诺贝尔化学奖讲述.ppt

1909年诺贝尔化学奖获得者威廉·奥斯特瓦尔德Friedrich Wilhelm Ostwald 人物简介 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。 主要成就 编写与翻译化学 化学动力学研究 化学热力学研究 溶液依数性研究 催化现象的研究 能量学 学术与社会活动 编写与翻译化学 1880年，他开始写《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。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》，努力将物理化学从有机和分析化学中独立出来。 化学动力学研究 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。 1884年后，阿累尼乌斯提出电离理论，他奉告奥斯特瓦尔德， 溶液的导电性和他所钻研的酸的亲和力拥有一致性。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，在此期间，他组建了先进的物理化学实验室，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”。 化学热力学研究 1888年奥斯特瓦尔德从质量作用定律和电离理论出发推导出描述电导、电离度和离子浓度关系的奥斯特瓦尔德稀释定律，并且通过大量实验数据验证了这一关系： 这一定律使质量作用定律和电离理论成功地应用在处理部分电离弱酸弱碱体系，为这两个当时尚是假设的观点提供了支持。1891年奥斯特瓦 尔德又使用电离理论成功解释了酸碱指示剂的原理。 溶液依数性研究 在对溶液的物理化学研究方面，他邀请恩斯特·奥托·贝克曼作为助手设计精确的温度测量设备（即后来所称的贝克曼温度计）和恒温槽，以便精确的研究稀溶液的依数性，如溶液加入电解质或者其他组分之后产生的蒸气压下降、沸点上升、凝固点下降等现象。他们用这套设备验证了拉乌尔定律，并对范托夫当时提出的渗透压等概念进行了测量。1900年左右奥斯特瓦尔德在对溶液粘度性质的测量时，发明了奥斯特瓦尔德黏度计，至今仍然被广泛使用，另一说是由他的儿子沃尔夫冈·奥斯特瓦尔德所发明。 另外他还提出了两个至今常用的概念： 一、奥斯特瓦尔德规则 二、奥斯瓦尔德熟化（Ostwald Ripening） 催化现象的研究 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。 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”，但这一方法也被德国用于生产第一次世界大战中所需的炸药。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。 能量学 1887年奥斯特瓦尔德初任莱比锡大学教授时候的演讲的题目是“能量与其转变”，当时他的结论是物理化学对能量的研究可以补充其他化学对物质的研究，但1891年左右他开始形成了他的“能量学”（energetics）概念，认为能量是唯一真实的实在，物质并不是能量的负载者，而只是能量的表现形式。1895年他在德国吕贝克自然科学家会议上发表了“克