D I S C O V E R Y
 

Иоганн Йозеф Лошмидт и число Авогадро

 

Иоганн Йозеф Лошмидт – имя, которое, может быть, и не многим знакомо, но все, кто хорошо знает химию, наверняка сталкивались с новаторским вкладом Лошмидта в науку. Он обнаружил точное число элементарных единиц (атомов или молекул), которое содержится в одном моле вещества. Это число, однако, носит имя итальянского учёного, что несправедливо, поскольку даже этот знаменитый итальянский учёный не понимал его ценности. Речь идёт о числе Авогадро, или константе Авогадро.

 


Йозеф Лошмидт родился в бедной крестьянской семье в 1821 году в маленькой деревне на территории нынешней Чехии. С помощью деревенского священника и католической церкви Лошмидту удалось получить образование в монастыре, после чего он переехал в Прагу, где стал студентом Карлова университета. Он изучал философию и математику. В возрасте двадцати лет Лошмидт переехал в Вену и поступил в Политехнический институт на физико-химический факультет. Он окончил университет в 1846 году со степенью бакалавра, но не смог получить академическую должность. Расстроившись, Лошмидт даже задумался о переезде в Соединённые Штаты. Но вместо этого он пошёл работать на бумажную фабрику, а затем основал компанию под Веной по производству нитрата калия, которая в конечном итоге обанкротилась.


Иоганн Йозеф Лошмидт

В 1856 году Лошмидт стал учителем средней школы в Вене. В свободное время он проводил эксперименты в небольшой лаборатории, которую ему выделила школа. Пять лет спустя он опубликовал свой первый важный трактат по химии — 47-страничную брошюру, описывающую молекулярные структуры более чем 270 органических соединений. Она включал в себя соединения, которые ещё не были выведены, такие как циклопропан, структуру которого он правильно предсказал более чем за два десятилетия до его открытия. Более того, стиль, который Лошмидт использовал для того, чтобы изобразить эти молекулярные структуры, удивительно похож на стиль, используемый современными химиками — двойные линии для двойных связей и тройные линии для тройных связей.


Изображения молекулярной структуры из брошюры Лошмидта "Chemische Studien I" (1861 год)

В этой же книге Лошмидт упомянул бензол, соединение, которое озадачило учёных. Хотя учёные знали, сколько атомов углерода и водорода содержится в молекуле бензола, они не могли понять, как они расположены. Лошмидт был первым, кто увидел, что атомы упорядочены в кольцо. К сожалению, он допустил ошибку, которую четыре года спустя исправил немецкий химик Август Кекуле. Кекуле утверждал, что структура явилась ему во сне. Ему достались лавры, в то время как о вкладе Лошмидта почти забыли. По иронии судьбы, Кекуле первоначально отклонил работу Лошмидта, заявив, что нельзя вывести молекулярную структуру органических соединений, исходя исключительно из химических реакций. Сегодня он считается главным основателем теории химического строения.


Предложенная структура бензола

Большой загадкой того времени был размер молекул. Многие учёные пытались измерить его? опираясь на другие физические свойства, такие как поверхностное натяжение или прочность жидкости на разрыв, но проблема оставалась нерешённой до 1865 года, когда Лошмидт вывел зависимость между размером молекул газа и расстоянием, которое они преодолевают между столкновениями. Он пришёл к хорошему выводу — один нанометр, что было всего в два раза больше современного принятого значения.

Работая над проблемой размера молекулы, Лошмидт осознал, что можно определить количество молекул в определённом объеме газа при стандартных температуре и давлении. Итальянский учёный Авогадро предположил полвека назад, что если два разных газа при одинаковой температуре и давлении занимают один и тот же объём, то они должны иметь одинаковое количество молекул. Авогадро не знал, сколько это молекул, но у Лошмидта был ответ — примерно 2,686 × 1025 на кубический метр при нулевой температуре и давлении в одну атмосферу. Это число теперь известно как константа Лошмидта. Благодаря работе Лошмидта другие учёные смогли доказать гипотезу Авогадро. Они определили «число Авогадро» как количество молекул, содержащихся в одном моле вещества. Константа Лошмидта почти не используется, но число Авогадро (6,022×1023) находит широкое применение в физике и химии. Единственное тонкое признание, которое Лошмидт получил за свою работу – это символ L, который иногда используется для обозначения константы Авогадро.


Лоренцо Романо Амедео Карло Авогадро

Лошмидт также внёс свой вклад в работу Максвелла и Больцмана по термодинамике. Его экспериментальные исследования в области электромагнетизма теперь носят имена людей, которые завершили их — таких как Эдвин Холл, Джон Керр и Генрих Герц. Он как-то в шутку сказал своему давнему другу Больцману, что ему следует основать научный журнал для публикации своих неудачных экспериментов.

Когда Лошмидт умер в 1895 году, Больцман так отозвался о своём хорошем друге: «Его работа образует мощный краеугольный камень, который будет виден, пока существует наука… Чрезмерная скромность Лошмидта не позволяла оценить его работу по достоинству, хотя это было возможно, и он этого действительно заслуживал».


Источник: amusingplanet.com

22-02-2021 | Просмотров: 476
 
Комментарии Комментировать
 
Комментировать
Ещё по теме