1909年諾貝爾化學獎獲得者——物理化學之父“奧斯特瓦爾德”

　　在“物理化學之父”奧斯特瓦爾德七十二歲高齡時，他已經從萊比錫大學退休將近二十年了，開始撰寫自傳，在三年中寫成了一千二百頁之多，回顧他自己的一生。他既是一位思想敏捷的化學家，又是一位非常熟練的實驗員、機械師和玻璃工，同時，還是一位哲學家和詩人。

　　奧斯特瓦爾德于1853年9月2日出生于俄國拉脫維亞的里加。少年時代就對化學發(fā)生興趣，從藥房里買回化學藥品制作焰火和炸藥。還用幾塊透鏡制作了一架簡易的照相機，并且自制感光底板和照相紙，洗印出了許多照片。

　　1822年奧斯特瓦爾德進入多爾帕特大學學習， 1875年大學畢業(yè)，獲學士學位，1877年又順利地獲得了碩士學位。此后，他致力于溶液的密度測定和熱學性質的測量，經過六百次溶液密度的測定，計算出十二種酸的親和力，并以此為題寫出了博士論文，于1878年獲博士學位。

　　1882年奧斯特瓦爾德?lián)�任里加大學化學教授，開始研究化學反應動力學，研究用酸作催化劑的乙酰胺的皂化反應和醚、甲基醋酸的水解反應，測定這些反應的反應速率。這些研究為1901年提出現(xiàn)代催化劑概念打下了基礎。

　　1884年后，阿累尼烏斯開始提出電離理論，他告訴奧斯特瓦爾德， 溶液的導電性和奧斯特瓦爾德所研究的酸的親和力具有一致性。于是， 奧斯特瓦爾德利用阿累尼烏斯的電導法重新測定了酸的親和力，發(fā)現(xiàn)電導法比密度法要好得多。實驗的結果指出：對于一元強酸的溶液，隨著溶液濃度的稀釋，電導逐漸增大，當溶液無限稀釋時，電導達到最大值。最后，奧斯特瓦爾德于1888年提出了稀釋定律。

　　當年輕的阿累尼烏斯開始提出電解質的電離理論時，曾經遭到不少化學家的懷疑和反對。只有奧斯特瓦爾德和范霍夫積極支持這位年輕的學者。奧斯特瓦爾德親自到斯德哥爾摩與阿累尼烏斯會面，使這位年輕學者受到很大的鼓舞。奧斯特瓦爾德研究了醋酸甲酯的水解和蔗糖的轉化，以無機酸和有機酸作催化劑，他把從電導測出的每種酸對鹽酸的相對強度和每種酸對鹽酸的相對催化速率，分別與醋酸甲酯的水解和蔗糖的轉化對照，發(fā)現(xiàn)電導的比值、醋酸甲酯水解速率的比值和蔗糖轉化速率的比值都近似地等于氫離子濃度的比值。從這一實驗結果可以看出，電離理論把酸的催化作用解釋得一清二楚。反過來，奧斯特瓦爾德的實驗恰好是電離理論的有力的實驗證明。

　　奧斯特瓦爾德在他所寫的教科書里和在講課時，都積極地傳播電離理論，并指出如何應用這一理論來解釋各類化學反應，例如分析化學中所用的一些反應。奧斯特瓦爾德有許多美國學生，因此電離理論也在美國傳播開了。

　　1887年奧斯特瓦爾德?lián)�任萊比錫大學化學系主任和教授，從此開始了他科學研究生涯的黃金時代，他在萊比錫大學的研究所也成了世界物理化學的研究中心。

奧斯特瓦爾德對化學史也很感興趣，被化學界譽為“德意志的拉瓦錫”，這是由于拉瓦錫創(chuàng)立了定量化學的基礎；而奧斯特瓦爾德則介紹了化學反應的物理-化學本性，指出每一種化學現(xiàn)象都可以用熱力學來解釋：“毫無疑問，我們能夠用熱力學和F·M·吉布斯方程來解決問題。”

　　奧斯特瓦爾德所著的《分析化學基礎》一書，對分析化學下了精辟的定義：“分析化學是試驗物質和它們組成的工藝、在化學科學的應用上扮演了重要的角色，因為它解決了許多技術問題。”書中描述了不同物質的分離和鑒定方法，以及如何使沉淀的顆粒長大，以便于洗滌和過濾。

奧斯特瓦爾德將質量作用定律應用于電解質的電離，并引入了離解常數概念。

　　奧斯特瓦爾德討論了電解質之間的相互作用，提出在每一個反應中，總是形成最難離解的物質，于是他認為中和反應的結果生成水。他說：“如果我們把強酸加到弱酸鹽中，生成的鹽幾乎是完全電離的。如果往弱酸鹽溶液中加入強酸，陰離子將與氫離子結合形成弱酸。如果過量的醋酸鈉加到鹽酸中，不僅生成弱酸——醋酸，而且過量的醋酸鈉會抑制醋酸的離解，如果往這種溶液中加入強酸，氫離子濃度的改變是很小的。”上述觀點就是緩沖溶液和緩沖作用的理論。

　　奧斯特瓦爾德還提出了溶度積概念，他指出在電解質的飽和水溶液中存在著一種平衡，固體物質與溶液中未離解的物質達到平衡，然后再與離解的部分達成平衡。由于固體物質的濃度是恒定的，因此溶液中未離解物質的濃度也是恒定的。如果離解出來的離子濃度是a和b，未離解物質的濃度是c，那么：

ab＝kc

　　在一定溫度下，k是一個常數，所以kc和ab都是一個常數，因此，與溶液中固體物質達成平衡的離子濃度的乘積就是一個固定的值，被稱為溶度積。

　　奧斯特瓦爾德對指示劑也有研究，他認為指示劑是一種弱酸，其他弱酸給出它們的氫離子，使指示劑改變顏色。酚酞的未電離的形式是無色的，它的離子是有色的；甲基橙的未電離的形式是紅色的，它的離子是黃色的。在溶液中，甲基橙有一定程度的電離，所以顯示出混合的顏色，當加入氫離子時，甲基橙的電離減弱，溶液變成紅色。這些觀點可以說是對指示劑變色作用的最早解釋。

　　1901年，奧斯特瓦爾德發(fā)表了他的著名的現(xiàn)代催化劑概念。這一概念建立在下列四方面實驗的基礎上：①過飽和溶液中結晶現(xiàn)象的催化作用；②均相體系的催化作用；③非均相體系的催化作用；④酶的催化作用。他提出：“催化現(xiàn)象的本質在于某些物質具有特別強烈的加速那些沒有它們參加時進行得很慢的反應的性質。”；“任何物質，凡是不參加到化學反應的最終產物中去，只是改變這個反應的反應速率者，即稱為催化劑。”他還指出催化劑只能加速反應平衡的到達，而不能改變平衡常數。

由于對催化作用的深入研究，奧斯特瓦爾德成功地使氨在鉑上氧化轉變成一氧化氮，為現(xiàn)代硝酸工業(yè)發(fā)展奠定了基礎。

　　由于奧斯特瓦爾德在研究催化作用上的貢獻，于1909年獲諾貝爾化學獎。奧斯特瓦爾德與范霍夫共同創(chuàng)辦了《物理化學雜志》，從此以后，物理化學這一分支學科開始形成和發(fā)展，因此后人常稱奧斯特瓦爾德是“物理化學之父”。

　　奧斯特瓦爾德退休比較早，于1906年從萊比錫大學退休，年僅五十二歲。退休以后，雖然曾經擔任過哈佛大學客座教授，也從事過顏色理論的研究。但是，大部分時間是在風景優(yōu)美的萊比錫附近的格羅斯伯登小村中過著隱居生活，并撰寫自傳。1932年4月4日，奧斯特瓦爾德因病逝世，享年78歲。

　　F．W．奧斯特瓦爾德的第二個兒子C．W．W．奧斯特瓦爾德是膠體化學的創(chuàng)始人之一。1907年，他在萊比錫大學任教，二年之后到美國工作，1915年任加州大學伯克利分校膠體化學教授，1923年擔任萊比錫物理-化學研究所化學部主任。C．W．W．奧斯特瓦爾德將膠體定義為多相分散體系，顆粒大小為1—100毫微米。他還發(fā)現(xiàn)膠體的光散射現(xiàn)象，發(fā)明了泡沫分析法法。