Svante Arrhenius

Svante Arrhenius, täisnimega Svante August Arrhenius (19. veebruar 1859 Viki linnus, Rootsi – 2. oktoober 1927 Stockholm), oli Rootsi füüsik ja keemik, kes formuleeris elektrolüütilise dissotsiatsiooni teooria. Selle eest anti talle 1903. aastal Nobeli auhind keemias. Ta formuleeris ka Arrheniuse võrrandi (seob kiiruskonstandi, aktivatsioonienergia ja temperatuuri) ja defineeris Arrheniuse happe. Ta oli üks füüsikalise keemia rajajaid. 

Ta oli ka esimene, kes arvutas füüsikalise keemia printsiipe rakendades välja, kui palju võib atmosfääris olev CO2 mõjutada kliimat, kuigi ta ei olnud esimene, kes kasvuhooneefekti olemasolu välja pakkus (selleks oli Joseph Fourier). Tema silmapaistvat panust keemiasse ja füüsikasse väljendab näiteks tema järgi nimetatud kraater Kuul.

Elulugu

Haridus 
Arrhenius käis Uppsala kuulsas katedraalikoolis ja pärast seda Uppsala ülikoolis, kus õppis matemaatikat, keemiat ja füüsikat. Sealt sai ta 1878. aastal bakalaureusekraadi. Edasiseks teadussuunaks valis ta füüsika, kuid ei olnud oma instruktoriga rahul, kuna too soovis tegeleda vaid spektroskoopiaga. Seetõttu läks Arrhenius Stockholmis asuvasse Rootsi teaduste akadeemiasse füüsik Erik Edlundi käe alla õppima. Seal koostas ta ka oma esimese iseseisva teadustöö. Sellest sai lõpuks tema doktoriväitekiri, mida ta läks Uppsala ülikooli kaitsma. 1884. aastal anti talle küll doktorikraad, aga töö sai väga madala hinnangu.

Riias ja reisil 
Arrhenius saatis oma töö tutvumiseks mitmele teadlasele, näiteks Rudolf Clausiusele, Rothal Meyerile ja Jacobus Henricus van 't Hoffile, ja enamik neist olid sellest palju rohkem vaimustuses kui inimesed Uppsala ülikoolis. Veel üks oma aja tuntud teadlane, keda samuti peetakse üheks füüsikalise keemia rajajaks, Wilhelm Ostwald, lausa külastas Arrheniust pärast tema tööga tutvumist ning pakkus talle kohta oma uurimisrühmas. Tema töö tegelik väärtus oli tõestatud ning ta sai füüsikalise keemia lektoriks Uppsalas. Edlundi eestvedamisel otsustas Rootsi teaduste akadeemia anda talle stipendiumi reisimiseks. Nii sai ta oma elektrolüütilise dissotsiatsiooni teooriat täiendamas käia 1886. aastal Ostwaldiga Riias ja Kohlrauschiga Würzburgis, 1887. aastal Boltzmanniga Grazis, 1888. aastal van 't Hoffiga Amsterdamis. Nende reiside ajal tõestas ta ära elektrolüütilise dissotsiatsiooni mõju osmootsele rõhule, külmumistemperatuuri langusele ja keemistemperatuuri tõusule.

Isiklikku 
Svante August Arrhenius oli Svante Gustaf Arrheniuse ja Carolina Christina Thunbergi poeg. Ta esivanemad olid põllumehed ning ta isa oli katastrimõõdistaja, onu botaanik.

Juba väiksest peale oli ta väga andekas matemaatikas. Kolmeaastaselt õppis ta iseseisvalt lugema.

Arrhenius oli kahel korral abielus. 1894. aastal abiellus ta oma parima õpilase Sofia Rudbeckiga, kellega tal oli poeg Olof. Rudbeck oli ka üks esimesi naisi, kes sai Uppsala ülikoolist bakalaureusekraadi loodusteadustes. Abielu oli õnnetu ning lõppes 1896. aastal lahutusega. 1905. aastal abiellus ta Maria Johanssoniga, kellega tal oli poeg Sven ning tütred Ester ja Anna-Lisa.

1901. aastast kuni surmani oli ta ka Nobeli komitee liige, ametlikult füüsikas ja de facto ka keemias. Üks tema märkimisväärseid panuseid komitee töösse oli ettepanek lasta kandidaate nomineerida ka välismaalastel, tehes Nobeli auhinna rahvusvaheliseks. Samas on teada, et Arrhenius ei olnud oma kandidaatide nomineerimisel erapooletu – ta üritas oma sõpradele auhinna saamisel abiks olla, samas tegi kõik endast oleneva, et oma vaenlased sellest ilma jätta.

1924. aastal sai ta insuldi, millest enam täielikult ei toibunud. See pani punkti tema arvukatele reisimistele. 2. oktoobril 1927 suri ta 68-aastaselt ägeda soolepõletiku tagajärjel. Arrhenius maeti Uppsala linnakalmistule, mis on ta lapsepõlvekodule väga lähedal.

Elektrolüütilise dissotsiatsiooni teooria 
Arrheniuse teadustöö fookuses olid elektrolüüdid ja nende elektrijuhtivus. Tema algne eesmärk oli määrata lahustunud mittelenduvate ühendite molekulmassi elektrijuhtivuse mõõtmise teel. 1884. aastal kaitses ta oma 150-leheküljelise doktoriväitekirja elektrolüütide juhtivusest. Seda aga hinnati madalalt, kuna tema ideed olid liiga uuenduslikud, tolle aja arusaamade kohaselt lausa uskumatud. Seetõttu ei saanud ta ka dotsendiks, mistõttu Arrhenius oli väga pettunud ning tundis, et ta akadeemilisel karjääril pole tulevikku. Siiski oli aga seesama töö alguspunktiks tema hilisemale Nobeli auhinna saamisele. Tolle teadustöö väide oli, et elektrolüüdid dissotsieeruvad laetud osakesteks (ioonideks) ka iseenesest, ilma elektrivoolu rakendamata. See uus käsitlus tekitaski algul tugevat vastasseisu, kuna oli kaasaegsetest teadmistest liiga erinev.

Ta väitis, et dissotsieerunud hüdraatidel (Arrheniuse kasutatava definitsiooni järgi vesinikku sisaldavad happed ja alused) on "aktiivsed" (elektrolüütsed) ja "mitteaktiivsed" (mitteelektrolüütsed) osad ning selle lahuse juurde käib ka vesi. Need komponendid on omavahel keemilises tasakaalus ja elektrolüüdi lahjendamisel aktiivsete osakeste osakaal suureneb ning mitteaktiivsete oma väheneb. Seda teooriat laiendas ta ka sooladele ning defineeris nii ka aktiivsuskoefitsiendi, mis väga lihtsalt seletades näitab dissotsiatsiooni ulatust lahuses.

Kasvuhooneefekt 
Arrhenius oli esimene, kes kvantifitseeris seose atmosfääris leiduva CO2 ja maapinna temperatuuri vahel. Ta algne eesmärk oli selgitada temperatuurikõikumisi jääaegade ja jäävaheaegade vahelisel perioodil, kuid varsti arendas teemat edasi, näitamaks teoreetiliselt, kuidas võiks suuremalt osalt tööstusest pärineva süsihappegaasi kontsentratsiooni tõus atmosfääris mõjutada aja jooksul planeedi kliimat. Ta arvutas välja, et kahekordne CO2 kontsentratsiooni tõus tõstaks Maa temperatuuri 5–6 °C võrra. Tänapäevaks on kasvuhooneefekti ja selle tagajärge, globaalset soojenemist, aktsepteeritud kui fakti ning see on leidnud kindla koha tänapäevases kliimateaduses.

Arrhenius muudes teadusharudes 
Hilisemas elus, kui tema teooriad füüsikas ja keemias olid juba laialdaselt omaks võetud, tegeles ta veel ka füsioloogia, geograafia ja astronoomiaga. 1907. aastal avaldas ta teksti "Immunochemistry", mille teema oli mürkide ja vastumürkide uurimine füüsikalise keemia meetoditega. Üks tema tuntumaid töid väljaspool ta põhivaldkondi on "Worlds In The Making: The Evolution Of The Universe", mis käsitleb panspermiat ehk hüpoteetilist elu levimist taevakehalt taevakehale näiteks komeetide vahendusel.

Viited 

Rootsi füüsikud
Rootsi keemikud
Bioevolutsioon
Nobeli keemiaauhinna laureaadid
Sündinud 1859
Surnud 1927