ジョエル・ヘンリー・ヒルデブランド

ジョエル・ヘンリー・ヒルデブランド（1881年11月16日 - 1983年4月30日）^[1]は、アメリカの教育者であり、化学の先駆者であった。彼は、液体と非電解質溶液を専門とする物理化学研究の主要人物であった。^[2]

彼は1881年11月16日にニュージャージー州カムデンで生まれた。^[3]

ヒルデブランドは1903年にペンシルバニア大学を卒業した。 1913年にカリフォルニア大学バークレー校の化学講師となるまで、短期間同大学の教員を務めた。5年後には助教授となった。1918年に准教授に昇進し、1919年にようやく教授に就任した。1919年8月4日、ヒルデブランドは昇進を勧められなかったことに腹を立てた化学助手に銃撃され負傷した。^[4]

彼は1949年から1951年まで化学学部の学部長を務め、1952年にフルタイムの教職から引退した。^[5]バークレーキャンパスのヒルデブランドホールは彼にちなんで名付けられている。

1924年に発表した非電解質の溶解度に関するモノグラフ『溶解度』は、ほぼ半世紀にわたって古典的な参考文献となった。1927年、ヒルデブラントは「理想溶液」と対比される「正則溶液」という用語を考案し、1929年にはその熱力学的側面について論じた。正則溶液とは、同じ組成の理想溶液からその成分の1つを少量移しても、全体の体積は変化せず、エントロピーが変化しない溶液のことである。ヒルデブラントの多数の科学論文および化学のテキストには、「分子運動論入門」（1963年）や「粘度と拡散率」（1977年）などがある。1918年に殊勲賞、1948年に英国国王勲章を受賞。

ヒルデブランドは、自身が会員であった全米科学アカデミーの評議員を務めた^[6]。また、カリフォルニア州議会の教育に関する市民諮問委員会の委員でもあった。1951年にはアメリカ哲学協会の委員に選出された^[7] 。ヒルデブランドはいくつかの発見をしたが、最も注目すべきは、1920年代半ばに、潜水士が潜水艦ベンドと呼ばれる症状を緩和するために、空気の代わりにヘリウムと酸素の混合呼吸器を導入したことである。彼は、この問題が高圧で血液に溶解した窒素ガスによって起こり、水面に戻る際に急速に排出されることに気付いた。ヘリウムは、血液などの水溶液への溶解度がはるかに低いため、同じ問題を引き起こしません。この発見は後に、1939年に沈没した 潜水艦USSスクアラスの乗組員33名の命を救うために使われた。

ヒルデブランドは、ノーベル賞を除く化学の分野でほぼすべての主要な賞を受賞した。アメリカ化学会は、液体の理論化学と実験化学の分野に関する研究に対して、ジョエル・ヘンリー・ヒルデブランド賞を創設した。^[8]最初の賞は、1981年にヒルデブランド生誕100周年記念の一環としてヒルデブランド本人に贈られた。2001年にカンタは、ヒルデブランドが20世紀に新たに形成された珍しいクラスターに属する35人の100歳以上の科学者の一人であることを確認した。

ヒルデブランドは、教師としての役割を最も大切にしていたとよく言っていた。100歳の誕生日の直前に行われたインタビューで、彼は「良い教育は基本的に芸術であり、定義したり標準化したりすることはできません...良い教師は生まれつきであり、育てられるものであり、プロセスのどちらの部分も省略することはできません」と述べた。^[9]彼は100歳になっても学部生と働くことに熱心であり続けた。健康状態の悪化によりそれが不可能になるまで、彼はほぼ毎日キャンパスのオフィスに通っていた。

ヒルデブランドはシエラクラブでも活動し、1937年から1940年まで会長を務めた。会員として、カリフォルニア州立公園や国立公園に関する多くの重要な土地利用報告書に寄稿した。また、1936年の米国オリンピックスキーチームの監督も務めた。

非電解質の溶解度に関する研究は、「ヒルデブランド溶解度パラメータ」 の形成につながった。

${\displaystyle \delta ={\sqrt {(\Delta H_{v}-RT)/V_{m}}}.}$

一般的な考え方としては、潜在的な溶質は、 が同等の値を持つ溶媒に溶解するということです。 ${\displaystyle \delta }$

この研究は、より包括的な「ハンセン溶解度パラメータ」の形成に使用されました。このパラメータは、溶媒と溶質の間の分散相互作用 (ヒルデブランド パラメータのように) だけでなく、水素結合と極性相互作用も考慮し、非極性種のみに適用するという制限を取り除きました。ハンセンはヒルデブランドとその研究に多大な敬意を示しており、ハンセン溶解度パラメータに関する研究は、ヒルデブランドがこの分野に果たした多大な貢献なしには不可能であったと認めています。

ヒルデブランドは、小さな非極性種が水中に存在する方法についても率直に語った。メタンなどの種が水中に溶解すると、負のエンタルピーと負のエントロピーの両方が伴う。この挙動の一般的なモデルは、氷山型またはクラスレート型モデルであり、メタン分子の周囲に水素結合した水のネットワークまたはケージが形成される。これにより、純水と比較して水素結合が増加するためエンタルピーが低下すること、および溶媒排除体積が水分子の整然としたネットワークとともに存在するようになるためエントロピーが低下することが説明される。

ヒルデブランドは、1960年代後半から1970年代にかけて一連の論文^[要出典]でこの一般的な見解に異議を唱え、メタンの水中での拡散率は四塩化炭素中よりもわずか40%低いという結論を出しました。水が包接体または氷山型構造である場合、水と四塩化炭素間のこの拡散率の差は大幅に大きくなるはずだと彼は予測しました。

この考え方の対立は文献の中にまだ存在しており、2000年から2010年にかけて発表されたクラスレート型疎水性水和に関する論文は、さまざまなタイプのコンピューターシミュレーションで今も提出されています。^{[引用が必要]}しかし、ヒルデブランドによるこのモデルに対する以前の批判を引用し、疎水性は水のサイズが小さいために、特定の溶質が占めるのに適した空洞を形成するのに必要な自由エネルギーが増加することから生じると示唆する論文もあります。^{[引用が必要]}

ヒルデブランドはジョージ・スキャッチャードとともに、混合物中の過剰モル体積の式を開発した。^{[10] [11]}

• インターネット アーカイブにあるジョエル ヘンリー ヒルデブランドに関する著作
• ジョエル・ヒルデブランドとのオーラル・ヒストリー・インタビューの記録、1962年8月6日、アメリカ物理学会、ニールス・ボーア図書館およびアーカイブ、2011年6月4日、ウェイバック・マシンにアーカイブ
• 米国科学アカデミー伝記