期刊介绍
期刊导读
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乌普萨拉大学物理学家阿伦尼乌斯对电解质的电
1881年,在乌普萨拉大学物理系学习的阿伦尼乌斯对电学产生了浓厚的兴趣,他确信“电的能量是无穷无尽的”,热衷于研究电流现象和导电性。为此,他特意到首都的斯德哥尔摩科学院师从研究电学的埃德隆教授,埃德隆教授当时正在研究和测量溶液的导电性。在教授的指导下,阿伦尼乌斯研究浓度很稀的电解质溶液的导电性。在实验室里,他夜以继日地重复着枯燥无味的实验,整天与溶液、电极、电流计、电压计打交道,几乎所有的空闲时间,他都在埋头从事自己的独立研究。阿伦尼乌斯在研究过程中发现,电解质溶液的浓度对导电性有明显的影响,很稀的溶液通电后的反应与浓溶液相比,规律要简单得.多。在浓溶液中加入水之后,电流就比较容易通过,而且加水的多少与电流的增加有- -定的关系。此后他又发现了- -些更有趣的事实。例如,气态的氨本身虽然并不导电,然而其水溶液却可导电,而且溶液越稀,电导率越强,氢卤酸溶液也有类似的情况。
实验仅仅是研究工作的开始,更重要的是对实验结果的思考。阿伦尼乌斯完成了足够的实验以后,开始探索实验数据背后的规律。“浓溶液和稀溶液之间的差别是什么?”阿伦尼乌斯反复思考这个问题。“浓溶液加了水就变成稀溶液了,水在这里起了很大的作用。”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?”“是不是食盐(化学名称是氯化钠)溶解在水里就自动电离成为氯离子和钠离子了呢?”多少个不眠之夜过去了,阿伦尼乌斯紧紧地抓住稀溶液的导电问.题不放。他把电导率这--电学属性,始终同溶液的化学性质联系起来,希望以化学观点来说明溶液的电学性质。
最后,阿伦尼乌斯认识到:“要解释电解质水溶液在稀释时电导率的增强,就必须假定溶液中的电解质在无外界电流的作用下,就具有两种不同的形态,非活性的一一分子形态,活性的一-离子形态。当溶液稀释时就可以使前者更多地转化为后者,从而使电导率增强。”为了从理论上概括和阐明自己的研究成果和新的创见,他依此撰写出科学论文,准备进行博士学位的答辩。1884年,他在此基础上发表了两篇论文,一篇题为《电解质的电导率研究》,另一篇题为《电解质的化学理论》,公开提出了电离学说。 1884年,阿伦尼乌斯在乌普萨拉大学博士学位答辩会上宣读了论文后。答辩成员中的物理学教授对他的实验方法很赞赏,但是化学教授克利夫提出了尖锐的批评,由于那时候的科学家还不清楚原子的构造,也不清楚分子的结构,更不清楚离子的性质,当时的化学家认为离子和原子是完全一-样的微粒,没有本质的区别,所以克利夫教授批评道,“纯粹是空想,我不能想象,比如,氯化钾怎么会在水中分解为离子。 钾遇水就产生强烈反应,同时形成氢氧化钾和氢气;氯的水溶液是淡绿色的,又有剧毒。可是氯化钾的水溶液却是无色的,完全无毒。”阿伦尼乌斯竭力证明,在氯化钾溶液中,氯化钾发生电离,产生的不是钾原子和氯分子,而是钾离子和氯离子。钾离子不同于中性的钾原子,它带正电荷。因此,性质上与中.性原子不同。氯离子带负电荷,不同于中性的双原子的氯分子,完全具有另一种性质。氯是- -种有毒的黄绿色气体,盐水里有氯,但是并没有哪个人因为喝了盐水而中毒,说明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。尽管阿伦尼乌斯搜集了大量的实验材料,以及无可辩驳的证据,但是,由于答辩委员会支持克利夫等人的意见。 对论文仅仅给了一个刚刚及格的分数。当时乌普萨拉大学的规定是:论文只有及格的分数,就得不到讲师的资格,就不能留在大学里任教。对电离学说的责难并不止于这些。当阿伦尼乌斯的论文公开发表以后,许多国家的化学家,都对电离学说提出了激烈的反对意见。为首的就是大名鼎鼎的、以发现元素周期律而享有极高盛誉的俄国化学家门捷列夫,因为电离学说违背了法拉第所建立的经典的电化学理论。
门捷列夫说,电离理论就和当年的燃素学说一样,虽然也曾有过不少热心的捍卫者,最终会被证明是一种不正确的假说。
文章来源:《心理与行为研究》 网址: http://www.xlyxwyj.cn/zonghexinwen/2021/0514/450.html