Grotgus, Teodoro

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Theodor von Grotthuss
Alemán  Christian Johann Dietrich Theodor von Grotthuss
Fecha de nacimiento 20 de enero de 1785( 01/20/1785 ) [1] [2] [3]
Lugar de nacimiento
Fecha de muerte 26 de marzo de 1822( 03/26/1822 ) [2] (37 años)
Un lugar de muerte Giaduchay , moderno. Lituania
País
Esfera científica electroquímica , física óptica
alma mater Escuela Politécnica de París ( francés :  École Polytechnique )
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Baron Christian Johann Dietrich von Grotthus o Theodor von Grotthus ( alemán:  Christian Johann Dietrich Theodor von Grotthuß ) ( 20 de enero de 1785 , Leipzig , Alemania  - 26 de marzo de 1822 , Giaduchiai ( Lituania moderna )) - químico alemán que formuló la primera teoría de electrólisis ( año 1806 ) y la primera ley de la fotoquímica ( 1817 ) [4] . Su teoría de la electrólisis se considera la primera descripción del llamado mecanismo de Grotthuss [5] .

Biografía

Theodor von Grotthuss nació en Leipzig el 20 de enero de 1785 en un momento en que su familia estaba en un largo viaje por Europa occidental . Los padres de Theodore, Ewald Dietrich von Grotthuss ( alemán:  Dietrich Ewald von Grotthuß ) y Elisabeth Eleonore ( alemán:  Elisabeth Eleonore ), pertenecían a una antigua y conocida familia de la nobleza burocrática de Curlandia . Poco después de su nacimiento, fue bautizado y recibió el nombre de Christian Johann Dietrich ( en alemán:  Christian Johann Dietrich ). Como adulto, Grotgus decidió usar Theodore como su primer nombre. Además, se negó a utilizar el prefijo "fon" en su nombre completo [6] .

Theodore creció en la finca de su madre en Gedučiai Manor ( Lit. Gedučiai ), que en un mapa moderno se encuentra en la parte norte de Lituania , en la frontera con Letonia . Era un niño retraído y tenía un contacto bastante limitado con los otros niños de la propiedad. Los maestros le enseñaron en casa las habilidades de idiomas , matemáticas , arte y literatura . Grotgus recibió así una educación básica que le permitió continuar sus estudios en varias universidades. Cuando era adolescente, Grotgus estudió primero en la Universidad de Leipzig y luego en la Ecole Polytechnique de París ( fr.  École Polytechnique ), donde asistió a conferencias de científicos famosos como Antoine François de Fourcroix , Claude Louis Berthollet , Louis-Nicolas Vauquelin. y otros.

Debido a la creciente tensión en las relaciones geopolíticas entre Rusia y Francia , Grotguss se vio obligado a partir hacia Italia , donde publicó su primera obra fundamental ( 1806 ), dedicada a una explicación teórica de los fenómenos que ocurren durante la electrólisis del agua . En 1808, por sus contribuciones a la teoría de la electrólisis, Grotthuss fue elegido miembro honorario de la Sociedad Galvánica de París . En el mismo año fue nombrado miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Turín , y en 1814 fue elegido miembro correspondiente de la Academia de Ciencias de Baviera en Munich . Durante su vida, Grotguss publicó 76 artículos sobre investigaciones, observaciones y pruebas originales, la mayoría de los cuales se publicaron en revistas científicas de Europa occidental [6] .

Theodor Grotthuss murió el 26 de marzo de 1822 a la edad de treinta y siete años, habiéndose suicidado sobre la base de una larga depresión provocada por problemas de salud. Fue enterrado en la finca de su madre en Geduchiai .

Investigación científica

Investigación de electrólisis

La invención de la batería eléctrica en 1800 por el científico italiano Alessandro Volta proporcionó a otros investigadores una fuente de electricidad que se utilizó ampliamente en los laboratorios científicos de toda Europa . Pronto aparecieron los primeros informes sobre la electrólisis exitosa del agua , soluciones acuosas de ácidos y sales . Sin embargo, no hubo ninguna explicación teórica satisfactoria de los procesos que ocurren en este caso.

En el otoño de 1805 , a la edad de 20 años, Grotthuss escribió su primer artículo fundamental sobre el estudio de la electrólisis del agua . Este artículo, titulado "Mémoire sur la Décomposition a'l'Aide de l'Electricite Galvanique" , fue publicado en Roma en 1806 . Claramente representó un nuevo enfoque para explicar el papel de la corriente eléctrica en el proceso de electrólisis. Muchos años después, Ostwald tradujo este artículo al alemán e hizo el siguiente comentario [7] :

Cuando se publique este trabajo, el nombre de Grotgus será muy famoso; y este artículo tuvo un impacto muy, muy grande en la explicación teórica del proceso de electrólisis.

Texto original  (alemán)[ mostrarocultar] Es ist die Schrift, durch die der Name Grotthuss vor allem berümt wurde, und die den grössten Einfluss auf die theoretischen Vorstellung über Elektrolyse ausgeübt hat

En este trabajo, Grotgus explicó por qué, durante el proceso de electrólisis del agua, el hidrógeno y el oxígeno se liberan solo en los electrodos (y en diferentes electrodos), y no en todo el volumen de la solución , como se esperaba. Este fenómeno, que fue observado por A. Carlyle y J. Nicholson poco después del descubrimiento del Pilar Voltaico , se conoció como la " Paradoja de Nicholson ". Grotthuss confirmó experimentalmente los datos de que algunos metales se liberaban en el polo negativo de la fuente de corriente asociada con el disco de cobre y comenzaban el proceso de crecimiento de cristales en la dirección de la corriente galvánica [8] , mientras que el oxígeno se liberaba en el polo positivo . asociado con el disco de zinc. Algunos metales no precipitaron en el polo negativo de la fuente de corriente, en cuyo caso se observó desprendimiento de hidrógeno y se formó un precipitado de óxido en el polo positivo. Señaló que diferentes metales se comportan de manera diferente en dicho proceso, lo que luego fue observado experimentalmente por Humphrey Davy y Jöns Jakob Berzelius .

El artículo de Grotthuss presenta una explicación original del proceso de electrólisis del agua , más tarde llamado mecanismo de Grotthuss . Esta explicación radica en que en el proceso de electrólisis , las moléculas de agua y sal se polarizan y forman cadenas polares en un solo sistema. Así, las moléculas polarizadas se convierten en una extensión de los pares cobre-zinc que forman la columna Volta . Más tarde, Grotthuss explicó que bajo la influencia de los polos de los electrodos, se formaron líneas paralelas (cadenas moleculares polarizadas) en la solución, cuyos elementos en cada extremo se descargaron en polos opuestos. Las moléculas de agua en contacto con los electrodos se desintegraron en sus partes componentes. Es por eso que se liberó hidrógeno en el electrodo con carga negativa , mientras que se liberó oxígeno en el electrodo con carga positiva . Las moléculas de agua intercambiaban continuamente sus constituyentes con sus vecinos más cercanos, así como con los miembros circundantes de la cadena. Este intercambio se llevó a cabo con la ayuda del avance sucesivo de una interacción similar a un salto a lo largo de las cadenas moleculares, que surgió como resultado del proceso de transferencia en la electrólisis a lo largo de líneas paralelas [9] [10] . Un mayor desarrollo de este pensamiento condujo a un concepto parecido a la ionización . Además, el concepto de interacciones de salto condujo al desarrollo del principio del atomismo , la discreción de los objetos materiales, la divisibilidad y la transición de una estructura estática a una representación dinámica de la materia .

Gran parte de la comunidad científica ha aceptado el mecanismo de conducción eléctrica propuesto por Grotgus. Sin embargo, algunos científicos no han reconocido los méritos de Grotthuss en el campo de la electrólisis . Así, por ejemplo, Sir Humphry Davy , al desarrollar la teoría química de la afinidad, utilizó ampliamente las ideas originales de Grotthuss sin mencionar a su autor [6] .

Investigación en el campo de la interacción de la luz con la materia

A fines de la década de 1810, Theodor von Grothgrus formuló algunas ideas originales relacionadas con la absorción de la luz , que involucraba fosforescencia , fluorescencia y reacciones fotoquímicas . Estaba interesado en los aspectos fisiológicos de la interacción química de la luz con partículas moleculares polarizadas. Después de estudiar cristales que exhiben fosforescencia , Grotthuss notó en 1812 que la luz fosforescente era diferente de la luz absorbida, lo cual estaba en conflicto con la teoría mecanicista de Newton . Llegó a la conclusión de que el fenómeno de la fosforescencia está asociado con el movimiento de la luz y la estructura de la sustancia irradiada. Grotthuss sugirió que la luz en la superficie de un cristal fluorescente se divide en dos componentes que, al interactuar con moléculas polarizadas en el cristal, se separan y provocan la emisión de luz, cuyo color difiere del utilizado para la irradiación. Grotthuss llegó a la conclusión de que la interacción de la luz con la materia provoca vibraciones específicas y, por lo tanto, puede debilitar o realzar diferentes colores [11] . Al mismo tiempo, sentó las bases teóricas de la luminiscencia , que fueron desarrolladas en la segunda mitad del siglo XIX por Becquerel , Brewster y Stokes .

Mientras estudiaba soluciones alcohólicas de complejos de tiocianato de hierro (III) y cobalto (II) , Grotgus centró su atención en el hecho de que la solución se volvía más pálida cuando se exponía a la luz . La tasa de blanqueo en este caso fue directamente proporcional a la intensidad de la luz y el tiempo de su exposición a la sustancia. Así, Grotthuss descubrió las leyes básicas de la fotoquímica : una reacción fotoquímica sólo puede ser iniciada por la luz absorbida por una sustancia, y su velocidad es proporcional al tiempo de exposición ya la intensidad de la luz. Estas observaciones experimentales de Grotgus fueron confirmadas unos 20 años después por John Herschel y John Draper . En última instancia, estos hallazgos se conocieron como la primera y segunda leyes de la fotoquímica de Grotthuss-Draper.

Investigación en otras áreas

Theodor von Grotthuss realizó investigaciones científicas no solo en el campo de la electrólisis y la interacción de la luz con la materia [6] . Sintetizó las sales de tiocianato de hierro , mercurio , plata y oro fusionando azufre con las correspondientes sales de cianuro . Grotgrus separó el cloruro de hierro (III) del cloruro de manganeso (II) , aprovechando la diferente solubilidad de estas sales en alcohol . También, a petición del académico Scherer, que recopiló datos sobre manantiales minerales en el Imperio Ruso , analizó los manantiales minerales cercanos. Usó una solución de amoníaco de óxido de plata para la determinación de sulfuros , y no cloruro de cobre (II) , como era costumbre en ese momento. Además, entre 1816 y 1818 Grotthuss estudió las propiedades de los tiocianatos y del ácido tiociánico y desarrolló métodos analíticos para la determinación de iones de hierro(III) y cobalto(II) . Al mismo tiempo, Schweigger publicó un compendio de pesos proporcionales y tablas de materiales de Grotthus, que fue ampliamente utilizado por químicos y farmacéuticos .

En su extensa investigación, observó experimentalmente el fenómeno de la electroestenosis , que se manifestaba en el hecho de que se formaban dendritas de plata en grietas muy estrechas en el vidrio del ánodo debido al efecto electrocapilar . Este efecto fue redescubierto 70 años después y desarrollado en detalle por F. Brown ( 1891 ) y E.J. Cohen ( 1898 ), quienes lo llamaron electroestenosis.

Además, Grotthuss se dedicaba al estudio de las llamas de las mezclas de gases e hizo una observación fundamental, que consistía en que una mezcla de gases en tubos estrechos no se enciende [12] . Esta circunstancia permitió posteriormente crear una lámpara de minero segura . A pesar de que en la actualidad, las lámparas de mina que utilizan una llama abierta han sido completamente reemplazadas por luces eléctricas, la importancia de esta invención, que salvó muchas vidas de mineros, aún es difícil de sobreestimar.

Grandes obras

Véase también

Notas

  1. ↑ Theodor Grotthuss (Grothuss) // Proleksis enciklopedija, Opća i nacionalna enciklopedija  (croata) - 2009.
  2. ↑ 1 2 3 www.accademiadellescienze.it  (italiano)
  3. ↑ Theodor Grothuss // Base biográfica  (fr.)
  4. ↑ de Grotthuss, CJT Sur la décomposition de l'eau et des corps qu'elle tient en dissolution à l'aide de l'électricité galvanique // Ann. quim. (París). - 1806. - T. 58 . - S. 54-73 .
  5. ↑ Marx, Domingo. Transferencia de protones 200 años después de von Grotthuss: conocimientos de simulaciones de Ab Initio // ChemPhysChem. - 2006. - T. 7 , N º 9 . - S. 1848-1870 . -doi : 10.1002/ cphc.200600128 . — PMID 16929553 .
  6. ↑ 1 2 3 4 Bruno Jaselskis, Carl E. Moore, Alfred von Smolinsk. THEODOR VON GROTTHUSS (1785-1822) - UN CAMINO BLAZER // Bol. hist. química - 2007. - T. 32 , N º 2 . - S. 119-128 .
  7. ↑ R. Luther, A.v. Otingen. Abhandlungen über Elektricität und Licht von Theodor Grotthuss // Klassiker der exakten Wissenschaften de Ostwald. - Leipzig, 1906. - Nº 152 .
  8. ↑ De hecho, estamos hablando de la serie electroquímica de actividad de los metales .
  9. ↑ Faraday , utilizando el modelo de Grotthuss, desarrolló el modelo de línea de campo unos cuarenta años después .
  10. ↑ WL Pierce, Michael Faraday.  // Chapman y Pasillo. - Londres, 1965. - S. 357 .
  11. ↑ televisión Grotthuss.  // Schweiggers J. Chem. Phys.. - 1815. - V. 14 , No. 163 . - art. 174 .
  12. ↑ televisión Grotthuss.  // Schweiggers J. Chem. Phys.. - 1809. - Vol . 9 . - S. 245-260 .

Literatura

Enlaces

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