Autor: Aleksandar Đorđević
Fridrih Vilhelm Ostvald rođen je u Rigi 2. septembra 1853. godine, kao srednji sin majstora Gotfrida Vilhelma i Elizabete Lekel.
Nakon završetka Realne gimnazije u Rigi, Ostvald odlazi na studije hemije na Univerzitetu u Dorpatu. Tri godine nakon diplomiranja postaje asistent profesora Artura fon Otingena na Institutu za fiziku, a par godina kasnije dobija sličnu poziciju u hemijskoj laboratoriji Karla Šmita. Godine 1877. Ostvald je primljen kao neplaćeni predavač na Univezitetu u Dorpatu, gde je doktorirao 1878. godine.
Godine 1881. postaje redovni profesor na Politehnici u Rigi. Šest godina kasnije Ostvalda pozivaju za profesora na Katedri za fizičku hemiju Univerziteta u Lajpcigu, tada jedine takve katedre na svetu.
U Nemačkoj je organska hemija bila vladajuća hemijska disciplina. Jednom prilikom Ostvald je rekao da bi verovatno i on postao organski hemičar da je studirao na nekom nemačkom univerzitetu. U Rigi su ga zanimale Tomsonova termohemija, afinitet, hemijska ravnoteža i kataliza što je vodilo do izraženog interesovanja za fizičku hemiju. Prednost je dao termodinamici.
Bio je neumoran istraživač, eksperimentator i teoretičar, kao i izvrstan nastavnik. Kod njega su u Lajpcig dolazili mladi hemičari iz celog sveta, čak i iz SAD i Kanade, koji su kasnije bili osnivači katedri za fizičku hemiju na uglednim univerzitetima. Medju njegovim evropskim učenicima nasli su se Arenijus (dobitnik Nobelove nagrade za hemiju 1903), Van’t Hof (Nobelova nagrada za hemiju 1901), Nernst (Nobelova nagrada za hemiju 1920) i drugi. Ostvald je ostao u Lajpcigu sve do penzionisanja 1906. godine.
Bio je jedan od utemeljivača fizičke hemije. Eksperimentalni rad započeo je 1875. godine istraživanjem dejstva vode na hemijski afinitet, sa posebnim naglaskom na elektrohemiju i hemijsku dinamiku. To je dovelo do otkrića zakona o razblaženju, koji je kasnije njemu u čast nazvan Ostvaldov zakon razblaženja.
Ostvaldov zakon poznat i kao zakon razblaženja povezuje stepen disocijacije i konstantu disocijacije elektrolita. Po ovoj teoriji, pri razblaživanju rastvora smanjuje se koncentracija rastvora, a raste stepen disocijacije (jer je njihov proizvod konstantan). Zakon je uobličen u sledećoj formuli:
gde je:
K – konstanta disocijacije
α – stepen disocijacije elektrolita
c – koncentracija rastvora.
U analitičkoj hemiji onog vremena primena ovog zakona imala je veliku ulogu. Njime je analitička hemija dobila teorijsko objašnjenje za sva empirijska pravila o taloženju i rastvaranju kojih se treba pridržavati da bi analiza uspela.
Ostvaldu se pripisuje i otkriće procesa za proizvodnju azotne kiseline, koji je patentiran 1902. godine.
Ovaj proces je jedan od najvažnijih temelja moderne hemijske industrije. Usko je povezan sa Haber-Bošovim postupkom, koji osigurava potrebnu sirovinu amonijak.
Amonijak se oksiduje kiseonikom u prisustvu katalizatora (platina sa 10% rodijuma) pri čemu nastaju azot(II)-oksid i voda. Ova reakcija je jako egzotermna:
4 NH3(g)+ 5 O2(g) → 4 NO (g) + 6 H2O (g) ΔH=−950 kJ/mol
Nastali azot(II)-oksid se dalje oksiduje i apsorpcijom u vodi pretvara u azotnu kiselinu:
2 NO (g) + O2(g) →2 NO2(g) ΔH=−114 kJ/mol
3NO2(g) + H2O (l) → 2 HNO3(aq) + NO (g) ΔH=−117 kJ/mol
Pored azot(II)oksida, pri oksidaciji amonijaka mogu nastati i drugi proizvodi:
4 NH3(g) + 3 O2(g) → N2(g) + 6 H2O (g) ΔH=−303 kJ/mol
4 NH3(g) + 4 O2(g) → N2O(g) + 6 H2O (g) ΔH=−264 kJ/mol
Ove reakcije su termodinamički povoljnije, ali reakcioni uslovi (koncentracija amonijaka, dužina kontakta s katalizatorom, temperatura i pritisak) mogu se tako podesiti da se 95-98% amonijaka pretvori u azot(II)-oksid.
Azotna kiselina se i danas proizvodi na ovaj način.
Ostvald je objavio veliki broj udžbenika, od kojih su najbitniji Udžbenik opšte hemije (1884) i Priručnik i uputstva za fizičko-hemijska merenja (1893). Godine 1887. osnovao je Časopis fizičke hemije i uređivao ga 35 godina, uradivši pritom više od 5000 recenzija.
Godine 1894. osnovao je Nemačko elektrohemijsko društvo koje je 1902. godine prošireno i postalo Nemačko društvo za primenjenu fizičku hemiju.
U toku proučavanja hemijske katalize, Ostvald je došao do veoma bitnih zaključaka. Objasnio je da je kataliza proces ubrzanja hemijske reakcije usled prisustva stranih supstanci (1894), a kasnije (1902) i da supstanca koja menja brzinu reakcije izlazi nepromenjena iz reakcije. Takođe je utvrdio da „hemijski sistem koji se javlja u više energetskih stanja u stanje najmanje energije prelazi postupno“. Bavio se i ispitivanjem indikatora, u prvom redu metil-oranža i fenolftaleina, za koje je zaključio da su slabe baze i kiseline čiji se jon razlikuje od nedisosovanog molekula po boji.
Ostvald je značajan i po tome što je u hemiju uveo pojam mol (1900). Jedan mol Ostvald je definisao kao „molekulsku težinu supstance u gramima mase“. Nakon odlaska u penziju 1906. godine, Ostvald je pronašao novu sferu interesovanja – filozofiju i proučavanje boja. Objavio je nekoliko knjiga iz oblasti filozofije: Energetski imperativ, Moderna prirodna filozofija i Naučna piramida. Bojama se bavio u nastojanju da utvrdi naučnu standardizaciju boja. U ovoj oblasti objavio je tri knjige: Bukvar boja, Teorija boja i Harmonija boja.
Ostvald je dobio počasne doktorate na nekoliko univerziteta u Nemačkoj, Velikoj Britaniji i SAD. Bio je počasni član mnogih naučnih društva u Nemačkoj, Švedskoj, Norveškoj, Holandiji, Rusiji, Velikoj Britaniji i SAD.
Najveće priznanje ovom svestranom naučniku dodeljeno je 1909. godine, kada je dobio Nobelovu nagradu za hemiju za rad na katalizi i istraživanja fundamentalnih principa koji upravljaju hemijskom ravnotežom i brzinom reakcija.
Ostvald se 1880. godine oženio Helenom fon Rejer, sa kojom je imao petoro dece, sinove Volfganga, Valtera i Karla Otoa i ćerke Gretu i Elizabetu. Nakon izuzetno aktivnog zivota u penziji, Ostvald je preminuo u svojoj kuci u blizini Lajpciga 4. aprila 1932. Godine. Sahranjen je u Grobotenu, a potom i na Velikom groblju u Rigi.
Reference:
. http://hemija.chem.bg.ac.yu/G39_1998/strana099.htm
. http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1909/ostwald-bio.html
. http://en.wikipedia.org/wiki/Wilhelm_Ostwald
. http://faculty.cua.edu/may/Ostwald.pdf
. http://hr.wikipedia.org/wiki/Ostwaldov_proces
. Drago Grdenić, Povijest kemije, Novi Liber i Školska knjiga, Zagreb, prvo izdanje, 2001.
. Dragomir Vitorović, Hemijska tehnologija, Univerzitet u Beogradu, Prirodno-matematički fakultet, Beograd, prvo izdanje, 1973.
