زندگی نامه سوانت آرنیوس و دستاورد های علمی او

سوانت آرنیوس یکی از داشمندان برجسته شیمی و فیزیک است که در سوئد متولد شد. این دانشمند را بیشتر به خاطر نظریاتی که درباره اسید و باز، تفکیک الکترولیتی و گرمایش زمین ارائه داد می شناسند.

موفقیت وی در این زمینه موجب شد جوایز بسیار معتبری از جمله جایزه نوبل شیمی، مدال دیوی و مدال فرانکلین را کسب کند. او در دانشگاه های اوپسالا و استکهلم تحصیل کرد و سال ها به عنوان استاد در این دانشگاه ها به کار تدریس پرداخت. در این مقاله از نشریه علمی جهان شیمی به معرفی این دانشمند برجسته و دستاورد های علمی او می پردازیم.

زندگی نامه سوانت آرنیوس

سوانت آرنیوس، شیمی دان و فیزیک دان سوئدی در ۱۹ فوریه سال ۱۸۵۹ در قلعه ویک در نزدیکی اوپسالای سوئد متولد شد. پدرش به عنوان نقشه بردار زمین برای دانشگاه اوپسالا کار می کرد.

سوانت از هوشی سرشار برخوردار بوده و هنگامی که فقط ۳ سال سن داشت، به صورت خودآموز و به کمک پدرش خواندن و حل مسائل ساده ی ریاضی را آموخت. وی تحصیلات اولیه خود را در مدرسه‌ ی معروف کلیسای جامع در اوپسالا آغاز کرد.

کشیشی که مسئول این مدرسه بود تبحر خاصی در علم فیزیک داشت. به همین دلیل است که آرنیوس در سنین پایین در زمینه‌ ی فیزیک، استعداد بسیاری از خود نشان داد.

آرنیوس پس از تکمیل دوره ی کارشناسی خود در سال ۱۸۷۸، مدرک دکترا را از دانشگاه اوپسالا و در سال ۱۸۸۴ کسب کرد. در این دانشگاه بود که به او عنوان افتخاری تدریس داده شد.

دستاورد های علمی سوانت آرنیوس

سوانت آرنیوس پایان ‌نامه ی ۱۵۰ صفحه ای خود درباره ی رسانایی الکترولیت ها را برای چندین دانشمند مشهور در سراسر اروپا ارسال کرد. ویلهلم اوستوالد پس از مطالعه ای پایان نامه بسیار تحت تاثیر قرار گرفت. وی حتی به اوپسالا آمد تا آرنیوس را برای تیم تحقیقاتی خود استخدام کند.

آرنیوس نظریه ی یونی خود را در سال ۱۸۸۴ به میزان زیادی گسترش داد. او توضیحات دقیقی درباره ی اسیدها و بازها ارائه کرد. به پاس این زحمات بود که در سال ۱۸۸۶ از آکادمی علوم سلطنتی سوئد دستمزد سفر دریافت کرد.

وی با بیان این مطلب که الکترولیت ها به یون ها تفکیک شده‌اند و هیچ گونه جریانی در محلول وجود ندارد، انقلابی در زمینه مطالعات الکترولیت ها ایجاد کرد.

علاوه براین، آرنیوس بحث هایی در زمینه علت عصر یخبندان ارائه کرد که سبب شد تا اولین مدل اقلیمی از تاثیر دی اکسید کربن جو را بسازد. او اولین بار این مدل را در سال ۱۸۹۶ در مجله ی فلسفی  The Philosophical Magazineارائه کرد.

به همین دلیل است که می توان او اولین دانشمندی دانست که در مورد تاثیر فعالیت های صنعتی روی تغییر دمای کره زمین بحث کرد. او همچنین تحقیقات گسترده‌ای در سم باکتریایی و سم حیوانات و گیاهان مختلف به انجام رسانده است.

نظریه اسید و باز آرنیوس

آرنیوس معتقد بود که ترکیبات اسید و باز هنگام حل شدن در آب، به طور جزئی و یا کامل تفکیک می شوند. در نتیجه، ذره های بارداری به نام یون، پدید می آید. این نظریه آرنیوس، در زمان خود یک ایده ی انقلابی بود.

در آن هنگام، اغلب شیمیدان ها بر این باور بودند که مولکول ها نمی توانند به یون های مثبت و منفی، شکسته شوند. به همین دلیل بود که با دادن کرسی استادی به وی مخالفت کردند. اما شیمیدان های جوان در پژوهش های خود، به نتایجی دست یافتند که با نظریه آرنیوس، هم خوانی قابل قبولی داشت.

سوانت آرنیوس طی پژوهش هایی که در دهه ۱۸۹۰ روی رسانایی الکتریکی و برقکافت ترکیب های محلول در آب انجام ‌داد، به نظریه ای برای اسیدها و بازها دست یافت.

او اسید را ماده ای تعریف کرد که در آب حل شده و یون هیدروژن یا پروتون پدید می آورد. از نظر او گاز هیدروژن کلرید چنین ماده‌ای است. زیرا، به هنگام حل شدن در آب یون های هیدروژن و کلرید پدید می آورد. محلول آبی حاصل که این یون ها را در خود دارد، هیدروکلریک اسید نامیده می شود.

بر اساس نظریه آرنیوس، باز به ماده‌ای گفته می شود که به هنگام حل شدن در آب یون هیدروکسید تولید می کند. به عنوان مثال، از نظر آرنیوس سدیم هیدروکسید یک باز است. زیرا، بر اثر حل شدن این ترکیب یونی در آب یون های سازنده ی آن از یکدیگر جدا شده و یون های هیدروکسید را در آب آزاد می کند.

تفکیک الکترولیتی از نگاه آرنیوس

آرنیوس ابتدا به دانشگاه آپسالا پیوست. اما از آن جایی که میانه ی خوبی با اساتید آن جا نداشت دانشگاه را ترک کرد تا به انستیتو فیزیک آکادمی علوم سوئد ملحق شود.

در این زمان بود که او در زمینه ی الکترولیت ها تحقیق کرد و یک پایان نامه در این زمینه ارائه داد. او در پایان نامه‌اش، بیان کرده بود که آب خالص و نمک خالص، اگرچه رساناهای ضعیف هستند اما وقتی مخلوط می شوند یک رسانای قوی را تشکیل می دهند.

در سال ۱۸۸۸، وی تصمیم گرفت تا تاثیری که تفکیک الکترولیتی روی کاهش نقطه انجماد و افزایش نقطه جوش محلولی شامل الکترولیت ها دارد را اثبات کند. با وجود این که استاد او در ابتدا ارزش این کار را نادیده گرفت اما این تحقیق جایزه نوبل شیمی را برای این دانشمند به ارمغان آورد.

در سال ۱۸۹۵، آرنیوس استاد فیزیک در دانشگاه استکهلم شد. او توانست به یک شخصیت کلیدی در انستیتوی نوبل برای شیمی فیزیک تبدیل شود. آرنیوس از استعداد نویسندگی ویژه ای برخوردار بود. به نحوی که می توانست یک مقاله را به گونه ای بنویسد که یک علم را به یک شخص عادی توضیح دهد. او در طول عمر خود چندین کتاب منتشر کرد که به زبان‌های متعددی ترجمه شدند.

نظریه گرمایش زمین آرنیوس

سوانت آرنیوس به عصر یخبندان علاقه مند بود. از این رو، نظریه‌ای ارائه داد که چگونه جهان با افزایش کربن دی اکسید تغییر خواهد کرد. بر اساس نظریات او، با افزایش کربن دی اکسید دمای سطحی زمین افزایش می یابد.

او حتی معتقد بود که دی اکسید کربن تولید شده توسط بشر تضمین می کند که بشر وارد یک عصر یخبندان دیگر نخواهد شد. او تصور می کرد که این امر نتیجه مثبتی به دنبال دارد.

دو برابر شدن حجم دی اکسید کربن در اتمسفر، افزایش دمای متوسط زمین به اندازه ی پنج درجه سانتیگراد را به دنبال دارد. این عبارت او را به اولین شخصی تبدیل کرد که توانست تاثیر پخش دی اکسید کربن را پیش بینی کرد. این امر یک عامل مهم در پدیده ی گرمایش زمین است.

جوایز علمی سوانت آرنیوس

این دانشمند برجسته سوئدی در طول دوران فعالیت های علمی خود توانست جوایز معتبر جهانی کسب کند. وی در سال ۱۹۰۲ موفق به کسب مدال دیوی شد. پس از آن در سال ۱۹۰۳ توانست جایزه نوبل شیمی را دریافت کند.

وی توانست در سال ۱۹۱۰ موفق به دریافت عنوان معتبر همکار انجمن سلطنتی شود. علاوه بر این، در سال ۱۹۲۰ مدال فرانکلین را دریافت کرد.

شاگردان برجسته سوانت آرنیوس

این دانشمند در طول دوران علمی خود در دانشگاه، استاد راهنمای افراد برجسته ای مانند پرتئودر کلیو و اریک ادلوند بود. از شاگردان ممتاز او نیز می توان به اسکار کلاین اشاره کرد.

مرگ سوانت آرنیوس

سوانت آرنیوس در سپتامبر ۱۹۲۷ دچار یک حمله ی زکام حاد روده شد. او پس از چند روز، در دوم اکتبر ۱۹۲۷ و در ۶۸ سالگی از دنیا رفت. بدن او در اوپسالا به خاک سپرده شد.