Svante Arrhenius

Trabalho precoce

Seu primeiro trabalho foi sobre a condutividade dos eletrólitos. Em 1884, com base neste trabalho, ele submeteu um ensaio de 150 páginas sobre condutividade eletrolítica à Universidade de Uppsala para seu doutorado. Isso não impressionou os professores, e ele recebeu um diploma de classe baixa. Mais tarde, a extensão deste trabalho lhe valeria o Prêmio Nobel de Química.

A idéia mais importante da tese foi sua explicação de que nem os sais puros nem a água pura são condutores, mas soluções de sais na água o são.

A explicação de Arrhenius foi que, ao formar uma solução, o sal se divide em partículas carregadas (que Michael Faraday havia dado o nome de ions muitos anos antes). A crença de Faraday era que os íons eram produzidos no processo de eletrólise; a idéia de Arrhenius era que, mesmo na ausência de uma corrente elétrica, as soluções de sais continham íons. Ele propôs que as reações químicas em solução eram reações entre íons.

Em uma extensão de sua teoria científica iônica Arrhenius propôs definições para ácidos e bases, em 1884. Ele acreditava que os ácidos eram substâncias que produzem íons hidrogênio em uma solução e que as bases eram substâncias que produzem íons hidróxidos em uma solução.

O Prêmio Nobel

Por volta de 1900, Arrhenius se envolveu na criação dos Institutos Nobel e dos Prêmios Nobel. Para o resto de sua vida, ele seria membro do Comitê Nobel de Física e membro do Comitê Nobel de Química.

Ele usou suas posições para organizar prêmios para seus amigos (Jacobus van't Hoff, Wilhelm Ostwald, Theodore Richards) e para tentar negá-los a seus inimigos (Paul Ehrlich, Walther Nernst). Em 1903 ele se tornou o primeiro sueco persn a receber o Prêmio Nobel de Química.

Trabalho posterior

Depois de ter feito seu nome, ele se voltou para outras questões científicas.

Fisiologia

Em 1904 ele proferiu (na Universidade da Califórnia) várias palestras, para tentar mostrar a aplicação dos métodos da química física ao estudo da teoria das toxinas e antitoxinas, e que foram publicadas em 1907 sob o título Immunochemistry.

Ciências da terra e planetárias

Ele também voltou sua atenção para a geologia (a origem da idade do gelo), astronomia, cosmologia física e astrofísica, sendo responsável pelo nascimento do sistema solar por colisão interestelar. Ele considerou a pressão da radiação como sendo responsável pelos cometas, a corona solar, a aurora boreal, e a luz zodiacal.

Ele pensou que a vida poderia ter sido levada de planeta para planeta pelo transporte de esporos. Esta idéia é agora conhecida como panspermia.

Efeito estufa

Arrhenius pensou em uma teoria para explicar a idade do gelo, e em 1896 ele foi o primeiro cientista a pensar que as mudanças nos níveis de dióxido de carbono na atmosfera poderiam fazer uma grande mudança na temperatura da superfície através do efeito estufa. Ele foi influenciado pelo trabalho de outros, inclusive de Joseph Fourier. Arrhenius usou observações infravermelhas da lua para trabalhar a absorção de radiação infravermelha pelo _CO2 atmosférico e vapor de água. Em sua forma original, a lei de estufa de Arrhenius diz o seguinte:

"Se a quantidade de ácido carbônico aumentar na progressão geométrica, o aumento da temperatura aumentará quase na progressão aritmética".

Esta expressão simplificada ainda é utilizada hoje em dia:

ΔF = α ln(C/ C 0 {\displaystyle C_{0}} )

Seu livro Worlds in the making (1908) foi dirigido a um público geral. Ele sugeriu que a emissão humana de _CO2 seria suficientemente forte para impedir que o mundo entrasse numa nova era glacial, e que uma Terra mais quente seria necessária para alimentar a população em rápido crescimento:

"Em certa medida a temperatura da superfície terrestre... está [relacionada] com a atmosfera que a envolve, e particularmente pela permeabilidade desta última aos raios de calor". (p46)

"[A] teoria foi estilizada a teoria das casas quentes, porque eles pensavam que a atmosfera agiria segundo a maneira das placas de vidro das casas quentes". (p51)

"Se a quantidade de ácido carbônico no ar afundasse para metade de sua porcentagem atual, a temperatura cairia cerca de 4°; uma diminuição para um quarto reduziria a temperatura em 8°. Por outro lado, qualquer duplicação da porcentagem de dióxido de carbono no ar aumentaria a temperatura da superfície terrestre em 4°; e se o dióxido de carbono fosse quadruplicado, a temperatura subiria em 8°". (p53)

"Embora o mar, ao absorver o ácido carbônico, atue como um regulador de enorme capacidade, que absorve cerca de cinco sextos do ácido carbônico produzido, ainda reconhecemos que a leve porcentagem de ácido carbônico na atmosfera pode ser alterada em um grau notável pelos avanços da indústria no decorrer de alguns séculos". (p54)

"Pela influência do crescente ácido carbônico na atmosfera, podemos esperar desfrutar de idades com climas mais eqüitativos e melhores, especialmente no que diz respeito às regiões mais frias da terra, idades em que a terra produzirá colheitas muito mais abundantes do que atualmente, em benefício da rápida propagação da humanidade". (p63)

Ele foi a primeira pessoa a prever que as emissões de dióxido de carbono provenientes da queima de combustíveis fósseis e outros processos de combustão causariam o aquecimento global. Arrhenius acreditava claramente que um mundo mais quente seria uma mudança positiva. Entretanto, até cerca de 1960, a maioria dos cientistas descartou o efeito estufa porque achavam que era muito improvável que isso acontecesse. Milutin Milankovitch tinha apresentado um mecanismo para a era do gelo: ele usava mudanças cíclicas na órbita da Terra (ciclos de Milankovitch). Atualmente, a explicação aceita é que o forçamento orbital define o tempo para a idade do gelo com o _CO2 atuando como feedback amplificador.

Assuntos humanos

Ele pensou na idéia de uma língua universal (uma língua que seria falada por todos), propondo uma modificação da língua inglesa.

Arrhenius foi um dos principais cientistas suecos que ajudaram a criar o Instituto Estadual de Biologia Racial em 1922. Esta foi uma idéia influenciada pela eugenia. Tinha sido proposta originalmente como um Instituto Nobel. Arrhenius era membro da diretoria do instituto, como já havia sido na Sociedade Sueca de Higiene Racial (Eugenics), fundada em 1909.