Chemie

Jacobus Henricus van 't Hoff | Niederländischer Chemiker

Jacobus Henricus van 't Hoff (* 30. August 1852 in Rotterdam , Neth; * 1. März 1911 in Berlin ), niederländischer physikalischer Chemiker und erster Nobelpreisträger für Chemie (1901), für seine Arbeit auf Preise vonchemische Reaktion ,chemisches Gleichgewicht undosmotischer Druck .

Ausbildung und frühe Karriere

Van 't Hoff war der Sohn eines Arztes und gehörte zur ersten Generation, die von den umfassenden niederländischen Bildungsreformen der 1860er Jahre profitierte. Er besuchte die neu gegründete Hoogere Burgerschool in Rotterdam. Diese neuen Schulen betonten das Studium der Mathematik und Naturwissenschaften , um die Schüler auf eine Karriere in der wachsenden industriellen Wirtschaft der Niederlande vorzubereiten. Ab 1869 studierte van 't Hoff Chemie an der Technischen Universität in Delft und Mathematik und Physik an der Universität Leiden, bevor er nach Deutschland reiste , um bei August Kekule an der Universität Bonn Chemie zu studieren, und dann nach Frankreich, um bei Charles-Adolphe Chemie zu studieren Wurtzan der École de Medicine. Schließlich kehrte er an die Universität Utrecht zurück, um 1874 seine Doktorarbeit abzuschließen.

Bevor er seine Dissertation, van ‚t Hoff abgeschlossen veröffentlichte eine 11-seitige Broschüre , in der er , dass vorgeschlagen , wenn die vier Bindungen (oder Valenzelektronen ) des Kohlenstoffatoms zu den Ecken eines Tetraeders zeigen, würde es einige rätselhaften Fälle erklären Isomerie und erklären Sie auch, warum Lösungen bestimmter chemischer Verbindungen eine Ebene polarisierten Lichts drehen würden . Seine Theorie ist heute eines der Grundkonzepte der organischen Chemie und die Grundlage von Stereochemie oder die Untersuchung der dreidimensionalen Eigenschaften von Molekülen. Diese Idee wurde auch vom französischen Chemiker unabhängig und in etwas anderer Form veröffentlichtJoseph Achilles Le Bel , den van 't Hoff Anfang des Jahres während seines Aufenthalts in Wurtz' Labor kennengelernt hatte.

Trotz dieser innovativen Broschüre war van 't Hoffs Zukunft in der Wissenschaft ungewiss, bis er 1876 in eine neue Position als Dozent für Chemie und Physik am Imperial Veterinary College in Utrecht berufen wurde. 1878 wurde er zum Professor für Chemie, Mineralogie und Geologie an der neu geschaffenen Universität von Amsterdam ernannt.

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Geburt von physikalische Chemie

In den späten 1870er Jahren wandte sich van 't Hoff von der organischen Chemie ab und wollte erklären, warum verschiedene chemische Reaktionen sehr unterschiedlich schnell ablaufen. 1884 veröffentlichte er das innovative BuchÉtudes de dynamique chimique („Studien zur chemischen Dynamik“), in denen er die Prinzipien der Thermodynamik verwendete , um ein mathematisches Modell für die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen auf der Grundlage der zeitlichen Änderungen der Reaktantenkonzentration bereitzustellen . In den Etüden zeigte van 't Hoff, wie die zuvor unabhängig entwickelten Konzepte des dynamischen Gleichgewichts (das chemische Gleichgewicht ergibt sich, wenn die Geschwindigkeit der Vorwärts- und Rückwärtsreaktionen gleich ist), das Gesetz der Massenwirkung (dass die Konzentration der Substanzen die Geschwindigkeit von beeinflusst) Reaktion) und die Gleichgewichtskonstante (das Verhältnis der Konzentrationen der Ausgangsmaterialien zu den Produkten im Gleichgewicht) bildeten zusammen akohärentes Modell zum Verständnis der Natur chemischer Reaktionen. Schließlich zeigte er mathematisch, wie Temperatur, Druck und Masse die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen beeinflussten und wie die durch eine Reaktion erzeugte Wärme aus der mathematischen Gleichung für den endgültigen Gleichgewichtszustand berechnet werden konnte. Diese Beziehung zwischen Reaktionswärme und Gleichgewicht ermöglichte es van 't Hoff, die chemische „Affinität“ zu definieren, ein altes Konzept in der Geschichte der Chemie, das hinsichtlich seiner Auswirkungen schwer zu definieren war, insbesondere des Arbeitsaufwands einer reversiblen chemischen Reaktion könnte durchführen.

Eine der zentralen Annahmen, die van 't Hoff in den Etüden machte, war, dass das Verhalten von Gasen und Lösungen analog war , und in einer Reihe von Veröffentlichungen, die 1886 und 1887 veröffentlicht wurden, machte er sich daran, diese Annahme durch Modellierung des Verhaltens verdünnter Lösungen zu rechtfertigen. unter Verwendung der Prinzipien der Thermodynamik. Er zeigte, dass der osmotische Druck, die Tendenz eines reinen Lösungsmittels, eine semipermeable Membran zu durchqueren, um eine Lösung auf der gegenüberliegenden Seite zu verdünnen, direkt proportional zur Konzentration der Lösung war und durch dieselbe Gleichung (das perfekte Gasgesetz ) modelliert werden konnte regelte das Verhalten idealer Gase.

1887 van 't Hoff und der deutsche Chemiker Wilhelm Ostwald gründete dieZeitschrift für physikalische Chemie als Forum für die neue physikalische Chemie auf Basis der Thermodynamik, die er, Ostwald und der schwedische Chemiker Svante Arrhenius in den 1880er Jahren geschaffen hatten. Aufgrund seiner innovativen und erfolgreichen Behandlung der chemischen Affinität erhielt van 't Hoff 1901 den ersten Nobelpreis für Chemie.

Van 't Hoff nahm 1896 eine Berufung an die Akademie der Wissenschaften in Berlin an, wo er sich einem anderen Problem des chemischen Gleichgewichts zuwandte - den Bedingungen, unter denen Salzablagerungen bilden sich im Ozean, insbesondere die Salzablagerungen in Stassfurt, Dt. Um die Bedingungen für die Ausfällung von Salzen zu verstehen, modellierte van 't Hoff den Abscheidungsprozess als Gleichgewicht zwischen der Lösung und den festen Phasen der Komponenten in Wasser bei konstanter Temperatur. Diese Arbeit wurde 1905 und 1909 als zweibändige Zur Bildung der ozeanischen Salzablagerungen veröffentlicht . Van 't Hoff starb 1911 kurz nach Abschluss dieser Arbeiten an Lungentuberkulose .