貝採裏烏斯的故事 他是怎麼發明出催化劑的
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催化劑,又稱“觸媒”,它在化學反應裏能改變其他物質的化學反應速率,而本身的質量和化學性質在化學反應前後都不會發生改變。催化劑所產生的催化反應,通常是加速反應,例如鐵催化劑可使氮和氫轉變爲氨的反應大爲加速,使合成氨工業成爲可能;若其作用是使反應減速, 則稱負催化劑, 如少量醇、酚或蔗糖可抑制亞硫酸鈉溶液被溶於水中的氧所氧化。如今,催化劑種類繁多且形態不一,爲生活中的發明製造帶來了很大的影響。據統計,約有90%以上的工業過程中使用催化劑。
固體鹼催化劑
那麼,催化劑是怎麼誕生的呢?這還得從一次生日派對說起。
雅科比·貝採裏烏斯(注一)是瑞典斯德哥爾摩醫學院的教授,同時也是聞名世界的化學家,他把一生都投給了化學事業和醫學事業。1835年8月20日,這一天是他五十六歲的生日,可他就連生日這一天也不肯休息,仍到實驗室進行科學試驗。
清晨出門前,妻子瑪利亞對他再三的叮嚀:“親愛的,今天是你的生日,親戚朋友們都已約好了晚上七點舉行派對,爲你慶賀生日,你可一定要早些回來。”貝採裏烏斯笑着應道:“親愛的,放心吧!我不會忘記的。”
永斯·雅各布·貝採利烏斯(1779-1848)瑞典化學家
瑪利整整忙碌了一天,到了晚上六點才一切就緒。親戚朋友們都陸續趕到了,大家熱鬧的聚在一起,邊聊天邊等待着貝採裏烏斯。天漸漸黑了,也不見他的身影,眼見着七點了。焦急的瑪利亞只好自己到實驗室去找貝採裏烏斯。到了實驗室,貝採裏烏斯還在專注地做着實驗,瑪利亞知道他完全沉浸在實驗中,早把生日派對的事情忘到九霄雲外了。看到瑪利亞來找自己,貝採裏烏斯才恍然想起生日派對的事情,趕忙放下手中的試驗,匆忙地帶着妻子往家裏趕。
回到家裏,親戚朋友們舉着酒杯,紛紛圍攏過來,貝採裏烏斯剛纔正做着研磨白金的實驗,身上手上還沾滿了細小的粉末,可他來不及換洗,就從朋友手中接過一杯紅葡萄酒,恭敬地彎下身子敬來賓,然後在大家熱情的祝賀中飲酌美酒。
忽然,貝採裏烏斯皺着眉頭對瑪利亞說:“親愛的,你怎麼能拿醋來當酒讓我們喝呢?快去換了!”瑪利亞和親戚朋友們一聽都愣住了。隨即,瑪利亞回過神兒來,笑着說道:“親愛的,你這是開的什麼玩笑呀,你做實驗都做到家裏來了,我們喝的可是純正的紅葡萄酒,怎麼會是醋呢!” 大家也紛紛表示自己喝的確實是葡萄酒。
葡萄酒變酸了?
貝採裏烏斯將信將疑地又喝了一小口,然後把手中的酒杯遞給瑪利亞,說道: “你來嚐嚐,這是酒還是醋呢?”瑪利亞驚訝地接過酒杯嚐了嚐——竟然真是酸的!就在這時,貝採裏烏斯注意到酒杯裏有少量的黑色粉末,強烈的職業敏感使他很快就意識到,這一定是剛纔自己做實驗時研磨白金,粘在身上的鉑黑(注二)掉到杯子裏,使酒發生了變化。
想到這裏,貝採裏烏斯小心翼翼地將這隻酒杯收了起來。朋友們不知何故,貝採裏烏斯幽默地說道:“這可是隻“神杯”,我可要收好它!” 貝採裏烏斯的話引來了大家的一陣歡笑,生日派對也在歡笑聲中繼續着。
第二天一早,貝採裏烏斯就迫不及待地帶着“神杯”趕往實驗室。反覆試驗,終於證明把紅葡萄酒變成醋酸的魔力是來源於鉑黑粉末,是它加快了乙醇和空氣中的氧氣發生化學反應,生成了醋酸。
第二年,貝採裏烏斯在《物理學與化學年鑑》雜誌上發表了一篇論文,首次提出化學反應中使用的“催化”與“催化劑”概念。從此,催化劑便走進了人們的生活,在化工生產、科學家實驗和生命活動中被廣泛地應用着。
註釋:
注一: 永 斯雅各布貝採利烏斯(Jns Jakob Berzelius,1779-1848),瑞典化學家、伯爵,化學元素符號的首倡者,量子化學大師。在發展化學中作出重要貢獻,接受並發展了道爾頓的原 子論;以氧作標準測定了四十多種元素的原子量;第一次採用現代元素符號並公佈了當時已知元素的原子量表。他與約翰道爾頓、安託萬拉瓦錫一起被認爲是 “現代化學之父”。
注二:鉑黑是指金屬鉑的極細粉末呈黑色,表觀密度15.8-17.6。溶於王水,可作爲催化劑,作氫電極或其他氣體電極。
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