Ez az közlemény tulajdonképpen Dr. Arrhenius szokványos, idõrendbe szedett életrajza lenne, mi azonban ennél többet szeretnénk elérni. Elsõsorban reméljük, hogy Dr. Hubert Alyea visszaemlékezésének köszönhetõen személyesebb képet adhatunk Dr. Arrheniusról. Másodszor át szeretnõk tekinteni Dr. Arrhenius Nobel-díjjal elismert munkáját és azokat a nehézségeket, amelyek árán munkáját a tudományos közösség elfogadta. Befejezésül bemutatunk egy, Dr. Arrhenius munkáját szemléltetõ labort, abban a reményben, hogy lesz néhány tanár, aki megengedi tanítványainak, hogy foglalkozzanak egy kis kémiatörténettel...

Dr. Hubert Alyea 1925-1926 között dolgozott Dr. S. A. Arrhenius mellett, Svédországban. Õ volt Arrhenius utolsó, végzett tanítványa, és igen kedves emlékei vannak a nagy tudósról.

Az út, amely Dr. Alyea-t Arrhenius laborjába vezette, 1920-ban kezdõdött, amikor Aleya 15 éves korában beiratkozott a Princetonra. Munkája és tanulmányai elhúzódtak, mert 19 éves korában megbetegedett paralízisben. Úgy érezte azonban, hogy az az év, amelyet betegsége miatt ágyban töltött, mély belsõ szemlélõdés ideje volt, és abból azzal az erõs elkötelezettséggel került ki, hogy olyasmit kezdjen életével, amivel hozzájárulhat az emberiség boldogulásához.

Miután Dr. Alyea végzett Princetonban, ösztöndíjat kapott, hogy Arrheniusnál tanuljon. Svédországba utazott. Abban az idõben, mikor Dr Alyea megérkezett, Svante Arrhenius 66 éves volt és kutatásai zömét már befejezte. A korábbi években oly pezsgõ labor most már csak néhány végzett hallgatót foglalkoztatott. Dr. Alyea úgy találta, hogy az atmoszféra számára tökéletes. Megkapta azt a támogatást, amire boldogulásához szüksége volt. Dr. Alyea visszaidézi, hogy bár közvetlenül Arrhenius asszisztense, Beckstrum alatt dolgozott, Svante Arrhenius naponta legalább kétszer bejött a laborba és megkérdezte, megy-e a munka és mit tervez Alyea arra a napra.

Dr. Alyea a szabad atom elképzelésen dolgozott, amelyet abban az idôben nehezen fogadtak el. Svante Arrhenius szemmel láthatóan érdeklõdött az elmélet iránt, talán azért, mert azt az õ ionokkkal végzett munkája kiterjesztésének tekintette. Gyakran adott ötleteket, de nem ragaszkodott semmilyen sajátos kísérleti tervhez. Dr. Alyea olyan emberként jellemezte Arrheniust, mint aki "derût sugárzott a laborban".

Dr. Arrhenius egy napon, amikor labort látogatott, ifjúságának idejébõl a következõ történetet mesélte el Hubert Alyea-nak. Annak idején, egy laborban dolgozva, az egyik vegyész egy folyadékkal telt kémcsövet adott oda neki azzal, hogy távolítsa el. Az üvegcse merkaptánt tartalmazott, mely igen bûzös anyag, de ezt abban az idõben Svante Arrhenius nem tudta. Mivel a laborban megfelejtkezett arról, hogy a folyadékot szabályszerûen eltüntesse, hazabiciklizés közben az út szélére dobta. A kémcsõ dugója kiesett, és a merkaptán gyorsan kidiffundált, elbüdösítve a város nagy területét. Bizottságot neveztek ki a probléma tanulmányozására, és néhány hét múlva megállapíttatott, hogy a rendkívüli meteorológiai körülmények merkaptán-képzõdést okoztak. Az is elhangzott: igen valószínûtlen, hogy ez még egyszer elõforduljon. Arrhenius ebben teljesen biztos volt.

Bár ebben az idõben Dr. Arrheniusnál csak néhány végzett hallgató dolgozott, állandóan áramlottak a látogatók a világból. Dr. Arrhenius láthatóan élvezte mind a figyelmet, mind a társaságot. Gyakran nagy csoportok voltak hivatalosak vacsorára. Egy emlékezetes vacsorát Arrhenius azért szakított félbe, mert azon az estén megjelent az északi fény. Arrhenius megkívánta, hogy mindenki kísérje ki, és megmagyarázta, mi okozza ezt a csodálatos jelenséget. Amikor azután visszaengedte vendégeit a vacsorához, minden étel hideg volt.

Dr. Alyea elmondta, hogy az északi fény nem az egyetlen dolog volt az égbolton, ami lekötötte Arrhenius figyelmét. Úgy hitte, hogy az élet a földre spórák által jutott egy másik planétáról sugárzás segítségével. Azt gondolta, hogy ilyen spórák valószínûleg más bolygókra is eljutottak, és elterjesztették az életet az egész univerzumban.

Dr. Svante Arrhenius munkájáért 1903-ban nyerte el a Nobel-díjat. Dr. Alyea kedvenc Arrhenius-története az 1926-os Nobel-díj vacsoráról szól, amelyen Dr. Arrhenius mint a Nobel Intézet igazgatója volt jelen. Dr. Arrhenius elfoglalta a díszhelyet, hogy üdvözölje a vendégeket, és amikor néhány szót szólt egy-egy jelenlevõ híres emberrõl, azokhoz illõ alkoholos itallal mondott pohárköszöntõt. (Mivel az Egyesült Államokban szesztilalom volt, Dr. Arrhenius az amerikaiakat vízzel köszöntötte!) A tószt-sorozat végén az elõkelõ vendégek között egyedül Dr. Arrhenius látszott józannak.

A gondolatébresztõ visszaemlékezés végén Dr. Huber Alyea a tanárokat jellemezte. Jó tanár az, aki megmagyaráz egy fogalmat; jobb tanár az, aki kérdéseket tesz fel a fogalomról; a legjobb tanár az, aki bemutatja a fogalmat, majd kérdéseket vár a tanulóktól. Dr. Alyea szép példát mutatott minden tanár számára, és biztosan a legjobb tanárok közé tartozott.

Arrhenius 1859. február 19-én Svédországban, Wijkben született. Csodagyerek volt, hároméves korában magától megtanult olvasni és a fõiskolát mint az évfolyam legfiatalabb és legokosabb tagja fejezte be.

Az Uppsalai Egyetemen, E. Edluld alatt folytatva tanulmányait, az oldatokon áthaladó elektromosság tulajdonságait vizsgálta. Mint doktorandusz, ismerte Faraday "ion"-jait és úgy gondolta, hogy a vezetõképességi kutatás során felvetõdött rejtélyek akkor oldhatók meg a legjobban, ha feltételezi, hogy a molekulák képesek elektromosan töltött részecskékre, "ionokra" felbomlani. 1884-ben Ph.D dolgozatában mutatta be "ionelmélet"-ét, ami vizsgáztatóinak ízléséhez mérve kissé túl forradalminak bizonyult. Éppen csak átcsúszott, egy négyes, "nem érdemtelen" osztályzattal. (A dolgozatról, annak elutasításáról, végül elfogadásáról lásd ennek a közleménynek "Arrhenius disszertációja" címû következõ fejezetét).

Arrhenius késôbb Ostwalddal és van't Hoff-fal dolgozott. Ebben az idõben, miután megérttette az ionelméletet a kortárs kémikusokkal, nõtt megbecsülése. Késõbb, 1890-ben, midõn felfedezték az elektromosan töltött szubatomos részecskéket, Arrhenius ionelmélete egyszerre jelentõssé vált, és 1903-ban meghozta számára a Nobel-díjat.

Az ionelmélet kiterjesztéseként Arrhenius definíciót ajánlott a savakra és bázisokra. Úgy vélte, hogy a savak olyan anyagok, amelyek oldatban hidrogénionokat termelnek, és bázisok azok, amelyekbõl oldatban hidroxidionok keletkeznek. Érdekes, hogy sem Bronsted, sem Lewis nem kapott Nobel-díjat a savak és bázisok elméletének továbbfejlesztéséért és ezen anyagok definiciójának kiterjesztéséért. Megjegyezzük, hogy Arrhenius soha nem fogadta el a savak és bázisok Bronsted-, vagy Lewis-féle definícióját.

Arrheniust foglalkoztatta a reakciósebesség hõmérsékletfüggése és 1889-ben bevezette az aktiválási energia fogalmát mint a vegyületek reakciójához szükséges kritikus energiát. Rámutatott arra is, hogy létezik az "üvegházhatás", azaz az atmoszféra szén-dioxid koncentrációjának kis változásai jelentõsen megváltoztathatják egy bolygó átlagos hõmérsékletét.

1908-ban Arrhenius olyan új elképzeléssel állt elõ, amelynek ugyan nem volt nagy sikere, de mind a kutatók, mind a tudományos fantasztikus írások olvasói számára érdekes maradt. Azt vetette fel, hogy az élet olyan spórákból keletkezhetett, amelyek élõ világok atmoszférájából repültek ki és amelyeket a sugárnyomás hajtott az ûrön át, amíg egy barátságos, de még sterilis világba nem értek.

1927 októben 2-án Stockholmban halt meg.

Egy pillantás a múltba elárulja, hogy ennek a fiatal kémikusnak nagy megfigyelései és forradalmi magyarázatai voltak, de sem a logika, sem a tények nem voltak képesek megváltoztatni a hivatalos kémikusok gondolkodásmódját. Végül állhatatossága és modellje mégis érvényesült. Elismerte õt a szakmai társadalom és a Nobel-díj bizottság. Ez az a történet, amelyet el kell mondani az egyetemi hallgatóknak.

24 éves korában Arrhenius sok elektrolit vezetõképességét meghatározta és kidolgozta disszertációjának téziseit. Az adatok ilyenformán lehettek elrendezve:
 

Ezeket az adatokat nézve Arrhenius a következõket állította:

• Egy elektrolit ellenállása nõ, ha a hígítás kétszeres lesz.
• Igen híg oldatban a vezetõképesség közel arányos a koncentrációval.
• Az oldat vezetõképessége megegyezik a só és az oldószer vezetõképességének összegével.
• Ha ezek a szabályok nem figyelhetõk meg, kémiai reakciónak kell lejátszódnia az anyagok között, ezek közé értve az oldószert is.
• Az elektromos ellenállás nô a viszkozitás növekedésével, az ion bonyolultságával és az oldószer-molekula tömegével. (Tévedés)

A disszociáció fogalma egyébként nem született pillanatszerûen. Fokozatosan alakult ki, amikor Arrheniusnak volt ideje arra, hogy kémikusokkal beszélgessen. Az Uppsalai Egyetem bíráló bizottsága igen vonakodott, hogy doktori fokozatot adjon Arrheniusnak, végül négyes (éppenhogy elfogadható) minõsítést adott a disszertációra. Az ellenszenv riasztotta el Arrheniust attól, hogy professzori állásra vágyakozzon.

Arrhenius Stockholmban, a Mûszaki Fõiskolán vállalt kémikusi állást. Innen küldte szét kutatási eredményeIt Európa számos laboratóriumába. Az idõsebb kémikusok mereven elutasították téziseit. Szilárdan meg voltak arról gyõzõdve, hogy a molekula nem tud szétesni és elektromos töltéseket szállítani. Õk, csakúgy mint a doktori bizottság, nem tudták elképzelni, hogy a nátrium, egy olyan fém, amelyik hevesen reagál a vízzel, és a klór, amely egy mérgezõ gáz, független részekként létezzenek egymás mellett, miután a nátrium-klorid vízben feloldódott.

Modelljének értelmezését Arrhenius 1887 körül alakította ki például olyan nyelvi megállapításokból, hogy "extrém híg oldatokban minden elektrolit minden valószínûség szerint teljesen disszociálva van". A gyenge és erõs savak fogalmát ionjaik koncentrációjával (ma úgy mondanók, százalékos disszociációval) tudta megmagyarázni.

Szerencsére néhány fiatal, a fizikai kémia új területén dolgozó kémikust megfogott Arrhenius ionelmélete és érvelése. Amikor fiatal kémikusok kezdték eredményeiket az ionok és a disszociáció fogalmát használva értelmezni, Arrhenius modelljét fokozatosan elfogadták. Vegyük például Van't Hoffot, aki meg tudta magyarázni, miért nagyobb az elektrolitok ozmózisnyomása a vártnál.

A tények egyre inkább támogatták azt az elképzelést, hogy az ionos és kovalens kötésû poláros anyagok a vízben disszociálnak. Bizonyos anyagok jobban, mások kevésbé. Ezek a megállapítások megmagyarázzák a hasonló koncentrációjú savak kolligatív tulajdonságait és pH-beli különbségeit.

Bronsted, Lowry, Lewis és mások általánosabb modellt adtak meg a nemvizes oldószerekben oldott savak és bázisok esetére. Fel kell készülnünk tehát a disszociáció egy következõ modelljének elfogadására.

Asimov, Issac, Asimov of Chemistry, Anchor Books, Garden City, NY, p103. (A forrásban jó arckép és életrajz van.)

Sanders H.A.M., "Arrhenius, Svante August", Charles C. Gillispie, editor, Dictionary of Scientific Biography, Volume 1, Charles Scribner's Sons, New York, New York, 296-302. o. (Hét remek oldal Arrheniusról, valamint disszertációs és ionelméleti felfedezéseinek leírása.)

Jaffe, Bernard, Crucibles: The Story of Chemistry, Simon and Schuster, Inc., New York, 1930, 219-241. o. (A legjobb 22 oldal Arrhenius személyiségének emberi oldaláról és forradalmi gondolatának elfogadása körüli személyes konfliktusokról.)

Kendall, James, Great Discoveries by Young Chemists, Thomas Crowell Co., New York, 1935, 124-138. o. (Az V. fejezet az oldatok kémiájával foglalkozik, bemutatva Van't Hoff, Ostwald és mások támogató kapcsolatát.)

Shakhashiri, Bassam, Demonstrations in Chemistry, Volume 3, University of Wisconsin, 1989, 3-26. o. (A sav-bázis fogalom kialakulásának keretében Arrhenius vezetõképességi adatait mai mûszerekkel reprodukálták. A 8. oldali adattáblázat 12 vegyület vezetõképességét tartalmazza. A 8.21 demonstrációból megtudható, hogyan készíthetõ párhuzamos összehasonlításra két sorozat elektródot tartalmazó, körte típusú vezetõképesség-mérô.)