Theodor Grotthuss étudie les sciences naturelles à Leipzig. Au cours d'un long séjour à Paris entre 1803 et 1805 il devient familier de la pile Volta. Il déménage ensuite en Italie (Naples puis Rome) entre 1805 et 1806. En 1807 Grotthuss retourne à Vilnius. Dès lors il souffre de dépression et d'une maladie héréditaire du pancréas. Incapable de continuer ses recherches scientifiques, il perd le goût de la vie et se suicide en 1822 à l'âge de 37 ans.
C'est au cours de son séjour en Italie qu'il fait ses principales recherches sur la décomposition électrolytique de l'eau en dioxygène et dihydrogène[1]. À cette époque le concept de molécule n'est pas encore clairement défini, et dans sa communication il considère comme molécule la matière solubilisée et par particule la matière non dissoute. On peut donc s'apercevoir que sa description des molécules se rapproche du concept d'ion.
Il décrit que lors de l'électrolyse de l'eau, les molécules s'orientent en chaînes polarisées reliant les électrodes :
« Au moment qu’on établit un courant d’électricité galvanique dans cette eau, la polarité électrique se manifeste entre ses molécules élémentaires, de façon que celles-ci sembleront
constituer le complément pile en action »
Quelque quarante années plus tard, Michael Faraday développera son modèle des lignes de champ à partir de ce concept, qu'il reconnaît devoir son commencement à la lecture du travail de Grotthuss de 1806[2].
En 1819, Grotthuss élargit son concept. Il propose que même sans influence électrique, il existe toujours en solution un échange entre toutes les molécules d'eau, mais que ce phénomène spontané n'est pas détectable du fait de l'équilibre qui existe entre les forces électriques[3],[4],[5]. Quand un potentiel électrique est appliqué dans la solution, cet équilibre est rompu, et l'effet électrochimique résultant décompose l'eau en dioxygène et dihydrogène. Cette idée prédit le concept d'ions, que Michael Faraday développera une quinzaine d'années plus tard avec les lois régissant l'électrolyse, ce qui sera donc la confirmation expérimentale des propositions de Grotthuss.
Loi d'absorption photochimique
En 1817, il publie un traité sur l'action chimique de la lumière. Dans ce document il propose la loi d'absorption photochimique, qui est considérée comme l'une des deux lois de la photochimie. Cette proposition sera reprise et remise au goût du jour en 1842 par John William Draper.
(en) Juozas Al. Krikštopaitis, Pavia Project Physics, Volta and His Influence on Physics : In the wake of Volta's challenge: the eletrolysis theory of Theodor Grotthuss, 1805, (lire en ligne), p. 83-90
(en) Juozas Al. Krikštopaitis, « Concerning the origins of charge transfer in the micro-structure of matter: The contribution of Theodor von Grotthuss », Electrochim. Acta, vol. 51, no 27, , p. 5999-6002 (ISSN0013-4686, DOI10.1016/j.electacta.2006.01.060)
↑ ab et cC. J. T. de Grotthuss, « Sur la décomposition de l'eau et des corps qu’elle tient en dissolution à l'aide de l'électricité galvanique », Ann. Chim. (Paris), vol. 58, , p. 54-74
↑(en) Michael Faraday, Experimental Researches in Electricity, vol. 1, Londres, Bernard Quaritch, , 591 p. (lire en ligne), p. 136
↑(de) C. J. T. de Grotthuss, « Über die chemische Wirksamkeit... », Jahreverhandlungen der Kurländischen Gessellschaft für Literatur und Kunst, vol. 1, , p. 119-184
↑(de) C. J. T. de Grotthuss, « Merkwürdige Zersetzung des Wassers durch Wasser im Kreise der Voltaischen Säule », Journal für Chemie und Physik, vol. 28, , p. 315-325
.svg){kind=small}
