Первый нобелевский лауреат по химии. Первый нобелевский лауреат по химии Химический институт им якоба вант гоффа

Нидерландский химик Якоб Хендрик Вант-Гофф родился в Роттердаме, в семье Алиды Якобы (Колф) Вант-Гофф и Якоба Хендрика Вант-Гоффа, врача и знатока Шекспира. Он был третьим по счету ребенком из семи родившихся у них детей. Свои первые химические опыты В.-Г., ученик роттердамской городской средней школы, которую он окончил в 1869 г., ставил дома. Он мечтал о карьере химика. Однако родители, считая научно-исследовательскую работу неперспективной, уговорили сына начать изучать инженерное дело в Политехнической школе в Дельфте. В ней В.-Г. за два года прошел трехлетнюю программу обучения и лучше всех сдал выпускной экзамен. Там же он увлекся философией, поэзией (особенно произведениями Джорджа Байрона) и математикой, интерес к которым пронес через всю жизнь.

Проработав недолгое время на сахарном заводе, В.-Г. в 1871 г. стал студентом естественно-математического факультета Лейденского университета. Однако уже на следующий год он перешел в Боннский университет, чтобы изучать химию под руководством Фридриха Августа Кекуле. Два года спустя будущий ученый продолжил свои занятия в Парижском университете, где и завершил работу над диссертацией. Вернувшись в Нидерланды, он представил ее к защите в Утрехтском университете.

Еще в самом начале XIX в. французский физик Жан Батист Био заметил, что кристаллические формы некоторых химических веществ могут изменять направление проходящих через них лучей поляризованного света. Научные наблюдения показали также, что некоторые молекулы (их назвали оптическими изомерами) вращают плоскость света в направлении, противоположном тому, в котором его вращают другие молекулы, хотя и первые, и вторые представляют собой молекулы одного типа и состоят из одинакового числа атомов. Наблюдая этот феномен в 1848 г., Луи Пастер выдвинул гипотезу, что такие молекулы являются зеркальным отображением друг друга и что атомы таких соединений расположены в трех измерениях.

В 1874 г., за несколько месяцев до защиты диссертации, В.-Г. опубликовал статью на 11 страницах под названием «Предложение применять в пространстве современные структурно-химические формулы вместе с примечанием об отношении между оптической вращательной способностью и химической конструкцией органических соединений» ("An Attempt to Extend to Space the Present Structural Chemical Formulae. With an Observation on the Relation Between Optical Activity and the Chemical Constituents of Organic Compounds").

В этой статье он предложил альтернативный вариант двухмерных моделей, которые в то время использовались для изображения структур химических соединений. В.-Г. предположил, что оптическая активность органических соединений связана с асимметрической молекулярной структурой, причем атом углерода находится в центре тетраэдра, а в четырех его углах располагаются атомы или группы атомов, отличающиеся друг от друга. Таким образом, взаимообмен расположенных в углах тетраэдра атомов или групп атомов может приводить к появлению молекул, идентичных по химическому составу, но являющихся зеркальным отображением друг друга по структуре. Этим и объясняются различия в оптических свойствах.

Двумя месяцами позже во Франции к подобным же выводам пришел работавший над этой проблемой независимо от В.-Г. его товарищ по Парижскому университету Жозеф Ашиль Ле Бель. Распространив концепцию тетраэдрального асимметрического атома углерода на соединения, содержащие углерод-углеродные двойные связи (общие края) и тройные связи (общие грани), В.-Г. утверждал, что эти геометрические изомеры обобществляют края и грани тетраэдра. Поскольку теория Вант-Гоффа – Ле Беля была чрезвычайно противоречивой, В.-Г. не решился представить ее в качестве докторской диссертации. Вместо этого он написал диссертацию о цианоуксусной и малоновой кислотах и в 1874 г. получил докторскую степень по химии.

Соображения В.-Г. об асимметрических атомах углерода были опубликованы в нидерландском журнале и не произвели большого впечатления до тех пор, пока двумя годами позднее его статья не была переведена на французский и немецкий языки. Сначала теория Вант-Гоффа – Ле Беля была высмеяна известными химиками, такими, как А.В. Герман Кольбе, который назвал ее «фантастической чепухой, напрочь лишенной какого бы то ни было фактического основания и совершенно непонятной серьезному исследователю». Однако со временем она легла в основу современной стереохимии – области химии, изучающей пространственное строение молекул.

Становление научной карьеры В.-Г. шло медленно. Вначале ему приходилось давать по объявлениям частные уроки химии и физики, и только в 1976 г. он получил должность лектора физики в Королевской ветеринарной школе в Утрехте. В следующем году он становится лектором (а позднее профессором) теоретической и физической химии Амстердамского университета. Здесь в течение последующих 18 лет он каждую неделю читал по пять лекций по органической химии и по одной лекции по минералогии, кристаллографии, геологии и палеонтологии, а также руководил химической лабораторией.

В отличие от большинства химиков своего времени В.-Г. имел основательную математическую подготовку. Она пригодилась ученому, когда он взялся за сложную задачу изучения скорости реакций и условий, влияющих на химическое равновесие. В результате проделанной работы В.-Г. в зависимости от числа участвующих в реакции молекул классифицировал химические реакции как мономолекулярные, бимолекулярные и многомолекулярные, а также определил порядок химической реакции для многих соединений.

После наступления химического равновесия в системе с одинаковой скоростью протекают и прямые, и обратные реакции без каких бы то ни было конечных превращений. Если в такой системе увеличивается давление (меняются условия или концентрация ее компонентов), точка равновесия сдвигается таким образом, чтобы давление уменьшилось. Этот принцип был сформулирован в 1884 г. французским химиком Анри Луи Ле Шателье. В том же году В.-Г. применил принципы термодинамики при формулировании принципа подвижного равновесия, возникающего в результате изменения температуры. Тогда же он ввел общепринятое сегодня обозначение обратимости реакции двумя стрелками, направленными в противоположные стороны. Результаты своих исследований В.-Г. изложил в «Очерках по химической динамике» ("Etudes de dynamique chimique"), опубликованных в 1884 г.

В 1811 г. итальянский физик Амедео Авогадро установил, что в равных объемах любых газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. В.-Г. пришел к заключению, что этот закон справедлив и для разбавленных растворов. Сделанное им открытие было очень важным, поскольку все химические реакции и реакции обмена внутри живых существ происходят в растворах. Ученый также экспериментально установил, что осмотическое давление, представляющее собой меру стремления двух различных растворов по обе стороны мембраны к выравниванию концентрации, в слабых растворах зависит от концентрации и температуры и, следовательно, подчиняется газовым законам термодинамики. Проведенные В.-Г. исследования разбавленных растворов явились обоснованием теории электролитической диссоциации Сванте Аррениуса. Впоследствии Аррениус переехал в Амстердам и работал вместе с В.-Г.

В 1887 г. В.-Г. и Вильгельм Оствальд приняли активное участие в создании «Журнала физической химии» ("Zeitschrift fur Physikalische Chemie"). Оствальд незадолго до этого занял вакантное место профессора химии Лейпцигского университета. В.-Г. тоже предлагали эту должность, но он отклонил предложение, так как Амстердамский университет заявил о своей готовности построить ученому новую химическую лабораторию. Однако, когда В.-Г. стало очевидно, что осуществляемая им в Амстердаме педагогическая работа, а также исполнение административных обязанностей мешают его исследовательской деятельности, он принял предложение Берлинского университета занять место профессора экспериментальной физики. Было оговорено, что здесь он будет читать лекции только раз в неделю и в его распоряжение будет отдана полностью оборудованная лаборатория. Это произошло в 1896 г.

Работая в Берлине, В.-Г. занялся применением физической химии для решения геологических проблем, в частности при анализе океанических соляных отложений в Стасфурте. До первой мировой войны эти отложения почти полностью обеспечивали углекислым калием производство керамики, моющих средств, стекла, мыла и особенно удобрений. В.-Г. начал также заниматься проблемами биохимии, в частности изучением ферментов, которые служат катализаторами химических изменений, необходимых для живых организмов.

В 1901 г. В.-Г. стал первым лауреатом Нобелевской премии по химии, которая была ему присуждена «в знак признания огромной важности открытия им законов химической динамики и осмотического давления в растворах». Представляя В.-Г. от имени Шведской королевской академии наук, С.Т. Однер назвал ученого основателем стереохимии и одним из создателей учения о химической динамике, а также подчеркнул, что исследования В.-Г. «внесли значительный вклад в замечательные достижения физической химии».

В 1878 г. В.-Г. женился на дочери роттердамского купца Иоганне Франсине Меес. У них было две дочери и два сына.

Через всю свою жизнь В.-Г. пронес живой интерес к философии, природе, поэзии. Он умер от туберкулеза легких 1 марта 1911 г. в Германии, в Стеглице (теперь это часть Берлина).

Помимо Нобелевской премии, В.-Г. был награжден медалью Дэви Лондонского королевского общества (1893) и медалью Гельмгольца Прусской академии наук (1911). Он был членом Нидерландской королевской и Прусской академий наук, Британского и Американского химических обществ, американской Национальной академии наук и Французской академии наук. В.-Г. были присвоены почетные степени Чикагского, Гарвардского и Йельского университетов.

Химик Якоб Хендрик Вант-Гофф был из числа тех ученых, для которых наука была настоящей страстью и смыслом жизни. Еще в раннем детстве ощутив свое истинное призвание, он не отступался от намеченного пути ни на шаг, без устали работая, совершенствуя себя и как ученый, и как личность. Вершиной признания его трудов на научном поприще стало получение Нобелевской премии, а также заслуженное почитание в научном мире.

Вант-Гофф считается одной из самых значительных фигур, повлиявших на развитие и становление химии как науки.

Юные годы Вант-Гоффа

Вант-Гофф родился в почитаемой и интеллигентной голландской семье, в которой, однако, его намерения стать ученым не слишком приветствовались. Родным городом будущего химика стал Роттердам, в котором 30 августа 1852 года он родился. Семья была большой. Якоб был третьим ребенком, после него родилось еще четверо. Отец Якоба был довольно успешным практикующим врачом, при этом имел очень интересное увлечение - слыл тонким ценителем и знатоком творчества Шекспира. Поэтому в доме традиционно любили литературу, эту любовь впитал в себя и подрастающий Якоб. Очень большое влияние на него, в частности, оказало творчество Байрона.

Первым учебным заведением Якоба стала городская средняя школа в Роттердаме. Учителя сразу заметили незаурядные способности Якоба к освоению точных наук, а также страстную любовь к поэзии.

Родители, также видя одаренность сына, мечтали о его блестящей карьере как инженера. Когда Якоб начал проявлять заинтересованность химическими опытами и наметил для себя будущее ученого, его родные отнеслись к такому рвению довольно прохладно, считая научную карьеру не слишком перспективной. Поэтому, вопреки желанию сына, родители настояли на его поступлении в Политехническую школу, расположенную в Дельфте.

Талантливому юноше надо отдать должное, ведь не питая особого пристрастия к освоению инженерной профессии, он смог стать лучшим выпускником школы на курсе. Это позволило Якобу в 1871 году поступить в престижный Лейденский университет, не сдавая вступительных экзаменов. Но, проучившись здесь на естественно-математическом факультете, Якоб понял, что изучение математики - не его путь. Поэтому по прошествии всего одного года обучения Вант-Гофф принимает решение перевестись в университет в Бонне, чтобы изучать столь любимую им химию. Руководителем молодого студента стал талантливый и уже сделавший себе имя ученый Фридрих Кекуле.

Начало научной карьеры

Два года, проведенные в Бонне в научных изысканиях под руководством Кекуле, принесли молодому химику Якобу Вант-Гоффу первое значительное достижение - им была открыта пропионовая кислота, которую сейчас используют для производства некоторых лекарственных препаратов и гербицидов. Видя в Вант-Гоффе перспективного ученого, Кекуле советует ему продолжить свою научную деятельность уже в Париже, под началом профессора Шарля Адольфа Вюрца, известного специалиста в области органического синтеза.

Результатом работы в Париже стало написание докторской диссертации, которую Вант-Гофф успешно защитил в университете города Утрехта, став в возрасте 22-х лет доктором наук.

Большой резонанс в научном мире того времени произвела написанная Вант-Гоффом статья, в которой он объяснял открытое еще в начале 19 века явление изменения направленности движения светового луча при прохождении через некоторые химические вещества, имеющие форму кристаллов. По мнению Вант-Гоффа, такое изменение потока света в молекуле вызвано появлением особых изомеров, которые являются зеркальными по отношению друг к другу. Как это часто случается в научном мире, почти одновременно с Вант-Гоффом такую теорию предложил и его коллега Ля Бель, при этом к одинаковым выводам оба ученых пришли, работая независимо друг от друга. Некоторым химикам такая теория показалась почти что смехотворной и оторванной от реальности, но, несмотря на это, в итоге именно она послужила одной из основ для новой науки стереохимии, областью изучения которой является пространственное строение молекул.

Преподавательская деятельность и дальнейшая научная работа

Несмотря на очень незаурядные способности и нестандартный подход к исследованиям, карьера Вант-Гоффа как ученого-химика развивалась не слишком стремительно. Некоторое время основным источником его дохода были частные уроки физики и химии, что никак не способствовало процветанию Вант-Гоффа как серьезного научного деятеля. Позже, в том же Утрехте, он получает приглашение на должность преподавателя физики в школе, а по истечении года он занимает место лектора в университете Амстердама, немного позже становится в нем профессором. Работе здесь он посвятил много лет своей жизни, регулярно читая лекции и проводя исследования.

Надо сказать, что успеху и достижениям Вант-Гоффа очень поспособствовали его основательные профессиональные знания в области математики, которыми располагал далеко не каждый химик. Это позволяло ученому с новой стороны подходить к решению многих задач, в итоге достигнув столь значительных высот в научной деятельности. Присужденная ему в 1901 году Нобелевская премия была результатом признания неоценимой важности его работы в 80-х годах 19 века в области химической динамики, на тему которой Вант-Гофф создал один из самых знаменитых своих трудов «Очерки по химической динамике».

В конце 80-х годов Вант-Гофф стал одним из основателей «Журнала физической химии». В это время уже известный ученый был желаемой кандидатурой на профессорские посты в разных университетах, в частности, он получал предложение стать профессором процветающего университета Лейпцига.

Однако Вант-Гофф не спешил с решением, поскольку руководство университета в Амстердаме в то время планировало строительство новой химической лаборатории. Однако вскоре ученый решает все-таки принять одно из предложений, в итоге переехав в Берлин, на работу в престижный и известный университет столицы Германии. Здесь Вант-Гофф получил в полное распоряжение отличное лабораторное оборудование и смог беспрепятственно и всецело отдаться любимой работе.

Областью научных исследований именитого голландца в это время была физическая химия, занимался он также и работой по изучению ферментов. Результаты всех его трудов сильно повлияли на становление химии как науки, а полученная Нобелевская премия была первой, врученной химику.

Семья

Еще в 1878 году Вант-Гофф женился на Иоганне Франсине Меес, которая так же, как и он, была родом из Роттердама. У них родилось четверо детей - два сына и две дочери.

Последние годы

Всю оставшуюся жизнь ученый провел, живя и работая в Германии. Он был членом многих научных организаций и имел почетные степени не только в европейских, но и в американских университетах. Помимо научной деятельности, которой была посвящена вся его жизнь, Якоб Вант-Гофф никогда не переставал восхищаться искусством, в частности, столь горячо им любимой поэзией. Также очень любил философию, обожал проводить время на природе.

ричиной смерти ученого стал туберкулез, на то время одно из очень распространенных и опаснейших заболеваний. Скончался великий ученый 1 марта 1911 года в германском Стеглице (сегодня - один из районов Берлина).

Для нас важна актуальность и достоверность информации. Если вы обнаружили ошибку или неточность, пожалуйста, сообщите нам. Выделите ошибку и нажмите сочетание клавиш Ctrl+Enter .

Биография

Ранние годы

Якоб Хендрик Вант-Гофф родился 30 августа 1852 г. в Роттердаме . Его семья принадлежала к старинному нидерландскому роду. Отец Якоба, Якоб Хендрик Вант-Гофф старший, был врачом, а мать, Алида Якоба Кольф , - домохозяйкой. Он был третьим ребёнком в семье и имел четырёх братьев и двух сестер .

В возрасте восьми лет Якоб пошел в частную школу, расположенную вблизи Роттердама . Это была школа с широкой программой. В ней преподавали естественные и гуманитарные науки, иностранные языки, рисование и пение. Уже здесь начали проявляться выдающиеся способности будущего учёного. Наибольших успехов он добился в области математики и физики .

В 1867 году, в возрасте пятнадцати лет, Вант-Гофф успешно прошел вступительные испытания и поступил в четвёртый класс пятиклассной высшей городской школы. В этой школе основное внимание уделялось изучению естественных наук и математики. Именно здесь будущий учёный увлекся химией и начал проводить свои первые эксперименты .

В 1869 году, после окончания школы, Якоб отправился в Делфт , где поступил в Политехническую школу, желая получить диплом химика-технолога. Больше всего времени Вант-Гофф уделял химии и математике. Он усердно занимался учёбой, что позволило ему закончить школу за два года вместо трёх.

Во время первых студенческих каникул Вант-Гофф отправляется на практику. Она проходила на сахарном заводе в Северном Брабанте . Во время практики начинающий ученый занимался определением концентрации сахара с помощью поляриметра. Эту работу он находил бездумной и однообразной. но именно однообразие и рутина технологических операций пробудили в нём желание более глубоко понимать химические процессы .

Студенческие годы

В октябре 1871 г. Вант-Гофф становится студентом Лейденского университета . Он, как и всегда усердно занимается, увлекается поэзией и философией. У него даже появляется мысль целиком посвятить себя поэзии. Но его первые опыты в этом направлении оказываются неудачными, и он вновь возвращается на путь химика-исследователя .

Вскоре Вант-Гофф понимает, что для серьезного изучения современной химической науки ему следует перейти в другой университет. Он переезжает в Бонн и начинает работу в Боннском университете , где в то время профессором химии был Фридрих Август Кекуле .

После зачисления Вант-Гофф немедленно приступил к экспериментальным исследованиям. Кекуле сразу обращает внимание на выдающееся трудолюбие Вант-Гоффа, Однако вскоре между профессором и практикантов возникает конфликт вызванный желанием Кекуле использовать знания и способности Вант-Гоффа для выполнения собственных исследований. В одном из своих писем к родителям Вант-Гофф писал:

«Маленький спор с профессором Кекуле: у него возникли новые идеи о камфоре и терпентине , и он хочет использовать нескольких лаборантов для обработки их, то есть он хочет нескольких внесших плату лаборантов превратить в неоплачиваемых частных ассистентов. Я этого предложения не принял и был вынужден искать собственную тему для разработки, и теперь, когда я занят этой темой, профессор Кекуле ко мне относится не так, как прежде, и продолжает привлекать новых ассистентов» .

В итоге Вант-Гофф решил покинуть лабораторию Кекуле . Но для успешного продолжения работы ему было необходимо получить от профессора удостоверение об успешности своей экспериментальной работы. Однако, дело закончилось благополучно. После долгих исследований Ванг-Гофф представил свои результаты профессору. К удивлению, молодого ученого, профессор после недолгого диалога сказал: «Удостоверение вы получите и очень хорошее». Действительно 17 июня 1873 г. Вант-Гофф получил от Кекуле свое удостоверение. Кроме того, профессор посоветовал молодому ученому продолжить свои исследования в каком-нибудь другом университете. Прежде чем последовать совету Вант-Гофф отправился в Утрехт , где 22 декабря 1873 г. успешно сдал докторский экзамен, дающий ему права добиваться докторской степени .

В январе 1874 г. Вант-Гофф отправился в Париж для продолжения своих исследований в области органической химии в лаборатории Шарля Адольфа Вюрца . В этой лаборатории Вант-Гофф знакомится с А. Р. Геннингером и Ж. А. Ле-Белем , которые впоследствии стали его близкими друзьями. Однако уже в конце октября 1874 г. Вант-Гофф, получив соответствующее удостоверение от Вюрца , возвращается в Утрехт . Здесь он в течение нескольких месяцев заканчивает студенческое образование и 22 декабря 1874 г., защищает докторскую диссертацию, посвященную синтезу цианоуксусной и малоновой кислот.

Начало научной деятельности

Незадолго до защиты докторской диссертации, в сентябре 1874 г., публикует на голландском языке небольшую брошюру под длинным названием «Предложение изображать применяемые в настоящее время структурные формулы в пространстве и связанное с этим замечание о соотношении между· оптической вращательной способностью и химической конституцией органических соединений». Позднее, в конце 1875 г., эта брошюра вышла в переводе на немецком языке, в переводе ассистента И. Висцелиуса Ф. Германа .

Занимаясь подготовкой переиздания статьи на французском языке, Вант-Гофф был озабочен поисками работы. В этом отношении ему долго не везло, и он был вынужден давать частные уроки. Лишь в марте 1876 г. ему удалось получить должность доцента химии Ветеринарной школы в Утрехте .

После выхода немецкого издания брошюры Вант-Гоффа, с ней смогли ознакомится многие ученые. Однако Взгляды Вант-Гоффа неожиданно подверглись резкой критике со стороны авторитетных химиков. Одними из наиболее весомых противников идей Вант-Гоффа были М. Бертло и Г. Кольбе . Последний даже позволил себе довольно прямолинейно и грубо выражаться в сторону Вант-Гоффа. Однако уже к концу 70-х годов XIX века значительная часть химиков признала стереохимическую теорию. Многие эксперименты подтвердили её применимость на практике. Также впоследствии была точно установлена связь оптической вращательной способности молекул с присутствием в них асимметрического атома углерода .

Работа в Амстердамском университете (1877-1895)

Благодаря рекомендациям друзей 26 июня 1877 г. Вант-Гофф получает приглашения занять должность лектора Амстердамского университета . Уже через год, в возрасте 26 лет, он становится профессором химии, минералогии и геологии (а впоследствии и физической химии). Первые несколько лет Вант-Гофф посвятил организации и обустройству химической лаборатории. В период с 1878 по 1884 г. Он опубликовал лишь несколько статей, так как был поглощен преподавательской работой и устройством лаборатории

С переездом в Амстердам связано большое событие в личной жизни Вант-Гоффа. В 1878 г. он сделал предложение Йохане Францине Меес (дочери купца из Роттердама), которую давно любил. 27 декабря того же года состоялась их свадьба. У них родилось 2 дочери Йохана Францина (1880 год) и Алейда Якоба (1882 год) и 2 сына Якобс Хендрикус(1883 год) и Говерт Якоб (1889 год). Более 30 лет жена была его верным и любимым другом .

В 1881 году вышла книга Вант-Гоффа «Воззрения по органической химии», работу над которой он начал ещё в Утрехте . В этой книге ученый попытался установить взаимную связь между строением веществ и их физическими и химическими свойствами. Однако эта попытка не имела особого успеха, и на сегодняшний день эта книга мало кому известна. Однако для самого Вант-Гоффа эта книга стала важной ступенью развития. При работе над этой книгой он пришел к проблеме химического сродства, к признанию значения химической термодинамики и к проблемам химического равновесия и скорости химических реакций. Можно считать что с этого момента Вант-Гофф начал заниматься физической химией .

В 1884 году выходит наиболее известная книга Вант-Гоффа «Очерки по химической динамике» . Появление этой книги ознаменовало рождение физической химии. Вант-Гофф впервые широко использовал принципы термодинамики и математические методы для анализа и объяснения наблюдаемых химических процессов. В весьма небольшой по объёму книге Вант-Гофф представил в концентрированной форме большой и весьма важный для понимания природы и механизма химических реакций материал. Несмотря на это появление этой книги по началу не вызвало не вызвало никакой реакции в химическом мире. Химики не просто не заметили появления этой книги, а некоторые её положения оказались для них малопонятными .

Через год, 14 октября 1885 г., Вант-Гофф представляет для публикации новую теоретическую работу «Химическое равновесие в системах газов и разбавленных растворов» , опубликованную в 1886 г.. Эта работа является продолжением и детализацией, получивших вполне самостоятельное значение, представлений, высказанных в общей форме в «Очерках по химической динамике». Вскоре после появления работы «Химическое равновесие в системах газов и разбавленных растворов» шведский ученый Сванте Аррениус выдвинул свою знаменитую теорию электролитической диссоциации. Появление этой теории самым непосредственным образом связано с работой Вант-Гоффа .

После опубликования работ по химической динамике и равновесию имя Вант-Гоффа получило широкую известность в ученом мире. В то же время он по-прежнему тратил много времени на преподавание в Амстердамском университете. Помимо лекций он руководил исследованиями в созданной им лаборатории, куда со временем потянулось большое число практикантов и ученых, чтобы работать под руководством знаменитого ученого .

В период с 1888 по 1895 г. Вант-Гофф в основном занимается развитием ранее высказанных идей, в основном в области теории растворов. В то же время он опубликовал несколько статей по стереохимии и термодинамике. Большой интерес вызывает работа «О твердых растворах и об определении молекулярного веса в твердом состоянии », в которой Вант-Гофф пытается показать, что закономерности, полученные им для жидких растворов, могут быть в некоторых случаях применены и к твердым смесям. Этой статьей Вант-Гофф положил начало теории твердых растворов, которую он разрабатывал в дальнейшем .

Работа в Берлинском университете

К середине 1890-х годов преподавательские обязанности начинают тяготить Вант-Гоффа, Желая обеспечить себе комфортные условия для проведения исследований, в 1895 г. он принимает весьма почетное предложение Бернинской академии наук и Берлинского университета перейти на должность профессора университета, не обязанного читать курсы лекций. 30 января 1896 г. Вант-Гофф был избран действительным членом Прусской академии наук .

В марте 1896 г. Вант-Гофф переезжает в Берлин , где он сразу же приступает к исследованиям в новой области - к изучению условий образования природных залежей солей океанического происхождения. В первую очередь ученого интересовали причины и механизмы образования известных Стассфуртских месторождений солей , расположенных около города Магдебург . Данная работа представляет собой смелую попытку использовать законы физической химии для объяснения геохимических процессов. Развитие этой темы позволило осветить экспериментально и теоретически одну из важнейших областей геологии .

Обширные исследования по выяснению условий образования отложений солей Стассфуртского месторождения Вант-Гофф вел в сотрудничестве со своим учеником и другом Вильгельмом Мейергоффером родившимся в России , талантливым и вполне самостоятельным ученым, ранее занимавшимся солевыми равновесиями, отличавшимся оригинальностью и в теоретических воззрениях .

Последние годы жизни. Смерть

В 1896 г. Мейергоффер вместе с Вант-Гоффом основал небольшую частную лабораторию в Берлине, где и была выполнена основная исследований, посвященных Стассфуртским месторождениям. Работы продолжались около 10 лет и полученные результаты публиковались в докладах Прусской академии наук . Всего появилось 52 сообщения. Исследования условий образования океанических отложений солей и полученные результаты приобрели большое значение в геологии и минералогии, а также и в химии. Они стали исходными для более широких исследований, ведущихся в этом направлении до настоящего времени .

В 1901 г. Вант-Гофф первым из химиков получил Нобелевскую премию «в признание огромной важности открытия законов химической динамики и осмотического давления в растворах».

Совместная работа Вант-Гоффа и Мейергоффера, продолжавшаяся в течение десяти лет, была исключительно плодотворной. Но в 1905 г. она внезапно прервалась из за серьезной болезни Мейергоффера. 21 апреля 1906 г. Мейергоффер скончался. Вант-Гофф тяжело пережил смерть своего друга и сотрудника. К этому моменту он сам начал чувствовать недомогание: появились признаки тяжелого легочного заболевания - туберкулеза .

Вант-Гофф не хотел сдаваться. Он искал новую область для проведения широких систематических исследований. В конце 1905 г. он принял решение посветить себя изучению синтетического действия энзимов . Имея большой опыт в исследованиях стереохимии и осмотическому давлению ученый хотел теперь заняться решением вопросов биохимии .

Однако прогрессировавшая болезнь воспрепятствовала его намерениям. Запланированные исследования пришлось прервать. Последние годы его жизни были омрачены потерей нескольких близких ему людей - родственников и коллег .

15 декабря 1910 г. Вант-Гофф окончательно слег. Его попытки через несколько недель снова взяться за работу оказались тщетными. 1 марта 1911 г. он умер .

Научная деятельность

Стереохимия

Вант-Гофф является одним из основателей стереохимии . Его брошюра «Предложение изображать применяемые в настоящее время структурные формулы в пространстве и связанное с этим замечание о соотношении между оптической вращательной способностью и химической конституцией органических соединений» , опубликованная в 1874 году на голландским языке и впоследствии переведенная на немецкий и французский языки , подверглась жесткой критике со стороны прославленных химиков того времени. Однако со временем идеи, которые Вант-Гофф изложил в этой брошюре, получили широкое распространение .

Вант-Гофф предложил представлять четырёхвалентный атом углерода в виде тетраэдров . На основании этой идеи ученый предположил, что появление оптической вращательной способности молекул может быть связанно с присутствием в них асимметрического атома углерода (атома углерода связанного с четырьмя разными заместителями) . Эта предположение является наиболее важной идеей стереохимической теории. Впоследствии было проведено множество экспериментов подтверждающих эту идею .

Физическая химия

Химическая динамика и кинетика

В 1884 году Вант-Гофф выпускает свою книгу «Очерки по химической динамике» . Появление этой книги знаменует рождение физической химии как таковой. Вант-Гофф, по существу, впервые широко использовал здесь при трактовке химических процессов принципы термодинамики и математические методы. Приступая к работе над книгой, Вант-Гофф понимал, что ему придется на основе отдельных, разрозненных и немногочисленных фактов, установленных его предшественниками, дать принципиальную схему количественного описания химического процесса .

В этой работе Вант-Гофф формулирует понятие «молекулярное превращение» и, базируясь на молекулярно-кинетических представлениях, дает классификацию таких превращений по числу молекул , принимающих участие в реакции . Он вводит понятия константы скорости реакции , моно-, ди- и тримолекулярных реакцией и формулирует важное положение: «Ход химического превращения характеризуется исключительно числом молекул , при взаимодействии которых происходит превращение» .

Пользуясь конкретными примерами реакций, Вант-Гофф выявляет закономерности моно-, би- и многомолекулярных реакций и дает выражения для их скоростей в виде хорошо известной формулы :

D c / d t = k c n {\displaystyle dc/dt=kc^{n}}

где c {\displaystyle c} - концентрация реагентов , n {\displaystyle n} - число молекул участвующих в реакции ( n {\displaystyle n} = 1 - мономолекулярные, n {\displaystyle n} = 2 - бимолекулярные и т. д.), k {\displaystyle k} - константа скорости реакции .

Вант-Гофф рассматривает влияние формы и размеров реакционных сосудов на ход реакций, пути подбора подходящей среды, действие стенок сосудов. В частности, приведены результаты опытов о влиянии покрытий внутренних стенок аппаратуры (например, маслом). Также он дает обзор путей и методов определения числа молекул, принимающих участие в химическом превращении .

Вант-гофф рассматривает и влияние температуры на химическое превращение. В частности, на примере обратимой реакции N 2 O 4 ↽ − − ⇀ 2 NO 2 {\displaystyle {\ce {N2O4 <=> 2 NO2}}} он выводит известное уравнение связывающее температуру с константами скоростей прямой k ′ {\displaystyle k"} и обратной k ″ {\displaystyle k""} реакций:

D ln ⁡ k ′ / d T − d ln ⁡ k ″ / d T = q / 2 T 2 {\displaystyle d\ln k"/dT-d\ln k""/dT=q/2T^{2}}

где q {\displaystyle q} - число калорий , выделившихся при переходе единицы второго вещества в первое при постоянном объёме .

На основании полученных данных Вант-Гофф тщательно анализирует различные случаи химического равновесия . Вант-Гофф отмечает тесную связь между скоростями превращений и равновесием . Он рассматривает равновесие как результат двух противоположных реакций, протекающих с определёнными скоростями и приходит к ещё одной важной формуле:

D ln ⁡ k ′ / d T − d ln ⁡ k ″ / d T = d ln ⁡ K / d T = q / 2 T 2 {\displaystyle d\ln k"/dT-d\ln k""/dT=d\ln K/dT=q/2T^{2}}

где K = k ′ / k ″ {\displaystyle K=k"/k""} . Этим самым он связывает константу равновесия с константами скоростей прямой и обратной реакции .

Физическая химия разбавленных растворов.

В 1886 г. публикуется работа Вант-Гоффа под названием «Химическое равновесие в системах газов и разбавленных растворов» . Основной целью данной работы была попытка установить ангиологии в законах, описывающих поведение газообразных систем и растворов .

Вант-Гофф рассматривает связь осмотического давления с другими физико-химическими параметрами . Описав прибор Пфеффера и предложенный им способ изготовления полупроницаемых перегородок , Вант-Гофф высказал важную идею об обратимости изменения осмотического давления . Используя представления о полупроницаемых перегородках, оказалось возможным осуществить для растворов обратимые круговые процессы и тем самым установить аналогию между газами и растворами . Таким образом, стало вполне очевидным, что законы газового состояния применимы и к описанию осмотического давления в разбавленных растворах .

Вант-Гофф теоретически и экспериментально доказал применимость законов Бойля , Гей-Люссака и формулы Клапейрона к разбавленным растворам. Из этого Вант-Гофф заключил, что и принцип Авогадро вполне применим к разбавленным растворам, а изотонические растворы должны быть эквимолекулярными .

Для разбавленных растворов Вант-Гофф вычислил значение газовой постоянной R {\displaystyle R} в уравнении Клапейрона . Полученное им из измерений осмотического давления значение R {\displaystyle R} оказалось близким к значению, полученному для идеальных газов. Однако в некоторых случаях (растворы минеральных кислот и солей) значение газовой постоянной отличалось. В связи с этим Вант-Гофф переписал уравнение Клапейрона в виде:

P V = i R T {\displaystyle PV=iRT}

где P {\displaystyle P} - давление ; V {\displaystyle V} - объем ; T {\displaystyle T} - температура ; R {\displaystyle R} - газовая постоянная , имеющая такое же значение что и для газов; i {\displaystyle i} - поправочный коэффициент, близкий к единице и зависящий от природы вещества, к которому уравнение относится (Вант-Гофф назвал этот коэффициент - «коэффициент активности»).

Так же Вант-Гофф показал, что

I = 5.6 m Δ {\displaystyle i=5.6m\Delta }

где - молекулярная масса вещества ; Δ {\displaystyle \Delta } - величина, на которую присутствие вещества (1: 100) уменьшает давление водяного пара. Вант-Гофф предложил и другие способы определения коэффициента i {\displaystyle i} , например через криоскопические или эбулиоскопические константы. Таким образом Вант-Гофф предложил метод определения молекулярной массы вещества на основании физических свойств его раствора .

Солевые равновесия

Вместе со своим другом Вильгельмом Мейергоффером, Вант-Гофф вел обширные исследования по выяснению условий образования отложений солей Стассфуртского месторождения. Данные отложения имеют морское происхождение. Химический анализ Стассфуртских отложений показал, что их химический состав довольно сложен . Они в основном состоят из хлоридов , сульфатов и боратов натрия , калия , магния и кальция .

Вант-Гофф вместе с Мейергоффером установил, что главным фактором образования отложений солей является температура . В ряде случаев большую роль играет и время . Некоторые превращения, которые осуществлялись исследователями, требовали несколько месяцев. При этом влияние давления на кристаллизацию солей из многокомпонентных растворов оказалось незначительным .

В результате проведенных исследований было показано, что некоторые минералы не могли образоваться при температуре 25°С. Так, смеси кизерита ( MgSO 4 ⋅ H 2 O {\displaystyle {{\ce {MgSO4*H2O}}}} ) и сильвина ( KCl {\displaystyle {\ce {KCl}}} ) с примесью хлорида натрия , образующиеся из карналлита ( KCl ⋅ MgCl 2 ⋅ 6 H 2 O {\displaystyle {{\ce {KCl*MgCl2*6H2O}}}} ) и кизерита , могли выделиться лишь при значительно более высоких температурах . Несмотря на возникшие сомнения в возможности отложений солей при температурах выше 70 °С , путем сопоставлений состава минералов в отложениях было установлено, что их образование происходило в двух интервалах температур - при 25 °С и 83 °С .

В результате определений температур превращений в таких сложных смесях было получено несколько синтетических минералов , как содержащихся в Стассфуртских отложениях, так и не содержащихся в них.

Наиболее важные труды Вант-Гоффа

Награды и почётные звания

Память

В 1970 году в честь Якоба Хендрика Вант-Гоффа был назван кратер на Луне .

Один из синтетических минералов, полученных во время работы Вант-Гоффа с Мейергоффером на Стассфуртском солевом месторожденияи, был назван в честь великого ученого - вантгоффит (Vanthoffite, Na 5 Mg (SO 4) 4 {\displaystyle {{\ce {Na5Mg(SO4)4}}}} )

Первую Нобелевскую премию по химии получил в 1901 г. Якоб Генрих Вант-Гофф за открытие закона химической динамики и осмотического давления. Этой высокой наградой была отмечена важность молодой области науки – физической химии.

Уже в первых работах Вант-Гофф привел веские доказательства положения: только применение физических и математических методов может обеспечить процесс фундаментальных и прикладных исследованиях по химии. Вант-Гофф стал основателем стереохимии.

Уже в начальной школе учителя заметили у юного Вант-Гоффа любовь к музыке и поэзии. В дальнейшем он проявил замечательные способности к точным естественным наукам. По окончании школы в 1869 г. будущий ученый поступил в политехникум в Дельфте. В годы учения Вант-Гофф особенно заинтересовался дифференциальным и интегральным исчислениями, которые в то время привлекали пристальное внимание многих.

В политехникуме Дельфа Вант-Гофф по уровню знаний значительно превосходил сокурсников и потому в 1871 г. без вступительного экзамена был принят в Лейденский университет. Позже в этом университете Вант-Гофф выдержал кандидатский экзамен. Помимо интереса к математике в нем опять вспыхнула «старая любовь к химии», и Вант-Гофф продолжил свое химическое образование в наиболее известных тогда центрах этой науки – в лабораториях Кекуле в Бонне и Вюрца в Париже.

В декабре 1874 г. Вант-Гофф защитил докторскую диссертацию в университете Утрехта.

Вант-Гофф ввел в науку положения, позволившие с новых позиций рассматривать строение химических соединений. Взгляды Кекуле – автора теории строения бензола- нашли отражение в предложенной Вант-Гоффом модели: четыре валентности атома углерода направлены к вершинам тетраэдра, в центре которого находится этот атом. Используя такую модель, Вант-Гофф предположил за счет связи атомов или атомных групп с углеродом тетраэдр может быть несимметричным, и высказал представление об асимметричном атоме углерода. «В случае, когда четыре сродства атома углерода насыщены четырьмя различными одновалентными группами, можно получить два и только два различных тетраэдра, которые представляют собой зеркальное отражение один другого и мысленно никак не могут быть совмещены, т.е. мы имеем дело с двумя структурами в пространстве.

Замечательным достижением Вант-Гоффа явилось установление связи между наличием в соединении асимметрического атома углерода и оптической изомерии веществ.

Вант-Гофф также объяснил другой вид изомерии, которые Вислиценус назвал «геометрической изомерией». Такова, например, изомерия кислот фумаровой (транс-изомер) и малеиновой (цис-изомер). Их структурные формулы одинаковы, а свойства различны. Для объяснения этого явления Вант-Гофф вновь использовал тетраэдрическую модель атома углерода, связав тем самым пространственное строение и химические свойства веществ. Так было вновь доказано важное значение мысленных моделей в химии.

С 1877 по 189 гг. Вант-Гофф был профессором химии, минералогии и геологии в незадолго до того основанном Амстердамском Университете.

В 1884 г. Вант-Гофф в книге «Очерки по химической динамике» изложил свои взгляды по этому вопросу. Голландский физикохимик разработал учение о скорости реакций и тем самым создал основания химической кинетики. Он определял скорость реакции как закономерное, но далеко не всегда равномерное изменение концентрации реагирующих веществ в единицу времени. Ему удалось эту закономерностьсформулировать в общем математическом виде. Установление зависимости скорости реакции от числа взаимодействующих молекул, а также тесно связанные с этим новые представления Вант-Гоффа о природе химического равновесия существенно способствовали значительному прогрессу теоретической химии.

При этом было выяснено, что химическое равновесие, рассматриваемое Вант-Гоффом как результат двух противоположных направленных реакций, идущих с одинаковой скоростью, зависит от температуры. Представления о химическом равновесии Вант-Гофф связал с уже известными в то время двумя началами термодинамики.Важнейшим результатом этой работы был вывод Вант-Гоффом математической формулы, в которой отражена взаимосвязь температуры и теплоты реакции с константой равновесия. Эта закономерность сейчас известна как выведенное Вант-Гоффом уравнение изохоры реакции.

В разработке учения о химическом равновесии на термодинамической основе значительную роль сыграли исследования Ле Шаталье, Горстмана и Гиббса.

Одним из наиболее значительных открытий этого времени было установление природы движущей силыреакции химического сродства. Это понятие не было точно определено. Томсен в 1854 г. и Бертло в 1868 г. пытались сделать это, но успеха не добились. Вант-Гофф в 1885 г. высказал мысль, что мерой сродства может служить работа реакции, и вывел для нее математическое выражение.

В него, однако, не входила константа равновесия из закона действия масс, сформулированного в общем виде в 1867 г. Гульдбергом и Ваге на основе представления о вероятности столкновения друг с другом реагирующих молекул. В 1885 г. Вант- Гоффу удалось вывести этот закон термодинамически, что сразу увеличило возможность его практического применения.

Последним крупным вкладом Вант-Гоффа в теоретическую химию во время Амстердамского периода его деятельности было открытие аналогии осмотического и газового давления. На основании сформулированных Раулем эмпирических закономерностей о повышении точки кипения и понижении точки замерзания растворов, Вант-Гофф в 1885 г. разработал осмотическую теорию растворов. Он показал аналогию поведения растворенных веществ и газов и установил, что уравнение состояния идеальных газов PV=nRT при его использовании для описания осмотического давления в растворах имеет вид PV=inRT (i – коэффициент, характеризующий отклонение поведения некоторых веществ.) Осмотическое давление растворов было впервые измерено в 1877 г. ботаником Преффером, который пользовался искусственно приготовленными перепонками. Вант-Гофф смог понять, что это явление характерно вообще для химических процессов. Вант-Гофф установил, что растворенные молекулы производят осмотическое давление, равное тому давлению, которое оказывали бы те же молекулы, если бы они в газообразном состоянии заняли объем равный объему раствора. Это фундаментальное открытие показало единство законов физики и химии.

Вант-Гофф оказал также большое влияние на дальнейшее развитие теории диссоциации, изучив природу зависимости между понижением температуры замерзания растворителя, давлением пара раствора и осмотическим давлением солей, кислот и оснований.

Совместно с Вильгельмом Оствальдом Вант Гофф стал издавать с 1887 г. Журнал физической химии.

В марте 1896 г.Вант-Гофф был избран действительным ченом Прусской Академии Наук и почетным профессором Берлинского университета.

Давняя тяжелая болезнь Вант-Гоффа помешала ему глубже изучить синтетическое действие ферментов в живом растительном организме. Сделанный ученым в 1890 г. прогноз «химик дойдет своими синтезами до клетки, которая как органическая материя сейчас изучается биологами» блестяще подтвердился в наши дни. Именно эта задача встала перед специалистами в новой области исследований, которую разрабатывают совместно химики и биологи.

Ученый пользовавшийся всеобщим уважением, член пятидесяти двух научных обществ и академий, первый лауреат Нобелевской премии по химии (1901 г.), кавалер медалей Довге, Гемгольца и других, прусского ордена «За заслуги в науках и искусствах», почетный доктор многих высших учебных заведений, Вант-Гофф оставил после себя ряд основополагающих теорий, которые и в наши дни имеют непреходящее значение для химии. Представления, идеи и взгляды Вант-Гоффа сыграли большую роль в разработке основ современной минералогии, а также для развития биологии.

В историю науки Вант-Гофф вошел как один из основателей стереохимии, учения о химическом равновесии и химической кинетики, осмотической теории растворов и химической геологии.

(1852-1911) голландский химик и физик

Развитие химии не представимо без открытий Якоба Хендрика Вант-Гоффа, который создал целую систему наук - стереохимию, химическую кинетику, физическую химию. Одним из первых он понял, что именно объединение двух фундаментальных наук - физики и химии - дает возможность по-новому взглянуть на самые простые явления и объекты.

Якоб Хендрик Вант-Гофф родился в Роттердаме, в семье преуспевающего врача, который к тому же был известным в Голландии знатоком Шекспира. Якоб был третьим по счету из семи родившихся в семье детей. Первоначально он проявлял способности к математике и лишь в городской средней школе изменил этой привязанности. Якоб подружился с преподавателем химии и стал завсегдатаем небольшой школьной лаборатории. А в последнем классе он уже работал в домашней лаборатории, которую сам оборудовал в сарае.

Заканчивая школу, Якоб мечтал о карьере химика. Однако родители, считая научно-исследовательскую работу неперспективной, уговорили сына начать изучать инженерное дело в Политехнической школе в Дельфте. Всего за два года Вант-Гофф прошел трехлетнюю программу обучения и лучше всех сдал выпускной экзамен. Там же он увлекся философией, математикой и поэзией (особенно произведениями Джорджа Байрона).

Проработав недолгое время на сахарном заводе, юноша понял, что должен продолжить образование. Он отправился в Лейден и в 1871 году стал студентом естественно-математического факультета Лейденского университета. Однако уже на следующий год перешел в Боннский университет, чтобы изучать химию под руководством Фридриха Августа Кекуле. Два года спустя будущий ученый продолжил свои занятия в Парижском университете у Л. Вюрца, где и завершил работу над диссертацией. Вернувшись в Нидерланды, он представил ее к защите в Утрехтском университете.

Якоб Вант-Гофф увлекся исследованием явления поляризации света. Еще в самом начале XIX века французский физик Жан-Батист Био заметил, что кристаллические формы некоторых химических веществ могут изменять направление проходящих через них лучей поляризованного света.

Наблюдения показали, что некоторые молекулы (их назвали оптическими изомерами) вращают плоскость света в направлении, противоположном тому, в котором его вращают другие молекулы, хотя и первые, и вторые представляют собой молекулы одного типа и состоят из одинакового числа атомов.

Стремясь объяснить причину этого явления, Луи Пастер еще в 1848 году выдвинул гипотезу, что такие молекулы являются зеркальным отображением друг друга и что атомы в них расположены в трех измерениях. Многие ученые не согласились с Пастером, считая его гипотезу слишком фантастической. Ее проверкой и решил заняться Якоб Вант-Гофф.

В 1874 году, за несколько месяцев до защиты диссертации, молодой ученый опубликовал небольшую статью, где не только обосновал справедливость теории Пастера, но и предложил ее уточненный вариант.

Якоб Вант-Гофф предположил, что оптическая активность органических соединений связана с асимметрической молекулярной структурой, причем атом углерода находится в центре тетраэдра, а в четырех его углах располагаются атомы или группы атомов, отличающиеся друг от друга. Таким образом, взаимообмен расположенных в углах тетраэдра атомов или групп атомов может приводить к появлению молекул, идентичных по химическому составу, но являющихся зеркальным отображением друг друга по структуре. Этим и объясняются различия в их оптических свойствах.

Вначале на эту статью никто не обратил внимания. Разочарование было так велико, что Вант-Гофф даже хотел отказаться от защиты диссертации.

Однако всего через два месяца во Франции вышла аналогичная работа знакомого Вант-Гофа по Парижскому университету Ж. Ле Беля. Независимо от Вант-Гоффа он пришел к таким же выводам. Получение одинаковых результатов придало Якобу Вант-Гоффу уверенность в своих силах, и он возобновил исследования.

Проведенные эксперименты не только подтверждали правильность его выводов, но и позволили построить цельную концепцию поляризации, получившую название теории Вант-Гоффа - Ле Беля. Но убедить ученых в ее правильности оказалось непросто.

Прочитав статью Якоба Хендрика Вант-Гоффа, известный немецкий химик Герман Кольбе назвал ее «фантастической чепухой, напрочь лишенной какого бы то ни было фактического основания и совершенно непонятной серьезному исследователю».

В результате Вант-Гофф, всегда болезненно переживавший любую критику, так и не решился представить ее в качестве докторской диссертации. Он отложил исследования поляризации и написал диссертацию о цианоуксусной и малоновой кислотах и в 1874 году получил за нее докторскую степень по химии.

Открытие ученого признали только через два года. Именно тогда работа Якоба Вант-Гоффа была переведена на французский и немецкий языки. Ученые стали повторять его опыты и один за другим признавали правильность теории. Со временем она легла в основу современной стереохимии - области химии, изучающей пространственное строение молекул.

Становление научной карьеры Якоба Хендрика Вант-Гоффа шло медленно. Вначале ему приходилось давать частные уроки химии и физики, и только в 1876 году он получил должность лектора физики в Королевской ветеринарной школе в Утрехте.

В следующем году ученый становится лектором (а позднее профессором) теоретической и физической химии Амстердамского университета. Здесь в течение последующих 18 лет Вант-Гофф каждую неделю читал пять лекций по органической химии и одну лекцию по минералогии, кристаллографии, геологии и палеонтологии, а также руководил химической лабораторией.

В отличие от большинства химиков своего времени, Якоб Вант-Гофф имел основательную математическую подготовку. Она пригодилась ученому, когда он взялся за сложную задачу изучения скорости реакций и условий, влияющих на химическое равновесие.

В результате проделанной работы ученый классифицировал химические реакции в зависимости от числа участвующих в них молекул как мономолекулярные, бимолекулярные и многомолекулярные, а также определил порядок прохождения химических реакций для многих соединений.

Якоб Хендрик Вант-Гофф стал первым химиком, который применил в этой науке принципы термодинамики. Этот прием позволил объяснить причину подвижного равновесия, возникающего в результате изменения температуры. Тогда же он ввел общепринятое сегодня обозначение обратимости реакции двумя стрелками, направленными в противоположные стороны. Результаты своих исследований Вант-Гофф изложил в книге «Очерки но химической динамике», опубликованной в 1884 году.

В 1811 году итальянский физик Амедео Авогадро установил, что в равных объемах любых газов при одинаковых температуре и давлении содержится одинаковое число молекул. Ван-Тофф экспериментально проверил этот закон и пришел к заключению, что он справедлив и для разбавленных растворов. Сделанное им открытие было очень важным, поскольку все химические реакции и реакции обмена внутри живых существ происходят именно в растворах.

Проводя опыты, ученый установил некоторые закономерности, свойственные осмотическому давлению. Оказалось, что с его помощью можно охарактеризовать поведение двух различных растворов, находящихся по обе стороны мембраны, стремящихся к выравниванию концентрации. Ученый также установил, что и разбавленные растворы подчиняются теории электролитической диссоциации.

В 1878 году Якоб Вант-Гофф женился на дочери роттердамского купца Иоганне Франсине Меес. У них родилось две дочери и два сына.

Известность Вант-Гоффа росла, и многие университеты предлагали ему должность профессора. Теперь ученый мог выбирать наиболее удобное и престижное место работы. Но он отказался покинуть Голландию. В знак благодарности руководство Амстердамского университета выделило средства на постройку для него новой химической лаборатории.

Но через несколько лет Якоб Вант-Гофф понял, что лекции и исполнение административных обязанностей мешают полноценной научной работе. Поэтому он принял предложение Берлинского университета и занял место профессора экспериментальной физики.

Однако вскоре по многочисленным просьбам студентов ему пришлось возобновить чтение лекций. Обычно он уделял лекторской работе один день в неделю, а все остальные дни работал в специально оборудованной лаборатории. Хотя Вант-Гофф не был блестящим лектором, на его занятия собирались толпы студентов и молодых ученых со всей Европы. Ведь в лекциях ученого всегда содержались новые идеи и информация для научного поиска.

В Берлине Якоб Хендрик Вант-Гофф занялся применением физической химии для решения геологических проблем. Он использовал свою методику, например, при анализе океанических соляных отложений в Стасфурте.

Изучая процессы их образования, ученый начал заниматься проблемами биохимии, в частности, изучением ферментов, которые служили катализаторами химических изменений, необходимых для деятельности живых организмов.

В свободное время Вант-Гофф отдавал предпочтение своим первым увлечениям, интересовался поэзией и философией. Единственным видом отдыха для него было общение с природой: каждый выходной ученый стремился выбраться из города.

В 1901 году Якоб Хендрик Вант-Гофф стал первым в истории лауреатом Нобелевской премии по химии, которая была присуждена ему «в знак признания огромной важности открытия им законов химической динамики и осмотического давления в растворах».

Сейчас мы можем сказать, что идеи Якоба Вант-Гоффа определили развитие этой науки на много лет вперед. Возможно, он обогатил бы химию новыми открытиями, но неожиданно заболел туберкулезом и умер в больнице в пригороде Берлина.