Katalysr 



721 



lung gebunden. 1st es verschwunden oder 

 bedeckt es die gauze Oberflache, so stockt 

 die Gasentwickelung. Die Erscheinung ver- 

 lauft periodisch uncl ist ein Beispiel der 

 sogenannten pulsierenden Katalyse 

 (Bredig, Weinmayr, v. Antropoff). 



Ueber die Bedeutung der Zwischenstoffe 

 fur die ,,induzierten" Reaktionen vgl. den 

 Artikel ,,Chemische Kinetik" Bd. II 

 S. 521 f. 



Zwischenstoffe sind also nach obigem 

 sowohl bei homogenen wie bei heterogenen 

 Katalysen festgestellt worden. Doch cliirfte 

 bei den letzteren die Ursache der Reaktions- 

 beschleunigung oft mehr auf physikali- 

 schem Gebiet zu suchen sein. Dafiir spricht 

 schon die Tatsache, daB vielfach die gleichen 

 Wirkungen dnrch chemisch ganz verschieden- 

 artige Stoffe (Kohle, Platin, Porzellan) 

 hervorgerufen werden , denen nur eines, 

 namlich die Entfaltung einer groBen Ober- 

 fliiche, genieinsam ist. Es ist sicher, daB die 

 Adsorption (oder feste Auflb'sung) der reagie- 

 renden Gase oder fliissig gelosten Stoffe 

 an oder in jenen Materialien oft die aus- 

 schlaggebencle Rolle spielt; wie aber inner- 

 halb des adsorbierenden Katalysators der 

 raschere Reaktionsablauf bewirkt wird, bleibt 

 im groBen und ganzen noch unaufgeklart 

 oder wenigstens nicht eindentig festgestellt. 

 Man kann unter Benntzung kapillar- 

 theoretischer Vorstellungen annehmen, daB 

 sich die adsorbierten Stoffe innerhalb 

 der Adsorptionsschicht im Zustande er- 

 hohten Drnckes und erhohter Konzentration 

 befinden, und demgemaB die Reaktions- 

 beschleunigung einfach auf eine Konzen- 

 trationserhohung zuriickfiihren. Dieser rein 

 physikalischen Auffassung stehen solche 

 mehr chemischer Art gegeniiber. Die reagie- 

 renden Stoffe konnen sich innerhalb der 

 reaktionsbeschleunigenden Wand in einem 

 anderen molekularen Zustande als auBerhalb 

 befinden, z. B. zusanimengesetzte Molekiile 

 in ihre Atonie gespalten oder in lonen 

 iibergefiihrt und infolgedessen reaktions- 

 fahiger werden. Oder aber man verzichtet 

 auf jede nahere Deutung und sieht in dem 

 heterogenen Katalysator einfach ein Medium 

 hoherer Reaktionsgeschwindigkeit, indem 

 man die hohe Veranderlichkeit der Re- ' 

 aktionsgeschwindigkeiten mit der Wahl des 

 Mediums (vgl. S. 714) als gegebene Er- 

 fahrungstatsache -zugrunde legt. 



Ein anschauliches Modell der hetero- 

 genen Katalyse gibt das folgende Beispiel: 

 Silbernitrat und Chlorwasserstoff bilden in 

 trockenem Aether keine merklichen Mengen 

 von Chlorsilber. Sind aber Wassertropfchen 

 im Aether suspendiert, so diffundieren die 

 beiden Stoffe in die Wassertropfchen hinein 

 und setzen sich infolge der dort statt- 

 finclenden lonisation momentan zu AgCl 



Handworterbuch der Naturwissenschaften. Band V. 



und HN0 3 um; durch Nachdiffusion der 

 reagierenden Stoffe wird die Reaktion in 

 kurzer Zeit vervollstandigt (Bredig, 

 Hughes). 



7. Katalyse und chemisches Gleich- 

 gewicht. Wiirde ein katalytisch wirkender 

 Fremdstoff, der sich im Anfangs- und End- 

 zustande der katalysierten Reaktion un- 

 verandert vorfindet, das endgiiltige chemische 

 Gleichgewicht der Reaktion beeinflussen, 

 d. h. ihm eine andere Lage (Massenwirkungs- 

 konstante) verleihen, als sie bei Abwesenheit 

 von Katalysatoren beobachtet wird, so 

 konnte man durch wiederliolte Einfiihrung 

 und Entfernung des Katalysators in das 

 Reaktionsgemisch beliebige Mengen von nutz- 

 barer Arbeit isotherm aus Warme gewinnen. 

 Dies ist aber nach dem zweiten Haupt- 

 satz der Thermodynamik nicht moglich. 

 Somit ergibt sich die Folgerung, daB Kata- 

 lysatoren keinen EinfluB auf das chemische 

 Gleichgewicht haben diirfen. Dies ist 

 mehrfach scharf bestatigt worden, z. B. fiir 

 das Gleichgewicht der Acetonkondensation 

 zu Diacetonalkohol, fiir die Dissoziation des 

 Schwefeltrioxyds und andere Reaktionen. 



FaBt man das chemische Gleichgewicht 

 als einen dynamischen Zustand auf, in dem 

 die beiden Gegenreaktionen mit gleicher 

 Geschwindigkeit verlaufen und sich daher 

 in ihrer Wirkung gegenseitig aufheben, so 

 ergibt sich die theoretische Forderung, daB 

 der Katalysator Reaktion und Gegen- 

 reaktion im Gleichgewicht in gleichem MaBe 

 beschleunigen muB. Hierin ist jedoch nicht 

 die Folgerung enthalten, daB auch die An- 

 fangsgeschwindigkeiten von Reaktion 

 und Gegenreaktion prozentisch gleich 

 stark vermehrt werden miissen. 



Die Wirkung der Enzyme auf reversible 

 Gleichgewichtsprozesse miiBte die namliche 

 sein, doch hat sich bei ihnen namentlich 

 die an zweiter Stelle erwahnte theoretische 

 Folgerung nicht immer bestiitigen lassen. 

 Doch muB betont werden, daB auch bei an- 

 organischen Katalysatoren Falle aufgefunden 

 worden sind, bei denen sich Anomalien 

 ergaben. Man wird hier sowohl wie nament- 

 lich bei den Enzymen mit Bildung von 

 Zwischenverbindungen und bleibenden che- 

 mischen Veranderungen der reaktiousbe- 

 schleunigenden Stoffe zu rechnen haben 

 und dtirfte bei naherer Untersuchung stets 

 finden, daB die zugesetzten Fremdstoffe 

 sich auch energetisch an der Umsetzung 

 beteiligen, sich also mehr oder weniger 

 von dem Bilde eines ,,idealen Katalysators" 

 entfernen. 



8. Anwendungen der Katalyse. Um 

 die Bedeutung der Katalysatoren fiir die 

 Technik zu verstehen, braucht man sich 

 nur des Grundsatzes ,,Zeit ist Geld" zu 

 erinnern. Fiir die Technik kann es nicht 



46 



