Arrhenius Svante

En 1884, un jeune chercheur suédois soutient une thèse sur la conductivité des électrolytes. Svante Arrhenius avance alors une idée mal accueillie : dans une solution électrolytique, une partie au moins des espèces électrolytiques est présente sous forme d’ions, même sans courant électrique ; pour un électrolyte faible, cette transformation reste partielle.

Cette théorie devient un fondement de la chimie moderne et lui vaut le prix Nobel de chimie en 1903. Arrhenius relie aussi la vitesse des réactions à la température, le dioxyde de carbone au réchauffement global et la taille d’une aire au nombre d’espèces qu’elle abrite.

Svante August Arrhenius (1859-1927) est un chimiste et physicien suédois. Enfant précoce puis étudiant brillant, il prépare sous la direction du physicien Erik Edlund une thèse intitulée Recherches sur la conductibilité galvanique des électrolytes et obtient son doctorat en 1884. Il y pose les bases de la théorie de la dissociation ionique.

Cette théorie affirme que les électrolytes forment des ions en solution, y compris en l’absence de courant électrique, leur dissociation ou leur ionisation pouvant être partielle, notamment pour les électrolytes faibles. D’abord très mal reçue, elle devient l’un des fondements de la chimie moderne. Arrhenius reçoit pour ce travail le prix Nobel de chimie en 1903. En 1889, il formule aussi la loi d’Arrhenius, qui décrit comment la vitesse des réactions chimiques varie avec la température.

Ses recherches dépassent l’électrochimie et la cinétique chimique. Arrhenius formule une relation entre la concentration atmosphérique de dioxyde de carbone et l’élévation de la température globale. Il propose également un modèle, qui porte encore son nom, reliant la taille d’une aire biogéographique au nombre d’espèces présentes. Ces contributions portent sur des phénomènes différents : elles ne constituent pas une théorie unique.

Suivons un même fil : la manière dont une idée scientifique d’Arrhenius passe d’une thèse contestée à une contribution reconnue. Les données sont l’année du doctorat, 1884 ; l’affirmation sur les ions ; l’année de la loi cinétique, 1889 ; et l’année du prix Nobel, 1903.

1. En 1884, Arrhenius soutient que les électrolytes forment des ions en solution, même sans courant, cette transformation pouvant rester partielle pour les électrolytes faibles.

2. On distingue cette théorie de la loi formulée en 1889 : celle-ci concerne la variation de la vitesse d’une réaction avec la température.

3. On associe ensuite le Nobel de 1903 à la théorie de la dissociation ionique, devenue un fondement de la chimie moderne.

Le contrôle consiste à conserver trois repères distincts : thèse et doctorat en 1884, loi d’Arrhenius en 1889, prix Nobel de chimie en 1903.

Dans un texte sur les électrolytes, la présence d’ions attribuée à la dissociation ou à l’ionisation, éventuellement partielle, d’un électrolyte constitue un indice de la théorie d’Arrhenius, mais la seule présence d’ions ne suffit pas à l’identifier. Si le texte compare plutôt des vitesses selon la température, il faut choisir la loi d’Arrhenius.

Dans une chronologie, on sépare les repères au lieu de retenir seulement « début du XX^e siècle » : le doctorat date de 1884, la loi de 1889 et le Nobel de 1903. Cette distinction évite d’attribuer les trois événements à une même année.

Dans un sujet sur le climat ou la biogéographie, le vocabulaire tranche encore : concentration de dioxyde de carbone et température globale d’un côté ; taille d’une aire et nombre d’espèces de l’autre. Ces deux relations ne se substituent ni à la théorie ionique ni à la loi cinétique.

Théorie de la dissociation ionique et loi d’Arrhenius. La première porte sur l’état des composés dans une solution électrolytique ; la seconde porte sur la variation de la vitesse d’une réaction avec la température. La mention d’ions présents sans courant désigne donc la théorie, pas la loi cinétique.

Relation climatique et modèle biogéographique. La relation climatique associe le dioxyde de carbone atmosphérique à la température globale. Le modèle biogéographique associe la taille d’une aire au nombre d’espèces. Une question sur la diversité d’une aire relève du second, même si les deux travaux sont dus à Arrhenius.

Le courant n’est pas la condition de la dissociation. Le piège consiste à croire que les ions n’apparaissent que lorsque le courant circule. Dans la théorie exposée par Arrhenius, les espèces électrolytiques sont à l’équilibre en solution avant le passage d’un courant ; leur dissociation ou leur ionisation peut être partielle et dépend de l’électrolyte.

1889 et 1903 ne désignent pas le même résultat. La loi sur la vitesse des réactions est formulée en 1889. Le prix Nobel de chimie est reçu en 1903 pour la théorie de la dissociation ionique. Une chronologie qui fusionne ces repères attribue mal le résultat récompensé.

Une relation n’est pas ici une formule complète. La source indique que le dioxyde de carbone est relié à la température globale et que l’aire est reliée au nombre d’espèces, sans fournir d’équation ni de paramètres. Il faut présenter ces directions de recherche sans inventer de calcul quantitatif.

La fiche unités de mesure de température précise la grandeur qui intervient dans la loi reliant température et vitesse de réaction.

L’article Gaz à effet de serre : les paradoxes du transport prolonge le volet climatique dans un cas lié au transport.