Γιόχαν Γκάντολιν

Ο Γιόχαν Γκάντολιν (Johan Gadolin, 5 Ιουνίου 1760 – 15 Αυγούστου 1852) ήταν Φινλανδός χημικός, με προσφορά και σε άλλες φυσικές επιστήμες: στη φυσική, την ορυκτολογία και τη γεωλογία. Ο Γκάντολιν ανεκάλυψε το συχνά συγκαταλεγόμενο στις σπάνιες γαίες χημικό στοιχείο της ύλης ύττριο, που από αυτή την άποψη θεωρείται ως το πρώτο στοιχείο των σπάνιων γαιών που ανακαλύφθηκε.

Ο Γκάντολιν θεωρείται επίσης ο πατέρας της φινλανδικής χημείας ως ερευνητικής ενασχολήσεως. Υπήρξε ο δεύτερος κάτοχος της έδρας της χημείας στη Βασιλική Ακαδημία του Τούρκου (Åbo Kungliga Akademi) μετά την ίδρυση της έδρας και του απονεμήθηκε τίτλος ευγενείας για τα επιτεύγματά του. Εμμέσως έδωσε το όνομά του στο χημικό στοιχείο γαδολίνιο.

Οικογένεια, σπουδές και σταδιοδρομία 
Ο Γιόχαν Γκάντολιν γεννήθηκε στο Åbo (στα φινλανδικά Τούρκου) της Φινλανδίας, που τότε όμως ήταν μέρος της Σουηδίας. Πατέρας του ήταν ο Γιάκομπ Γκάντολιν, καθηγητής της φυσικής και της θεολογίας στην πόλη, αλλά και επίσκοπος των Λουθηρανών. Ο Γιόχαν άρχισε να σπουδάζει μαθηματικά στη Βασιλική Ακαδημία του Τούρκου (Åbo Kungliga Akademi) σε ηλικία 15 ετών. Αργότερα άλλαξε το πεδίο σπουδών του στη χημεία και είχε καθηγητή τον Περ Άντριαν Γκαντ (Pehr Adrian Gadd), τον πρώτο κάτοχο της έδρας της χημείας στο ίδρυμα μετά τη θέσπισή της.

Το 1779 ο Γκάντολιν μετεγγράφηκε στο Πανεπιστήμιο της Ουψάλα και το 1781 δημοσίευσε τη διατριβή του με τίτλο Dissertatio chemica de analysi ferri (= «Χημική διατριβή επί της αναλύσεως του σιδήρου»), που είχε εκπονήσει υπό την επίβλεψη του Τόρμπερν Μπέργκμαν. Ο Μπέργκμαν ίδρυσε μια σημαντική ερευνητική σχολή και πολλοί από τους φοιτητές του, μεταξύ των οποίων οι Γκάντολιν, Γιόχαν Γκότλημπ Γκαν και Καρλ Βίλχελμ Σέελε, έγιναν στενοί φίλοι.

Ο Γκάντολιν είχε καλή γνώση 6 γλωσσών (λατινική, φινλανδική, ρωσική, γερμανική, αγγλική και γαλλική) πέρα από τη μητρική του γλώσσα, που ήταν η σουηδική. Είχε υποβάλει υποψηφιότητα για την έδρα της Χημείας στο Πανεπιστήμιο της Ουψάλα το 1784, αλλά αντί για αυτόν επιλέχθηκε ο Γιόχαν Αφζέλιους. Ο Γκάντολιν έγινε έκτακτος καθηγητής στη Βασιλική Ακαδημία του Τούρκου το επόμενο έτος (μια άμισθη θέση). Από το 1786 πραγματοποίησε έναν μεγάλο «χημικό γύρο της Ευρώπης», επισκεπτόμενος πανεπιστήμια και ορυχεία σε διάφορες χώρες. Συνεργάσθηκε με τον Λόρεντς Κρελ, επιμελητή του περιοδικού Chemische Annalen στη Γερμανία, καθώς και με τους Άνταιρ Κρώφορντ και Ρίτσαρντ Κίργουαν στην Ιρλανδία.

Το 1790 ο Γκάντολιν εκλέχθηκε μέλος της Σουηδικής Βασιλικής Ακαδημίας Επιστημών, αλλά μόλις το 1797 έγινε τακτικός καθηγητής της χημείας στη Βασιλική Ακαδημία του Τούρκου, διαδεχόμενος τον Γκαντ μετά τον θάνατό του. Διετήρησε αυτή τη θέση μέχρι την απόσυρσή του το 1822. Υπήρξε ένας από τους πρώτους χημικούς που έδωσε εργαστηριακές ασκήσεις στους φοιτητές του και τους επέτρεπε ακόμα και να χρησιμοποιούν το ιδιωτικό του εργαστήριο.

Επιστημονικά επιτεύγματα 
Ο Γιόχαν Γκάντολιν συνεισέφερε σε αρκετούς και ποικίλους τομείς της επιστήμης.

Παρά το ότι δεν επισκέφθηκε ποτέ τη Γαλλία, υπεστήριξε τη νέα θεωρία του Λαβουαζιέ για την καύση. Το βιβλίο του Γκάντολιν Inledning till Chemien (1798) ήταν το πρώτο σύγγραμμα χημείας στις Βόρειες Χώρες που αμφισβήτησε τη θεωρία του [φλογιστο]]ύ και εξέταζε τον ρόλο του οξυγόνου στην καύση.

Μελέτες της θερμότητας 
Ο Γκάντολιν μελέτησε τη σχέση της θερμότητας με τις χημικές μεταβολές και ειδικότερα την ικανότητα όλων των υλικών να απορροφούν θερμότητα (ειδική θερμότητα), ιδίως την απορρόφηση θερμότητας κατά τη διάρκεια των μεταβολών της καταστάσεώς τους (λανθάνουσα θερμότητα). Αυτή η θερμοχημική έρευνα απαιτούσε εξαιρετικά ακριβείς μετρήσεις. Ο Γκάντολιν δημοσίευσε σημαντικές εργασίες για την ειδική θερμότητα το 1784 και για τη λανθάνουσα θερμότητα του ατμού το 1791. Απέδειξε ότι η ειδική θερμότητα του πάγου ισούται με εκείνη του χιονιού και δημοσίευσε πρότυπο σύνολο από πίνακες για τις ειδικές και λανθάνουσες θερμότητες. Σύμφωνα με την Εγκυκλοπαίδεια Μπριτάννικα του 1842:

Το ύττριο 

Ο Γκάντολιν έγινε ονομαστός για την περιγραφή του πρώτου στοιχείου των σπάνιων γαιών, του υττρίου. Το 1792 τού στάλθηκε ένα δείγμα ενός μαύρου και βαρέος ορυκτού που είχε βρεθεί σε ένα λατομείο δίπλα στο σουηδικό χωριό Ιούτερμπιου (Ytterby), κοντά στη Στοκχόλμη, από τον Καρλ Άξελ Αρρένιους. Με προσεκτικά πειράματα, ο Γκάντολιν προσδιόρισε ότι το 38% περίπου του δείγματος ήταν ένα μέχρι τότε άγνωστο γαιώδες ορυκτό, ένα οξείδιο που αργότερα αποκλήθηκε υττρία. Η υττρία, που είναι οξείδιο του τρισθενούς υττρίου, ήταν η πρώτη γνωστή ουσία μετάλλου των σπάνιων γαιών: την εποχή εκείνη δεν το θεωρούσαν ακόμα ως χημικό στοιχείο με τη σύγχρονη έννοια. Η σχετική εργασία του Γκάντολιν δημοσιεύθηκε το 1794.

Το ορυκτό που εξέτασε ο Γκάντολιν ονομάσθηκε προς τιμή του γαδολινίτης το 1800. Αργότερα, το στοιχείο γαδολίνιο και το οξείδιό του γαδολινία ονομάσθηκαν έτσι από το ορυκτό και άρα εμμέσως από το επώνυμο του Γκάντολιν.

Σε μια προγενέστερη δημοσίευσή του, το 1788, ο Γκάντολιν κατέδειξε ότι το ίδιο στοιχείο μπορεί να εμφανίζει αρκετές καταστάσεις οξειδώσεως, «συνδέοντας τον εαυτό του με μεγαλύτερες ή μικρότερες ποσότητες της πυρωτικής ουσίας».

Αναλυτική χημεία 

Ο Γκάντολιν προσδιόρισε τη σύσταση της χρωστικής του «πρωσικού μπλε» και μετά πρότεινε μια μέθοδο για τον διαχωρισμό του δισθενούς σιδήρου με καθίζηση σιδηροκυανιούχου άλατος, σαράντα χρόνια πριν αυτό προταθεί από τον Γκαι-Λυσάκ.

Αναφορές πολλών από τις χημικές έρευνες του Γκάντολιν εμφανίσθηκαν στη γερμανική γλώσσα στο περιοδικό του Κρελ Chemische Annalen für die Freunde der Naturlehre, Arzneygelahrheit, Haushaltungskeit und Manufacturen. Το 1825 κυκλοφόρησε το βιβλίο του Systema fossilium analysibus chemicis examinatorum secundum partium constitutivarum rationes ordinatorium, ένα σύστημα ταξινομήσεως βασισμένο σε χημικές αρχές. Η εισαγωγή του περιέχει μια σύνοψη της θεωρίας του Γκάντολιν, ενώ στο κυρίως κείμενο παρουσιάζονται τα είδη των ορυκτών σε συστηματική κατάταξη.

Μια από τις μεταγενέστερες μελέτες του Γκάντολιν ήταν η χημική ανάλυση του κινεζικού κράματος πακ-τονγκ το 1810 και το 1827. Γνωστό και ως «γερμανικός άργυρος» ή αλπάκκα, το κράμα αυτό ήταν ένα υποκατάστατο για τον άργυρο και συχνά περιείχε χαλκό, ψευδάργυρο, νικέλιο και κασσίτερο.

Τιμητικές διακρίσεις 
Ο Γκάντολιν έλαβε τον τίτλο του ιππότη και είναι καταγεγραμμένος ως νο. 245 στον φινλανδικό «Οίκο Ευγενείας». Επίσης του απονεμήθηκαν δύο παράσημα της Ρωσικής Αυτοκρατορίας: το Τάγμα του Αγίου Βλαδίμηρου και το Τάγμα της Αγίας Άννας.

Προσωπική ζωή και θάνατος 
Ο Γιόχαν Γκάντολιν νυμφεύθηκε αρχικώς σε ηλικία 35 ετών, τη Χέντβιγ Τίλεμαν, με την οποία απέκτησαν εννέα παιδιά. Μετά τον θάνατό της νυμφεύθηκε για δεύτερη φορά σε ηλικία 59 ετών την Έμπα Πάλαντερ. Ο Γκάντολιν αποσύρθηκε ως ομότιμος καθηγητής το 1822, δηλαδή σε ηλικία 62 ετών, η οποία τότε ήταν το υποχρεωτικό όριο αποχωρήσεως των πανεπιστημιακών. Κατόπιν εγκαταστάθηκε σε ένα κτήμα στην εξοχή, όπου έζησε άλλα τριάντα χρόνια, πεθαίνοντας στο Μύνεμεκι της νοτιοδυτικής Φινλανδίας σε ηλικία 92 ετών.

Η Μεγάλη πυρκαγιά του Τούρκου το 1827, που κατέστρεψε αρκετά μεγάλο μέρος της πόλεως αρχίζοντας από ένα αρτοποιείο, κατέστρεψε το εργαστήριο και τη συλλογή ορυκτών του Γκάντολιν, που βρίσκονταν κοντά στον καθεδρικό ναό.

Παραπομπές

Φινλανδοί χημικοί
Ορυκτολόγοι
Φινλανδοί φυσικοί
Μέλη της Βασιλικής Σουηδικής Ακαδημίας Επιστημών