貝采利烏斯是瑞典著名的化學(xué)家。有一天傍晚,妻子準(zhǔn)備了酒菜宴請親友,祝賀他的生日。貝采利烏斯沉浸在實(shí)驗(yàn)中,把這件事全忘了。直到瑪麗亞把他從實(shí)驗(yàn)室拉出來,他才恍然大悟,匆忙地趕回家。一進(jìn)屋,客人們紛紛舉杯向他祝賀,他顧不上洗手就接過一杯蜜桃酒一飲而盡。當(dāng)他自己斟滿第二杯酒干杯時(shí),卻皺起眉頭問妻子:“你怎么把醋拿給我喝?”妻子和客人都愣住了,從瓶里倒出一杯來大家品嘗,沒錯(cuò),確實(shí)是蜜桃酒!
貝采利烏斯隨手把自己倒的那杯酒遞過去,瑪麗亞喝了一口,酸得吐了出來,也說:“甜酒怎么一下子變成酸醋了?”客人們紛紛湊近來,猜測著這“神杯”發(fā)生的怪事。后來,貝采利烏斯發(fā)現(xiàn),原來酒杯里有少量粉末,再瞧瞧自己的手,沾滿了鉑黑,這是在實(shí)驗(yàn)室研磨白金時(shí)給沾上的。原來,把酒變成酸醋的魔力是來源于白金粉末,是它使乙醇(酒精)和空氣中的氧氣起化學(xué)作用,生成了醋酸。
在這之后,貝采利烏斯經(jīng)過長期觀察研究,終于在1836年提出了“催化”這個(gè)科學(xué)概念。什么叫催化劑呢?1895年,德國化學(xué)家奧斯特瓦爾德給催化劑和催化作用下了個(gè)科學(xué)的定義:一種在化學(xué)反應(yīng)前后,本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變,只是改變化學(xué)反應(yīng)速度的物質(zhì),叫做“催化劑”。在化學(xué)反應(yīng)中催化劑的特殊作用叫做“催化作用”?!按呋饔谩痹谙ED語里的意思是“解去束縛”。
另外還有件事,發(fā)生在咱們中國。1972年,美國總統(tǒng)尼克松訪華時(shí),周總理帶他參觀京西的一個(gè)化工廠,當(dāng)時(shí)天氣比較陰郁。大家正鄰近廠門口時(shí),突然發(fā)現(xiàn)廠區(qū)的天空上冒出一條“黃龍”,是工廠冒出的濃煙由于天氣原因沒能往高空排出。周總理很生氣,事后把廠長叫到辦公室里來,嚴(yán)厲地告訴他,半年內(nèi)一定要解決這個(gè)嚴(yán)重污染環(huán)境的問題,否則下崗!
半年后,“黃龍”還真被消滅了。方法僅僅是讓黃煙通過一種含碘的活性炭。原來,發(fā)電廠冒出的煙呈棕黃色是因?yàn)楦吡蛎涸谌紵龝r(shí)放出大量的二氧化硫。在含碘的活性炭作用下,二氧化硫會迅速變成三氧化硫,而三氧化硫很容易溶于水變成重要工業(yè)原料——硫酸。這樣一來,除消滅了“黃龍”之外,還可將硫酸與磷灰石作用生產(chǎn)過磷酸鈣肥料。在這項(xiàng)技術(shù)中,充當(dāng)“催化劑”角色的神奇物質(zhì)是含碘的活性炭。
從20世紀(jì)初開始,催化劑這個(gè)魔術(shù)師成為人們不可缺少的得力“助手”。化學(xué)家們用催化劑創(chuàng)造出將空氣中的氮和氫氣合成氨的奇跡,并實(shí)現(xiàn)了合成氨工業(yè)化。1926年,人們利用催化劑將一氧化碳加氫成功地合成了人造液體燃料。以后又用催化劑合成了甲醛、乙醛、染料、橡膠等高分子聚合物。一切新的聚合物,都是新發(fā)現(xiàn)的催化劑作用下的產(chǎn)物。
原來速度非常慢的化學(xué)反應(yīng),在催化劑的作用下,速度可提高10倍。例如,在常溫常壓下把氫氣和氧氣擺在一起,即使是過一萬年也不能化合成水,但在金屬鉑的“催促”下,不用百分之一秒的時(shí)間,它們就變成了水。過去,不少化學(xué)反應(yīng)需在高溫高壓下才能進(jìn)行。如今,在催化劑的作用下,可以大大降低反應(yīng)溫度和壓力,節(jié)省大量能源。
催化劑的確是一種很奇妙的物質(zhì),它能提高我們所希望的化學(xué)反應(yīng)的速度,抑制不希望的反應(yīng)發(fā)生,而且自身在反應(yīng)過程中不被消耗,因此催化劑對于化學(xué)工業(yè)中的技術(shù)生產(chǎn)過程顯得舉足輕重?,F(xiàn)在,90%以上的化學(xué)產(chǎn)品在其生產(chǎn)過程中要涉及一種催化劑。在許多物質(zhì)的轉(zhuǎn)化過程中,它們簡直到了出神入化的地步,創(chuàng)造了一個(gè)又一個(gè)奇跡。
編輯/梁宇清