Meddelelser Fra Lærerne Ved Den Polytekniske Læreanstalt I Femaaret 1912-16

240 - Meddelelse XXXIII. Om Katalysens Betydning og Anvendelser i den kemiske Industri, belyst ved nogle Eksempler. Foredrag, holdt paa Den polytekniske Læreanstalt den 25de og 26de April 1913 af Ingeniør P. E. Raaschou, M. Ing. F., ved Konkurrencen om Professoratet i teknisk Kemi. Naar jeg som Emne for den frie Opgave ved denne Konkurrence har valgt at tale om Katalysens Betydning og Anvendelser inden for Industrien, er det ud fra Øn- sket om at vise, hvorledes forskellige Industrier er for- klarede, udvidede og opstaaede ved det videnskabelige Studium af samme Problem, selv om Industriernes For- maal ligger langt fra hinanden. Katalysen er et saadant Problem, som maaske mere end noget andet berører de mest forskelligartede Indu- strier. Berzelius er den første, som under Navnet »kata- lytiske Processer« har sammenfattet saadanne kemiske Omsætninger, hvor et fremmed Slofs Tilstedeværelse brin- ger kemiske Reaktioner i Gang, uden at der tilsyneladende er noget Slægtskab mellem Kontaktstoffet og de reage- rende Stoffer. Berzelius antog den katalytiske Virkning som væ- rende Resultatet af en katalytisk Kraft, der udsprang af Katalysatoren eller Kontaktstoffet, og som var i Stand til at vække Stoffernes slumrende Tilbøjelighed til at for- binde sig med hinanden. Der skulde først gaa en Række af Aar, i hvilke Be- grebet »Reaktionshastigheden« dannedes, hvori man er- kendte hurtigt og langsomt forløbende kemiske Proces- ser, inden Katalysens Væsen nærmere kunde præciseres, og del var Wilhelm Ostwald, der i 1888 lagde Vægt paa, al Katalysens Virkning ikke bestod i at frembringe en kemisk Reaktion, men derimod i at forandre Reaktions- hastigheden. Vi definerer i Overensstemmelse hermed en katalytisk Proces som en kemisk Omsætning, hvor Reaktionshastig- heden forandres ved Tilstedeværelse af et Stof, Katalysa- toren, uden at denne indgaar støchiometrisk i Reaktio- nens Slutningsprodukter. Men herfra og til at erkende Katalysens sande Natur, <1. v. s. Katalysatorernes Virkemaade, er der et langt Spring, og en almindelig anerkendt Teori for de kata- lytiske Omdannelser eksisterer ikke endnu. Den Forklaring paa Katalysatorernes Virkemaade, som uden at være fyldestgørende i Almindelighed dog har vist sig mest levedygtig, gaar ud paa, at Katalysatorerne danner ubestandige, intermediære Forbindelser med de reagerende Sloffer, saaledes at Mellemreaktionernes Ha- stighed er større end Reaktionshastigheden i den direkte Omsætning uden Katalysatorer. Om katalytiske Processer i al Almindelighed er der kun opstillet faa Love; man ved at Reaktionshastigheden vokser med Katalysatorniæng- den, samt at Katalysatorerne ikke har nogen Indflydelse paa Ligevægten i de Systemer, hvori de virker, men alene i Erkendelsen heraf ligger der en stærk Spore til at søge Katalysen udnyttet, altsaa at søge Katalysatorer, som virker inden for saadanne fysiske Forhold, hvor Ligevægten og Betingelserne er gunstige for Dannelsen af de Stoffer, man har Brug for. Paa den ene Side ser vi derfor den omfattende Forskning over nye katalytiske Fremstillingsmetoder inden for Teknikken i de senere Aar arbejde Haand i Haand med den rene og den fysiske Kemi, 1) den fysiske Kemi giver de matematiske Formler til Beregning af Ligevægten under forskellige Tryk-, Temperatur- og Koncenlrationsforhold; 2) ud fra rent kemiske Synspunkter prøves og vælges Stofferne for deres katalytiske Virksomhed eller An- ti virksomhed; 3) for den tekniske Anvendelse af Katalysen føjer sig hertil Konstruktion af formaalstjenligt Apparatur. Paa den anden Side studeres Katalysen inden for mange Industrier, hvor man empirisk har udnyttet Kata- lysatorvirkningerne lil høj Fuldkommenhed; her træder Videnskaben forklarende og supplerende til. Katalysens store Betydning inden for den kemiske Industri beror altsaa paa, at man i Katalysatorerne har Midler til at faa Reaktioner lil Fremstilling af tekniske Stoffer lil al forløbe glat og hurtigt, — Reaktioner, som uden deres Tilstedeværelse vilde forløbe for langsomt eller under saa ugunstige Betingelser, al de ingen praktisk Værdi har som tekniske Fremstillingsmetoder — saml derpaa, at Katalysatorer i mange Tilfælde kun behøver at være til Stede i ringe Mængder for at omdanne næsten ubegrænsede Stofmængder lil de Produkter, man har Brug for. Forinden jeg gaar over til nogle specielle Tilfælde, skal jeg kort give en Oversigt over nogle teknisk vigtige, katalytiske Fremstillingsmetoder, hvor Katalysatorer dels tjener 1) til O verf ørin g af a) fri og b) bunden Ilt, dels som 2) Brintoverførere og dels som 3) Spaltnings in idler. 1 a. Saaledes vil ved Oxydationsprocesser nogle Kataly- satorer virke som Overførere for fri Ilt. Dette sker ved Fremstillingen af Svovlsyre og Klor efter Dea- con’ s Metode, ved Formaldehyd- og Aldehydfremstillingen med Kobber eller Sølv som Katalysatorer, ved Gasrensning for Svovlbrinte med Jærniltehydrat som Katalysator, denne Katalyse foregaar dog diskontinuerligt, ved Fremstilling af Melhylviolet af Dimethylanilin med Kobberkloriir som Katalysator, samt ved Ammoniakens Iltning til højere Kvælstofilter og Salpetersyre; dette er en Katalyse, som bliver standset ved den saa vidt mulig kvantitative