autocatalysis，自身催化作用是中學化學和大學化學中經常套用的概念之一。本文將論述催化作用概念的產生及其在不同階段人們對它的認識。自身催化作用概念不可能在化學變化、化學反應這些概念出現以前就產生。化學變化的概念則建立在拉瓦錫（Lavoisier）提出的質量守恆定律和化學元素的概念的基礎之上。
基本介紹
- 中文名：自身催化作用
- 外文名：autocatalysis
- 認識人：基爾霍夫（G.S.CKirchoff）
- 基礎：拉瓦錫（Lavoisier)的質量守恆
綜述,創始人,
綜述
因此，儘管催化現象在18世紀就已知道，但是當初不可能把它們看作是專門的一類反應。最早清楚地認識到催化現象的是基爾霍夫（G.S.CKirchoff），他在1814年研究了酸催化澱粉水解為葡萄糖的反應，儘管當時還沒有催化作用這個詞。隨後不久，戴維（SirHumPhryDavy）在1814年發現了煤氣在鉑上進行氧化反應，這是一個多相催化反應，他詳細描述了這個反應過程。在以後一段時間裡，一些人繼續研究鉑上的氧化反應。泰納（Thenard）發現溶液中或以分離相存在的某種少量物質會促進過氧化氫分解。
1834年，法拉第（Faraday）發表了一篇關於氫氣和氧氣在鉑箔上反應的著名文章，他表征並評價了催化劑的催化活性、失活、中毒和活化，同時進行了一些反應動力學研究。儘管動力學測量比較粗糙，但是由此卻能夠導出一些重要結論。他認為氫氣和氧氣在鉑表面上聚集而相互接近，從而導致反應的發生。鉑本身不能使任何微粒結合，鉑的作用僅僅是把反應物緊密地吸引到它的周圍。但，當時還不知道氫氣和氧氣是雙原子分子，儘管許多科學家已經接受了道爾頓的原子論。
創始人
在科學紀元中，是貝采里烏斯（Berzelius）於1836年最先用催化作用一詞來描述有關痕量物質，本身並不消耗而能夠影響反應速率的各種各樣的觀察結果。貝采里烏斯引用的例子是澱粉受酸催化水解為葡萄糖，金屬離子對過氧化氫分解的影響，及鉑在氫氣和氧氣反應中的作用等。催化（catalysis）一詞是由兩個希臘字拼成，字首cata-表示下降，動詞lysein意思是分裂或破碎。貝采里烏斯可能是用“catalysis”一詞來表示把阻礙分子反應的正常力破除掉。當時，反應物、產物和催化劑的化學結構都不清楚，原子—分子理論還沒完全建立起來，化學鍵的本質以及能的概念也不清楚，電子還沒發現，所以貝采里烏斯不可能對催化作用的本質提出一合理的解釋。他認為催化作用不是一個化學過程。他提出了催化力的概念來說明催化現象。所有的分子具有一定的剩餘親合力。沒有證據表明：任何物質中，元素的完全吸引的親合力全部滿足，催化劑就是能夠把它所擁有的親合力加到其它任何物質上，如對於在鉑上氫氣和氧氣的反應，鉑通過其表面親合力濃縮氧氣，然後把它提供給濃縮狀態的氫氣，就發生結合。貝采里烏斯認為催化作用是一個物理過程。
並不是每一個人都接受貝采里烏斯的觀點、1838年，德。拉。里夫（delaRive）提出：在鉑表面上，氫氣和氧氣之間的催化反應包含這樣一個過程：首先鉑被氧氣氧化，然後該氧化物被氫氣還原。他認為沒有必要藉助於由貝采里烏斯提出的神秘催化力來說明該反應。
大化學家李比希（JustusvonLiebig）也反對貝采里烏斯的觀點。他在寫給朋友武勒的信中談到：“你是否知道，在德國有些俊瓜寫了一些書，不經檢驗就採用了‘催化力’，他們將把這些概念填塞到我們孩子的大腦中。你不認為催化力的整個觀念都是錯誤的嗎？”圍繞著催化反應現象，還有其它一些理論解釋，如19世紀20年代，Pfaff提出，催化劑鉑比熱低，因而能夠容易升溫到赤熱狀態，從而引燃氫氧混合物。但，這個假說不能說明催化劑的選擇性，因此，很快就被拋棄了。1858年，有機化學家凱庫勒認為，催化劑的作用是使反應物微粒互相接近，削弱了反應物自身原子間的結合力。格林（B.Green）提出催化劑起著反應物微粒載體的作用。J.墨爾塞（J.Mercer）則把催化作用看成弱化學親合力的表現。總之，在這個時期內，發現了一些催化現象，提出了催化作用概念，但，對其本質還十分模糊不清，因而催化作用的定義尚存在一些問題。
物理化學之父奧斯特瓦爾德（F.W.Ostwald）提出了具有現代觀點的催化劑和催化作用的定義：“凡能改變化學反應的速度而本身不形成化學反應的最終產物，就叫做催化劑。”他列出4種類型的催化作用：（1）過飽和物系中離析作用的催化（2）均相混合物中的催化；（3）非均相催化（4）酶的催化作用。
1881年，28歲的奧斯特瓦爾德受聘為里加工學院的化學教授，開始了題為“化學動力學研究”的一系列工作。他首先開展了酸催化的乙醯胺的皂化作用和酯的水解作用的研究，接著又進行了蔗糖在各種酸存在時的轉化實驗。這些研究為他以後在萊比錫時期，在催化研究方面的大豐收打下了基礎。
1887年，奧斯特瓦爾德來到萊比錫大學，在這裡，他和阿累尼烏斯、范特霍甫一起創立了物理化學。他總結了許多實驗結果，並根據熱力學定律，定義了催化作用。從那時到現在近一個世紀，其基本思想變化不大。他還出版了《接觸作用學說通史》（1898），考察了催化作用的來龍去脈。而對整個問題更清楚的表述則是1901年的講演“論催化作用”，它作為小冊子於翌年出版。1909年，由於在研究催化、化學平衡和化學反應速率方面的功績卓著，奧斯特瓦爾德獲得諾貝爾化學獎。他是第一個在催化方面獲得諾貝爾獎的科學家。
但是，奧斯特瓦爾德對催化作用本質的理解與現代觀點存在相當大的距離，與法拉第很相似，奧斯特瓦爾德認為催化劑所起的作用僅僅是反應物在其表面上的濃縮而已。
