯被任命为物理化学副教授。只有固执的克莱夫教授及其支持者们,仍然拼命地反对新生的电离理论。因此,阿累尼乌斯只好离开乌普萨拉城,重新回到斯德哥尔摩在埃德伦德教授的领导下工作。在那里,他继续深入研究电解质的导电性。

埃德伦德非常器重阿累尼乌斯的知识和敏锐的观察能力,特别赞赏他那敢于冲破传统观念、追求真理的精神,对他的工作予以全面支持和热心指导。在教授的帮助下,他的科学成果受到了普遍重视。1885年底,阿累尼乌斯获得瑞典科学院的一笔奖金,从而使他有了出国深造的条件。

1886年,他首先来到俄国,在里加工学院奥斯特瓦尔德的实验室里,完成了他们早已确定的合作计划。接着他去武尔茨堡,在电学家科尔劳什教授的实验室里,研究气体的导电性,还研究了作为溶剂的水,在电离过程中所起的作用。随着研究工作的进展,阿累尼乌斯的学术水平提高很快。但他同时越发感到自己的知识不足,他需要学习更多、更广泛的知识。为了不断扩大自己的知识面,他必须向更多的具有不同学术风格和特长的专家去求教。于是,在18871年他又去了格拉茨,在玻尔兹曼的实验室里工作。1888年初,他到了荷兰的阿姆斯特丹。他同范霍夫合作,进行了一系列与电解质洛液冰点降低有关的测定。他们根据实验结果,计算了范霍夫关于稀溶液渗透压公式中的等渗系数之值以及电离度等数据,并以电离理论加以解释。这种合作使双方都得到 启迪,感到收益巨大。此后,阿累尼乌斯赶到莱比锡,在奥斯特瓦尔德领导的物理化学研究所从事新的实验研究,进一步丰富与完善了电离理论。

1888年夏天,阿累尼乌斯结束了对欧洲各国的周游,兴冲冲地返口自己的祖国。他热爱瑞典,渴望长期工作在家乡的土地上。然而现实又令他失望,在国内,他的科学成就仍然得不到科学界的普遍承认。就连一贯支持他的埃德伦德老教授,不久也与世长辞。他想回乌普萨拉,但由于克莱夫教授的反对,乌普萨拉大学连一个化学助教的职位也不能给他安排,他只好去给生理学家汉马尔斯腾教授当助手。直到1891年,在奥斯特瓦尔德的推荐下,阿累尼乌斯收到了德国吉森大学聘他为物理化学教授的邀请。这件事引起了国内学术界对他的关注,人们前来挽留他。出于对祖国的热爱,阿累尼乌斯毅然谢绝了这一聘任,宁愿留在斯德哥尔摩工学院任物理学副教授。从此,他在国内的学术地位受到了普遍的确认,国际上的威望也越来越高。1895年他成为德国电化学学会会员,次年他出任斯德哥尔摩大学校长。

阿累尼乌斯在物理化学方面造诣很深,他所创立的电离理论留芳于世,直到今天仍常青不衰。他是一位多才多艺的学者,除了化学外,在物理学方面他致力于电学研究,在天文学方面,他从事天体物理学和气象学研究。他在1896年发表了“大气中的二氧化碳对地球温度的影响”的论文,还著有《天体物理学教科书》在生物学研究中他写作出版了《免疫化学》及《生物化学中的定量定律》等书。作为物

理学家,他对祖国的经济发展也做出了重要贡献。他亲自参与了对国内水利资源和瀑布水能的研究与开发,使水力发电网遍布于瑞典。他的智慧和丰硕成果,得到了国内广泛的认可与赞扬,就连一贯反对他的克莱夫教授,自1898年以后也转变成为电离理论的支持者和阿累尼乌斯的拥护者。那年,在纪念瑞典著名化学家贝采里乌斯逝世50周年集会上,克莱夫教授在其长篇演说中提到:“贝采里乌斯逝世后,从他手中落下的旗帜,今天又被另一位卓越的科学家阿累尼乌斯举起。”他还提议选举阿累尼乌斯为瑞典科学院院士。由于阿累尼乌斯在化学领域的卓越成就,1903年他荣获了诺贝尔化学奖,戌为瑞典第一位获此科学大奖的科学家。1905年以后,他一直担任瑞典诺贝尔研究所所长,直到生命的最后一刻。他还多次荣获国外的其它科学奖章和荣誉称号。

晚年的阿累尼乌斯,体弱多病,但他仍不肯放下自己的研究。他抱病坚持修改完成了《世界起源》一书的第二卷。1927年10月2日,这位68岁的科学巨匠与世长辞。阿累尼乌斯科学的一生,给后人以很大的思想启迪。首先,在哲学上他是一位坚定的自然科学唯物主义者。他终生不信宗教,坚信科学。当19世纪的自然科学家们还在深受形而上学束缚的时候,他却能打破学科的局限,从物理与化学的联系上去研究电解质溶液的导电性,因而能冲溃传统观念,独创电离学说。其次,他知识渊博,对自然科学的各个领域都学有所长,早在学生时代就已精通英、德、法和瑞典语等四五种语言,这对他周游各国,广泛求师进行学术交流起了重大作用。另外,他对祖国的热爱,为报效祖国而放弃国外的荣誉和优越条件,在当今仍不失为科学工作者的楷模。

范文八:阿累尼乌斯创建电离学说的故事

小沛从一本化学史图书上看到一篇关于电离学说创始人阿累尼乌斯(瑞典物理化学家)的故事,文章介绍了阿累尼乌斯的生平和在多个科学领域中的贡献,也谈到阿累尼乌斯在提出电离学说的博士论文答辩会上备受责难、几乎未能通过的情况,这种看似互相矛盾的问题发生在一位像阿累尼乌斯这样的大科学家身上实在有些难以理解,所以小沛给化学老师提出了这个问题,老师认为这是个非常好的问题,虽然不是必须讲授的内容,但却值得和同学们共同研讨,于是对同学们说:“我回去准备一下.下次课上我们再来讨论,好吗?”老师虽然对答案已经有了一个大致的轮廓,但是在解答学生提出问题时所持有的严肃认真态度深深地感染了同学们,大家用热烈的掌声一致表示赞同,

化学课终于到来了!同学们把课本和笔记本放在课桌上,静静地聆听老师讲阿累尼乌斯的故事,阿累尼乌斯是个传奇式的多才多艺的大科学家.不仅在化学领域有杰出的建树,在物理学(致力于电学研究)、天文学(从事天体物理学和气象学研究)、生物学(出版了《免疫化学》及《生物化学中的定量定律》等专著)及瑞典国内水利资源和瀑布水能研究与开发方面都做出了重要贡献,值得认真思考的是.阿累尼乌斯在200多年前提出的电离学说和关于化学反应速率与温度关系的阿累尼乌斯动力学方程,至今仍然作为化学基本理论和概念收入大中学的化学教科书中,可是当初(1884年)在他提交题为《电解质的导电性研究》的博士论文时却几乎未能通过!这是因为什么呢?讲到这里,老师停顿了下来,课堂里静得几乎只能听见同学们的呼吸声,因为他们也正在思索这个问题,

老师接着讲故事,阿累尼乌斯的学术观点并没有错误,也不能归咎于答辩委员会的教授思想保守.未能做到慧眼识英才,原因何在呢?19世纪上半叶.人们已经有了电解质在水溶液中产生带电离子的观点,但对于离子的产生是否一定要依靠外电源电流的作用则没有确定的看法,以至于在较长时期内.科学界普遍赞同法拉第(英国物理学家、化学家)关于溶液中“离子是在电流作用下产生的’,观点,阿累尼乌斯在研究电解质溶液的导电性时发现,溶液的导电性与浓度有关,而且两者并不成正比,他还发现如下实验事实:氨气、卤化氢气体不能导电,但它们的水溶液却能导电;纯净的固体氯化钠不导电,溶于水后形成的溶液就能够导电,等等,于是他着重探究水在这里所起的作用,由于纯净的水本身是不导电的,唯一的可能就是电解质在水溶液中电离出离子并不需要有电流的作用,他提出的电离假说由于和传统的理论相违背,在离子是否能够独立存在还没有得到确证之前,怀疑和责难应当是合理的,所以直到人们弄清楚原子结构并确认离子可以独立存在之后,阿累尼乌斯的电离学说才被认可,进而成为经典的化学理论,

听到这里,同学们松了一口气,纷纷在笔记本上记下了自己认为最值得保留的体会,老师顺势启发和诱导同学们说:“通过这个故事可以思考两个问题,一个是和化学直接相关的问题,即电解质溶液能够导电是因为溶液中存在带电的离子,在这一点上,阿累尼乌斯和法拉第的观点一致,那么他们之间的不同之处在哪里呢?”经过短暂的思索和交流后,小王起立回答:“他们的主要分歧是电解质在水溶液中产生离子的原因.法拉第认为要依靠外电流的作用,阿累尼乌斯则认为是溶剂水的作用,”这个回答简洁而准确,获得了老师和同学们的一致赞同,老师问:“还有什么需要补充的吗?”小沛起立说:“我可以补充一点,根据阿累尼乌斯的学说,电解质是在溶剂水的作用下产生离子的.因此电解质的溶解过程同时也是它转变为离子的过程,由于不需外电流的作用,所以这个过程是具有自发性的自然过程,”老师在同学们的掌声中做了如下总结:“我们不仅要知道两种学说的差异,而且应该进一步认识电解质在水溶液中电离过程的特点,后者才是阿累尼乌斯电离学说的核心概念啊!至于第二个问题一这个小故事里的大智慧是什么?我们今天就不讨论了.留给你们课后思索和交流,”

亲爱的读者,你们也一起来回答这个问题好吗?

责任编辑 侯秀姣 彭德利

范文九:斯万特·奥古斯特·阿累尼乌斯

斯万特·奥古斯特·阿累尼乌斯

1903年诺贝尔化学奖获得者:斯万特·奥古斯特·阿累尼乌斯

斯万特·奥古斯特·阿累尼乌斯(Svante August Arrhenius)瑞典物理化学家。1859年2月19日生于瑞乌普萨拉附近的维克城堡。电离理论的创立者。由于“他解释溶液中的元素是如何被电解分离的现象”,获得1903年诺贝尔化学奖。

聪明,好学,精力旺盛,有时惹事生非

阿累尼乌斯生于瑞典,祖父是一个农民,父亲是乌普萨拉大学的总务主任。阿累尼乌斯3岁就开始识字,并学会了算术。父母并没有专门教他学什么,他是看哥哥写作业时逐渐学会了识字和计算。他的启蒙教育可以算得上“无师自通”了。6岁时就能够帮助父亲进行复杂的计算。

阿累尼乌斯聪明,好学,精力旺盛,有时候也惹事生非。在教会学校上小学时,就常惹老师生气。有一次他给同学们讲故事,竟过了上课时间,老师想要处罚他,又被他逃了过去。 进入中学后,阿累尼乌斯各门功课都名列前茅,特别喜欢物理和化学。聪明的人总喜欢多想一些为什么,遇到疑难的问题他从不放过,经常与同学们争论一番,有时候也和老师辩个高低。1876年,他以优异的成绩考入乌普萨拉大学。他选择了物理专业但仍然保持了对化学的兴趣。 1878年他比通常期限提前斗年通过了候补博士学位的考试,被校方认为是奇才。阿累尼乌斯选择有关电解质方面的课题作为学位论文而乌普萨拉大学在这方面条件不足,于是他决定拜斯德歌尔摩大学的埃德隆教授为师。当时埃德隆教授正在研究和测量溶液的电导。埃德隆教授非常欢迎阿累尼乌斯的到来,在教授的指导下,阿累尼乌斯研究浓度很稀的电解质溶液的电导。

这个选题非常重要,如果没有这个选题,阿累尼乌斯就不可能创立电离学说了。在实验室里,他夜以继日地重复着枯燥无味的实验,整天与溶液、电极、电流计、电压计打交道,这样的工作他一干就是两年。

以“及格”的三等成绩“勉强获得博士学位”

实验仅仅是研究工作的开始,更重要的是对实验结果的思考。1883年春天,阿累尼乌斯已经完成了足够的实验,他离开了斯德哥尔摩大学的实验室,回到乡下的老家。离开了那些电极、烧杯等设备,开始探索实验数据背后的规律。

在实验中,阿累尼乌斯发现,很稀的溶液通电后的反应与浓溶液相比,规律要简单得多。以前的化学家也发现了在浓溶液中加入水之后,电流就比较容易通过,甚至已经发现加水的多少与电流的增加有一定的关系。然而他们却很少去想一想,电流和溶液浓度之间的关系。 通过实验和计算,阿累尼乌斯发现,电解质溶液的浓度对导电性有明显的影响。“浓溶液和稀溶液之间的差别是什么?”阿累尼乌斯反复思考着这个很简单的问题。“浓溶液加了水就变成稀溶液了,可水在这里起了很大的作用。”阿累尼乌斯静静地躺在床上,顺着这个思路住下想:“纯净的水不导电,纯净的固体食盐也不导电,把食盐溶解到水里,盐水就导电了。水在这里起了什么作用?”阿累尼乌斯坐起来,决定把这个问题搞清楚。他想起英国科学家法拉第1834年提出的一个观点:“只有在通电的条件下,电解质才会分解为带电的离子。”“是不是食盐(化学名称是氯化钠)溶解在水里就电离成为氯离子和钠离子了呢?”这是一个非常大胆的设想。因为法拉弟认为:“只有电流才能产生离子。”可是现在食盐溶解在水里就能产生离子,与法拉第的观点不一样。不要小看法拉第这个人,虽然1867年他已经去世了,但是他对物理上的一些观点在当时还是金科玉律。

另外,还有一个问题要想清楚,氯是一种有毒的黄绿色气体,盐水里有氯,并没有哪个人因为喝了盐水而中毒,看来氯离子和氯原子在性质上是有区别的。因为离子带电,原子不带电。那时候,人们还不清楚原子的构造,也不清楚分子的结构。阿累尼乌斯能有这样的想象能力已经是很不简单的了。

1883年5月,阿累尼乌斯带着论文回到乌普萨拉大学,向化学教授克莱夫请教。阿累尼乌斯向他详细地解释了电离理论,但是克莱夫对于理论不感兴趣,只说了一句:“这个理论纯粹是空想,我无法相信。”

克莱夫是一位很有名望的实验化学家,他已经发现了两种化学元素:钬和铥。他的这种态度给满怀信心的阿累尼乌斯当头一棒,他知道要通过博士论文并非易事,虽然他认为自己的观点和实验数据并没有错,但是要说服乌普萨拉大学那一帮既保守又挑剔的教授们谈何容易。阿累尼乌斯小心翼翼地准备着他的论文,既要坚持自己的观点,又不能过分与传统的理论对抗。

4小时的答辩终于过去了,阿累尼乌斯如坐针毡,因为阿累尼乌斯的材料和数据都很充分,教授们又查看了他大学读书时所有的成绩,他的生物学、物理学和数学的考试成绩都非常好,答辩委员会认为虽然论文不是很好,但仍然可以以“及格”的三等成绩“勉强获得博士学位”。 艰难的被承认之路

博士学位得到了,但是电离学说却不被人理解,特别在瑞典国内几乎没有人支持,他决定向国外寻找有力的支持者。当然是要找一些有创新能力、有新观点的人。

他想到了德国物理学家克劳修斯。克劳修斯对热力学第二定律作出很大贡献,又被认为是电化学的预言者,但是克劳修斯年老体弱,对新鲜事物缺乏敏感。 阿累尼乌斯也想得到德国化学家耶尔的支持。迈耶尔曾经独立地提出过元素周期律,也是一位很有威望的化学家,但是迈耶尔对此没有任何表示。

幸运的是并不是所有的科学家都麻木不仁。在里加工学院任教的奥斯特瓦尔德教授对阿累尼乌斯的态度却是另一番景象。1884年6月的某一天,发生了三件使奥斯特瓦尔德难忘的事情:他牙疼得厉害;妻子生了一个女儿;他读到了阿累尼乌斯寄来的论文。奥斯特瓦尔德忍着牙痛,反复看了好几遍,他觉得这个年轻人的观点是可取的。并且立刻意识到,阿累尼乌斯正在开创一个新的领域——离子化学。喜欢动手做实验的奥斯特瓦尔德立刻着手通过实验来证实阿累尼乌斯电离理论的正确性。

随后,奥斯特瓦尔德决定去瑞典会见阿累尼乌斯,探讨一些共同感兴趣的问题。这一年暑假,两位学者在乌普萨拉会面了,这是他们毕生友谊和合作的开端。

由于奥斯特瓦尔德的影响,阿累尼乌斯获得了出国做五年访问学者的资格。阿累尼乌斯先后在里加和莱比锡的奥斯特瓦尔德的实验室里工作,又与当时著名的科学家柯名单劳希、玻耳兹曼、范特霍夫等人进行了工作接触。特别是范特霍夫,他的研究工作中经常需要用电离学说来解释一些发生的现象。当他们相见的时候,非常亲热,有很多问题需要探讨。 阿累尼乌斯在困难的时候找到了知音。著名学者奥斯特瓦尔德和范特霍夫的支持,使他的电离学说开始逐步被世人所承认。

随着他们三个人的共同努力和科学技术的发展,特别是原子内部结构的逐步探明,电离学说最终被人们所接受了。原来反对电离学说的克莱夫教授还提议选举阿累尼乌斯为瑞典科学院院士。

1901年,开始首届评选诺贝尔奖的时候,阿累尼乌斯是物理奖的11个候选人之一,可惜落选了。1902年他又被提名诺贝尔化学奖,他也滑有被选上。1903年,评奖委员会很多人都推举阿累尼乌斯,但是,对于他应获得物理奖还是化学奖发生分歧。诺贝尔化学奖委员会提出给他一半物理奖,一半化学奖,这一方案过于奇特,被否定了。又提出他获奖问题延期至第二年,也被否决。电离学说在物理学和化学两个学科都具有很重要的作用,人们一时很难确定他应该获得哪一个奖项。最后,阿累尼乌斯获得了1903年诺贝尔化学奖。他是第一个获得这种崇高荣誉的诺贝尔的同胞。

范文十:热破坏反应和温度关系-阿累尼乌斯法

反映热破坏反应和温度关系的另一方法是阿累尼乌斯法,即反应动力学理论。

阿累尼乌斯方程为:

式中:k— 反应速率常数,min-1

k0— 频率因子常数,min-1

Ea— 反应活化能,Jmol-1

R— 气体常数,8.314Jmol-1K-1

T— 绝对温度,K (2-2-3)

反应活化能是指反应分子活化状态的能量与平均能量的差值,即使反应分子由一般分子变成活化分子所需的能量,对2-3式取对数,则得:

(2-2-4) 设温度T1时反应速率常数为k1,则可通过下式求得频率因子常数:

则有: (2-2-5)

(2-2-6) 式2-6表明,对于某一活化能一定的反应,随着反应温度T(K)的升高,反应速率常数k增大。

Ea和Z的关系可根据2-3式和2-6式给出,将2-3式中的温度由℃转换成K:

(2-2-7)

重排可得:

式中:T1— 参比温度,K

T— 杀菌温度,K (2-2-8)

值得注意的是尽管Z和Ea与T1无关,但式2-2-8取决于参比温度T1。这是由于绝对温度的倒数(K-1)和温度(℃)的关系是定义在一个小的参比温度范围内。下图反映了参比温度在98.9℃到121.1℃时Ea和Z的关系,其中的温度T选择为较T1小Z℃。

Ea和Z的关系