Wilhelm Friedrich Ostwald
(1853-1932)

Ostwald a katalízisrôl
 

Zeitschrift für physikalische Chemie, vol.15, p. 705706 (1894)

in:  Henry Marshall Leicester and Herbert S. Klickstein, A Source Book in Chemistry 14001900,
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/