Джоэл Генри Хильдебранд

Джоэл Генри Хильдебранд
Рожденный	16 ноября 1881 г. Камден , Нью-Джерси
Умер	30 апреля 1983 г. (1983-04-30) (101 год) Кенсингтон, Калифорния
Национальность	Американский
Альма-матер	Пенсильванский университет
Известный	неэлектролитные растворы.
Награды	Медаль Уильяма Х. Николса (1939) Премия Джорджа К. Пиментела в области химического образования (1952) Премия Уилларда Гиббса (1953) Медаль Пристли (1962)
Научная карьера
Поля	Химия
Учреждения	Калифорнийский университет, Беркли

Джоэл Генри Хильдебранд (16 ноября 1881 г. - 30 апреля 1983 г.) был американским педагогом и химиком- пионером . Он был крупной фигурой в области физико-химических исследований, специализируясь на жидкостях и неэлектролитных растворах.

Образование и профессорство

Он родился в Камдене, штат Нью-Джерси , 16 ноября 1881 года.

Хильдебранд окончил Пенсильванский университет в 1903 году. Некоторое время он работал 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, а в 1919 году, наконец, получил звание профессора. 4 августа 1919 года он был ранен помощником химика, разгневанным тем, что его не рекомендовали для дальнейшего продвижения по службе.

Он был деканом химического колледжа с 1949 по 1951 год и ушел с преподавательской деятельности в 1952 году. Хильдебранд-холл в кампусе Беркли назван в его честь.

Достижения, открытия, почести

Его монография 1924 года о растворимости неэлектролитов « Растворимость » была классическим справочником на протяжении почти полувека. В 1927 году Хильдебранд ввел термин « регулярный раствор » (в отличие от « идеального раствора ») и обсудил их термодинамические аспекты в 1929 году. Регулярный раствор — это раствор, в котором энтропия не изменяется, когда небольшое количество одного из его компонентов переносится в его из идеального раствора того же состава, при этом общий объем остается неизменным. Многие научные статьи и тексты по химии Хильдебранда включают «Введение в молекулярно-кинетическую теорию» (1963) и «Вязкость и диффузия» (1977). Он получил медаль «За выдающиеся заслуги» в 1918 году и Королевскую медаль (британскую) в 1948 году.

Хильдебранд входил в совет Национальной академии наук , членом которой он был. а также был членом Гражданского консультативного комитета по образованию Законодательного собрания Калифорнии. В 1951 году он был избран членом Американского философского общества . Хильдебранд сделал несколько открытий, наиболее примечательным из которых стало введение в середине 1920-х годов гелия и кислорода дыхательных смесей для замены воздуха водолазам с целью облегчения состояния, известного как изгибы . Он понял, что проблема была вызвана газообразным азотом , растворенным в крови под высоким давлением , который слишком быстро выбрасывался при возвращении на поверхность. Гелий не вызывает такой 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 , затонувшей в 1939 году.

Хильдебранд выиграл практически все крупные премии в области химии, кроме Нобелевской премии . Американское химическое общество учредило в его честь премию Джоэла Генри Хильдебранда за работы в области теоретической и экспериментальной химии жидкостей. Первая награда была вручена самому Хильдебранду в 1981 году в рамках празднования его 100-летия. В 2001 году Канта определил его как одного из 35 учёных-долгожителей, принадлежавших к необычному кластеру, недавно сформировавшемуся в 20 веке.

Хильдебранд часто говорил, что больше всего ему дорога роль учителя. В интервью, проведенном незадолго до своего 100-летия, он заметил: «Хорошее преподавание — это прежде всего искусство, и его нельзя ни определить, ни стандартизировать… Хорошие учителя рождаются и становятся; ни одна часть процесса не может быть пропущена». Он продолжал работать со студентами бакалавриата даже в возрасте 100 лет. Он приходил в свой офис на территории кампуса почти каждый учебный день, пока ухудшение здоровья не сделало это невозможным.

Хильдебранд также принимал активное участие в Сьерра-клубе и был его президентом с 1937 по 1940 год. В качестве члена он внес свой вклад во многие важные отчеты о землепользовании в государственных и национальных парках Калифорнии. Он также руководил олимпийской сборной США по лыжным гонкам 1936 года.

Научный

Его исследование растворимости неэлектролитов привело к созданию « параметра растворимости Хильдебранда ».

$\delta ={\sqrt {(\Delta H_{v}-RT)/V_{m}}}.$

Общая идея состоит в том, что потенциальное растворенное вещество будет растворимо в растворителе с сопоставимым значением $\delta$.

Эта работа затем была использована для формирования более полного « параметра растворимости Хансена », который учитывает не только дисперсионные взаимодействия между растворителем и растворенным веществом (как это делает параметр Хильдебранда), но также водородные связи и полярные взаимодействия, тем самым снимая ограничение. применения только к неполярным видам. Хансен проявляет большое уважение к Хильдебранду и его работе и действительно признает, что его работа над параметром растворимости Хансена была бы невозможна без огромного вклада, который Хильдебранд внес в эту область.

Хильдебранд также откровенно высказался о том, как мелкие неполярные виды существуют в воде. Растворение таких веществ, 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 развивается сеть или клетка из воды с водородными связями. Это объясняет падение энтальпии, поскольку водородные связи увеличиваются по сравнению с чистой водой, и падение энтропии, поскольку вместе с упорядоченной сетью молекул воды появился объем, исключенный из растворителя.

Хильдебранд оспорил эту популярную точку зрения в серии статей. в конце 1960-х и 1970-х годах и пришли к выводу, что коэффициент диффузии метана в воде всего на 40% ниже, чем в четыреххлористом углероде. Если вода была окружена слоями или имела структуру типа айсберга, то он предсказал, что эта разница в коэффициенте диффузии между водой и четыреххлористым углеродом должна быть значительно больше.

Этот конфликт идей все еще существует в литературе: публикации между 2000 и 2010 годами о гидрофобной гидратации клатратного типа все еще представлены в компьютерном моделировании различных типов. Однако есть статьи, в которых цитируется более ранняя критика этой модели Хильдебрандом и предполагается, что гидрофобность возникает из-за небольшого размера воды, увеличивающего свободную энергию, необходимую для образования подходящей полости для размещения определенных растворенных веществ.

Вместе с Джорджем Скэтчардом Хильдебранд разработал уравнение для избыточных молярных объемов смесей.

Ссылки

Дальнейшее чтение

• Хильдебранд Дж. Х., Чтобы рассказать или услышать что-то новое, Американский ученый, т. 1, с. 51, с. 2–11, 194 (1963)
• Хильдебранд Дж. Х., Существует ли «гидрофобный эффект»?, Учеб. Натл. акад. наук. США, том. 76, нет. 1, с. 194 (1979)
• Хофингер С. и Зербетто Ф., Простые модели гидрофобной гидратации, Chem. Соц. Преподобный, том. 34, с. 1012 (2005)
• Сильверстайн Т.П., Гидрофобная сольватация НЕ через клатратные водные клетки, J. Chem. Образование. том. 85, нет. 7, с. 917 (2008)

Внешние ссылки

• Работы Джоэла Генри Хильдебранда или о нем в Internet Archive
• Стенограмма интервью Oral History с Джоэлом Хильдебрандом, 6 августа 1962 года, Американский институт физики, Библиотека и архив Нильса Бора. Архивировано 4 июня 2011 года в Wayback Machine.
• Биографические мемуары Национальной академии наук