威廉·奧士華

被里德里希望 ・ 威廉 ・ 奧斯特瓦爾德（德語：Friedrich Wilhelm Ostwald，搝脫維亞語：Vilhelms Ostvalds；一八五三年九月初二—一九三二年四月初四）， 出世於拉脫維亞的德國籍物理化學家。伊提出真濟釋定律，對電離理論佮質量作用定律進行矣驗證。伊共熱力學原理引入結晶學和催化現象的研究中，解說自然佮生產中的真濟現象，並成功地完成矣催化劑的工業應用，提出奧斯特瓦爾德過程的時陣。

伊嘛是出色的教材作者佮卓越的學術組織者，創立過多種期刊，培養了大量的少年青研究者，予得物理化學會得成做是一門獨立的科學佮其他化學的理論基礎，因此予人認為是物理化學的創立者之一。另外伊佇色水學、科學史佮哲學方面嘛有獨獨著的貢獻。一九空九年其實咧催化劑的作用、化學平衡、化學反應速率方面的研究的突出貢獻，被授予諾貝爾化學獎。

早年研究

一八五三年，奧斯特瓦爾德出世佇利沃尼亞地區的里加（彼當陣屬俄羅斯帝國管轄，現為著拉脫維亞首都）， 父親是一个箍桶師，母親是 pháng 師的查某囝，兩个攏是波羅的海德意志人。奧斯特瓦爾德是𪜶的一个次子。奧斯特瓦爾德少年的時予人送入自然科學教育佮實用技術並重的一所文實中學（Realgymnasium）進行學習，這予伊較早接觸著自然科學智識。一八七二年一月伊進入利沃尼亞地區上久長的多帕特大學（現屬愛沙尼亞）就讀，佇化學家卡爾 ・ 施密特佮施密特的助手 Johann Lemberg 的影響下對化學產生真厚的興趣，學會曉矣有機和分析化學中常用的各種定量分析方法佮關於化學親和氣、化學平衡和反應速率方面的基本原理。

大學畢業矣，奧斯特瓦爾德留佇咧多帕特大學，佇物理學家阿瑟 ・ 范 ・ 奧丁根的指導之下，進行了各種物理分析手段的訓練，這奠定了伊了後一直堅持的研究方向佮方法：結合物理手段佮化學分析來進行科學研究。伊開始對丹麥物理學家尤利烏斯 ・ 湯姆森（Julius Thomsen）提出的通過測量反應放出的熱量來較化學親和力的假使產生興趣，望講類似的通過測量化學過程當中的體積變化佮拗射率的變化來較物質的化學親佮力，為此伊做了大量的實驗，佇一八七八年底以《體積化學佮光化學研究》的論文取得博士學位。奧斯特瓦爾德佇這一階段所做的獨創性研究，予得伊的研究工課開始予科學界所重視。一八八空年奧斯特瓦爾德佮海蓮內 ・ 馮 ・ 賴黑爾 ( Helene von Reyher ) 結婚，這生有五个囝，其中的沃爾夫岡 ・ 奧斯特瓦爾德後來成做膠體化學研究的核心人物。

里加時期的研究

一八八一年奧斯特瓦爾德轉到里加，做里加綜合技術學院（現里加技術大學）化學教授。伊開始建立實驗室佮開展伊感興趣的化學動力學的研究工課，希望會當通過較化學反應的速率來比較各種物質的化學親和力，為此伊佇一八八三年一月對歐洲大陸的先進實驗室進行佮考察，而且佮彼當陣一流的化學家亥姆霍茲佮拜耳等人進行矣交流。一八八四年伊讀著了烏普薩拉大學博士生斯凡特 ・ 奧古斯特 ・ 阿倫尼烏斯的畢業論文。阿倫尼烏斯佇論文中提出電離假設，無去予教授接受，干焦得著誠低的分數。奧斯特瓦爾德是誠感興趣，當年熱天，已經佇化學界小可有名氣的奧斯特瓦爾德前往瑞典和阿倫尼烏斯見面，這對初生的電離理論的支持。一八八五年起奧斯特瓦爾德設計佮進行了大量的實驗，提出通過測量電導來估計弱酸弱鹼佇咧薄溶液中的電離度的方法。

奧斯特瓦爾德佇里加的另外一个重要工課是編寫佮翻譯化學著作。伊對一八八Ｏ年開始寫作《普通化學概論》這教科書，並無斷向望用新的物理化學進展來詮釋其中的概念。同時伊拍拚宣傳阿倫尼烏斯佮荷蘭物理化學家雅各布斯 ・ 亨里克斯 ・ 范托夫關於化學動力學的工課，遮的著作出版了真受歡迎，但是嘛受著袂少學者的反對。因為彼當陣歐洲大陸誠濟學者因為有機化學佮分析化學的經驗，認為干焦發現元素佮合成新物質是化學家的頭路，講奧斯特瓦爾德等人為「離子家」。 面對這種責難，奧斯特瓦爾德創辦了世界第一種物理化學期刊《國際物理化學佮化學物理研究》（德語：Zeitschrift für Physikalische Chemie）， 努力共物理化學對有機和分析化學中獨立出來，伊家己一直主編這本刊物到一九二二年。

萊比錫時期

一八八七年奧斯特瓦爾德接受聘請，擔任德國萊比錫大學的化學教授，伊一直職到一九空六年。佇這欲二十冬的時間內底，奧斯特瓦爾德的傑出的研究能力佮學術組織才會當充分體現出來。伊組建了先進的物理化學實驗室，吸引著規个歐洲各地乃至美國的少年研究者入去。佇伊的領導下，萊比錫大學成做彼當時歐洲物理化學研究的一个中心，正如伊的學生妥里德里克 ・ 唐南所講的「彼當你拄著困難的時，伊總會解決伊的方法；彼當你無困難的時，伊總是會予你新的思路」。 這一階段伊的研究方向主要有化學熱力學、動力學、溶液的依數性佮催化現象等等

化學熱力學、動力學研究

奧斯特瓦爾德捌邀請阿倫尼烏斯佮范托夫前來萊比錫大學訪問佮頭路；邀請電學理論佮實驗基礎攏誠實腹的瓦爾特 ・ 能斯特作為助手以繼續對電離理論佮質量作用定律的實驗論證。一八八八年奧斯特瓦爾德對質量作用定律佮電離理論出發推導出描述電導、電離度佮離子濃度關係的奧斯特瓦爾德透薄定律，並且通過大量實驗數據驗證了這一關係：

$ $ { \ mathsf { K _ { p }={ \ frac { c ( K ^ { + } ) \ cdot c ( A ^ {-} ) } { c ( KA ) } }={ \ frac { \ alpha ^ { 二 } } { 一-\ alpha } } \ cdot c _ { 零 } } } $ $

Kp：咧溶液極少時近來若像常算。電離度：c ( A− ) 陰離子濃度：c ( K + ) 陽離子濃度：c 零：弱酸抑是弱鹼的整體濃度 c ( KA )：電離了後電解質的濃度。

這一定律使質量作用定律佮電離理論成功地應用佇處理部份電離弱酸弱鹼體系，為這兩个彼當陣尚是假設的觀點提供了支持。同時奧斯特瓦爾德敏銳的感覺著化學反應的級數問題，閣范托夫共同提出通過濃度隨時間的變化來估算化學反應級數的方法，家己閣提出孤立法以解決複雜反應的級數問題。一八九一年奧斯特瓦爾德閣使用電離理論成功解說矣酸鹼指示劑的原理。

溶液的依數性佮結晶學研究

佇咧對溶液的物理化學研究方面，奧斯特瓦爾德拄著歹控制穩定溫度的問題，所以伊邀請恩斯特別 ・ 奧托 ・ 貝克曼作為助手設計精確的溫度測量設備（即後所稱的貝克曼溫度計）佮恆溫槽，以便精確的研究透薄液的依數性，如溶液加入電解質或者是其他組分了後產生咱蒸氣壓降低、君滾起去、堅固點下降等現象。𪜶用這套設備驗證著搝烏爾定律，閣對范托夫彼當時提出的滲透壓等概念進行矣測量。一九空空年左右奧斯特瓦爾德咧對溶液粘度性質的測量的時陣，發明了奧斯特瓦爾德黏度計，到今猶閣予人廣泛使用，另外講是由著伊的後生沃爾夫岡 ・ 奧斯特瓦爾德所發明。

另外伊猶使用真精確的溫度測量設備進行矣大量的結晶學研究，共物理化學中的自由能概念引入對結晶過程的分析，提出兩个到今捷用的概念，一是奧斯特瓦爾德規則，準備的過程當中，並袂直接生做上穩定的晶相，是先生上無穩定的晶相，然後綴著溫度的繼續降低或者是時間的推徙，沓沓仔向閣較穩定的晶相轉變，所以佇晶體中會存在多中晶相共存的狀況。另外一个奧斯瓦爾德熟化（Ostwald Ripening）。 親像右圖內底有描述的，溶液中產生的較細的晶體微粒仔因為曲率較大，能量會較懸，所以會漸漸仔溶解到周圍的介質中，然後會佇咧較大的晶體微粒仔的表面重新析出，這使較大的晶體微粒仔進一步增大。這一過程近來已經予人廣泛應用佇奈米粒仔的製備內底。

催化現象的研究

除了電離理論、溶液的依數性佮結晶學以外，奧斯特瓦爾德猶是催化現象研究的開創者。「催化」這一概念是由瑞典化學家貝采利烏斯上先提出的，提出了後就拄著尤利烏斯 ・ 李比希的反對，隨後的幾十年中間，對於催化劑佮催化現象的本質的爭論一直無終止。一八八八年奧斯特瓦爾德提出伊所認為的催化劑本質，即「會當趕緊反應的速度但毋是反應發生的誘因」，這一定義被彼時的化學界普遍接受。一八九空年伊發表文章，提出自然界廣泛存在的「自催化」現象。了後伊佮助手撨起來 ・ 布瑞迪希望（Georg Bredig）合作，著異相催化過程進行矣研究。佇咧一八九五年伊發表矣《催化過程的本質》，提出催化劑的另外一个特點：佇咧會使倒反應中，催化劑干焦會當加速反應平衡的達到，毋通改變平衡常數。

伊共催化的理論智識真緊應用佇工業化學項目：佇一九空二年提出著名的奧斯特瓦爾德過程，即氨氣通過催化劑（比如講鉑）作用被氧化生做一氧化氮，一氧化氮佇空氣中氧化做二氧化氮，二氧化氮和水反應生成硝酸和一氧化氮，生成的一氧化氮會當重新利用。這一過程實際上佇一八三八年就已經予人申請矣專利，毋過彼當陣猶無法度獲得大量的氨氣作為原料，所以干焦學術上的意義。奧斯特瓦爾德拄著類似的困難，一直到一九空八年左右伊知了德國化學家知影講里茨 ・ 哈伯等人的合成氨工藝，才將這一製取硝酸的方法工業化，這一方法予肥料佮炸藥的產量大量的增加，正如奧斯特瓦爾德家己咧講的「工業的關鍵是佇咧催化劑的使用」，毋過這一方法嘛予德國用佇生產第一次世界大戰中所需要的炸藥。尾仔這一過程尾仔經過奧斯特瓦爾德的學生馬克斯 ・ 博登斯坦（Max Bodenstein）等人的改進，一直應用到這馬。

能量學

一八八七年奧斯選瓦爾德初任萊比錫大學教授時的演講的題目是「能量佮欲轉變」，彼當時伊的結論是物理化學對能量的研究會當補充其他的化學對物質的研究，能量佮物質攏是實體，但是一八九一年彼左右伊開始成做伊的「能量學」（energetics）概念，認為能量是唯一真實的實在，物質並毋是能量的負載者，干焦會當量表現的形式。伊隨欲做這理論推廣到化學領域，主張物質佮原子、頂份子的概念攏是加額的，各種現象會當用能量佮其轉化來滿意來加了解說，這是引起其他科學家的極大反對。一八九五年伊佇德國呂貝克自然科學家會議頂發表矣「克服科學的唯物論」的講演，這是伊公開反對原子論的宣言，當就拄著主張原子論的路竹維希望 ・ 波茲曼的激烈反對。自這奧斯特瓦爾德佮恩斯特 ・ 馬赫成做對原子假設持懷疑態度的代表，佮波茲曼、馬克斯 ・ 普朗克等等人產生了長期的論戰。

毋過奧斯特瓦爾德一直猶閣佮波茲曼保持朋友的關係，而且佇一九空空年成功說服萊比錫大學聘請彼當陣因為佮馬赫的論戰而處佇困境的波茲曼為教授。一九空六年伊和阿諾 ・ 索仔菲的談話當中表示，伊通過予 ・ 佩蘭關於布朗運動的實驗才轉變過來。並且佇一九零九年《普通化學概論》第四版的序大人公開承認一方面因為約瑟夫 ・ 湯姆森佇氣體離子方面的工課，另外一方面嘛予 ・ 佩蘭的關於布朗運動的實驗對佮愛因斯坦的數學模型的符合，予伊家己接受原子論假設的合理性。趣味的是，反對原子假設的奧斯特瓦爾德煞是較早採用莫耳這个名詞來撙節物質的量的科學家，伊佇一九空空年左右定義做物質的質量等於其分子量的時陣這个物質為一莫耳，若後閣定義當氣體佇標況下的體積為二十二顧四 L 時，該氣體為一不要耳。

學術佮社會活動

萊比錫時期的奧斯特瓦爾德修訂了《普通化學概論》，並佇一八九二年翻譯出版了美國物理化學家約西亞 ・ 吉布斯的古典之作《論非均相物體的平衡》，啊若彼當陣吉布斯的著作因為充滿了數學推導，佇美國猶無人注意。奧斯特瓦爾德的這个翻譯本佮勒沙特列佇一八九七年出版的法文翻譯本予吉布斯關於相平衡的想法予歐洲大陸所接受。伊開始組織批註和出版《奧斯特瓦爾德精密科學的古典作家》密書，收集矣對亥姆霍茲的《論力的守恆》開始的古典科學文獻，便若人進行科學佮科學史研究。伊閣組織了德國電化學學會和撰寫了巨著《電化學：歷史佮理論》。

食老

色水學研究

一九空四年開始共興趣轉向能量學佮哲學研究的奧斯特瓦爾德佮希望伊專心佇咧教學佮行政任務的萊比錫大學產生囉無和。現此時當拄值美國佮德國設立了交換教授的計畫，奧斯特瓦爾德即成做第一位交換教授，前往美國。伊佇咧哈佛大學、麻省理工學院、哥倫比亞大學講授哲學，使用物理化學的觀點來講解化學，受著歡迎。一九空六年奧斯特瓦爾德對美國轉來到德國了後就對萊比錫大學退休，開始投身到家己感興趣的研究佮社會活動中。

一九一零年了後，奧斯特瓦爾德閣進行了響色學的研究，伊受著阿爾伯特別 ・ 亨利 ・ 曼塞爾的影響，制定矣衡量色水的筆筒的測量標準，提出奧斯特瓦爾德色彩系統。佇這个系統乎伊認為講所有的色水攏會當通過「烏」( B )，「 白」( W ) 和「純色」( F ) 三種成分按照一定的面積比例旋轉混色得著，而且 W + B + F=一百 ( % )。所以描寫一个特定色水，只要給出三種變量的具體數值就會使得矣，這予色水的調配毋免完全靠視覺，有類似科學的定量化方法。紲落去伊用類似三相圖這个辦法共純色，烏，白囥佇咧正三角形頂點，形成矣「等色相三角形」。 按呢予得規个系統秩序嚴密，配色真正共方便。奧斯特瓦爾德色彩系統影響矣保羅 ・ 克利佮先鋒派的一寡成員，包括那個埃 ・ 蒙德里安

社會活動

奧斯特瓦爾德暗年參加一寡國際和平運動，並且加入創建國際語言的運動，開始學世界語，後來支持它多語的發展。一九空九年奧斯特瓦爾德因「咧催化作用佮化學平衡和反應方面的工課，以及由氨制硝酸的方法」得著諾貝爾化學獎，隨共部份獎金捐贈用佇發展伊多語，譬如資助伊佇一九空八年創辦的伊多語雜誌《Progreso》

奧斯特瓦爾德接受了恩斯特 ・ 海克爾所發展的一元論，成做一箍論運動的代表人物，並且一千九百十二-一九一二年做「一箍論同盟」的主席。伊通過一箍論同盟推廣社會達爾文主義佮優生學，奧斯特瓦爾德一箍論影響著卡爾 ・ 榮格對心理類型的分類 .。奧斯特瓦爾德甚至閣希望建立國際科學家學會，加增加各國的學者的交流，毋過這个願望因為一戰爆發來未能實現。一戰中伊的製取硝酸的專利被用於製造炸藥，啊若伊參與的足濟學會攏停止矣活動。

一九二七年，奧斯特瓦爾德伊完成誠有重要史料價值的《生命線 ・ 自傳》一冊，總結了家己幾十年的研究經過佮學術活動。一九三二年奧斯特瓦爾德因尿毒症佇萊比錫過身，葬佇咧當地，佇出世地里加有伊的紀念碑。

重要著作列表

• 《自然哲學概論》一千九百空二，有中譯本。李醒民譯，北京乎：華夏出版社，二空空空年一月頭一版。
• 《電化學：歷史佮理論》一千九百十二
• 《普通化學概論》頭五版一九一七年
• 《生命線 ・ 自傳》（一千九百二十七）
• 《生命線 ・ 自傳一百十一》（一千九百二十七）