Герман Иванович Хес

Роден на 26 јули 1802 година во Женева. Бил син на уметник, па цел живот, покрај со хемија, се занимавал и со сликарство.

Хес дошол во Русија со своите родители во 1805 година, а на 15-годишна возраст заминал во Дорпат. Таму прво студирал во приватно училиште, потоа во гимназија, каде што дипломирал во 1822 година.

По средното училиште, студирал на Медицинскиот факултет на Универзитетот Дорпат, каде што професор по хемија му бил професорот Готфрид Озан. По дипломирањето на универзитетот во 1825 година, ја одбранил својата дисертација за доктор на медицина „Студија за хемискиот состав и терапевтскиот ефект на минералните води на Русија“. Потоа оди на шестмесечна практична работа во лабораторијата на Берзелиус во Стокхолм, каде Хес ја завршил анализата на хемискиот состав на вулканскиот минерал опсидијан.

Опсидијан или вулканско стакло

Потоа е испратен во Иркутск, каде што ја комбинира работата на лекар - специјалист, со учество во експедиција што собирала минерали - на падините на Урал. Научните статии што Хес ги испраќа до водечките метрополитски списанија го привлекле вниманието на познати експерти. Откако внимателно ја анализирал кујнската сол ископана во провинцијата Иркутск, тој покажал дека нејзиниот слаб квалитет е предизвикан од присуството на соли на калциум, магнезиум и алуминиум. И за проучување на локалните минерални води испратени до Академијата на науките, Хес во 1828 година ја доби титулата помошник на Академијата. Наскоро, во август 1830 година, тој бил избран во „вонредните“ придружници на Академијата (до 1912 година тоа било „средна“ титула помеѓу дополнителен и редовен член) и се преселил во Санкт Петербург. Истата година ја добива катедрата за хемија на Технолошкиот институт во Санкт Петербург, откако развил курс по практична и теоретска хемија и опремил хемиска лабораторија.

Во јануари 1832 година бил назначен за професор по хемија и технологија на Главниот педагошки институт, а во ноември истата година  ја добива катедрата по хемија на Рударскиот институт, каде вовел систематска настава по аналитичка хемија, која речиси била игнорирана на институтот, и набргу постигнал да хемијата стана еден од главните предмети на наставата .

Од 1832 до 1836 година ги предавал основите на технологијата и хемијата на идниот император Александар II. Во мај 1834 година бил избран за  академик.

Исто така, од 1838 година предавал во Артилериското училиште, отворајќи во 1839 година нова офицерска класа за практична работа во аналитичката хемија.

Главно е познат како еден од основачите на термохемијата. Долго пред М. Бертло и Ј. Томсен, тој претстави теорија според која големината на топлинските ефекти на реакцијата (1840)  може да биде мерка за хемиски афинитет. Истата година, тој го открил законот за постојаност на топлинските суми (Хесовиот закон).

Во него се наведува дека во низа хемиски реакции, вкупната добиена или изгубена енергија зависи само од почетната и крајната состојба, без оглед на бројот или патеката на чекорите. Ова е познато и како закон за постојан збир на топлината. Неговите експерименти на различни хидрати на сулфурна киселина покажале дека топлината што се ослободува кога тие се формираат била секогаш иста, без разлика дали реакциите се одвивале директно или преку интермедиери!

 Во 1842 година, тој го воспоставил правилото за термонеутралност, според кое, кога растворите на неутрални сол се мешаат, не се ослободува топлина. Тој утврдил дека при неутрализирање на 1 мол еквивалент на која било силна киселина со силна база, секогаш се ослободува иста количина на топлина (13,5 kcal). Целосно објаснување било дадено само 45 години подоцна, со помош на електролитната дисоцијација, од шведскиот хемичар Сванте Арениус .

Тој го откри, а потоа го утврди (во 1830-1834) составот на четири нови минерали - фолбортит, вертит, хидроборацит и уваровит.

Во 1833 година, тој предложил метод за добивање на телур од сребрен телурид, минерал што тој прв го проучувал.

Герман Хес, исто така, работел многу на полето на геохемијата, проучувал голем број природни минерали (од кои еден, сребрен телурид, беше наречен хесит во негова чест).

Се занимавал и со методите на настава по хемија. Неговиот учебник „Основите на чистата хемија“ (1831) бил препечатен седум пати (последниот во 1849 година). Во овој учебник, научникот ја користел руската хемиска номенклатура развиена од него. Подоцна, оваа номенклатура е дополнета од Дмитри Иванович Менделеев и во голема мера зачувана до денес.

Во 1840-тите, во име на руската влада, тој се занимава со проблемот за точно мерење на алкохолната јачина. Тој го поседува дизајнот на мерачот на алкохол, кој се користел многу години во Руската империја; јачината на пијалоците се мерела во степени според Хес, нултата точка на вагата била половина гар (38% алкохол по волумен).

Умира на 48 години, во 1850  во Санкт Петербург.

ХЕСОВИОТ ЗАКОН И БУМБАРОТ СО МИТРАЛЕЗ ВО ЗАДНИКОТ

Многу бубачки, за да се одбранат од предаторите, лачат силни и непријатни мириси но ова чудо на природата е вистински феномен и од биолошка и од хемиска природа! Се работи за Braсhinus elongatus, бубачка што живее во пустинските предели на Аризона,САД.

Кога се загрозени, тие во својот абдомен, во специјална комора моментно комбинираат хемикалии со кои се произведува, загрева и  прецизно истрелува жежок млаз кон предаторот. Самата анатомија на овој бумбар е доста сложена, за да ги издржи токсичните хемикалии и високите температури и притисоци. Комората е пак научна фантастика, изградена од хитинска мембрана, кутикула, протеини и восоци, во идеална комбинација, продукт на милиони години еволуција. Процесот на самоодбрана ги мачел научниците долго време и конечно е сфатен кога е употребен најмодерниот уред, синхротрон со ултра брзо снимање, кој користел рендгенски зраци со висок интензитет.

Механизмот на овие реакции е многу сложен, но, едноставно кажано, бумбардерот исклучително брзо меша две хемикалии (водороден пероксид и хидрохинон) и ја инјектира добиената мешавина во комората за внатрешно согорување, која има облик на срце и содржи претежно вода. Бубачката потоа инјектира трета хемикалија (каталаза) во таа смеса, која екстремно го забрзува (до милион пати) распаѓањето на водород пероксид во вода и кислород, како и оксидација на хидрохинон во кинон, што доведува до бурна реакција  и експлозија - но, се разбира, не претерана, да не ја уништи самата бубачка. Млаз топла течност се испукува неколку пати последователно со неверојатна брзина од 20 метри во секунда.

Значи, се одвива егзотермна реакција:

(a) C₆H₄(OH)₂(aq) + H₂O₂(aq)  = C₆H₄O₂(aq) + 2H₂O₂(l)

хидрохинон                                хинон

За да ја пресметаме топлината на реакцијата,  треба да ги разгледаме следниве чекори и  да го искористиме Хесовиот закон:

(б) C₆H₄(OH)₂(aq) = C₆H₄O₂ (aq) + 2H₂(g)     Δ_rН = 177 kJ/mol

(в) H₂O₂ (aq)= 2H₂O₂(aq) + ½O₂(g)                Δ_rН = –94,6 kJ/mol

(г) H₂(g) + O₂(g)= H₂O₂(l)                               Δ_rН = –286 kJ/mol

Топлината  на реакцијата за (а) е едноставно збир од оние за (б), (в) и (г).

Δ_rН_а = Δ_rН_б + Δ_rН_в + Δ_rН_г = (177 – 94,6 – 286) kJ/mol = =  –204 kJ/mol

Големото количество топлина што се ослободува е доволно за да ја доведе смесата до вриење. Со ротирање на врвот на абдоменот,со силни стомачни контракции, бумбарот може брзо да ја исфрли пареата во вид на ситни капки кон предаторот. Покрај термичкиот ефект, хиноните одбивно дејствуваат за други инсекти и животни. Еден бумбар бомбардер носи доволно реагенси за да произведе 20 до 30 празнења едноподруго, секое со звучна детонација. Затоа и го добива убавиот прекар-бомбардер.

Некои претходни истражувања покажаа дека овие бубачки со неверојатна прецизност го одредуваат моментот кога треба да ги отворат или затворат вентилите на излезот од комората за да избегнат самоуништување. Исто така, тие можат со милиметарска прецизност да го контролираат правецот во кој ќе испукаат млазен проектил кон птица, жаба или некој друг предатор.

Научниците се надеваат дека имитирајќи го извонредниот механизам за согорување на бомбардерот, кој се одвива во комора со големина околу 1 мм,  ќе може да создадат слични, поефикасни системи за стартување на мотори на авиони. за поефикасно повторно палење на горивото во моторот на авионот (особено во ситуации каде што моторот на авионот одеднаш престанува да работи на голема висина), но засега не успеаваат да ја победат Мајката природа.