Жизнь одного химика. Воспоминания. Том 2

Все высказанные здесь мысли современных физико-хими-ков мало что прибавляют к тем представлениям, которые слагались четверть века назад при открытии различных видов катализа в органической химии. Если прилагать адсорбцию к об’яснению явления катализа, то, казалось бы, что хорошие адсорберы должны быть хорошими катализаторами, чего на самом деле нет. Два сходных вещества: кремнезем и глинозем очень разно относятся к дегидратации спиртов, несмотря на то, что оба коллоида способны адсорбировать почти одинаковые количества воды.

Нельзя не обратить внимания на то, что современные физико-химики, стремящиеся об’яснить явления катализа при помощи адсорбции, во многом излагают мысли давно уже высказанные, только их перефразируют согласно современным и модным воззрениям на строение атома и молекулы. Если Лангмюр указывает, что адсорбция зависит от типического химического взаимодействия, и что силы, удерживающие на поверхности катализатора адсорбционные пленки, суть силы, которые обуславливают образование гидратов, кристаллогидратов, и т. п., то чем же эти воззрения на явление катализа отличаются от тех мыслей, которые были высказаны мною 25 лет тому назад, когда я находил необходимым об’яснить каталитические реакции при помощи химизма совершаемых здесь процессов, указывая при этом, что глинозем должен обладать особым специфическим свойством, отличающим его от некоторых других, сходных с ним окислов.

Никто не должен оспаривать того, что адсорбция должна играть громадную роль для того, чтобы шел катализ; громадная разробленность катализатора, само собою понятно, сильно ускоряет реакцию, а с размельчением катализатора увеличивается и адсорбация, и тем самым достигаются благоприятные условия для каталитического процесса. Катализ идет на поверхности катализатора, и потому она должна быть подготовлена соответствующим образом для непрерыного хода процесса. Поэтому в высокой степени важны исследования Лангмюра, который в своих опытах обратил внимание на состояние адсорбируемых веществ на поверхности катализатора, и, несомненно, мы подвинемся значительно вперед, если нам удастся подметить связь и зависимость между адсорбционной способностью катализатора, его химическими свойствами и химическими свойствами тел, участвующих в каталитической реакции.

Точно также для об’яснения явления катализа при дегидро-генизацииспиртов при помощи катализаторов железа, цинка, латуни и их окислов, открытого впервые мною в 1901 году, мы в настоящее время должны считать наиболее вероятной гипотезу, которая базируется также на химизме и предполагет участие в реакции окислов металлов и воды. Сущность моей гипотезы заключается в том, что вода, постоянно находящаяся в действующих телах (влажность в аппарате или в алкоголе), встретив металл, разложится на водород и кислород, который образует окисел металла; эта окись, легко восстановляемая, окислит частицу спирта, обращая альдегид в воду, а сама превратится в металл; вода опять разложится металлом и даст водород_vи окись металла, которая окислит новую молекулу спирта в альдегид и т. д.

Me + Н₂ 0 = Н₂ + Me 0 С₂ Н₅ ОН + Me О — Н₂ О + СНз СОН + Me

Два последние уравнения выясняют сущность дела; количество металла будет оставаться постоянным во все время разложения спирта в альдегид; часть же металла, как показывают опыты, будет находиться в виде окисла, часть металла будет в мелкораздробленном состоянии, опсобном адсорбировать воду и ее разлагать. Раз только начался процесс дегидрогенизации спирта, вода будет образовываться за счет окисления спирта окисью металла. Мы имеем, таким образом, два процесса, идущие одновременно: окислительный и восстановительный. И так как процесс альдегидного разложения спирта есть реакция обратимая:

СНз сн₂ ОН +? н₂ + сн₃ СОН

то об’яснение гидрогенизационного катализа будет исчерпываться приведенными выше двумя уравнениями.

Все тела, выделяющиеся при каталитической гидрогенизации и дегидрогенизации, будут находиться in statu nascendi, и потому указанные промежуточные реакции могут иметь место и совершаться с громадной скоростью. Сабатье и Сандерен, авторы открытия гидрогенизационного катализа, не согласились с самого начала с предложенной мною гипотезой участия окислов в восстановительном катализе. Они предложили об’яснить гидрогенизацию бензола водородом в присутствии восстановленного никкеля при помощи гипотезы образования водородистых соединений металлов. За последнее время Шлен-ком были произведены опыты получения водородистых соединений с никелем, при чем им было выделено соединение NiH₂. Можно бы думать, что эти опыты Шленка должны были окончательно склонить к признанию гипотезы образования в качестве промежуточных продуктов при гидрировании водородистых металлов, однако, целый ряд соображений все-таки не позволяет принять окончательно эту гипотезу.