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化学反应的“助产士”催化剂

时间:2022-02-11 理论教育 版权反馈
【摘要】:在化学史上,最先给催化剂下现代定义的人是奥斯特瓦尔德。奥斯特瓦尔德是物理化学的创始人之一,主要从事化学动力学和催化方面的研究,因研究催化作用、化学平衡条件和反应速率等方面的贡献而荣获1909年诺贝尔化学奖。他认为催化剂只能改变化学反应速率而不会影响化学平衡,它的催化作用是由于降低了活化能的缘故。奥斯特瓦尔德继而得出了由氨经过催化氧化制造硝酸的方法,被称之为“奥斯特瓦尔德法”,它对现代工业有着重要的意义。

化工生产、科学实验和生命活动中,催化剂都发挥了重要的作用。在化学史上,最先给催化剂下现代定义的人是奥斯特瓦尔德。他提出的制造硝酸的方法,即“奥斯特瓦尔德法”对现代工业具有重要的意义。

奥斯特瓦尔德是物理化学的创始人之一,主要从事化学动力学和催化方面的研究,因研究催化作用、化学平衡条件和反应速率等方面的贡献而荣获1909年诺贝尔化学奖。

1853年9月2日,奥斯特瓦尔德生于俄国统治下的拉脱维亚首府里加,他的父母都是德国移民后裔。幼年时期的奥斯特瓦尔德就十分勤奋好学,尤其对化学实验特别感兴趣。他常从药房里买回各种化学药品,做各式各样的玩具,比如能喷出三色火焰的烟火、小巧的爆竹等。他还学会了制作感光底版照相纸的技术,并能冲洗出照片。

莱比锡大学

1872年,奥斯特瓦尔德考入爱沙尼亚多尔帕特大学,1878年获化学博士学位。此后,他先后任职于里加工业大学、莱比锡大学。1887年~1906年,奥斯特瓦尔德在莱比锡大学担任物理化学教授,这是他一生中最荣耀的时期。他在莱比锡大学开展了规模宏大的研究工作。他用容量法和折射律研究了一碱在两酸之间的分配并解决了盐和脂的水解速率、酸的导电律、酸盐亲和常数、溶液的黏滞性、纯水的电离等问题,测定出稀溶液中用碱中和酸所发生的体积变化。1888年,他对酸碱指示剂的变色机理给予解释并赋予催化剂全新的现代意义。他认为催化剂只能改变化学反应速率而不会影响化学平衡,它的催化作用是由于降低了活化能的缘故。奥斯特瓦尔德提出的化学平衡相反应速率原理,为现代工业的发展提供了技术支持。

奥斯特瓦尔德

1902年,奥斯特瓦尔德从很多方面研究了催化过程,顺利地完成了使氨发生氧化的研究。氨在催化剂的作用下被氧化成一氧化氮并生成水,催化剂可降低反应物活化能,从而提高反应速率,减少达到化学反应平衡的时间。奥斯特瓦尔德继而得出了由氨经过催化氧化制造硝酸的方法,被称之为“奥斯特瓦尔德法”,它对现代工业有着重要的意义。硝酸是无机化学工业中三大强酸之一,具有酸类的通性。硝酸与氨作用生成的硝酸铵,是一种化肥,其含氮量比硫酸铵高,对于各种土壤都有较高的肥效。硝酸和炸药也有着密切的关系,黑火药的成分中就含有硝酸钠,因此硝酸被用于国防工业及工程上。

学海拾贝

催化剂在工业上也称为触媒,它会诱导化学反应发生改变,而使化学反应变快或减慢或者在较低的温度环境下进行化学反应。催化剂并不会在化学反应中被消耗掉,不管是反应前还是反应后,它们都能够从反应物中被分离出来。

奥斯特瓦尔德晚年陷入了唯心主义泥潭,创立了“唯能论”哲学流派,因此遭到了公众激烈的批评,这使他无法在大学继续任教了。1906年夏天,53岁的奥斯特瓦尔德隐居山林,主要从事写作。后人给他的评价是:“一个很有名的化学家,但也是很糊涂的哲学家。”后来,奥斯特瓦尔德在事实面前修正了自己的错误观点。

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