登上诺贝尔奖领奖台

登上诺贝尔奖领奖台

1835年，贝采里乌斯（J.J.Berzelius, 1779－1848）用术语“催化作用”来表示这样一种过程：通过某种特殊的力，较少量的某种物质能激起其他物质的亲和力，从而加速化学反应的进行，但它自身不发生任何变化。19世纪，已有很多催化作用的例子见诸文献。

1890年，奥斯特瓦尔德研究了有关“自催化作用”的现象，将其定义为：由于化合物中某种物质的存在而继续或加速反应的进行，但这些物质自身没有参加反应的过程。

在1894年的一份报告中，他给“催化作用”下了新的定义：催化作用是由于一种无关物质的存在而使缓慢进行的化学反应加速的过程。他用油对机器的作用，以及抽打一匹懒马的行为来形象地比喻催化作用。

在19世纪的最后10年中，奥斯特瓦尔德实验室对催化作用作了系统的、定量的研究，其中最突出的贡献是研究了过饱和溶液（均相与非均相）的结晶过程以及酶的作用。这项研究表明，一个不稳定的体系，经过最少的反应步骤趋于稳定，而不是通过许多反应步骤后达到一个最稳定的状态。这就是闻名遐迩的奥氏步骤定律。

奥斯特瓦尔德在验证阿累尼乌斯理论时，充分利用了根据催化活性来测量酸强度的方法。在整个过程中，酸和碱本身不变，但其存在却使反应产生加速现象，这令奥斯特瓦尔德和阿累尼乌斯意识到，在这个反应中决定反应速度的因素是酸，而且催化活性与酸的导电性成正比（并与氢离子浓度成正比），但与阴离子的性质无关。当然这只适用于受弱酸催化的反应。

奥斯特瓦尔德很早就强调一种重要观点，即催化剂对总的能量变化不产生影响，因而不会改变在热力学上稳定的可逆平衡的位置。

因此，催化剂必须用相同的比例加速正反应和逆反应，以保持其热力学意义。但是催化剂是否能启动化学反应？作为媒介物它是否同反应物一起形成化合物？对于这些问题他们未能提出令人信服的答案。

在对催化作用进行理论研究的过程中，奥斯特瓦尔德偶然了解到硝石问题是德国的一个重大问题，智利硝石价格昂贵，供应缺乏保证，而且硝石又是战略原料，是制造炸药的必需品。

因此必须在国内开办工厂生产硝石。尽管用空气制取氮的设想早已变成了现实，但由于人们无法使氮、氢化合，所以还不能用游离氮来制取硝石。

奥斯特瓦尔德针对这一问题开始了全面研究，一方面要掌握合适的条件和催化剂，通过最简便的、也是唯一的氮氢合成法来制取氨；另一方面还要研究有无可能把氨氧化成氧化亚氮，从而制出硝酸和硝石。因此，他把焦点集中在制作氨和硝酸这两个主要问题上。

奥斯特瓦尔德先和伯登斯坦，后和布劳尔（E.Braucr）博士提出了氮气和氢气在高温和高压下合成氨的流程，以一束热铁丝作为催化剂。经过一系列实验，他们又发明了一种用锡催化，将氨催化氧化为硝酸的工艺。这中间的主要实验都是由布劳尔负责进行的，他后来成了奥斯特瓦尔德的女婿。

从1906年起，这项工艺在工业上得到了开发，到1917年用这种工艺生产的硝酸已达26000吨。但到这时，奥斯特瓦尔德和布劳尔的早期研究已经被人们忽略了。

奥斯特瓦尔德坚信氨一定能够由氮和氢直接来合成，从它们的平衡常数值即可看出这一点，只要具备合成条件，选择适当催化剂就行。但是，就在奥斯特瓦尔德刚刚取得一些进展的时候，F·哈伯已先他一步提出了氨的合成条件，后来由C·波什实现了工业生产，开始向全世界源源不断地供应固氮化肥——氨。

正是由于有了奥斯特瓦尔德从很多方面来研究催化过程，合成氨才最终得以实现；而自贝采里乌斯提出催化现象后，在奥斯特瓦尔德着手研究前的半个多世纪里，它一直没有得到人们的重视。奥斯特瓦尔德在这一领域中的成就得到了世界科学界的高度评价，1909年因此而获得了诺贝尔化学奖。

1914年第一次世界大战的炮声，破坏了全欧洲的和平，震碎了格里斯乡村的宁静。由于奥斯特瓦尔德不懂得这场战争的帝国主义性质，因此也表现出了明显的民族沙文主义。

1914年10月，德国科学界和文化界在军国主义的操纵下，发表了一个为德国侵略暴行辩护的宣言《告文明世界宣言》，在上面签名的就有奥斯特瓦尔德。另一方面，由于军火生产日益不济德军一再受挫，德国政府多次向奥斯特瓦尔德讨教。起初他置之不理，后来在舆论的压力下，他不得不提出用极易获得的氨来大量生产硝酸，借以维持庞大的军火生产，使德军在战争末期又苟延残喘了1年多。

战后，德国追究奥斯特瓦尔德以制硝法资敌的罪过，各国的物理学家和化学家极力为他辩护，认为他早在1909年就因从氨氧化来制取氧化氮的发明获得了诺贝尔奖，后来以氨制造硝酸不过是这项发明的引申，完全不能构成罪过。

但是，在奥斯特瓦尔德的心中毕竟还是埋下了愧疚和悔恨。其实，早在大战的末期，战争的进程就已使他猛醒，他放弃了自己的错误立场，并在反对把人类推向战争深渊的运动中采取了许多实际的步骤。