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催化剂是一种具有“催化力”的物质，在这种作用力的影啊下，能使化学反应加快进行，这种反应叫催化反应。在活的植物与动物的躯干里，无时无刻不在进行着组织与体液之间的催化过程。 ——贝采利乌斯 还记得中学化学的第一次实验吗？不健忘的童鞋应该记得是制备氧气的实验，把白色的氯酸钾（KClO3）置于一干燥试管中用酒精灯加热，另外还加入了少量黑色的二氧化锰（MnO2），并使之与氯酸钾充分混合，试管口连接一导管至收集气体的置于水中的烧杯，即可制取氧气。反应的化学方程式是： 2KClO3 ≜ 2KCl + 3O2↑ 那时的教科书就管这少量的二氧化锰叫催化剂。不能少看这丁点儿二氧化锰，没有它氯酸钾是不易分解放出氧气的。况且，即使氯酸钾在较高温度下分解了，也不会产生氧气，而是生成高氯酸钾和氯化钾： 4KClO3 ≜ KCl + 3KClO4 催化剂这一概念在19世纪才出现，而人类利用催化现象则少说也有好几千年。远古时期，人类就利用粬（即现代意义上的生物酶）酿酒制醋，酿造是利用发酵使有机物发生化学变化的过程，而发酵是在微生物分泌的酶的作用下发生的化学变化，酶是催化剂，发酵是催化过程。 除了酒以外，制醋和酱油，也都经过发酵过程。传说中国的酿酒技术是夏禹的第五代孙一个名叫杜康的人发明的，今天市场上也有杜康这个牌子的名酒。酿造的酒乙醇的浓度不高，当酒中的乙醇浓度超过10%时，就抑制了酵母菌的发酵能力，必须使用蒸馏的方法才能制得烈性酒（高浓度酒）。下图是我国古代蒸馏酒的装置。
明朝以来民间酿酒所用传统蒸馏器 在中世纪欧洲，炼金术士就曾通过焙烧硫黄，用硝石（KNO3）作催化剂制造硫酸；13 世纪时，便发现浓硫酸能使乙醇转变成乙醚；18 世纪，已摸索出以一氧化氮为催化剂的铅室制造硫酸的方法。对催化作用的认真观察和系统研究，则是从19 世纪以后才开始的。 1811 年，俄国化学家古特里布·西吉斯蒙·基尔霍夫做了淀粉和蔗糖在稀硫酸催化下水解为葡萄糖的实验，发现整个过程中，硫酸并没有什么变化，它似乎只是在促进这一反应的进行，本身并未参加反应。1819 年，法国化学家泰纳尔系统地研究了锰、银、铂、金等金属介质对过氧化氢分解的加速作用。 戴维在1818-1820年、德贝莱纳（还记得他发现的“三元素组”吗？）于1821-1823年分别独立发现了铂粉能在常温下将酒精氧化为醋酸而铂粉本身不发生变化，开创了常温下直接氧化有机物的新方法。 德贝莱纳还发现铂丝可以促进氢气和氧气在常温下化合成水，这是多相（气体在固体催化剂作用下反应）催化反应。到19世纪30年代，这一类比较特殊的反应已积累了相当多的实验资料，化学家开始专注这类反应并加以理论概括。 英国化学家法拉第在1834年发表了一篇关于氢气和氧气在铂箔上反应的论文，他详细描述了催化剂铂的催化活性、失活、中毒和重新活化，同时进行了一些反应速率数据的粗糙测量。法拉第尝试从理论上解释催化机理，氢气和氧气在铂表面上聚集而互相接近，从而导致反应的发生。 铂箔本身不能使任何微粒结合，铂的作用仅仅是把反应物紧紧吸引到它的周围，当氢、氧分子彼此接近到一定程度时促使化学亲和力发生作用使之化合成水。也就是说，法拉第认为固体表面吸附式加速化学反应的原因，这是催化作用的吸附理论的前身。 1834年，贝采里乌斯的学生米希尔里希（发现了同晶型定律）重做了乙醇在硫酸存在的情况下生成乙醚的实验，并证明了乙醚的生成不是由于硫酸的脱水作用，因为向乙醇加入其他脱水剂不能生成乙醚。 他在论文《关于乙醚的生成》得出结论：硫酸只是促进了化学反应，但它本身并不参加反应过程。他归纳了这一类反应，醚的生成和分解，酸促进淀粉的水解，糖的酵解，贵金属促进的有机物氧化反应，铂促进的氢氧化合反应等，并起了一个名称：接触反应。 这类反应的共同特征是：接触剂促进反应的发生但反应前后不发生任何变化。“接触反应”这个词看来并不成功，他的老师贝采里乌斯提出了“催化作用”这一沿用至今的术语。故此，贝采利乌斯被认为是催化理论的开创者。 1836年，贝采里乌斯发表了《关于有机体化合时起作用的新力量的一些看法》一文，把这类反应命名“催化现象”， 他认为，催化剂是一种具有“催化力”的物质，在这种作用力的影啊下，能使化学反应加快进行，这种反应叫催化反应。他还建议，把一些物质能够影啊反应进程的能力命名为“催化力”， 他写道： “催化力本身似乎仅在于其存在，而不是由于其亲和力，使在这一温度下固有然而潜睡着的亲和力被唤醒，使复杂物质中的元素发生重新组合，而构成另一种关系，在这一关系下，可能引起很大的电化学中和。” 这种解释在今天看来实在不咋样，但是贝采利乌斯被誉为19世纪上半叶的最牛化学家不是吹牛的，他在预感催化作用对生物化学的巨大意义时写道：“在活的植物与动物的躯干里，无时无刻不在进行着组织与体液之间的催化过程。” 生命科学的发展完全证实了贝采利乌斯的预见，生命活动就是生物酶作催化下的生物化学反应的过程。贝采里乌斯所做的这些的理论概括，无疑是催化理论的一座里程碑。 德国有机化学之父李比希反对贝采利乌斯的“催化力”概念，他再次表现出急躁冒进的脾气，在写给好友维勒的信中谈到：“你是否知道有些傻瓜写了一些书，不经检验就采用了“催化力”，他们把这些概念填塞到我们的孩子的大脑中，你不觉得催化力的整个观念都是错误的吗？” 对此，贝采里乌斯进行了反击，他在论文中写道：“有些自然科学家认为，接受催化力的概念就会导致以一个未知解释另一个未知。然而根本不是这样。我们从无机界，从铂到二氧化锰，到有机界，到蛋白、淀粉、酵母与其他类似物质的作用全面彻底研究了这种力量。现在可以说，虽然我们的理解与这种力量还相差很远，但我们已经知道了它的存在，知道了在它的协助下产生的各种各样的产物。” 李比希曾从化学变化的分子碰撞的角度来解释催化作用，但也不见得比“催化力”强多少。19世纪晚期，还有不少解释催化作用的理论，例如凯库勒认为催化是反应物微粒接近、原子间结合力削弱的作用，墨尔塞则把催化作用看成弱化学亲和力的表现。 这个时期，发现了不少催化反应，提出了催化作用的概念，但对催化的实质基本一无所知，多种假说层出不穷未及根本，即使催化本身的定义仍有不少争议。 |
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