Het werk van Van 't Hoff

Van 't Hoff keek naar onderzoeksuitkomsten van anderen en trok daaruit conclusies die niemand anders tot dat moment had gedaan. Als zijn belangrijkste ontdekking wordt de introductie van de stereochemie gezien.

Van 't Hoff ontdekte in de resultaten van anderen dat er bij koolstofatomen die door verschillende groepen omringd werden er minder verschillende vormen (isomeren) experimenteel konden worden aangetoond dan er op papier konden worden getekend. Van 't Hoff verklaarde dit door te veronderstellen dat moleculen niet plat waren (de gebruikelijke denkwijze op dat moment), maar driedimensionaal. Hij stelde voor om tetraëders te gebruiken als model voor een molecule, waarbij het centrale koolstofatoom zich in het midden van de tetraëder bevindt. In zijn pamflet introduceerde hij de term asymmetrisch koolstofatoom. Hiermee bedoelde hij een koolstofatoom dat omringd werd door vier verschillende groepen.
Van 't Hoff stelde dat slechts in dit geval er meer dan één isomeer van een verbinding kon bestaan, wat direct een verklaring was voor de optische activiteit van deze verbindingen.

tekeningVantHoff.gif

Waarvoor heeft Van 't Hoff de eerste Nobelprijs voor de Scheikunde gekregen?

Gek genoeg heeft Van 't Hoff niet voor zijn meeste bekende ontdekking; de stereochemie, de ontdekking van de opstelling van atomen in de ruimte de Nobelprijs gekregen. Wel voor zijn ontdekkingen op het gebied van evenwicht en dynamica in de chemie, met name voor zijn theorie van de osmotische druk. 

Deze theorie komt in het kort op het volgende neer: Wanneer twee zoutoplossingen worden gescheiden door een zogenaamd semi-permeabel membraan, waar wel de watermoleculen maar niet de zoutmoleculen doorheen kunnen gaan, zal er water stromen van de kant met de lagere zoutconcentratie naar de kant van de hogere zoutconcentratie. Hierdoor komt de vloeistoflaag aan de ene kant van het membraan hoger te staan dan aan de andere kant. Er ontstaat een evenwicht wanneer de druk van de extra waterkolom even groot is als de drijvende kracht voor het transport van water door het membraan. De osmotische druk is de druk die de waterkolom levert in de evenwichtssituatie als er maar aan één kant van het membraan zout in oplossing is.

Van 't Hoff bewees dat deze druk met de formule p = cRT kan worden uitgerekend, waarbij p de osmotische druk is, c de concentratie zout, R de universele gasconstante en T de absolute temperatuur. Hij toonde hiermee meteen aan dat wetten van de thermodynamica die gelden voor gassen ook van toepassing zijn op oplossingen. Immers, de ideale gaswet heeft de vrijwel identieke vorm pV = nRT, waarbij p de druk is, V het volume en n de hoeveelheid gas. En voor de concentratie van een zout geldt dat deze gedefinieerd is als c = n/V.

Wat maakte Van 't Hoff zo'n uniek chemicus?

Van 't Hoff is natuurlijk in de eerste plaats belangrijk als chemicus vanwege de ontdekkingen die hij gedaan heeft. Maar ook in zijn manier van werken was Van 't Hoff bijzonder. Hij keek met name naar de resultaten die anderen hadden verkregen en zag daar verbanden in die niemand daarvoor waren opgevallen. Hij hield er niet van om zelf praktisch onderzoek te doen. Tegen een collega schijnt hij over het doen van experimenten ooit eens gezegd te hebben: Wat is het toch fijn dat er mensen zijn die dit soort werk voor ons willen doen. Daarnaast was Van 't Hoff uniek omdat hij zich als een van de eerste chemici voornamelijk bezighield met de (natuurkundige) wetten waarmee chemische processen kunnen worden beschreven. In 1887 richtten Wilhelm Ostwald en hij het Zeitschrift für physikalische Chemie op. Samen worden zij dan ook gezien als de grondleggers van het vakgebied van de fysische chemie.