stringtranslate.com

Карл Аксель Аррениус

Карл Аксель Аррениус (29 марта 1757 г. – 20 ноября 1824 г.) [1] был шведским военным офицером , геологом- любителем и химиком . Он наиболее известен своим открытием минерала иттербита (позже названного гадолинитом ) в 1787 г.

Открытие иттербита стало первым шагом в идентификации целой группы ранее неизвестных элементов — редкоземельных . [2] [3] В конечном итоге из иттербита было извлечено восемь стабильных редкоземельных элементов: тербий , диспрозий , гольмий , эрбий , тулий , иттербий , лютеций и иттрий . [4]

Ранний период жизни

Аррениус родился в Стокгольме 29 марта 1757 года в семье Якоба Ларссона Аррениуса и Бриты Софии Георгии. В 1796 году он женился на Густаве фон Биланг. [1]

Карьера

Аррениус стал лейтенантом артиллерийского полка Свеа шведской армии, который был расквартирован в Ваксхольме . Как артиллерийский офицер, Аррениус был назначен изучать характеристики пороха в лаборатории Шведского королевского монетного двора (Kungliga Myntet). Обучение испытанию пороха у Бенгта Рейнхольда Гейера и Петера Якоба Хьельма в Королевском монетном дворе вызвало у него интерес к химии и минералогии , и этот опыт послужил началом его химических исследований. [5] [6] В это время, в 1787 году, он открыл минерал иттербит (позже переименованный в гадолинит). [7] [6]

В 1787 году Аррениус сопровождал Карла Бернхарда Вадстрёма и Андерса Спаррмана в поездке в Сенегал для проведения научных исследований . [1] [8] [9] [10] Вернувшись из Сенегала в 1787–1788 годах, Аррениус встретился с французским химиком Антуаном Лавуазье во время остановки в Париже, Франция . Он стал ярым сторонником в Швеции новых теорий Лавуазье о насыщении кислородом и горении. Лавуазье широко исследовал горение , в том числе горение пороха, что привело к значительному улучшению качества этого взрывчатого вещества. Это достижение представляло естественный интерес для Аррениуса. [1]

Затем Аррениус принял участие в походе против России в 1788 году, в котором он отличился в военном отношении. [1] Он был произведен в майоры в 1801 году, [1] а затем в фельдцейхмейстеры . Он был назначен командующим производством и проверкой пороха для шведской армии в 1816 году. [6]

Аррениус стал членом Королевской шведской академии военных наук в 1799 году и Королевской шведской академии наук в 1817 году. [1] Он сожалел, что большую часть времени ему приходится проводить в «занятиях практической жизни» и он не может посвятить себя изучению химии. В 1816–1817 годах, тогда ему было уже более шестидесяти лет, Аррениус посещал занятия химика Йёнса Якоба Берцелиуса , продолжая изучать химию. [5]

Карл Аксель Аррениус умер 20 ноября 1824 года. [1]

Иттербит

Образец иттербита (позднее названного гадолинитом) из Ваксхольма

Во время службы лейтенантом в Ваксхольме Аррениус посетил полевошпатовую шахту в деревне Иттербю на острове Ресарон. [2] [11] Во время этого визита в 1787 году он обнаружил необычайно тяжелый темный минерал. [7] [2] [12] [13] Первое описание минерала было опубликовано Бенгтом Рейнхольдом Гейером в «Анналах» Крелля в 1788 году, где он приписал Аррениусу открытие «шверштейна» или «тяжелой породы». [7]

В конце концов минерал был отправлен химику Йохану Гадолину в Университет Або для соответствующего анализа. В 1794 году после тщательного химического анализа Гадолин сообщил, что приблизительно 38% образца представляло собой ранее неизвестную «землю». (Идея химического элемента еще не была установлена.) Соединение, которое выделил Гадолин, первое соединение редкоземельного металла, теперь известно как оксид иттрия (III) . Он состоит из первого известного редкоземельного элемента , иттрия . [14] [7] [15] [16] Исследуя другой образец, Андерс Густав Экеберг подтвердил существование новой «земли», назвав ее «иттрием», а исходный минерал «иттербитом». [7] Минерал, который открыл Аррениус и проанализировали Гадолин и Экеберг, в конечном итоге был переименован в гадолинит в 1800 году. [17] [7]

Редкоземельные элементы химически очень похожи друг на друга, почти всегда встречаются вместе в минералах на Земле и редко встречаются в изоляции от других редкоземельных элементов. Их сходство и сосуществование затруднили их первоначальную идентификацию. [6] [5] : 701  [18]

Открытие иттербита стало первым шагом в долгом процессе исследований многих ученых в разных странах. Идентификация новых «земель» продолжалась более 100 лет и в конечном итоге привела к пониманию элементов и их взаимосвязей в периодической системе . [12] [19] В конечном итоге было обнаружено, что иттербит содержит восемь стабильных редкоземельных элементов ( тербий , диспрозий , гольмий , эрбий , тулий , иттербий , лютеций и иттрий ). Большинство оставшихся редкоземельных элементов были обнаружены в минерале церите , который содержит семь редкоземельных элементов ( церий , лантан , празеодим , неодим , самарий , европий и гадолиний ). [4] [19]

Ссылки

  1. ^ abcdefgh Хофберг, Герман (1906). Свенскт Биографискт Хандлексикон. Том. 1. Швеция: А. Боннье. п. 48 . Проверено 16 декабря 2019 г.
  2. ^ abc Рабинович, Дэниел. «Гадолин и колыбель редких земель». Chemistry International . Получено 16 декабря 2019 г.
  3. ^ Елисеева, Светлана В.; Бюнцли, Жан-Клод Г. (2011). «Редкие земли: драгоценности для функциональных материалов будущего». Новый журнал химии . 35 (6): 1165. doi :10.1039/C0NJ00969E.
  4. ^ ab "Separation of Rare Earth Elements by Charles James". Национальные исторические химические достопримечательности . Американское химическое общество . Получено 21 февраля 2014 г.
  5. ^ abc Weeks, Mary Elvira (1956). Открытие элементов (6-е изд.). Easton, PA: Journal of Chemical Education.
  6. ^ abcd Enghag, Per (2004). Энциклопедия элементов: технические данные, история, обработка, применение (1-е переиздание. ред.). Weinheim: Wiley-VCH. стр. 434–436. ISBN 978-3527306664.
  7. ^ abcdef Маршалл, Джеймс Л.; Маршалл, Вирджиния Р. (2008). «Повторное открытие элементов: иттрий и Иоганн Гадолин» (PDF) . The Hexagon (Spring): 8–11.
  8. ^ Рукмейкер, LC (1 июня 1989). Зоологическое исследование Южной Африки 1650–1790. CRC Press. стр. 136. ISBN 9789061918677.
  9. ^ Рённбек, Клас (сентябрь 2013 г.). «Просвещение, научное исследование и аболиционизм: колониальные встречи Андерса Спаррмана и Карла Бернхарда Вадстрёма в Сенегале, 1787–1788 гг. и британское аболиционистское движение». Рабство и отмена рабства . 34 (3): 425–445. doi :10.1080/0144039X.2012.734113. S2CID  143073077.
  10. ^ Троелстра, Энн С. (17 января 2017 г.). Библиография рассказов о путешествиях по естественной истории. BRILL. стр. 413. ISBN 9789004343788.
  11. ^ Гшнейднер-младший, Карл А.; Печарский, Виталий (30 октября 2023 г.). «Редкоземельный элемент». Britannica.com .
  12. ^ ab Dinér, Peter (21 января 2016 г.). "Иттрий из Иттербю". Nature Chemistry . 8 (2): 192. Bibcode : 2016NatCh...8..192D. doi : 10.1038/nchem.2442 . ISSN  1755-4349. PMID  26791904.
  13. ^ "The mine". The Yytterby Mine . Получено 22 октября 2019 г.
  14. ^ Pyykkö, Pekka; Olli Orama (1996). «Что на самом деле сделал Йохан Гадолин?» (PDF) . В Evans, CH (ред.). Эпизоды из истории редкоземельных элементов . Дордрехт: Kluwer. стр. 1–12.
  15. ^ Мёллер, Теральд (2013). Химия лантаноидов. Pergamon. стр. 39–44. ISBN 978-1483187631. Получено 10 марта 2015 г.
  16. ^ Гадолин, Йохан (1794). «Undersökning af en svart tung Stenart ifrån Ytterby Stenbrott i Roslagen». Конгл. Vetenskaps Academiens Nya Handlingar . 15 : 137–155.
  17. ^ Форсайт, Мария; Хинтон, Брюс (2014). Редкоземельные ингибиторы коррозии. Woodhead Publishing. стр. 4. ISBN 978-0857093479. Получено 31 марта 2015 г.
  18. ↑ Уикс, Мэри Эльвира (1932). «Открытие элементов: XVI. Редкоземельные элементы». Журнал химического образования . 9 (10): 1751–1773. Bibcode : 1932JChEd...9.1751W. doi : 10.1021/ed009p1751.
  19. ^ ab Zepf, Volker (14 февраля 2013 г.). Редкоземельные элементы: новый подход к взаимосвязи предложения, спроса и использования: на примере использования неодима в постоянных магнитах. Springer Science & Business Media. стр. 18. ISBN 9783642354588.