登陆注册
6968900000059

第59章 溶液导电性的揭示

我们知道,液体溶液具有导电性,解开这个秘密的是瑞典化学家阿累尼乌斯,由此他创立了化学上的电离理论。

阿累尼乌斯生于瑞典,父亲是乌普萨拉大学的总务主任。阿累尼乌斯3岁就开始识字,并学会了算术。父母并没有专门教他学什么,他是看哥哥写作业时逐渐学会了识字和计算。他的启蒙教育可以算得上“无师自通”了。6岁时他就能够帮助父亲进行复杂的计算。

阿累尼乌斯聪明,好学,精力旺盛,有时候也惹是生非。在教会学校上小学时,就常惹老师生气。有一次他给同学们讲故事,竟过了上课时间,老师想要处罚他,却又被他逃了过去。

进入中学后,阿累尼乌斯各门功课都名列前茅,特别喜欢物理和化学。聪明的人总喜欢多想一些为什么,遇到疑难的问题他从不放过,经常与同学们争论一番,有时候也和老师辩个高低。中学毕业,他以优异的成绩考入乌普萨拉大学。他选择了物理专业但仍然保持了对化学的兴趣。接着,他比通常期限提前半年通过了候补博士学位的考试,被校方认为是奇才。阿累尼乌斯选择有关电解质方面的课题作为学位论文,而乌普萨拉大学在这方面条件不足,于是他决定拜斯德歌尔摩大学的埃德隆教授为师。当时埃德隆教授正在研究和测量溶液的导电性质。埃德隆教授非常欢迎阿累尼乌斯的到来,在教授的指导下,阿累尼乌斯研究浓度很稀的电解质溶液的电导。

从19世纪80年代初开始,阿累尼乌斯对溶液的导电性进行了一系列的测量,直到次年才结束。他花了几个月时间对实验结果进行整理,概括、计算。同时,他还查阅了学术刊物中与这个问题有关的论文,对有关数据都做了比较,探索各种物质意想不到的现象和解释。在实验中,最使他惊奇的是,很稀的溶液通电后的反应与浓溶液相比,规律要简单得多。以前的化学家也发现了在浓溶液中加入水之后,电流就比较容易通过,甚至已经发现加水的多少与电流的增加有一定的关系。然而他们却很少去想一想,电流和溶液浓度之间的关系。

通过实验和计算,阿累尼乌斯发现,电解质溶液的浓度对导电性有明显的影响。“浓溶液和稀溶液之间的差别是什么?”阿累尼乌斯反复思考着这个很简单的问题。“浓溶液加了水就变成稀溶液了,可水在这里起了很大的作用。”阿累尼乌斯静静地躺在床上,顺着这个思路往下想:“纯净的水不导电,纯净的固体食盐也不导电,把食盐溶解到水里,盐水就导电了。水在这里起了什么作用?”阿累尼乌斯坐起来,决定把这个问题搞清楚。他想起英国科学家法拉第19世纪30年代中期提出的一个观点:“只有在通电的条件下,电解质才会分解为带电的离子。”“是不是食盐(化学名称是氯化钠)溶解在水里就电离成为氯离子和钠离子了呢?”这是一个非常大胆的设想。因为法拉第认为:“只有电流才能产生离子。”可是现在食盐溶解在水里就能产生离子,与法拉第的观点不一样。不要小看法拉第这个人,虽然他已经去世了,但是他对物理上的一些观点在当时还是金科玉律。

另外,还有一个问题要想清楚,氯是一种有毒的黄绿色气体,盐水里有氯,并没有哪个人因为喝了盐水而中毒,看来氯离子和氯原子在性质上是有区别的,因为离子带电,原子不带电。到19世纪80年代初阿累尼乌斯根据实验作出这样的结论:溶液稀释时,导电性增加的原因是水。

阿累尼乌斯的新理论是这样的:要解释电解质水溶液在稀释时导电性的增加,必须假定电解质在溶液中具有两种不同的形态。即非活动性的分子形态和活动性的离子形态。实际上,稀释时电解质的部分分子分解为离子,这是活性的形态;而另一部分则不变,这是非活性的形态。因为当时化学家一般都认为溶液中的离子是通入电流后产生的。

阿累尼乌斯决定对他的想法进行理论上的概括,并准备写成论文发表。他把第一篇题名为《电解质的导电率研究》,第二篇题名为《电解质的化学理论》。这两篇论文经斯德哥尔摩科学院讨论后推荐发表。阿累尼乌斯渴望留在乌普萨拉工作,他把两篇论文的校样作为学位论文向大学提出。学术委员会接受了这两篇论文,并指定在一年后进行答辩。阿累尼乌斯获得委员会的赞许,答辩得很好。但教授克利夫不同意他的理论。他认为:“纯粹是空想,我不能想象,比如,氯化钾怎样会在水中分解为离子。钾在水中单独存在可能吗?任何一个小学生都知道,钾遇水就会产生强烈的反应,同时形成氢氧化钾和氢气。可是氯呢?它的水溶液是淡绿色的,又有剧毒,而氯化钾溶液则是无色的,完全无毒。”

虽然溶液中离子的形成不决定于电流的想法,威廉逊、克劳胥斯等化学家早已提出过,但那仅仅是一种没有验证的假设。阿累尼乌斯不但论述得很明确,而且通过实验证明了这个假设的正确性。他甚至还计算出,在氯化氢的溶液中,有92%的溶质处于活性形态,也就是说大部分溶质分解为离子了。这些结果也为其他科学家所证实。

阿累尼乌斯进一步研究认为,在电解中两极间的电位差只起指导离子运动方向的作用,并没有分解分子;相同当量的离子,不管溶质是什么,都带有同量的电荷,因而在两极沉淀物的当量是相同的,这与法拉第的认识是一致的。这个理论还解释了各种溶液中的反应热。例如稀释的强酸和强碱的中和热,不管它们是什么,都是相同的。这是因为在强酸和强碱之间的反应都是氢离子和氢氧根离子结合成水分子的反应,中和热都相同。其他溶液中的反应热都可以从电离理论中得到解释。分析化学反应中的许多现象,如沉淀、水解、缓冲作用、酸和碱的强度以及指示剂的变色等也都可以从电离理论中得到合理的解释。

阿累尼乌斯由于提出了电离学说,于1903年荣获了诺贝尔化学奖。阿累尼乌斯的电离理论为物理化学的发展开创了新阶段,同时也促进了整个化学的进步。

甚至当初反对过电离理论的克利夫,也在阿累尼乌斯获得诺贝尔奖后认为:“这一新的理论是在困难中成长起来的。那时化学家不认为它是一种化学理论,物理学家也不认为它是一种物理学理论。但是,这种理论却在化学与物理学之间架起了一座桥梁。”克利夫还认为阿累尼乌斯与贝采里乌斯是瑞典的骄傲。他在纪念贝采里乌斯的讲演会上说:“从贝采里乌斯肩上卸下的斗篷,现在已经由阿累尼乌斯戴上了。”这句话充分指出了阿累尼乌斯理论的重要意义。

阿累尼乌斯是一个著名的化学家,他所创立的电离理论为化学的发展开创了一个新的阶段,同时也促进了整个化学的发展和进步。

同类推荐
  • 智力闯关西游记(第5集)

    智力闯关西游记(第5集)

    《智力闯关西游记(第5集)》犹如一个“现代版西游记作战沙盘”,请你参与故事的设计和问题的解决。英雄和魔鬼与你纠缠在一起,你们之间会发生一件件好玩而有趣的事情,比一比,谁更聪明?谁更智慧?古老的《西游记》故事加入现代生活元素,重新设计的故事情节,让几百年前的故事犹如发生在你的身边。
  • 混血豺王

    混血豺王

    作品以生动的情节、曲折的故事,表现了混血豺王白眉儿屈辱、苦难、奋斗的一生。它为种群的发展和恶劣的自然环境斗;为照顾孤老病残和种群的传统观念决裂;为挽救种群不被消灭和围追堵截的猎人浴血奋战。白眉儿是豺,是动物性的豺,然而它又是一只有思想、有灵魂的豺。它的屈辱,它的豁达,它的奋争,它为救旧时的主人,它为豺群的生存所表现的感情波澜,它那大而无畏的精神,无不震撼着读者的心弦。
  • 世界经典童话故事全集:女人儿童的故事

    世界经典童话故事全集:女人儿童的故事

    本套丛书包括《国王皇后的故事》、《王子少年的故事》、《公主千金的故事》、《官员商人的故事》、《庶民百姓的故事》、《能工巧匠的故事》、《女人儿童的故事》、《魔鬼妖怪的故事》、《动物植物的故事》和《生灵怪象的故事》等10册童话故事,其中包括安徒生、格林、豪夫和王尔德的作品,也包括了世界各国许多民间童话故事, 很具有代表性和普遍性。相信这套《世界经典童话故事全集》丛书,能够启迪儿童的心灵、陶冶儿童的情操、培养儿童的情趣、丰富儿童的知识、发展儿童的智力,成为广大父母和少年儿童们的良好读物和收藏品。
  • 漂亮宝贝

    漂亮宝贝

    《漂亮宝贝》清新婉约,活泼明朗,夸张幽默,稚趣可爱,风格多姿多彩。书中的每一个故事都旨在通过简短优美的童话故事,让孩子感悟“爱”、“真”、“善”、“美”等人生的真谛,欣赏到多彩的图画,在孩子幼小的心灵中种下真善美的种子,引导孩子学习理解并欣赏优秀插图画家的画作,让孩子懂得绘画也是表达思想的一种重要的方式。
  • 培养青少年高尚品德的故事(青少年健康成长大课堂)

    培养青少年高尚品德的故事(青少年健康成长大课堂)

    世间最可敬畏的是头顶的星空和心中的道德法则,星空的可畏是因为其神秘与无限,道德的可畏是因为其来自内心的拷问;人生在世,既要无所畏惧地面对挑战,又要敬畏于高尚的道德律条,只有这样,人才不会迷失,才不会失去奋进的动力。送给青少年最好的礼物书。品性是做人的基础,德行是处世的根本。
热门推荐
  • 雾之沉醉

    雾之沉醉

    七日又七日,轮回永无穷尽。终将被溶解在一个又一个的抉择之中,失去灵魂的光辉,成为一具无神的傀儡。灵视之下的迷雾中,隐藏着的究竟为何物?
  • 樱落时分

    樱落时分

    他临走的那个夜晚对她说:“一定要等我!”她答应了,那只属于他们的约定。可现实终究不如意。她等了他三年,终于等到他回来,他却没有遵守他们的约定,还诬陷她的父亲。她说:“你可以不爱我、欺骗我,但你不可以侮辱我!”
  • 阿瑞斯之传

    阿瑞斯之传

    一个帅气的少年,整天嘻嘻哈哈,智商超高,可是却为自己的身世而烦恼。偶然间穿越使他来到了另一个世界。炼金使他这个理科天才痴迷。“我不信神,我信自己!哈哈,跟老子斗,你还嫩点!”
  • 暖妻成瘾:总裁太缠人

    暖妻成瘾:总裁太缠人

    他大了她整整十岁,也是她大学最要好的闺蜜喜欢了八年的男人。许倾城从头到尾都在躲着他,可商场昏暗的楼梯间里,她被他按在了墙上——“陆先生,浅浅喜欢你。”“我不喜欢她,我喜欢你。”“可我不喜欢你!”“那你喜欢口是心非?”临城所有人都知道,许倾城是陆行之心尖上的人,他宠她简直宠到了一种变态的地步!可对许倾城来说,每晚被折腾到半死的‘宠爱’她真的快要不起了【情节虚构,请勿模仿】
  • 公主唯一的爱

    公主唯一的爱

    一个漂亮的女孩,高冷.她曾被伤害过,为此才变的高冷,所以她下定决心,从今以后她不会在爱任何一个人,可是她没想到自己竟然爱上他。(女主不只有她,可她是重要的,所以简介只介绍她咯,求原谅)
  • 命中注定的遇见

    命中注定的遇见

    夏暖觉得爱情对她来说是渴望却不可及的,所以与其到头来失望不如一早就不要有希望,但是如果我们的遇见是命中注定的安排,那么我要你今生非我不可.....
  • 无幽劫

    无幽劫

    精灵,由得天地造化生出意识化身成人的种族,他们单纯善良,从生出意识的那一刻,修炼成了他们的毕生追求,只愿与天同寿,长生不老;人类,有着复杂情感的种族,他们彼此勾心斗角,情感极为复杂。当两方不同世界相连,两种不同的种族相遇,彼此间的恩恩怨怨爱恨纠缠又将如何去面对。***********《无幽劫》是一本带有玄幻色彩的古典仙侠小说,可以说是一部“玄幻仙侠”,所以本书的读者朋友也可以把它当成玄幻小说来看。************
  • 仙城之尊

    仙城之尊

    徐离羲怀揣着城主令牌踏上了修仙途······仙道渺渺,求诸己。幻梦神凰敌天下,天倾地陷同归。枯木长生羽常白。万载亦如梦,少年寐白头。沧桑仙城览岁月,何时烽火与绝?古时今日风未歇。小舟横求湖,古城寄余生。以上算是‘第一卷赴任路途险重重’概括,还有另一首古诗我觉得可作全文简介:枯藤老树昏鸦,小桥流水人家。古道西风瘦马,夕阳西下,断肠人在天涯。【求收藏,求推荐,求点击】【原名《我的仙城》】
  • 除却生死皆闲事

    除却生死皆闲事

    这是个不大不小的江湖。也是个吃人不吐骨头的世界。既然有人、有江湖,那就肯定会有那么些剪不断理还乱的故事。她们虽是女子,却愣是活出了男人们向往的高度。且看一群杀手们如何玩弄江湖,登上九天。
  • 冷殇陌偿

    冷殇陌偿

    “锦陌”冷亦尘蹲了下来,用手抚摸着墓碑上的照片我站在一个离他比较远的地方看着这一切“尘…我回来了…”我笑了笑转身离去————————“锦陌,今天是你的18岁生日,我们来看你了”我的墓碑前,站着很多人,他们的眼中满是忧愁“怎么,我的18岁成人礼原来是在墓园度过的”我穿过人群,把脸上的墨镜摘了下来“我回来了,你们还好吗”忽然,我被拉进一个熟悉的怀里我一脸释然,回抱了他