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中外科学家发明家丛书_多人【完结】(274)

  此后不久,阿伦尼乌斯和能斯特便到格拉茨去,在波尔兹曼那里继续工 作。波尔兹曼是奥地利物理学家,气体动力理论 (“波尔兹曼常数”)、统 计物理和热力学方面的一些巨著的作者;积极反对奥斯特瓦尔德和马赫主义 的唯心主义的“唯能论”。

  四、电离理论三同盟

  阿伦尼乌斯同范霍夫进行频繁的通信,这两位科学家感到需要会面,以 便交换意见并共同进行研究。电离理论还需要有人支持,目前还只是少数人 懂得和真正重视它,还需要有新的事实、新的理论研究。

  1888年初,阿伦尼乌斯动身到阿姆斯特丹去。出发之前,他先到吉尔同 马科斯·普朗克——一位最早采纳他的理论的人——会面。普朗克是德国卓 越的物理学家,他对黑体辐射中能量分布方面的研究(“普朗克定律”,1900 年)奠定了量子物理学发展的基础,他确立了“普朗克常数”,进行过统计 物理学和相对论方面的研究工作,他对马赫主义进行了批判,1918年,普朗 克获得诺贝尔物理学奖金。

  当时阿伦尼乌斯与普朗克谈话所涉及的主要是运用古德堡和瓦格质量作 用定律于电离平衡的问题。普朗克已经进行过几次实验,他惊异地指出:古 德堡和瓦格定律不适用于强电解质。

  阿伦尼乌斯到达阿姆斯特丹时,范霍夫就用问题来欢迎他:

  “质量作用定律不适用于强电解质,您知道吗?”

  “我和普朗克已经谈过这种现象。”阿伦尼乌斯答道。

  “那就又产生一个问题:在这种情况下,谈论电离作用和平衡的确定难 道还有什么意义吗?”

  “您想错了”!阿伦尼乌斯激动地说。“强电解质稀释时离子浓度增加 不大,而弱电解质稀释时溶液中的离子浓度却增加到15—20倍。弱电解质是 最好的研究对象,正是要用它来检验质量作用定律”。

  范霍夫沉默了一会儿,然后对他的助手说道:“好吧,莱赫尔,把盐溶 液暂时放下。现在我们要用有机酸进行检验,它们都是弱电解质。”

  莱赫尔最初用醋酸进行的测量表明,质量作用定律仍然有效,而且与稀 释无关,平衡常数的值并不改变。这一点使这两位研究家有了信心,于是他 们兴致勃勃地继续工作。阿伦尼乌斯进行了一系列与电解质溶液冰点降低有 关的测定,来计算范霍夫的系数,然后计算电离度。根据这些资料就能够找 出莱赫尔用实验方法测定的电离常数。

  不久,威廉·奥斯特瓦尔德发表了一篇短文,报导他在把质量作用定律 运用于弱电解质时成功地推论出一种简单的关系,他把它叫做稀释定律。范 霍夫和莱赫尔在对他们的测量结果整理之后也得出这种关系。

  “这是您的理论正确性的不容置疑的证明”。范霍夫向这位瑞典科学家 祝贺。

  过了一段时间之后,阿伦尼乌斯结束了他计划做的实验就到莱比锡去 了。他想再次会见他的老朋友奥斯特瓦尔德。现在,奥斯特瓦尔德领导莱比 锡物理化学研究所,并在他的实验室进行某些测量。

  物理化学研究所坐落在一个老式建筑物内,从前这里是农学研究所。房 子很狭窄,又不适用,但是,研究所内却沸腾着紧张的科学研究工作。在奥 斯特瓦尔德的领导下,这里有许多年轻的积极分子在搞研究工作。他们对新 兴科学——物理化学做出了自己的贡献。后来,又获得了世界声誉。瓦尔特·能 斯特创立了电池渗透理论的原理;恩斯特·贝克曼制造出测量物质分子量的 仪器 (他制造的特殊温度计——贝克曼温度计,今天在物理化学实验室还广 泛地应用着);乔治·布雪迪格 (德国科学家,苏黎世和卡尔斯鲁厄高等工 业学校教授,对离子迁移率同溶液其他性质的相互联系进行了细致的研究, 确定了胶体铂和其他胶体金属“无机酶”的制取方法,研究过催化现象、催 化剂的结构、绝热反应、液态晶体)测定了有机酸的电离常数。

  在莱比锡,阿伦尼乌斯进行的新的实验丰富了电离理论。这些实验中最 重要的是测量电离时的热效应。阿伦尼乌斯在查明温度对于各种电解质溶液 导电性改变的影响后,计算了它的电离热效应。另一方面,理论也预见到, 浓酸和浓碱的中和热应该是常数,与起反应的酸和碱的性质无关。因为,中 和过程仅在氢离子和氢氧根离子之间进行,实际上与溶液中的其它离子无 关。实验确证了这个假设。在一切场合下,中和热等于13800卡。

  在研究温度对糖的转化影响时,阿伦尼乌斯第一次谈到化学反应的活化 能。在对试验结果进行理论概括的过程中,他推导出了平衡常数与这一反应 的活化能及温度的方程式。今天,这个方程式叫做阿伦尼乌斯方程式,而且 是物理化学的基本原理之一。

  1888年夏季学期结束了,奥斯特瓦尔德的助手们都分散休假去了。阿伦 尼乌斯也回国了。他爱瑞典,并渴望有朝一日能永远留在那里。但是,瑞典 科学家们仍然不承认自己的同胞所做出的贡献。只有艾伦德老教授为他心爱 的学生的归来而高兴。他和阿伦尼乌斯谈了近来他所反复思考的问题。

  “需要对闪电、大气电的形成过程给以正确的解释。地球是个磁体,它 又在转动。而当磁体转动时,围绕着它的磁力线就产生电流。您懂得我的意 思吗?”


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