Якоб Хендрик Вант-Гофф родился 30 августа 1852 года в Роттердаме. Его семья принадлежала к старинному нидерландскому роду. Отец Якоба, Якоб Хендрик Вант-Гофф — старший, был врачом, а мать, Алида Якоба Колф, — домохозяйкой. Он был третьим ребёнком в семье и имел четырёх братьев и двух сестер.

 

 

В возрасте восьми лет Якоб пошел в частную школу, расположенную вблизи Роттердама. Это была школа с широкой программой. В ней преподавали естественные и гуманитарные науки, иностранные языки, рисование и пение. Уже здесь начали проявляться выдающиеся способности будущего учёного. Наибольших успехов он добился в области математики и физики.

 

 

В 1867 году, в возрасте пятнадцати лет, Вант-Гофф успешно прошел вступительные испытания и поступил в четвёртый класс пятиклассной высшей городской школы. В этой школе основное внимание уделялось изучению естественных наук и математики. Именно здесь будущий учёный увлекся химией и начал проводить свои первые эксперименты.

 

 

В 1869 году, после окончания школы, Якоб отправился в Делфт, где поступил в Политехническую школу, желая получить диплом химика-технолога. Больше всего времени Вант-Гофф уделял химии и математике. Он усердно занимался учёбой, что позволило ему окончить школу за два года вместо трёх.

 

 

Во время первых студенческих каникул Вант-Гофф отправляется на практику. Она проходила на сахарном заводе в Северном Брабанте. Во время практики начинающий ученый занимался определением концентрации сахара с помощью поляриметра. Эту работу он находил бездумной и однообразной, но именно однообразие и рутина технологических операций пробудили в нём желание более глубоко понимать химические процессы.

 

 

В октябре 1871 года Вант-Гофф становится студентом Лейденского университета.

 

 

Вскоре Вант-Гофф понимает, что для серьёзного изучения современной химической науки ему следует перейти в другой университет. Он переезжает в Бонн и начинает работу в Боннском университете, где в то время профессором химии был Фридрих Август Кекуле.

После зачисления Вант-Гофф немедленно приступил к экспериментальным исследованиям. Кекуле сразу обращает внимание на выдающееся трудолюбие Вант-Гоффа, Однако вскоре между профессором и практикантов возникает конфликт вызванный желанием Кекуле использовать знания и способности Вант-Гоффа для выполнения собственных исследований.

 

 

В итоге Вант-Гофф решил покинуть лабораторию Кекуле. Но для успешного продолжения работы ему было необходимо получить от профессора удостоверение об успешности своей экспериментальной работы. Однако, дело закончилось благополучно. После долгих исследований Ванг-Гофф представил свои результаты профессору. К удивлению, молодого ученого, профессор после недолгого диалога сказал: «Удостоверение вы получите и очень хорошее». Действительно 17 июня 1873 года Вант-Гофф получил от Кекуле свое удостоверение. Кроме того, профессор посоветовал молодому ученому продолжить свои исследования в каком-нибудь другом университете. Прежде чем последовать совету Вант-Гофф отправился в Утрехт, где 22 декабря 1873 года успешно сдал докторский экзамен, дающий ему права добиваться докторской степени.

 

 

В январе 1874 года Вант-Гофф отправился в Париж для продолжения своих исследований в области органической химии в лаборатории Шарля Адольфа Вюрца. В этой лаборатории Вант-Гофф знакомится с А. Р. Геннингером и Ж. А. ЛеБелем, которые впоследствии стали его близкими друзьями. Однако уже в конце октября 1874 г. Вант-Гофф, получив соответствующее удостоверение от Вюрца, возвращается в Утрехт. Здесь он в течение нескольких месяцев заканчивает студенческое образование и 22 декабря 1874 г., защищает докторскую диссертацию, посвященную синтезу цианоуксусной и малоновой кислот.

 

 

Незадолго до защиты докторской диссертации, в сентябре 1874 г., публикует на голландском языке небольшую брошюру под длинным названием «Предложение изображать применяемые в настоящее время структурные формулы в пространстве и связанное с этим замечание о соотношении между· оптической вращательной способностью и химической конституцией органических соединений». Позднее, в конце 1875 г., эта брошюра вышла в переводе на немецком языке, в переводе ассистента И. Висцелиуса Ф. Германа.

 

Занимаясь подготовкой переиздания статьи на французском языке, Вант-Гофф был озабочен поисками работы. В этом отношении ему долго не везло, и он был вынужден давать частные уроки. Лишь в марте 1876 г. ему удалось получить должность доцента химии Ветеринарной школы в Утрехте.

 

После выхода немецкого издания брошюры Вант-Гоффа, с ней смогли ознакомится многие ученые. Однако Взгляды Вант-Гоффа неожиданно подверглись резкой критике со стороны авторитетных химиков. Одними из наиболее весомых противников идей Вант-Гоффа были М. Бертло и Г. Кольбе. Последний даже позволил себе довольно прямолинейно и грубо выражаться в сторону Вант-Гоффа. Однако уже к концу 70-х годов XIX века значительная часть химиков признала стереохимическую теорию. Многие эксперименты подтвердили её применимость на практике. Также впоследствии была точно установлена связь оптической вращательной способности молекул с присутствием в них асимметрического атома углерода.

 

Благодаря рекомендациям друзей 26 июня 1877 г. Вант-Гофф получает приглашения занять должность лектора Амстердамского университета. Уже через год, в возрасте 26 лет, он становится профессором химии, минералогии и геологии (а впоследствии и физической химии). Первые несколько лет Вант-Гофф посвятил организации и обустройству химической лаборатории. В период с 1878 по 1884 г. Он опубликовал лишь несколько статей, так как был поглощен преподавательской работой и устройством лаборатории

 

В 1878 г. он сделал предложение Йохане ФранцинеМеес (дочери купца из Роттердама). 27 декабря того же года состоялась их свадьба. У них родилось 2 дочери Йохана Францина (1880 год) и Алейда Якоба (1882 год) и 2 сына Якобс Хендрикус(1883 год) и Говерт Якоб (1889 год).

 

 

В 1881 году вышла книга Вант-Гоффа «Воззрения по органической химии», работу над которой он начал ещё в Утрехте. В этой книге ученый попытался установить взаимную связь между строением веществ и их физическими и химическими свойствами. Однако эта попытка не имела особого успеха, и на сегодняшний день эта книга мало кому известна. Однако для самого Вант-Гоффа эта книга стала важной ступенью развития. При работе над этой книгой он пришел к проблеме химического сродства, к признанию значения химической термодинамики и к проблемам химического равновесия и скорости химических реакций. Можно считать что с этого момента Вант-Гофф начал заниматься физической химией.

 

В 1884 году выходит наиболее известная книга Вант-Гоффа «Очерки по химической динамике». Появление этой книги ознаменовало рождение физической химии. Вант-Гофф впервые широко использовал принципы термодинамики и математические методы для анализа и объяснения наблюдаемых химических процессов. В весьма небольшой по объёму книге Вант-Гофф представил в концентрированной форме большой и весьма важный для понимания природы и механизма химических реакций материал. Несмотря на это появление этой книги по началу не вызвало не вызвало никакой реакции в химическом мире. Химики не просто не заметили появления этой книги, а некоторые её положения оказались для них малопонятными[4].

 

Через год, 14 октября 1885 г., Вант-Гофф представляет для публикации новую теоретическую работу «Химическое равновесие в системах газов и разбавленных растворов», опубликованную в 1886 г.. Эта работа является продолжением и детализацией, получивших вполне самостоятельное значение, представлений, высказанных в общей форме в «Очерках по химической динамике». Вскоре после появления работы «Химическое равновесие в системах газов и разбавленных растворов» шведский ученый Сванте Аррениус выдвинул свою знаменитую теорию электролитической диссоциации. Появление этой теории самым непосредственным образом связано с работой Вант-Гоффа.

 

В 1887 г. В. Оствальд вместе с Я. Г. Вант-Гоффом и С. А. Аррениусом основал международный «Журнал физической химии» (Zeitschriftfurphys.Chemie) в Лейпциге, получивший широкое распространение и признание среди химиков. Этот журнал приобрел огромное значение в развитии и продвижении новых идей физической химии. Уже в первом томе этого журнала появились важнейшие статьи Вант-Гоффа и Аррениуса.

 

После опубликования работ по химической динамике и равновесию имя Вант-Гоффа получило широкую известность в ученом мире. В то же время он по-прежнему тратил много времени на преподавание в Амстердамском университете. Помимо лекций он руководил исследованиями в созданной им лаборатории, куда со временем потянулось большое число практикантов и ученых, чтобы работать под руководством знаменитого ученого.

 

В период с 1888 по 1895 г. Вант-Гофф в основном занимается развитием ранее высказанных идей, в основном в области теории растворов. В то же время он опубликовал несколько статей по стереохимии и термодинамике. Большой интерес вызывает работа «О твердых растворах и об определении молекулярного веса в твердом состоянии», в которой Вант-Гофф пытается показать, что закономерности, полученные им для жидких растворов, могут быть в некоторых случаях применены и к твердым смесям. Этой статьей Вант-Гофф положил начало теории твердых растворов, которую он разрабатывал в дальнейшем.

 

 

К середине 1890-х годов преподавательские обязанности начинают тяготить Вант-Гоффа, Желая обеспечить себе комфортные условия для проведения исследований, в 1895 г. он принимает весьма почетное предложение Бернинской академии наук и Берлинского университета перейти на должность профессора университета, не обязанного читать курсы лекций. 30 января 1896 г. Вант-Гофф был избран действительным членом Прусской академии наук.

 

 

В марте 1896 г. Вант-Гофф переезжает в Берлин, где он сразу же приступает к исследованиям в новой области — к изучению условий образования природных залежей солей океанического происхождения. В первую очередь ученого интересовали причины и механизмы образования известных Стассфуртских месторождений солей, расположенных около города Магдебург. Данная работа представляет собой смелую попытку использовать законы физической химии для объяснения геохимических процессов. Развитие этой темы позволило осветить экспериментально и теоретически одну из важнейших областей геологии.

 

 

Обширные исследования по выяснению условий образования отложений солей Стассфуртского месторождения Вант-Гофф вел в сотрудничестве со своим учеником и другом Вильгельмом Мейергоффером родившимся в России, талантливым и вполне самостоятельным ученым, ранее занимавшимся солевыми равновесиями, отличавшимся оригинальностью и в теоретических воззрениях.

 

 

В 1896 г. Мейергоффер вместе с Вант-Гоффом основал небольшую частную лабораторию в Берлине, где и была выполнена основная исследований, посвященных Стассфуртским месторождениям. Работы продолжались около 10 лет и полученные результаты публиковались в докладах Прусской академии наук. Всего появилось 52 сообщения. Исследования условий образования океанических отложений солей и полученные результаты приобрели большое значение в геологии и минералогии, а также и в химии. Они стали исходными для более широких исследований, ведущихся в этом направлении до настоящего времени.

 

 

Наступил XX век, и нобелевский комитет начал делать свой первый выбор. Номинаций на первую премию по химии было 20. 11 из них — Вант-Гоффа. Поэтому выбор победителя так же, как и в номинации по физике, был очевиден. Правда, из «неудачников» 1901 года и Эмиль Фишер, и Сванте Аррениус, и Анри Муассан тоже в последующие пять лет успели получить свои премии. Сам же Вант-Гофф 16 раз предлагал свои кандидатуры нобелевскому комитету, и не только по химии. И очень часто — удачно. Аррениус, Рэлей, Рамзай, Макс Планк, Ленард — все они были номинированы Вант-Гоффом (правда, не все получили премию с его номинации). Жаль, что ни в 1905, ни в 1906 году комитет не послушал первого лауреата и не присудил премии Дмитрию Менделееву. Это было бы достойным завершением жизни Вант-Гоффа, скончавшегося в 1911 году от туберкулеза. Совместная работа Вант-Гоффа и Мейергоффера, продолжавшаяся в течение десяти лет, была исключительно плодотворной. Но в 1905 г. она внезапно прервалась из за серьёзной болезни Мейергоффера. 21 апреля 1906 г. Мейергоффер скончался. Вант-Гофф тяжело пережил смерть своего друга и сотрудника. К этому моменту он сам начал чувствовать недомогание: появились признаки тяжелого легочного заболевания — туберкулеза.

 

 

Вант-Гофф не хотел сдаваться. Он искал новую область для проведения широких систематических исследований. В конце 1905 г. он принял решение посветить себя изучению синтетического действия энзимов. Имея большой опыт в исследованиях стереохимии и осмотическому давлению ученый хотел теперь заняться решением вопросов биохимии.

 

 

Однако прогрессировавшая болезнь воспрепятствовала его намерениям. Запланированные исследования пришлось прервать. Последние годы его жизни были омрачены потерей нескольких близких ему людей — родственников и коллег.

 

15 декабря 1910 г. Вант-Гофф окончательно слег. Его попытки через несколько недель снова взяться за работу оказались тщетными. 1 марта 1911 г. он умер.

 

Научная деятельность

Стереохимия. Вант-Гофф является одним из основателей стереохимии. Его брошюра «Предложение изображать применяемые в настоящее время структурные формулы в пространстве и связанное с этим замечание о соотношении между оптической вращательной способностью и химической конституцией органических соединений», опубликованная в 1874 году на голландским языке и впоследствии переведенная на немецкий и французский языки[10], подверглась жесткой критике со стороны прославленных химиков того времени. Однако со временем идеи, которые Вант-Гофф изложил в этой брошюре, получили широкое распространение.

 

Вант-Гофф предложил представлять четырёхвалентный атом углерода в виде тетраэдров[12]. На основании этой идеи ученый предположил, что появление оптической вращательной способности молекул может быть связанно с присутствием в них асимметрического атома углерода (атома углерода связанного с четырьмя разными заместителями). Эта предположение является наиболее важной идеей стереохимической теории. Впоследствии было проведено множество экспериментов подтверждающих эту идею

 

Физическая химия

Химическая динамика и кинетика. В 1884 году Вант-Гофф выпускает свою книгу «Очерки по химической динамике». Появление этой книги знаменует рождение физической химии как таковой. В этой работе Вант-Гофф формулирует понятие «молекулярное превращение» и, базируясь на молекулярно-кинетических представлениях, дает классификацию таких превращений по числу молекул, принимающих участие в реакции. Он вводит понятия константы скорости реакции, моно-, ди- и тримолекулярных реакцией и формулирует важное положение: «Ход химического превращения характеризуется исключительно числом молекул, при взаимодействии которых происходит превращение».

 

Вант-Гофф рассматривает влияние формы и размеров реакционных сосудов на ход реакций, пути подбора подходящей среды, действие стенок сосудов. В частности, приведены результаты опытов о влиянии покрытий внутренних стенок аппаратуры (например, маслом). Также он дает обзор путей и методов определения числа молекул, принимающих участие в химическом превращении.

 

Вант-Гофф отмечает тесную связь между скоростями превращений и равновесием. Он рассматривает равновесие как результат двух противоположных реакций, протекающих с определёнными скоростями.

 

Физическая химия разбавленных растворов. В 1886 г. публикуется работа Вант-Гоффа под названием «Химическое равновесие в системах газов и разбавленных растворов». Основной целью данной работы была попытка установить ангиологии в законах, описывающих поведение газообразных систем и растворов.

 

Вант-Гофф рассматривает связь осмотического давления с другими физико-химическими параметрами. Описав прибор Пфеффера и предложенный им способ изготовления полупроницаемых перегородок, Вант-Гофф высказал важную идею об обратимости изменения осмотического давления. Используя представления о полупроницаемых перегородках, оказалось возможным осуществить для растворов обратимые круговые процессы и тем самым установить аналогию между газами и растворами

 

Вант-Гофф теоретически и экспериментально доказал применимость законов Бойля, Гей-Люссака и формулы Клапейрона к разбавленным растворам. Из этого Вант-Гофф заключил, что и принцип Авогадро вполне применим к разбавленным растворам, а изотонические растворы должны быть эквимолекулярными.Вант-Гофф предложил метод определения молекулярной массы вещества на основании физических свойств его раствора.

 

Солевые равновесия. Вместе со своим другом Вильгельмом Мейергоффером, Вант-Гофф вел обширные исследования по выяснению условий образования отложений солей Стассфуртского месторождения. Данные отложения имеют морское происхождение. Химический анализ Стассфуртских отложений показал, что их химический состав довольно сложен. Они в основном состоят из хлоридов, сульфатов и боратов натрия, калия, магния и кальция.

 

Вант-Гофф вместе с Мейергоффером установил, что главным фактором образования отложений солей является температура. В ряде случаев большую роль играет и время. Некоторые превращения, которые осуществлялись исследователями, требовали несколько месяцев. При этом влияние давления на кристаллизацию солей из многокомпонентных растворов оказалось незначительным.

 

В результате проведенных исследований было показано, что некоторые минералы не могли образоваться при температуре 25°С. Так, смеси кизерита и сильвина  с примесью хлорида натрия, образующиеся из карналлита и кизерита, могли выделиться лишь при значительно более высоких температурах. Несмотря на возникшие сомнения в возможности отложений солей при температурах выше 70 °С, путем сопоставлений состава минералов в отложениях было установлено, что их образование происходило в двух интервалах температур — при 25 °С и 83 °С.

 

В результате определений температур превращений в таких сложных смесях было получено несколько синтетических минералов, как содержащихся в Стассфуртских отложениях, так и не содержащихся в них.

 

Награды и почётные звания

• Нобелевская премия по химии (1901)
• Медаль Дэви Лондонского королевского общества (1893)
• Иностранный член-корреспондент Петербургской Академии наук (1895)[37]
• Иностранный член Лондонского королевского общества (1897)
• Медаль Гельмгольца Прусской академии наук (1910)
• Член Нидерландской королевской академии наук (1885)
• Член Берлинской академии наук (1895)
• Член Королевской академии наук, Гёттинген (1892)
• Член Лондонского химического общества (1898)
• Член Американского химического общества (1898)
• Член Американской Национальной академии наук (1901)
• Член Парижской академии наук (1905)
• Учёные степени Чикагского, Гарвардского и Йельского университетов.

 

Память

• В 1970 году в честь Якоба Хендрика Вант-Гоффа был назван кратер на Луне.
• Один из синтетических минералов, полученных во время работы Вант-Гоффа с Мейергоффером на Стассфуртскомсолевомместорожденияи, был назван в честь великого ученого — вантгоффит.

 

Участники празднования 200 - летия Берлинской академии наук: Слева направо стоят: А. Ладенбург, С. Иоргенсен, Э. Гельд, Г. Ландольт, К. Винклер, Т. Торпе; сидят: Я. Вант-Гофф, Ф. Ф. Бейльштейн, У. Рамзай, Д. И. Менделеев, А. Байер, А. Косса. 

 

 

 

Литература

• https://ru.wikipedia.org/wiki/Вант-Гофф,_Якоб_Хендрик

• https://indicator.ru/chemistry-and-materials/vant-hoff.htm

• Назад
• Вперёд