სვანტე აუგუსტ არენიუსი

Svante August Arrhenius


დაბადება

19-02-1859

დაბადების ადგილი

სტოკჰოლმი, შვეცია

გარდაცვალება

2-10-1927

ქვეყანა

შვეცია

ალმა–მატერი

უფსალა უნივერსიტეტი, სტოკჰოლმის უნივერსიტეტი

პრემია

1903

სვანტე აუგუსტ არენიუსი

სვანტე აუგუსტ არენიუსი (შვედ. Svante August Arrhenius; 19 თებერვალი 1859, ვეიკის მამულები, უფსალას ახლოს — 2 ოქტომბერი 1927, სტოკჰოლმი) — გამოჩენილი შვედი ფიზიკო–ქიმიკოსი და ასტროფიზიკოსი. ნობელის პრემის ლაურეატი (1903).


ბიოგრაფია

ადრეული წლები

არენიუსი იყო კაროლინა კრისტინასა (ტუნბერგი) და სვანტე გუსტავ რენიუსის მეორე შვილი. ვაჟის დაბადების შემდეგ ოჯახი გადავიდა უფსალაში, სადაც არენიუსის მამა შევიდა უფსალის უნივერსიტეტის ინსპექტორთა საბჭოში. ჯერ კიდევ პატარა არენიუსი დიდი სიამოვნებით კრებდა ციფრებს ანგარიშებში, რომელსაც მამამისი ადგენდა და სამი წლისამ დამოუკიდებლად ისწავლა კითხვა, ხოლო უფსალას კათედრალურ სასწავლებლში სიარულისას გამოამჟღავნა დიდი ბიოლოგიის, ფიზიკისა და მათემატიკის მიდრეკილება.

სწავლა

არენიუსი 8 წლის ასაკში წავიდა სასწავლებლად უფსალის კათედრალურ სასწავლებელში, რომელიც დაამთავრა 1876 წელს. იმავე წელს ჩაირიცხა უფსალას უნივერსიტეტში (უნივერსიტეტი სპეციალიზირებული იუო ფიზიკასა და ქიმიაში), რომელიც დაამთავრა 1878 წელს და მიიღო საბუნებისმეტყველო დისციპლინების ბაკალავრის ხარისხი. შემდეგი ამი წლის განმავლობაში იგი იქვე აგრძელებს ფიზიკის საკითხების შესწავლას. 1881 წელს გადავიდა სტოკჰოლმში და გააგრძელა სწავლა შვედეთის სამეფო მეცნიერებათა აკადემიის ფიზიკის ინსტიტუტში ფიზიკოსის ერიკ ედლუნდის ხელმძღვანელობით. სტოკჰოლმში არენიუსი სწავლობდა ელექტროლიტების გამტარობას.

ამ კვლევების დროს მან ყურადღება მიაქცია იმ ფაქტს, რომ ელექტროლიტების ხსნარების განზავებისას ელექტროგამტერებლობა იზრდებოდა. შემდგომმა კვლევებმა იგი მიიყვანა ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის ფორმულირებამდე, რომელიც დღესაც არენიუსის თეორიის სახელით არის ცნობილი. იმ დროისათვის უკვე იყო ცნობილი, რომ ელექტოლიტები ელექტროლიზით დაშლისას იძლეოდნენ იონებს. არენიუსის თეორიის სიაზლე მდგომარეობდა იმაშ, რომ მან შემოგვთავაზა ელექტროლიტების დაშლა (დისოციაცია) ხსნარებში რაიმე დამატებითი გარეგანი ზემოქმედების გარეშე. არენიუსმა დაწერა 150 გვერდიანი სადისერტაციო ნაშრომი, რომელიც წარადგინა დასაცავად 1884 წელს უფსალას უნივერსიტეტში. არენიუსის მიერ წარმოდგენილი ახალი თეორია, რომელიც ითვალისწინებდა ხსნარებში ერთდოულად სხვადასხვა ბუხტის ნაწილაკების არსებობას, სადისერტაციო საბჭოს წევრების უმეტესობისათვის მიუღებელი აღმოჩნდა და მან მიიღო მეოთხე თანრიგის (ყველაზე დაბალი) შეფასება, რის საფუძველზეც მას სწავლების უფლება არ მინიჭა.

სამეცნიერო მოღვაწეობა

მიუხედავდ იმისა, რომ შვეციაში არენიუსის თეორია მიიღეს ძალიან ცივად, მრვალი ევროპელი მეცნიერი მისით დაიტერესდა, განსაკუთრებით კი გამოჩენილი გერმანელი მეცნიერი ვილჰემ ოსტვალდი. იგი ესტუმრა კიდეც არენიუს უფსალაში და შესთავაზა სამუშაოდ გადასვლა რიგის უნივერსიტეტში. მიუხედავად იმისა, რომ არენიუსმა უარით უპასუხა შეთავაზებას (მამისი მძიმედ იყო ავად და მალევე 1895 წელს გარდაიცვალა), ოსტვალდის დახმარებით მან მიიღო ნებართვა ესწავლებინა უფსალას უნივერსიტეტში. არენიუსის თეორიამ დიდი დახმრება გაუწია ოსტვალდს ჩამოეყალიბებინა განზავების კანონი.

1886 წელს არენიუსმა მიიღო შვედეთის სამეფო აკადემიის სტიპენდია, რამაც მისცა საშუალება განეხორციელებინა სამეცნიერო ტურნე ევროპაში. 1886 წელს იგი მუშაობდა ოსტვალდტან ერთად რიგის პოლიტექნიკურ უნივერსიტეტში, 1886-1887 წლებში ფრიდრიხ კოლრაუშთან ვიურცბურგში (აქ იგი შეხვდა ბალტერ ნერსტს) და გრაცის უნივერსიტეტში ლუდვიგ ბოლცმანთან, 1888 წელს ამსტერდამის უნივერსიტეტში ვანტ-ჰოფთან.

1887 წელს საბოლოოდ ჩამოაყალიბა ელექტროლიტური დისოციაციის თეორია, 1887 წელს ახსნა ელექტროლიტების ხსნარების გადახრა ვანტ-ჰოფისა და რაულის კანონებიდან (აჩვენა შემასწორებელი კოეფიციენტის ფიზიკური არსი). შეიმუშავა მარილების ჰიდროლიზის თეორია. დაადგინა ელექტროლიტების დისოციაციის უმეტესი პროცესების ეგზოთერმული ბუნება.

არენიუსმა 1887 დაასრულა ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის ფორმულირება, 1887 ახსნა ელექტროლიტური ხსნარებისათვის არსებული რაულისა და ვანტ-ჰოფის კანონებს შორის განსხვავება (ნაჩვენებია i შესწორების კოეფიციენტის ფიზიკური არსი). შექმნა სწავლება იზოჰიდრიდურობაზე, შეიმუშავა მარილების ჰიდროლიზის თეორია. დაადგინა ელექტროლიტების დისოციაციის მრავალი პროცესის ეგზოთერმული ხასიათი და ამ პროცესების სრულად მიმდინარეობისა და სიჩქარის ტემპერატურაზე დამოკიდებულება. არენიუსმა ქიმიურ კინეტიკაზე მუშაობისას გააკეთა რამოდენიმე მნიშვნელოვანი აღმოჩენა, როგორებიცაა, რეაქციის სიჩქარის ტემპერატურაზე დამოკიდებულების ახსნა (1889), შექმნა წარმოდგენა ჭარბი ენერგიისა და ქიმიური ურთიერთქმედების უნარის მქონე აქტიურ მოლეკულაზე, რომელთა რაოდენობა ტემპერატურის მომატებით ექსპონენციალურად იზრდება. შემოიტანა ცნება აქტივაციის ენერგიაზე EA და გამოიყვანა რეაქციის სიჩქარის მუდმივას მოლეკულების შეჯახების სიხშირის ფაქტორებზე A, ტემპერატურაზე და EA დამოკიდებულების ტოლობა, რომელიც ძირითადია ქიმიურ კინეტიკაში (არენიუსის განტოლება).

არენიუსი ფიზიკის მრავალ დარგში ატარებდა კვლევებს: გამოქვეყნებული აქვს პუბლიკაცია სფერულ მუხტზე (1883), სწავლობდა მზის რადიაციას ატმოსფეროზე, იძიებდა ისეთი კლიმატური ცვლილების ახსნას, როგორიცაა ყინულოვანი პერიოდები, ცდილობდა ვულკანური აქტივობის შესწავლას ფიზიკოქიმიური თეორიის გამოყენებით. არენიუსმა პირველმა წამოაყენა თეორია, რომ ატმოსფეროში ნახშირორჟანგის დაგროვება ხელს უწყობს საშუალო ტემპერატურის მომატებას, რამაც საფუძველი დაუდო სასათბურო ეფექტის („On the Influence of Carbonk Acid in the Air Upon the Temperature of the Ground”, Philosophical Magazine 41:237-76) ჰიპოთეზის ფორმულირებას. არენიუსმა 1901 რამოდენიმე თავის კოლეგასთან ერთად დაამტკიცა ჯეიმს კლერკ მაქსველის ჰიპოთეზა, რომ კოსმოსური რადიაცია გავლენას ახდენს ნაწილაკებზე. არენიუსმა გააგრძელა პრობლემის შესწავლა და ამ მოვლენის გამოყენებით შეეცადა აეხსნა ჩრდილოეთის პოლარული ციმციმის და მზის გვირგვინის ბუნება. მან აგრეთვე იწინასწარმეტყველა, რომ კოსმოსურ სივრცეში სინათლის ზემოქმედებით შესაძლებელია სპორებისა და სხვა ცოცხალი თესლის გადატანა (ამასთან გამოითქვა ჰიპოტეზა პანსპერმიაზე). არენიუსმა ევოლუციურ ასტროფიზიკას მიუძღვნა რიგი სამუშაოებისა. იგი თვლიდა, რომ მზის სისტემა წარმოიქმნა ვარსკვლავთშორისი შეჯახების შედეგად. 1902 არენიუსმა დაიწყო კვლევები იმუნოქიმიის სფეროში, შეისწავლიდა ცოცხალ ორგანიზმებში მიმდინარე ქიმიურ რეაქციებს, დაამტკიცა, რომ არ არის პრინციპული განსხვავება ქიმიურ რეაქციებს in vitro და in vivo შორის. აგრეთვე იგი მოიაზრებდა ხელოვნურ ენებზე, ინგლისური ენის საკუთარი მოდიფიკაციის წარმოდგენით.

არენიუსი 1891 დაბრუნდა სტოკჰოლმში, სადაც დაიწყო სამეფო ტექნიკურ ინსტიტუტში ფიზიკის ლექციების კურსის წაკითხვა. 1995 იგი ღებულობს პროფესორის თანამდებობას მნიშვნელოვანი დაბრკოლების გადალახვის შედეგად, 1896 არენიუსი იკავებს იმავე სასწავლო დაწესებულებაში რექტორის პოსტს. ძლიერი დაბრკოლების გადალახვის შედეგად 1901 იგი გახდა შვედეთის მეცნიერებათა აკადემიის წევრი. არენიუსი 1903 გახდა შვედეთის პირველი მეცნიერი რომელმაც მიიღო ნობელის პრემია ქიმიაში „მისი ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის მნიშნელოვანი აღიარებისათვის“. იგი 1905 გადადგა, სტოკჰოლმის უნივერსიტეტის დატოვების შემდეგ, იგი დაინიშნა ნობელის ფიზიკო-ქიმიური ინსტიტუტის დირექტორად სტოკჰოლმში და ამ თანამდებობაზე დარჩა სიცოცხლის ბოლომდე.

იმ დროის მეცნიერთათვის არენიუსის თეორიის მიუღებელი შეზღუდვები

არენიუსის თეორია მისი თანამედროვე მეცნიერთათვის ხშირად ხდებოდა კრიტიკის საგანი. მოწინააღმდეგებს შორის იყო დიდი რუსი მეცნიერი, ხსნარების ფიზიკო-ქიმიური თეორიის შემქმნელი დიმიტრი ვასილის ძე მენდელეევი. მენდელეევი მკაცრად აკრიტიკებდა არა მარტო არენიუსის დისოციაციის იდეას, არამედ ხსნარების ბუნების „ფიზიკური“ მიდგომით გაგებას, რომელიც არ ითვალისწინებდა გახსნილ ნივთიერებებსა და გამხსნელს შორის მიმდინარე ქიმიურ ზემოქმედებას

(წყლის შემთხვევაში ჰიდროლიზი, ანუ რიგ შემთხვევაში სოლვატაცია). არენიუსის თეორია არ ამართლებდა კონცენტრირებული ხსნარების შემთხვევაში, იმდენად რამდენადაც არ ითვალისწინებდა იონთაშორის (ელექტროსტატიკურ) ურთიერთქმედებას. დისოციაციის თეორიაში ი.ა. კაბლუკოვის, ვ.ა. კისტიაკოვსკის, გ. ლიუსის, პ.დებაის და ე. ხიუკელის მიერ შეტანილ იქნა შესწორებები იონთაშორისი ურთიერთქმედების ფაქტორების გათვალისწინებით. არენიუსისა და მენდელეევის შეხედულებები შემდგომ იქნა შეჯერებული მჯავებისა და ფუძეების პროტონულ თეორიაში.

სამეცნიერო ჯილდოები

არენიუსი ნობელის პრემიის გარდა, დაჯილდოვებული იყო მრავალრიცხოვანი ჯილდოებით და წოდებებით. მათ შორის ლონდონის სამეფო საზოგადოებისმედლით (1902), ამერიკული ქიმიური საზოგადოების უილარდ ჯიბსის პირველი მედლით (1911), ბრიტანეთის ქიმიური საზოგადოების ფარადეის მედლით (1914). იგი იყო შვედეთის მეცნიერებათა სამეფო აკადემიის წევრი, ლონდონის სამეფო საზოგადოებისა და გერმანული ქიმიური საზოგადოების უცხოელი წევრი. არენიუსს მინიჭებული ჰქონდა მრავალი უნივერსიტეტის, მათ შორის ედინბურგის, ბირმინგემის, ჰეიდელბერგის, ლეიფციგის, ოქსფორდისა და კემბრიჯის საპატიო ხარისხი, იგი იყო უცხოელი წევრ-კორესპონდენტი პეტერბურგის მეცნიერებათა აკადემიაში (1903 წლიდან), საპატიო წევრი საბჭოთა კავშირის (1926 წლიდან) მეცნიერებათა აკადემიაში.


ძირითადი შრომები

Svante Arrhenius, 1884, Recherches sur la conductivité galvanique des électrolytes, doctoral dissertation, Stockholm, Royal publishing house, P.A. Norstedt & söner, 89 pages.

Svante Arrhenius, 1896a, Ueber den Einfluss des Atmosphärischen Kohlensäurengehalts auf die Temperatur der Erdoberfläche, in the Proceedings of the Royal Swedish Academy of Science, Stockholm 1896, Volume 22, I N. 1, pages 1–101.

Svante Arrhenius, 1896b, On the Influence of Carbonic Acid in the Air upon the Temperature of the Ground, London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science (fifth series), April 1896. vol 41, pages 237–275.

Svante Arrhenius, 1901a, Ueber die Wärmeabsorption durch Kohlensäure, Annalen der Physik, Vol 4, 1901, pages 690–705.

Svante Arrhenius, 1901b, Über Die Wärmeabsorption Durch Kohlensäure Und Ihren Einfluss Auf Die Temperatur Der Erdoberfläche. Abstract of the proceedings of the Royal Academy of Science, 58, 25–58.

Svante Arrhenius, 1903, Lehrbuch der Kosmischen Physik, Vol I and II, S. Hirschel publishing house, Leipzig, 1026 pages.

Svante Arrhenius, 1906, Die vermutliche Ursache der Klimaschwankungen, Meddelanden från K. Vetenskapsakademiens Nobelinstitut, Vol 1 No 2, pages 1–10

Svante Arrhenius, 1908, Das Werden der Welten, Academic Publishing House, Leipzig, 208 pages.


ნობელის პრემია

„პრემია მიენიჭა ქიმიის განვითარებაში მისი ელექტროლიტური დისოციაციის თეორიის განსაკუთრებული მნიშვნელობისთვის"



ლიტერატურა

1. Patrick Coffey, Cathedrals of Science: The Personalities and Rivalries That Made Modern Chemistry, Oxford University Press, 2008,

2. Fellow of the month - Arrhenius

"On the Influence of Carbonic Acid in the Air Upon the Temperature of the Ground", Philosophical Magazine 1896(41): 237-76

3. The Carbon Dioxide Greenhouse Effect at www.aip.org

4. Spektorowski, A. and Mizrachi, E., 2004, "Eugenics and the Welfare State in Sweden: The Politics of Social Margins and the Idea of a Productive Society", Journal of Contemporary History, Vol. 39, pp. 333-352, DOI: 10.1177/0022009404044443

სტატია მომზადებულია ასოც. პროფ. ზურაბ გელიაშვილის მიერ