Wilhelm Friedrich Ostwald
(1853-1932)

Ostwald a katalízisrôl
 

Zeitschrift für physikalische Chemie, vol.15, p. 705–706 (1894)

in:  Henry Marshall Leicester and Herbert S. Klickstein, A Source Book in Chemistry 1400–1900,
Harvard University Press, 1963


Ostwald a katalízist egy olyan összefoglalóban tárgyalta, amelyet F. Stohmann cikke alapján készített (a dolgozat az élelmiszerek égéshôjét elemezte). Az írás a Zeitschrift für physikalische Chemie összefogalalókat közlõ részében jelent meg. Ostwald nem értett egyet Stohmann katalízis-definíciójával, ezért elsôsorban saját elméletét fejtette ki.


A történeti bevezetés után a szerzô felsorakoztatja azokat az alapvetô égéshô-értékeket, amelyeket a tápanyagok legfontosabb komponenseire tanítványaival együtt meghatározott. Az általános elemzés közben dicséretes módon rámutat a katalitikus jelenségek fontos fiziológiai szerepére. A különbözô kutatók véleményének összegzése után a következôképpen fogalmazza meg saját katalízis-definícióját:

"A katalízis egy bomlékony anyag molekuláját alkotó atomok mozgási feltétele – amely azután lép fel, hogy az egyik anyagból kibocsátott energia egy másikba belép – és energiaveszteség révén stabilabb anyagok képzôdéséhez vezet."

Az összefoglaló írójának több kifogása is van a fenti definícióval szemben. Elôször is a molekulát "alkotó atomok mozgási feltétele" hipotetikus, és ezért nem alkalmas definíció céljára. Másodszor pedig a katalízis nem energiaveszteség. Ezenkívül – a katalízis jellegzetes körülményei között – szabadenergia-vesztés aboszlút energia felvételekor is végbemehet.

Ha az összefoglaló írója maga látna hozzá a katalízis jelenségének általános leírásához, talán a következô megfogalmazást találná a legmegfelelôbbnek: A katalízis a lassan zajló kémiai reakció felgyorsítása idegen anyag jelenléte által. Ekkor a következô magyarázatot kellene adni.

Számos olyan anyag vagy rendszer létezik, amely önmagában nem stabil, hanem lassú változáson megy át, és csak nekünk látszik stabilnak, mert a változás olyan lassú, hogy a megfigyelés rövid ideje alatt nem tûnik fel. Ezek az anyagok vagy rendszerek gyakran reagálnak megnövekedett sebességgel, ha bizonyos idegen anyagokat, vagyis olyan anyagokat adnak hozzájuk, amelyek önmagukban nem szükségesek a reakcióhoz. Ez a felgyorsítás az általános energiaviszonyok változása nélkül játszódik le, minthogy a reakció befejezôdése után az idegen anyag ismét eltávolítható a reaktciótérbôl, tehát az anyag bevezetésekor felhasznált energia visszanyerhetô az anyag eltávolításakor vagy fordítva. Ezeknek a folyamatoknak azonban – az összes természetes folyamathoz hasonlóan – olyan irányban kell lejátszódniuk, hogy a teljes rendszer szabadenergiája csökkenjen.

Ezért félrevezetô a katalitikus hatást olyan erônek tekinteni, amely olyasmit hoz létre, ami nem fordult volna elô a katalitikusan mûködô anyag nélkül; még kevésbé feltételezhetô, hogy az utóbbi munkát végez. Talán elôsegíti a probléma megértését, ha külön megemlítem, hogy az idô nem szerepel a kémiai energia elméletében; tehát ha a kémiai energiaviszonyok olyanok, hogy egy adott folyamatnak végbe kell mennie, akkor csak a kezdeti és végállapotoknak, valamint a szükséges közbensô állapotok teljes sorának kell megjelennie, de semmiképpen nem játszik szerepet az az idô, amely alatt a reakció végbemegy. Az idô ebben az esetben olyan feltételektôl függ, amelyek kívül esnek az energetika két fô tételén. Az egyetlen energiafajta, amely a definíciójában tartalmazza az idôt, a kinetikus energia, amely a tömeggel és a sebesség négyzetével arányos. Ezért mindazok az esetek, amelyek a kinetikus energiától függenek, teljesen meg vannak határozva az idôben, ha a feltételek adottak; de mindazok az esetek, amelyekben a rezgési energia nem játszik ilyen szerepet, nem függenek az idôtôl, tehát bármikor lejátszódhatnak anélkül, hogy az energiatörvényeket megsértenék. A katalitikus folyamatok az empirikus tapasztalatok szerint abba a típusba esnek, amelyben az utóbbi sajátság érvényesül; ezért a katalitikus folyamatok számomra határozottan azt bizonyítják, hogy a kémiai folyamatok nem lehetnek kinetikus természetûek.

W. O.

ChemoNet, 1998
Vissza
http://www.kfki.hu/chemonet/ 
http://www.ch.bme.hu/chemonet/