奥斯特瓦尔德:物理化学的创始人之一
2016-02-29 17:41:00   来源:中国新闻网
内容摘要
威廉·奥斯特瓦尔德是物理化学的创始人之一。奥斯特瓦尔德在1880年开始写《普通化学概论》一书,并不断希望用新的物理化学进展来诠释其中的概念。除了电离理论、溶液的依数性和结晶学以外,奥斯特瓦尔德还是催化现象研究的开创者。

威廉·奥斯特瓦尔德(1853年9月2日-1932年4月4日),出生于拉脱维亚的德国籍物理化学家。是物理化学的创始人之一。1909年因其在催化剂的作用、化学平衡、化学反应速率方面的研究的突出贡献,被授予诺贝尔化学奖。

威廉·奥斯特瓦尔德1853年出生于利沃尼亚地区的里加(当时属于俄罗斯帝国管辖,现为拉脱维亚首都)。奥斯特瓦尔德少年时被送入自然科学教育和实用技术并重的一所文实中学(Realgymnasium)进行学习。

奥斯特瓦尔德在1880年开始写《普通化学概论》一书,并不断希望用新的物理化学进展来诠释其中的概念。同时他努力宣传阿累尼乌斯和荷兰物理化学家雅各布斯·亨里克斯·范托夫关于化学动力学的工作,这些著作出版后大受欢迎,但也受到不少学者的反对。因为当时欧洲大陆很多学者囿于有机化学和分析化学的经验,认为只有发现元素和合成新物质是化学家的工作,而称奥斯特瓦尔德等人为“离子家”。面对这种责难,奥斯特瓦尔德创办了世界第一种物理化学期刊《国际物理化学与化学物理研究》(德语:Zeitschrift für Physikalische Chemie),努力将物理化学从有机和分析化学中独立出来。

1881年,奥斯特瓦尔德回到里加,担任里加综合技术学院(现里加技术大学)的化学教授。开始建立实验室和开展他感兴趣的化学动力学的研究工作,希望可以通过比较化学反应的速率来比较各种物质的化学亲和力,为此他在1883年1月对欧洲大陆的先进实验室进行和考察,并和当时一流的化学家亥姆霍兹和拜耳等人私下进行了学术上的交流。

1884年后,阿累尼乌斯提出电离理论,他奉告奥斯特瓦尔德, 溶液的导电性和奥斯特瓦尔德所钻研的酸的亲和力拥有一致性。因而, 奥斯特瓦尔德行使阿累尼乌斯的电导法从新测定了酸的亲和力,发现电导法比密度法要好很多。试验的效果指出:对于一元强酸的溶液,跟着溶液浓度的稀释,电导逐步增大,当溶液无穷稀释时,电导到达最大值。

1887年奥斯特瓦尔德接受聘请,担任德国莱比锡大学的化学教授,他一直任此职到1906年。在这将近二十年的时间中,他组建了先进的物理化学实验室,吸引了整个欧洲各地乃至美国的年轻研究者前来。在他的领导下,莱比锡大学成为当时欧洲物理化学研究的一个中心,正如他的学生弗里德里克·唐南所说的“当你遇到困难时,他总会解决的办法;当你没有困难时,他总能给你新的思路”。

除了电离理论、溶液的依数性和结晶学以外,奥斯特瓦尔德还是催化现象研究的开创者。

1888年“催化”这一概念是由瑞典化学家贝采利乌斯最先提出的,提出后就遭到尤利乌斯·李比希的反对,随后的几十年中,对于催化剂和催化现象的本质的争论一直没有终止。

1890年发表文章,提出了自然界广泛存在的”自催化”现象。之后他和助手乔治·布瑞迪希(Georg Bredig)合作,对异相催化过程进行了研究。在1895年他发表了《催化过程的本质》,提出了催化剂的另一个特点:在可逆反应中,催化剂仅能加速反应平衡的到达,而不能改变平衡常数。

1902年提出了著名的奥斯特瓦尔德过程,即氨气通过催化剂(例如铂)作用被氧化生成一氧化氮,一氧化氮在空气中氧化为二氧化氮,二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮,生成的一氧化氮可以重新利用。这一过程实际上在1838 年就已经被人申请了专利,但是当时还无法获得大量的氨气作为原料,所以只有学术上的意义。奥斯特瓦尔德遇到了类似的困难,直到1908年左右他获知了德国化学家弗里茨·哈伯等人的合成氨工艺,才将这一制取硝酸的方法工业化,这一方法使得肥料和炸药的产量大量的增加,正如奥斯特瓦尔德自己所说的“工业的关键在于催化剂的使用”。后来这一过程后来经过奥斯特瓦尔德的学生马克斯·博登斯坦(Max Bodenstein)等人的的改进,一直广泛应用。(如需转载,请注明来源自科技世界网)