Jacobus Henricus van't Hoff

Jacobus Henricus van’t Hoff là nhà hoá học người Hà Lan. Ông đã xây dựng thành công định luật áp suất thẩm thấu. Đồng thời, ông cũng có những đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực lập thể hóa học và nghiên cứu cấu trúc phân tử. Ngoài ra, Van’t Hoff được coi là một trong những người sáng lập ngành hóa lý (hoá học vật lý). Với những đóng góp to lớn của mình, ông vinh dự là người đầu tiên nhận được giải Noel Hoá học năm 1901.  Jacobus Henricus van’t Hoff sinh ngày 30/8/1852 tại Rotterdam, Hà Lan trong gia đình có người cha là một bác sĩ. Năm 1869, ông theo học tại Trường Bách khoa Delft và tốt nghiệp năm 1871. Sau khi dành một năm ở Leiden (Hà Lan) chỉ để học toán, ông đến thành phố Bonn (Đức), để làm việc với A.F. Kekulé từ mùa thu năm 1872 đến mùa xuân năm 1873. Sau đó, ông trở về Hà Lan vào năm 1874 và lấy bằng tiến sĩ dưới sự hướng dẫn của E. Mulder tại Utrecht.

Năm 1878, ông trở thành giảng viên và đồng thời được bổ nhiệm làm Giáo sư Hóa học, Khoáng vật học và Địa chất tại Đại học Amsterdam, Hà Lan. Sau khi giữ chức vụ này trong 18 năm, ông nhận lời mời đến Berlin với tư cách là Giáo sư Danh dự, đồng thời là thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Phổ. Lý do cho sự thay đổi này là do ông cảm thấy quá tải với nghĩa vụ phải giảng dạy các bài giảng sơ cấp và kiểm tra lượng lớn sinh viên – điều khiến ông có quá ít thời gian để thực hiện công việc nghiên cứu của riêng mình. Do vậy, ông là một người ủng hộ nhiệt tình cho việc thành lập một lớp chuyên biệt dành cho các nhà nghiên cứu khoa học. 

CÁC CÔNG TRÌNH NỔI BẬT

J.H. van ‘t Hoff và Wilhelm Ostwald trong phòng thí nghiệm.
Ảnh chụp bởi Photogravure Bruckmann. Scan, xử lý hình ảnh và tải lên bởi Kuebi = Armin Kübelbeck – Tạp chí Hóa học Vật lý, Số 50, năm 1905.

Lĩnh vực Hoá học hữu cơ và Hoá học lý thuyết

van ‘t Hoff nổi tiếng với các ấn phẩm mang tính thời đại của mình. Luận án tiến sĩ của ông vào năm 1874 có tựa đề Bijdrage tot de Kennis van Cyaanazijnzuren en Malonzuur (Tạm dịch: Đóng góp cho kiến thức về axit cyanoacetic và axit malonic). Ngoài ra, còn có ấn phẩm được xuất bản cùng năm là Voorstel tot Uitbreiding der Tegenwoordige in de Scheikunde gebruikte Structuurformules in de Ruimte, etc. (Tạm dịch: Đề xuất phát triển các công thức cấu trúc hóa học ba chiều). Cuốn sách nhỏ này gồm 12 trang văn bản và 1 trang sơ đồ, đã tạo động lực cho sự phát triển của hóa học lập thể. Khái niệm về “nguyên tử cacbon bất đối xứng” được đề cập trong ấn phẩm này đã cung cấp một lời giải thích cho sự xuất hiện của nhiều đồng phân – điều vốn không thể giải thích bằng các công thức cấu trúc đương thời. Đồng thời, ông cũng chỉ ra sự tồn tại của mối quan hệ giữa hoạt động quang học và sự hiện diện của một nguyên tử cacbon bất đối xứng.

Tuy nhiên, những ý tưởng của ông chỉ được chấp nhận sau khi xuất bản cuốn “Chimie dans l’Espace” (Tạm dịch: Hoá học trong vũ trụ) vào năm 1875, đặc biệt là khi bản dịch tiếng Đức xuất hiện hai năm sau đó, với lời giới thiệu của J. Wislicenus – một nhà hoá học nổi tiếng người Đức. Trong cuốn “Dix Années dans l’Histoire d’une Théorie” (Tạm dịch: Mười năm trong lịch sử của một lý thuyết), ông đã đề cập đến thực tế rằng J.A. Le Bel – một nhà hoá học người Pháp, đã độc lập đưa ra những ý tưởng tương tự, mặc dù ở dạng trừu tượng hơn.

Lĩnh vực Hoá học vật lý

Năm 1884, cuốn sách “Études de Dynamique chimique” (Tạm dịch: Nghiên cứu về động học hóa học) của ông được xuất bản, đánh dấu lần đầu tiên ông bước vào lĩnh vực hóa học vật lý. Một trong những đóng góp quan trọng của ông trong ngành này là sự phát triển mối quan hệ nhiệt động lực học tổng quát giữa nhiệt chuyển đổi và sự dịch chuyển của cân bằng do sự thay đổi nhiệt độ. Ở thể tích không đổi, trạng thái cân bằng trong hệ thống sẽ có xu hướng dịch chuyển theo hướng chống lại sự thay đổi nhiệt độ được áp đặt lên hệ thống. Do đó, nhiệt độ giảm sẽ dẫn đến sự phát triển nhiệt, trong khi nhiệt độ tăng sẽ dẫn đến sự hấp thụ nhiệt. Nguyên lý cân bằng di động này sau đó đã được Le Chatelier – một nhà hoá học người Pháp, đưa ra dưới dạng tổng quát vào năm 1885. Ông đã mở rộng nguyên lý này để bao gồm quá trình bù trừ, bằng cách thay đổi thể tích cho những thay đổi áp suất áp đặt, hay hiện nay còn được biết đến là nguyên lý van ‘t Hoff-Le Chatelier.

Áp suất thẩm thấu

Minh họa áp suất thẩm thấu (nguồn: wikipedia)

Năm 1885, cuốn “L’Équilibre chimique dans les Systèmes gazeux ou dissous à I’État dilué” (Tạm dịch: Cân bằng hóa học trong các hệ thống khí hoặc dung dịch loãng) được xuất bản, tiếp tục đề cập đến lý thuyết về các dung dịch loãng. Trong cuốn sách này, ông đã chứng minh rằng “áp suất thẩm thấu” trong các dung dịch loãng đủ lớn sẽ tỉ lệ thuận với nồng độ và nhiệt độ tuyệt đối, do đó áp suất này có thể được biểu diễn bằng một công thức chỉ khác với công thức áp suất khí bởi một hệ số i. Ông cũng xác định giá trị của i bằng nhiều phương pháp khác nhau, ví dụ như thông qua áp suất hơi và kết quả của Raoult về việc giảm điểm đóng băng. Do đó, van ‘t Hoff đã có thể chứng minh rằng các định luật nhiệt động lực học không chỉ đúng với khí mà còn đúng với các dung dịch loãng. Các định luật áp suất của ông, được công nhận rộng rãi nhờ lý thuyết phân ly điện giải của Arrhenius – người nước ngoài đầu tiên đến làm việc với ông ở Amsterdam. Đây được coi là lý thuyết toàn diện và quan trọng nhất trong lĩnh vực khoa học tự nhiên.

Nghiên cứu về mỏ muối biển 

Trong thời gian ở Berlin, từ năm 1896 đến 1905, ông liên tục nghiên cứu về nguồn gốc của các mỏ khoáng biển, đặc biệt tập trung vào những mỏ được hình thành tại Stassfurt. Trong công trình đồ sộ này, ông được hỗ trợ bởi W. Meyerhoffer – người đã từng làm việc với ông ở Amsterdam trong nhiều năm. Ông có lẽ là người đầu tiên áp dụng các kết quả thu được trong phòng thí nghiệm, ở quy mô nhỏ, vào các hiện tượng xảy ra ở quy mô lớn trong tự nhiên. Kết quả của nghiên cứu này, phần lớn được công bố trong “Proceedings of the Prussian Academy of Sciences” (Tạm dịch: Biên bản của Viện Hàn lâm Khoa học Phổ), đã được ông tổng hợp thành một tác phẩm gồm hai tập “Zur Bildung ozeanischer Salzablagerungen” (Tạm dịch: Về sự hình thành của các mỏ muối biển) vào năm 1905-1909.

van ‘t Hoff rất coi trọng sức mạnh của trí tưởng tượng trong công việc khoa học. Điều này được thể hiện rất rõ trong bài phát biểu nhậm chức giáo sư của ông tại Amsterdam: “Verbeeldingskracht in de Wetenschap” (Tạm dịch: Sức mạnh của trí tưởng tượng trong khoa học). Trong bài phát biểu, sau khi nghiên cứu kỹ lưỡng về tiểu sử của các nhà khoa học nổi tiếng, ông đã đi đến kết luận rằng những nhà khoa học xuất sắc nhất đều sở hữu trí tưởng tượng rất lớn. Do vậy, Wilhelm Ostwald – người cùng ông thành lập “Zeitschrift für physikalische Chemie” (Tạm dịch: Tạp chí Hóa học Vật lý) ở Leipzig, được coi là một trong những người sáng lập ra ngành hóa học vật lý.

Giải thưởng cao quý 

Trong số nhiều danh hiệu mà ông nhận được, van ‘t Hoff tự hào nhất là giải Nobel Hóa học đầu tiên (1901), đánh dấu đỉnh cao trong sự nghiệp của ông. Năm 1885, ông được bổ nhiệm làm thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Hà Lan, sau khi đề cử của ông bị trì hoãn vào năm 1880 do số phiếu ủng hộ không đủ. Ngoài ra, ông còn nhận được các danh hiệu tiến sĩ danh dự của các trường đại học Harvard và Yale (1901), Đại học Victoria, Manchester (1903), Heidelberg (1908); Huy chương Davy của Hội Hoàng gia London (1893), Huy chương Helmholtz của Viện Hàn lâm Khoa học Phổ (1911); ông cũng được phong hàm Chevalier de la Legion d’Honneur (Hiệp sĩ Bắc Đẩu Bội tinh) (1894), Thượng nghị sĩ của Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft (1911). Ông cũng là thành viên hoặc thành viên danh dự của Hiệp hội Hóa học London (1898), Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Gottingen (1892), Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ (1898), Viện Hàn lâm Khoa học Paris (1905).

GIA ĐÌNH VÀ NHỮNG NGÀY CUỐI ĐỜI

Van ‘t Hoff vào những năm 1900. Nguồn ảnh: Wikipedia

van ‘t Hoff là một người yêu thiên nhiên. Khi còn là sinh viên ở Leyden, ông thường tham gia các chuyến du ngoạn. Trong thời gian ở Bonn, ông đã tận hưởng trọn vẹn vẻ đẹp của những ngọn núi trong vùng bằng việc đi bộ đường dài một mình hoặc cùng với bạn bè. Ngoài ra, ông còn là một vô cùng yêu nghệ thuật. Sự nhạy bén với triết học và niềm yêu thích thơ ca của ông đã bộc lộ từ những ngày còn nhỏ. Thần tượng thời đó của ông là Lord Byron – nhà thơ lãng mạn người Anh.

Năm 1878, ông kết hôn với Johanna Francina Mees. Họ có hai người con gái: Johanna Francina (sinh năm 1880) và Aleida Jacoba (sinh năm 1882) và hai người con trai: Jacobus Hendricus (sinh năm 1883) và Govert Jacob (sinh năm 1889).

van ‘t Hoff qua đời ngày 1 tháng 3 năm 1911, tại Steglitz, Đức.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

The Nopel Prize