Tartu ülikool



Yüklə 208,5 Kb.
tarix31.07.2018
ölçüsü208,5 Kb.
#59677

TARTU ÜLIKOOL

Füüsika-keemia teaduskond


Keemilise Füüsika Instituut




Marietta Lõo




Wilhelm Ostwald


Referaat


TARTU 2007



Sisukord



Sissejuhatus……..…………………….…...……………………….……....3


  1. Perekond…………………………………………………………..…….4

  2. Tartu periood

2.1. Teadlaskarjääri kujunemise algus Tartus…………….……..….….5

2.2. Lahkumine Tartust……..………………………………………...…6



  1. Teaduslik karjäär

3.1. Isiklik panus teadusesse…………………………………………...7

3.2.Koostöö teiste teadlastega………………………………………..…8

3.3.Suund Nobeli preemia poole…………………………………….….9

3.4.Reaktsiooni soojusefektide uurimine………………………………10



4.Teised teadused

4.1.Keemikust filosoof………………….…………………..…………11

4.2.Rahvusliktegevus…….………………………………………….…12

4.3.Keemiline kunst………..……………………….……………….....13

5.Kokkuvõte …..…………………………….………………………..…….….14

6.Kasutatud tegevus………………………………………………………….…15

7.Lsad…………………………………………………………………………...16

Sissejuhatus

Wilhelm Ostwald on sündinud 2. septembril, 1853, Riias. Seal õppis ta reaalgümnaasiumis ning hiljem Tartu Ülikoolis keemia teaduskonnas. Peale ülikooli lõpetamist, töötas ta assistendina professorite Arthur von Öttingen ja Carl Schmidt juures. [1]


1881. aastal sai ta Riia professoriks Polütehnilises Ülikoolis ning kuus aastat hiljem füüsikalise keemia professoriks Leipzigi Ülikoolis. [1]
Tema hilisemate õpilaste seas on sellised kuulsad isikud nagu Arrhenius (Nobeli preemia 1903. aastal), Van´t Hoff (Nobeli preemia 1901. aastal), Nernst (Nobeli preemia 1920. aastal), Tammann ja Wislicenus. Tal oli mitusada õpilast, kellest vähemalt 70 said hiljem professoriteks. [1]
Tartu Ülikooli ajal ta juba hakkas tegelema keemiliste sidemete olemuse ja seaduspärasustega. Tema suurim tähelepanu oma töös oli suunatud elektrokeemiale ja keemilisele dünaamikale. Selle töö käigus avastas ta soolaefektid ning lõi elektrolüütilise dissotsiatsiooniteooria, millega ta pani ka aluse füüsikalisele keemiale.[1]
1909. aastal sai ta Nobeli preemia keemias oma töö eest katalüüsi, keemilise tasakaalu ja reaktsioonikiiruste valdkonnas. [1]
Wilhelm Ostwald suri Leipzigis 4. aprillil 1932. aastal. [1]

1. Perekond

Wilhelm tuli perekonna teise lapsena ilmale 2. septembril 1853. [2]


Isa lootused pojast insener kasvatada jooksid liiva: juba koolipoisieas tärganud loodusteadushuvi kandis noormehe Riia polütehnikumi asemel hoopis Tartusse, kust tast sai aastal 1872 keemiatudeng. [2]
Viiskümmend kaks aastat väldanud abielust Helene von Reyheriga sündis kaks tütart ja kolm poega.[2]

2. Tartu periood

2.1. Teadlaskarjääri kujunemise algus Tartus
Kulus omajagu aega, enne kui kitsas koduses ringis üles kasvanud noormees murdis end välja imponeerivast korporatsioonielust, millele “tuleb end pühendada jäägitult ning loengute külastamist kui kahjulikku kõrvalekaldumist sellest pigem vältida”. [2]

Murdepunkti tõi päev, kui Ostwald sai õiguse töötada ülikooli keemialaboris, tema enda sõnul “teaduse paradiisis”.[2]

Siin mängisid tema teadustuleviku kujundamisel pearolli assistent Johann Lemberg ja professor Carl Ernst Schmidt.[2]

1875 sai Ostwald juba kandidaadikraadi. Sama aastaga on dateeritud esimene Wilhelm Ostwaldi arvukaist trükis ilmunud teadustöödest.[2]

Poolenisti juhuse läbi sai Ostwald juba 21-aastaselt õppejõuks. Kõige pealt professor Arthur von Oettingeni juhitud füüsikakateedris, seejärel aga esimese tõeliselt maailmakuulsa Tartu ülikooli keemiaprofessori Carl Ernst Schmidti käe all.[2]

Ühtaegu oli Ostwald Tartus ka kooliõpetaja ning andis matemaatika-, füüsika- ja keemiatunde. Kahekümnekolmeselt kaitses ta keemilise afiinsuse vallas tehtud uudsete uurimuste põhjal magistritöö; magistrikraadiga koos sai ta eradotsendi õigused.[2]

Esimene lektoritöö aasta tõi kaasa ka mõtte koostada üldkeemia õpik ning Ostwald hakkas selleks kohe innukalt materjali koguma. Kaheköiteline “Lehrbuch der allgemeinen Chemie” ilmus Leipzigis aastail 1885–87 ja seda kasutati paljudes ülikoolides 1878. aasta lõpul leidis aset juba Ostwaldi keemiadoktori kraadi pidulik promotsioon.[2]

2.2. Lahkumine Tartust


Professor Karl Schmidt enustas Ostwaldile hiilgavat tulevikku füüsika ja keemia piirteaduse viljelemisel. 1881. aasta lõpul sai Ostwald Riia polütehnikumi keemiaprofessoriks. [2]
Riiga jäi Ostwald kuni kutseni Leipzigisse. 1887–1906 oli ta Leipzigi ülikooli professor. Ostwald oli ka paar aastat enda poolt organiseeritud uurimisinstituudi director.[2]
Hiljem pidas ta aga tänapäevalgi vist üsna haruldast vabakutselise teadlase põlve. [2]
1887. aastal asutas Ostwald tänaseni ilmuva ajakirja Zeitschrift für physikalische Chemie, millega trügis ilmselgelt teadusmaailma mõjuvõimsamate isikute esiritta.[2]


3.Teaduslik karjäär

3.1. Isiklik panus teadusesse

Koduseis tingimustes meisterdatud aparatuuril leitu polnud sugugi tagasihoidlikum kui Euroopa rikkaimates teaduskeskustes sedastatu. Ostwald ise pidas just oma isoleeritust akadeemilistest põhivooludest olulisimaks teguriks, mis kandis ta moekauge füüsikalise keemia põllule. [2]

Ajal, mil enamik ta kaasaegseist keemikuist innustus uute ainete ja reaktsioonide avastamisest, püüdis Ostwald mõista, miks keemilised reaktsioonid üldse sujuvad ja mis jõud seob molekule ühte. Üks tema varasemaid projekte püüdis selgitada eri olluste afiinsust – sugulust. [2]

Võtame näitena happed A ja A* ning paneme nad reageerima alusega B. Kui AB lahust segada A* lahusega, asendub mingi osa A-sid AB-s A*-ga, nii et tekib AB ja A*B segu ning lahusesse jääb ka proportsionaalne hulk mõlemat vaba hapet.

Ostwald kasutas seda tüüpi protsesside uurimiseks ruumalade muutumisega seotud täppismeetodeid ning oskas mahtude muutustest kindlaks teha A ja B “tõmbejõu” erinevuse A* ja B vastastikusest “veetlusest”. Ruumalamuutuste kõrval suutis Ostwald keemilise suguluse teavet leida ka näiteks lahuste murdumisnäitajate mõõtmisest. [2]

Tema tööde tulemused olid kenas kooskõlas nn massitoimeseadusega, mis toob esile keemilise reaktsiooni saaduste ja lähteainete kontsentratsiooni suhte.[2]

3.2. Koostöö teiste teadlastega


1864. aastal avastaśid Norra teadlased massitoimeseaduse Peter Guldberg ja Cato Waage. Ostwaldi täienduste ja avalikustamiseta oleks põhjamaalaste töö suure tõenäosusega jäänud 1880. aastail tundmatuks. [2]

Jacobus Hendricus van’t Hoff tõi välja massitoimeseadusse termodünaamilise aspekti ja näitas, et molekulide käitumine vedelfaasis ei erinegi kuigivõrd gaasifaasis toimuvast. [2]

Teadustekstidesse kirjutati, et ideaalgaasi võrrand PV=RT (kus P tähistab osmootset rõhku, V ruumala, mis sisaldab ühe mooli lahustunud ainet, ja R on universaalne gaasikonstant) töötab ka lahustes. [2]

Ostwald oli üks esimesi, kes seda läbimurret tunnustas. Aga peagi selgus ka tõrge: universaalkonstanti R tuli mõnigi kord korrutada meelevaldse kordaja – nn van’t Hoffi koefitsiendiga –, et teooria praktikaga kokku seada. [2]

Alles Rootsi füsikokeemiku Svante Arrheniuse leitud elektrolüütilise dissotsiatsiooni teooria tegi asja selgeks. [2]

Taas oli just Ostwald see, kes avastuse olulisuse 1884. aastal Arrheniuse doktoritöö kaitsmisel välja tõi. Ostwaldist ja Arrheniusest said sõbrad ja kaastöölised; muidugi ilmus ka Arrheniuse elektrolüütide teooria ikka Ostwaldi ajakirjas Zeitschrift für physikalische Chemie. Ühiselt näidati, et van’t Hoffi koefitsient pole sugugi meelevaldne, vaid näitab, milline osa lahustunud ainest on dissotsieerunud, jagunenud vastasnimelisteks ioonideks. [2]

1887. aastal lisas Ostwald van’t Hoffi ja Arrheniuse ideede selgitamisele ning laiendamisele midagi päris omapoolset, nn Ostwaldi lahjendusseaduse. Nende avastustega oli pandud alus uuele ajastule keemias. [2]
3.3. Suund Nobeli preemie poole

Tasakaaluseisundisse jõudnud reaktsioonide uurimise kõrval mõõtis Ostwald koos tudengitega ka kiirusi, millega reaktsioon tasakaalu saavutab. [2]

Just nende kineetiliste uuringute käigus ütles Ostwald esimesena selgelt välja katalüüsi olemust iseloomustava tunnuse.[2]

Katalüsaator mõjutab küll reaktsiooni kiirust, kuid ei muuda keemilist tasakaalu või, teisiti öeldes – lõppsaaduste proportsioone. Selle avastuse tähtsust nii keemiateadusele kui ka tööstusele pole võimalik üle hinnata. [2]

See avastus tõi 1909. aastal Nobeli keemiaauhinna. [2]

3.4.Reaktsioonide soojusefektide uurimine

Ostwald uuris kui palju keemilise protsessi aegu soojust eraldub või neeldub. [2]

Keemik taipas, et väga olulist lisa nende nähtuste selgitamisel annavad Ameerika füüsiku Willard Gibbsi termodünaamikauuringud. [2]

Gibbsi teadustööd olid keeruka matemaatilisuse tõttu raskesti mõistetavad, sestap võttis Ostwald vaevaks need keemikupärasemateks “tõlkida”.[2]

4. Teised teadused

4.1. Keemikust filosoof

Viiendasse elukümnesse jõudnud teadlase võtsid täielikult enda kütkeisse energia kontseptsiooniga seotud teoreetilised ja filosoofilised probleemid. [2]

Just siin peitub põhjus, miks keemik Wilhelm Ostwald oli küllap ainus oma ajajärgu mittevene loodusteadlane, keda pidi Nõukogude-aegses Tartu ülikoolis tundma mis tahes eriala üliõpilane. Mitte küll seepärast, et tegemist on ainsa Tartu alma materi lõpetanud Nobeli preemia laureaadiga, vaid seetõttu, et teadlasel oli kaasaegne mõtlemine. Vladimir Lenin on ühes oma teoses Ostwaldi idealistliku maailmavaate pärast kõvasti sarjas, iseloomustades sakslast kui “väga suurt keemikut, aga väga segase peaga filosoofi”. [2]

Ostwald jõudis nimelt arvamusele, et mateeria on vaid fiktsioon, mõistuse loodud miraaþ, mis on vajalik vaid mõistmaks energia talitlusi. Tunnistades küll, et aatomid ja molekulid on igati käepärased sümbolid meie vaatlusi selgitama, tuleks teaduse põhitõed välja tuua energeetilistes terminites, neid “hüpoteetilisi osakesi” kasutamata. [2]

Tulnud 1891 energetismi kontseptsiooniga lagedale, oli Ostwald alles 1909. aastal uute avastuste ajel sunnitud tunnistama aatomite reaalsust, aga jäi edaspidigi kangekaelselt skeptiliseks.[2]

4.2.Rahvulik tegevus

Pärast lahkumist akadeemilisest elust 1906. aastal pühendus Ostwald mitmelaadsetele filantroopsetele tegevustele, millest mõned kandsid väärtuslikke vilju, teised kukkusid aga täielikult läbi ja tõid kaasa asjatuid väljaminekuid. [2]

Suurt edu ei toonud esperanto parandatud versiooni ido populariseerimine, viljatuks osutus algatus “Sild” mis pidanuks edendama piiriülest intellektuaalset kultuuritegevust. Lõpliku hoobi Ostwaldi rahvusvahelise koostöö lootustele andis mõistagi Esimese maailmasõja puhkemine 1914. aastal.[2]

Ostwald oli küll patrioot, aga mitte militarist. Seega lootis ta võimalikult peatseid edukaid rahukõnelusi. Seepärast kritiseerisid kaasmaalased-sakslased teda vähese innukuse pärast, välismaised kolleegid leidsid seevastu, et Ostwald pole valmis sõda hukka mõistma. [2]

4.3.Keemiline kunst

Ostwaldi olid ikka köitnud teaduse ja kunsti piirialad, sestap võttis ta nõuks süsteemselt analüüsida värvuse fenomeni ja inimese värvitajusid. [2]

Täppisteadlasena seadis ta sihiks asendada senine subjektiivne kvalitatiivne klassifikatsioon kvantitatiivse, objektiivse süsteemiga. [2]

Neid kavatsusi kroonis teatav edu ja Ostwaldi värvuste klassifikatsioon leidis küllalt laia tunnustuse.[2]

5.Kokkuvõte

Wilhelm Ostwald on olnud Tartu Ülikooli üks silmapaistvamaid teadlasi. Suurimaks saavutuseks võib nimetada Nobeli preemiat 1909. aastal kataüüsi mõiste selgitamise eest. Ostwaldi peetakse üheks füüsikalise keemia rajajaks.

Oma pika elu jooksul suutis ta palju korda saata. 1887. aastal asutas Ostwald tänaseni ilmuva ajakirja Zeitschrift für physikalische Chemie. Koostas ka õpiku, mille järgi õpetati üliõpilasi paljudes ülikoolides.(“Lehrbuch der allgemeinen Chemie”).

Ostwald aitas ka teiste teadlaste töid tõlkida Saksa keelde ning need ilmusid tema ajakirjas.

6.Kasutatud kirjandus

1. http://www.hot.ee/voydmayne/referaadid/ref/ostwald.html

2. http://www.loodusajakiri.ee/horisont/artikkel131_126.html

3 U.Palm, V.Past, Füüsikaline keemia, Tallinn, Valgus 1974, lk.162,170,265,195.

4.. http://et.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_Ostwald

7.Lisad

7.1. Wilhelm Ostwald………………………………………..17

7.2. Lisa lugemist keemikule…………………………………18



Wilhelm Ostwald

Joonis 1.1. [4]

Joonis 1.2. [1]

7.2. Lisa lugemist keemikule



1780-lahuste esimene kvanitatiivne teooria (Ostwald, Hoff ja Arrhenius)’

Lahjendatud lahuste omadused sõltuvad ainult lahustunud aine konsentratsioonist, mitte aga tema keemilistest omadustest. [3]


Lahustunud aine osaksed püüavas jaotuda ühtlaselt kogu lahuse ruumalas. Osakestevaheline vastastikune toime ei muutu, siis põhjustab osakeste ühtlase jaotumise lahuse lahjendamisel entroopia kasv. Lahustunud aine olekus lahjendatud lahuses esineb teatav analoogia ideaalse gaasiga. Hoff ja Ostwald tegi ettepaneku rakendada lahjendatud lahuste puhul mõningaid ideaalse oleku termodünaamilis võrrandeid.[3]

Ostwaldi reegel.

Kui üleminekuks metastabiilsest olekust püsivamasse olekusse on mitu võimalust, siis selle reegli kohaselt toimub üleminek metastabiilsele lähteseisundile püsivuselt kõige lähedamasse modifikatsiooni ja sealt edasi püsivuselt järgmisse modifikatsiooni, kuni saabub tasakaaluolek.[3]



Ostwaldi lahjendusseadus [3]

Dissotsiatsioonile võib rakendada massitoime seadust:

Tasakaal ioonide ja ja aine MA dissotseerumata molekulide vahel

MA M+ + A-

Kvantitatiivselt dissotsiatsioonikonstant väljendub­:

Kc = (c+* c- )/ c2

Kui dissotsiatsiooniaste antud elektrolüüdi üldkonsentratsioonil c on , siis ioonide konsentratsioon :

c+ = c- =c*

Dissotseerumata molekulide konsebtratsioon:

c2=(1-)*c

Teeme asendused, same:

Kc= (2*c)/(1-) Ostwaldi lahjendusseadus

Erinevalt dissotsiatsooniastmest ei sõltu dissotsiatsioonikonstant konsentratsioonist.

Nõrga elektrolüüdi dissotsiatsioonikonstandi ja dissotsiatsiooniastme vahel kehtib seos:

= Kc/c -dissotsiatsiooniaste, Kc –dissotsiatsioonikonstant, c-konsentratsioon





Yüklə 208,5 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2023
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə