Von der abgelehnten Dissertation zum Nobelpreis: Svante Arrhenius und die Entdeckung der Ionen in Lösung

Im Jahr 1883 reichte der schwedische Wissenschaftler Svante August Arrhenius seine Doktorarbeit an der Universität Uppsala ein – mit einem Konzept, das die etablierte Chemie infrage stellte. Arrhenius, der sowohl in Physik als auch in Chemie ausgebildet war, konzentrierte seine experimentelle Forschung auf die elektrische Leitfähigkeit verdünnter Lösungen. In seiner Arbeit stellte er eine mathematische Hypothese auf: Wenn Säuren, Basen und Salze sich in Wasser lösen, trennen sich ihre Moleküle spontan in geladene Ionen. Diese grundlegende Annahme legte das Fundament für die moderne physikalische Chemie und löste in der europäischen Wissenschaftswelt des 19. Jahrhunderts eine Debatte aus.

Ein radikaler Bruch mit Faraday

Arrhenius hatte seine Forschung an die Königlich Schwedische Akademie der Wissenschaften in Stockholm verlegt, nachdem er die Chemiefakultät in Uppsala als uninspirierend empfunden hatte. Seine Dissertation von 1883 widersprach direkt den damals vorherrschenden Theorien zu Elektrizität und chemischer Bindung von Michael Faraday. Faraday vertrat die Auffassung, dass Ionen erst entstehen, wenn aktiv ein elektrischer Strom an eine Lösung angelegt wird. Arrhenius postulierte stattdessen, dass die Dissoziation bereits beim bloßen Lösen erfolgt. Nach seinem Konzept enthielten Säuren Wasserstoff und bildeten in wässriger Lösung Wasserstoffionen, während Basen die OH-Gruppe enthielten und Hydroxidionen freisetzten. Damit belegte er den grundlegenden Mechanismus chemischer Reaktivität, noch bevor Strom in die Flüssigkeit floss.

Kühle Aufnahme in Uppsala

Die Fakultät der Universität Uppsala begegnete der Dissertation von 1883 mit Skepsis. Für die Professoren des 19. Jahrhunderts schien die Vorstellung, dass gewöhnliches Kochsalz beim Auflösen in isolierte Natrium- und Chlorionen zerfällt, unwahrscheinlich – schließlich zeigte die entstehende Flüssigkeit keine der aggressiven chemischen Eigenschaften von reinem Natrium oder Chlorgas. Zudem zeigten die Professoren, die Arrhenius während seiner Studien in Stockholm umgangen hatte, wenig Begeisterung für seine Arbeit. Die Universitätsleitung nahm die Dissertation kühl auf und bewertete sie mit einer niedrigen Note, die seine Chancen auf eine akademische Laufbahn im schwedischen Hochschulsystem beinahe zunichtemachte.

Internationale Allianzen und der Durchbruch

Konfrontiert mit dem Widerstand im eigenen Land schickte Arrhenius gedruckte Exemplare seiner Arbeit an prominente ausländische Chemiker. Die jungen Forscher Wilhelm Ostwald in Riga und Jacobus Henricus van ’t Hoff in Amsterdam erkannten die Bedeutung seines Ionenmodells. Ostwald reiste nach Schweden, um Arrhenius zu treffen, und bot ihm eine Stelle im lettischen Riga an. Obwohl Arrhenius die Stelle wegen der Erkrankung seines Vaters nicht antreten konnte, zwang der internationale Zuspruch die schwedischen Akademiker dazu, seine Position neu zu bewerten. Ein Reisestipendium der Schwedischen Akademie ermöglichte es ihm, an der Seite von Ostwald und van ’t Hoff zu arbeiten, sodass Arrhenius seine Theorie der elektrolytischen Dissoziation in quantitativer Hinsicht weiter verfeinern konnte.

Nobelpreis-Anerkennung und Vermächtnis

Die internationale Zusammenarbeit festigte die elektrolytische Dissoziation als Grundprinzip der modernen Chemie. Der 1859 geborene Arrhenius erlebte noch vor seinem Tod im Jahr 1927, wie seine einst abgelehnte Doktorarbeit die höchste wissenschaftliche Auszeichnung erhielt. Im Jahr 1903 erhielt er den Nobelpreis für Chemie für seine Theorie der elektrolytischen Dissoziation. Zwei Jahre später, 1905, wurde er zum Direktor des neu gegründeten Nobel-Instituts für Physikalische Chemie in Stockholm ernannt. Heute bildet seine Arbeit zum Ionenverhalten in verdünnten Lösungen die Grundlage für fundamentale Prozesse in der chemischen Synthese, der Batterietechnologie und der Molekularbiologie – ein Beweis dafür, wie präzise quantitative Modelle anfängliche Skepsis in der Fachwelt überwinden können.

KI-generierte redaktionelle Illustration; kein Dokumentarfoto.

Quelle: Svante August Arrhenius