Джоэл Генри Хильдебранд
Американский химик (1881–1983)
Джоэл Генри Хильдебранд
Рожденный16 ноября 1881 г.
Кэмден , Нью-Джерси
Умер30 апреля 1983 г. (1983-04-30)(101 год)
Кенсингтон, Калифорния
Национальностьамериканский
Альма-матерУниверситет Пенсильвании
Известныйнеэлектролитные растворы.
НаградыМедаль Уильяма Х. Николса (1939)
Премия Джорджа К. Пиментела в области химического образования (1952)
Премия Уилларда Гиббса (1953)
Медаль Пристли (1962)
Научная карьера
ПоляХимия
УчрежденияКалифорнийский университет в Беркли

Джоэл Генри Хильдебранд (16 ноября 1881 г. – 30 апреля 1983 г.) [1] был американским педагогом и пионером химии . Он был крупной фигурой в исследованиях физической химии, специализируясь на жидкостях и неэлектролитных растворах. [2]

Образование и профессура

Он родился в Кэмдене, штат Нью-Джерси, 16 ноября 1881 года. [3]

Хильдебранд окончил Пенсильванский университет в 1903 году. Он недолгое время проработал на факультете, прежде чем в 1913 году перешел в Калифорнийский университет в Беркли в качестве преподавателя химии. Через пять лет он стал доцентом. В 1918 году он был повышен до доцента, прежде чем, наконец, получил должность полного профессора в 1919 году. 4 августа 1919 года он был застрелен и ранен ассистентом по химии, разгневанным тем, что его не рекомендовали для дальнейшего продвижения. [4]

Он был деканом Химического колледжа с 1949 по 1951 год и ушел с постоянной преподавательской работы в 1952 году. [5] Зал Хильдебранда в кампусе Беркли назван в его честь.

Достижения, открытия, почести

Его монография 1924 года о растворимости неэлектролитов, Растворимость , была классическим источником в течение почти полувека. В 1927 году Хильдебранд ввел термин « регулярный раствор » (в противопоставление « идеальному раствору ») и рассмотрел их термодинамические аспекты в 1929 году. Регулярный раствор — это раствор, не включающий изменение энтропии, когда небольшое количество одного из его компонентов переносится в него из идеального раствора того же состава, при этом общий объем остается неизменным. Многочисленные научные работы и тексты по химии Хильдебранда включают Введение в молекулярную кинетическую теорию (1963) и Вязкость и диффузность (1977). Он получил Медаль за выдающиеся заслуги в 1918 году и Королевскую медаль (Британская) в 1948 году.

Хильдебранд входил в совет Национальной академии наук , членом которой он был, [6] а также был членом Гражданского консультативного комитета по образованию в законодательном собрании Калифорнии. Он был избран в Американское философское общество в 1951 году. [7] Хильдебранд сделал несколько открытий, наиболее заметным из которых было введение в середине 1920-х годов смесей гелия и кислорода для дыхания вместо воздуха для водолазов, чтобы облегчить состояние, известное как кессонная болезнь . Он понял, что проблема была вызвана азотом , растворенным в крови под высоким давлением , который был вытеснен слишком быстро при возвращении на поверхность. Гелий не вызывает той же проблемы из-за его гораздо более низкой растворимости в водных растворах, таких как кровь. Это открытие позже было использовано для спасения жизней 33 членов подводной лодки USS Squalus , которая затонула в 1939 году.

Хильдебранд получил практически все основные премии в области химии, кроме Нобелевской премии . Американское химическое общество учредило премию Джоэла Генри Хильдебранда в его честь за работы, относящиеся к области теоретической и экспериментальной химии жидкостей. [8] Первая награда была вручена самому Хильдебранду в 1981 году в рамках празднования его 100-летия. Он был идентифицирован Кантой в 2001 году как один из 35 ученых-долгожителей, которые принадлежали к необычному кластеру, который был недавно сформирован в 20 веке.

Хильдебранд часто говорил, что больше всего он ценит свою роль учителя. В интервью, проведенном незадолго до его 100-летия, он заметил: «Хорошее преподавание — это прежде всего искусство, и его нельзя ни определить, ни стандартизировать... Хорошими учителями рождаются и становятся; ни одна часть процесса не может быть исключена». [9] Он оставался преданным работе со студентами бакалавриата даже в возрасте 100 лет. Он приходил в свой офис в кампусе почти каждый учебный день, пока ухудшающееся здоровье не сделало это невозможным.

Хильдебранд также принимал активное участие в работе Sierra Club и был его президентом с 1937 по 1940 год. Будучи членом клуба, он внес вклад во многие важные отчеты по землепользованию в государственных и национальных парках Калифорнии. Он также руководил олимпийской лыжной сборной США 1936 года.

Научный вклад

Его исследование растворимости неэлектролитов привело к формированию « параметра растворимости Гильдебранда ».

δ = ( Δ H v − R T ) / V m . {\displaystyle \delta ={\sqrt {(\Delta H_{v}-RT)/V_{m}}}.}

Общая идея заключается в том, что потенциальное растворенное вещество будет растворимо в растворителе с сопоставимым значением . δ {\displaystyle \delta }

Эта работа была затем использована при формировании более всеобъемлющего « параметра растворимости Хансена », который учитывает не только дисперсионные взаимодействия между растворителем и растворенным веществом (как параметр Хильдебранда), но также водородные связи и полярные взаимодействия – таким образом снимая ограничение на применение только неполярными видами. Хансен проявляет большое уважение к Хильдебранду и его работе и действительно признает, что его работа над параметром растворимости Хансена была бы невозможна без большого вклада, который Хильдебранд внес в эту область.

Хильдебранд также открыто высказывался о том, каким образом в воде существуют небольшие неполярные виды. Растворение видов, таких как метан, в воде сопровождается как отрицательной энтальпией, так и отрицательной энтропией. Распространенной моделью такого поведения является модель типа айсберга или клатрата, в которой вокруг молекулы метана образуется сеть или клетка водородно-связанной воды. Это объясняет падение энтальпии, поскольку водородные связи увеличиваются по сравнению с чистой водой, и падение энтропии, поскольку возникает исключенный растворителем объем вместе с упорядоченной сетью молекул воды.

Хильдебранд оспорил эту популярную точку зрения в серии статей [ требуется ссылка ] в конце 1960-х и 1970-х годов и пришел к выводу, что метан имеет всего на 40% меньшую диффузионную способность в воде, чем в четыреххлористом углероде. Если вода была инклатерирована или имела структуру типа айсберга, то он предсказал, что эта разница в диффузионной способности между водой и четыреххлористым углеродом должна быть значительно больше.

Этот конфликт идей все еще существует в литературе, и публикации между 2000 и 2010 годами для гидрофобной гидратации клатратного типа все еще представляются в компьютерном моделировании различных типов. [ необходима цитата ] Однако есть статьи, которые цитируют более раннюю критику этой модели Хильдебрандом и предполагают, что гидрофобность возникает из-за малого размера воды, увеличивающего свободную энергию, необходимую для образования подходящей полости для занятия определенных растворенных веществ. [ необходима цитата ]

Совместно с Джорджем Скэтчардом Хильдебранд разработал уравнение для избыточных молярных объемов в смесях. [10] [11]

Ссылки

  1. ^ "1985, Калифорнийский университет: In Memoriam". Академический сенат Калифорнийского университета (система). 1985. Получено 2008-05-09 .
  2. ^ Сиборг, Гленн Т. (октябрь 1983 г.). «Некролог: Джоэл Генри Хильдебранд». Physics Today . 36 (10): 100– 101. Bibcode : 1983PhT....36j.100S. doi : 10.1063/1.2915287. Архивировано из оригинала 29.09.2013.
  3. ^ Биографический указатель бывших членов Королевского общества Эдинбурга 1783–2002 (PDF) . Королевское общество Эдинбурга. Июль 2006 г. ISBN 0-902-198-84-X. Архивировано из оригинала (PDF) 2013-01-24 . Получено 2016-10-27 .
  4. ^ "Отказано в должности, мужчина покушается на жизнь двух профессоров". The Sacramento Union . Том 209, № 36. 5 августа 1919 г. стр. 1. Архивировано из оригинала 16 апреля 2016 г. Получено 4 апреля 2016 г.
  5. ^ Хильдебранд, Дж. Х. (1963). «Пятьдесят лет физической химии в Беркли». Annual Review of Physical Chemistry . 14 : 1– 5. Bibcode : 1963ARPC...14....1H. doi : 10.1146/annurev.pc.14.100163.000245.
  6. ^ "Joel H. Hildebrand". www.nasonline.org . Получено 2023-02-14 .
  7. ^ "История членства в APS". search.amphilsoc.org . Получено 2023-02-14 .
  8. ^ "Премия Джоэла Генри Хильдебранда по теоретической и экспериментальной химии жидкостей". Финансирование и награды . ACS (Американское химическое общество) . Получено 23 июня 2024 г.
  9. ↑ Пфафф, Тимоти (октябрь 1981 г.). «Интервью с Джоэлем Хильдебрандом». California Monthly : 10.
  10. ^ Скэтчард, Джордж (1937). «Изменение объема при смешивании и уравнения для неэлектролитных смесей». Труды Фарадейского общества . 33 : 160. doi :10.1039/tf9373300160.
  11. ^ Хильдебранд, Джоэл Х.; Скотт, Роберт С. (апрель 1951 г.). «Растворимость неэлектролитов». Журнал физической химии . 55 (4): 619– 620. doi :10.1021/j150487a027.

Дальнейшее чтение

  • Хильдебранд Дж. Х., Рассказать или услышать что-то новое, American Scientist, т. 51, стр. 2–11, 194 (1963)
  • Хильдебранд Дж. Х., Существует ли «гидрофобный эффект»?, Proc. Natl. acad. Sci. USA, т. 76, № 1, стр. 194 (1979)
  • Хофингер С. и Зербетто Ф., Простые модели гидрофобной гидратации, Chem. Soc. Rev., т. 34, стр. 1012 (2005)
  • Silverstein T. P., Гидрофобная сольватация НЕ через клатратные водные клетки, J. Chem. Educ. т. 85, № 7, стр. 917 (2008)
  • Работы Джоэла Генри Хильдебранда или о нем в Архиве Интернета
  • Стенограмма интервью «Устная история» с Джоэлом Хильдебрандом 6 августа 1962 г., Американский институт физики, Библиотека и архив Нильса Бора. Архивировано 4 июня 2011 г. на Wayback Machine
  • Биографические мемуары Национальной академии наук
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Joel_Henry_Hildebrand&oldid=1257898504"