Joel Henry Hildebrand – Wikipedia

Joel Henry Hildebrand (16. November 1881 – 30. April 1983)^[1] war ein amerikanischer Pädagoge und ein Pionier Chemiker. Er war eine wichtige Persönlichkeit in der physikalisch-chemischen Forschung, die sich auf Flüssigkeiten und Nichtelektrolytlösungen spezialisierte.^[2]

Ausbildung und Professur[edit]

Er wurde am 16. November 1881 in Camden, New Jersey, geboren.^[3]

Hildebrand schloss 1903 sein Studium an der University of Pennsylvania ab. Er war kurz an der Fakultät tätig, bevor er 1913 als Chemielehrer an die University of California in Berkeley ging. Innerhalb von fünf Jahren wurde er Assistenzprofessor. 1918 wurde er zum außerordentlichen Professor ernannt, bevor er 1919 schließlich die volle Professur erhielt. Von 1949 bis 1951 war er Dekan des College of Chemistry. 1952 zog er sich aus der Vollzeitlehre zurück^[4] blieb aber bis zu seinem Tod emeritierter Professor in Berkeley. Hildebrand Hall auf dem Berkeley Campus ist nach ihm benannt.

Leistungen, Entdeckungen, Ehrungen[edit]

Seine Monographie von 1924 über die Löslichkeit von Nichtelektrolyten, Löslichkeitwar die klassische Referenz für fast ein halbes Jahrhundert. 1927 prägte Hildebrand den Begriff “reguläre Lösung” (im Gegensatz zur “idealen Lösung”) und diskutierte 1929 ihre thermodynamischen Aspekte. Eine reguläre Lösung beinhaltet keine Entropieänderung, wenn eine kleine Menge einer ihrer Komponenten übertragen wird es aus einer idealen Lösung der gleichen Zusammensetzung, wobei das Gesamtvolumen unverändert bleibt. Hildebrands zahlreiche wissenschaftliche Arbeiten und Chemietexte umfassen Eine Einführung in die molekularkinetische Theorie (1963) und Viskosität und Diffusivität (1977). Er erhielt 1918 die Distinguished Service Medal und 1948 die King’s Medal (britisch).

Hildebrand war Mitglied des Rates der National Academy of Sciences und Mitglied des Citizens Advisory Committee on Education der kalifornischen Gesetzgebung. Hildebrand machte mehrere Entdeckungen, von denen die Einführung von Helium- und Sauerstoff-Atemmischungen Mitte der 1920er Jahre am bemerkenswertesten war, um die Luft für Taucher zu ersetzen und den als Biegungen bekannten Zustand zu lindern. Er erkannte, dass das Problem durch unter hohem Druck im Blut gelöstes Stickstoffgas verursacht wurde, das bei der Rückkehr an die Oberfläche zu schnell ausgestoßen wurde. Helium verursacht aufgrund seiner viel geringeren Löslichkeit in wässrigen Lösungen wie Blut nicht das gleiche Problem. Diese Entdeckung wurde später verwendet, um das Leben von 33 Mitgliedern des U-Bootes zu retten USS Squalus das ging im Jahr 1939.

Hildebrand gewann praktisch alle wichtigen Preise auf dem Gebiet der Chemie mit Ausnahme des Nobelpreises. Die American Chemical Society hat ihm zu Ehren den Joel Henry Hildebrand Award für Arbeiten auf dem Gebiet der theoretischen und experimentellen Chemie von Flüssigkeiten verliehen. Die erste Auszeichnung wurde Hildebrand 1981 im Rahmen seines 100. Geburtstages verliehen. Der Preis wird derzeit von Exxon Mobil gesponsert. Er wurde 2001 von Kantha als einer der 35 hundertjährigen Wissenschaftler identifiziert, die zu einem ungewöhnlichen Cluster gehörten, das im 20. Jahrhundert neu gegründet wurde.

Hildebrand sagte oft, er schätze seine Rolle als Lehrer am meisten. In einem Interview kurz vor seinem 100. Geburtstag bemerkte er: “Guter Unterricht ist in erster Linie eine Kunst und kann weder definiert noch standardisiert werden … Gute Lehrer werden geboren und gemacht; Kein Teil des Prozesses kann weggelassen werden. ” ^[5] Er blieb auch im Alter von 100 Jahren der Arbeit mit Studenten verpflichtet. Fast jeden Schultag kam er in sein Büro auf dem Campus, bis eine nachlassende Gesundheit dies unmöglich machte.

Hildebrand war auch im Sierra Club aktiv und war von 1937 bis 1940 dessen Präsident. Als Mitglied trug er zu vielen wichtigen Landnutzungsberichten über staatliche und nationale Parks in Kalifornien bei. Er leitete auch das US-amerikanische Olympia-Skiteam von 1936.

Wissenschaftliche Beiträge[edit]

Seine Untersuchung der Löslichkeit von Nichtelektrolyten führte zur Bildung des “Hildebrand-Löslichkeitsparameters”

δ=((ΔH.v– –R.T.)/.V.m.{ displaystyle delta = { sqrt {( Delta H_ {v} -RT) / V_ {m}}}.}

Die allgemeine Idee ist, dass ein potentieller gelöster Stoff in einem Lösungsmittel mit einem vergleichbaren Wert für löslich ist

δ{ displaystyle delta}

.

Diese Arbeit wurde dann zur Bildung des umfassenderen “Hansen-Löslichkeitsparameters” verwendet, der nicht nur Dispersionswechselwirkungen zwischen Lösungsmittel und gelöstem Stoff (wie der Hildebrand-Parameter), sondern auch Wasserstoffbrücken und polare Wechselwirkungen berücksichtigt – wodurch die Beschränkung aufgehoben wird der Anwendung nur auf unpolare Arten. Hansen zeigt großen Respekt vor Hildebrand und seiner Arbeit und räumt tatsächlich ein, dass seine Arbeit mit dem Hansen-Löslichkeitsparameter ohne den großen Beitrag, den Hildebrand auf diesem Gebiet geleistet hat, nicht möglich gewesen wäre.

Hildebrand sprach sich auch dafür aus, wie kleine unpolare Arten im Wasser existieren. Die Auflösung von Spezies wie Methan in Wasser geht sowohl mit einer negativen Enthalpie als auch mit einer negativen Entropie einher. Ein gängiges Modell für dieses Verhalten ist das Modell vom Eisberg- oder Clathrat-Typ, bei dem sich um das Methanmolekül ein Netzwerk oder ein Käfig aus wasserstoffgebundenem Wasser entwickelt. Dies erklärt den Abfall der Enthalpie, da die Wasserstoffbindung im Vergleich zu reinem Wasser erhöht ist, und den Abfall der Entropie, da ein vom Lösungsmittel ausgeschlossenes Volumen zusammen mit einem geordneten Netzwerk von Wassermolekülen entstanden ist.

Hildebrand stellte diese populäre Ansicht in einer Reihe von Papieren in Frage^{[citation needed]} in den späten 1960er und 1970er Jahren und kam zu dem Schluss, dass Methan in Wasser nur eine um 40% geringere Diffusionsfähigkeit aufweist als in Tetrachlorkohlenstoff. Wenn Wasser eingeschlossen war oder sich in einer Eisbergstruktur befand, sagte er voraus, dass dieser Diffusionsunterschied zwischen Wasser und Tetrachlorkohlenstoff signifikant größer sein sollte.

Dieser Ideenkonflikt besteht in der Literatur immer noch, da zwischen 2000 und 2010 Veröffentlichungen zur hydrophoben Hydratisierung vom Clathrat-Typ noch in Computersimulationen verschiedener Typen eingereicht wurden.^{[citation needed]} Es gibt jedoch Veröffentlichungen, die Hildebrands frühere Kritik an diesem Modell zitieren und darauf hinweisen, dass die Hydrophobizität durch die geringe Größe des Wassers entsteht, die die freie Energie erhöht, die erforderlich ist, um einen geeigneten Hohlraum für bestimmte gelöste Stoffe zu entwickeln.^{[citation needed]}

Angesichts des Konflikts auf diesem Gebiet und des damit verbundenen hohen Interesses scheint Hildebrand noch einige Zeit einen Beitrag zur wissenschaftlichen Gemeinschaft zu leisten.

Mit George Scatchard entwickelte Hildebrand eine Gleichung für überschüssige Molvolumina in Gemischen.^[6][7]

Hildebrand bei Schießerei auf dem Campus verwundet[edit]

Am 4. August 1919 wurde Hildebrand von Roger Sprague erschossen und verwundet, einem Chemieassistenten, der verzweifelt war, nicht für weitere Fortschritte empfohlen zu werden.^[8]

Verweise[edit]

Externe Links[edit]