Wilhelm Ostwald, geboren 1853 in Riga, Lettland, damals noch Russland, war der Sohn einer deutschen Böttgerfamilie. Er studierte, promovierte und habilitierte sich an der Universität Dorpat, dem heutigen Tartu, Estland. Ostwald wurde 1882 mit 28 Jahren Ordinarius am Polytechnikum in Riga und erhielt 1887 einen Lehrstuhl für physikalische Chemie an der Universität Leipzig. Er emeritierte 1906 vorzeitig und arbeitete bis zu seinem Tod 1932 als Privatgelehrter auf seinem Gut Großbothen^[2-4].

Ostwald war Chemiker, Philosoph und Maler und gehört zusammen mit Svante Arrhenius (Nobelpreis für Chemie 1903), Jacobus Henricus van 't Hoff (erster Nobelpreis in Chemie 1901) und Walther Nernst (Nobelpreis für Chemie 1920) zu den Begründern der physikalischen Chemie^[2].

In seinen frühen Arbeiten beschäftigte sich Ostwald mit Gleichgewichten, der Verwandtschaft von Säuren und Basen und der elektrolytischen Leitfähigkeit von Elektrolyten - diese waren die Grundlage für die Theorie der Dissoziation und des Massenwirkungsgesetzes. Weiterhin stellte er das nach ihm benannte "Ostwaldsche Verdünnungsgesetz" auf ^{[5, 6]}. Zudem ist er der Begründer einiger weiterer nach ihm benannten Gesetze wie beispielsweise die "Ostwaldsche Stufenregel" (das Übergehen von energiereicheren in energieärmere Zustände geht meist in mehreren Stufen vor sich)^{[7, 8]}, die "Ostwald-Reifung" (dem Wachsen von größeren Teilchen auf Kosten der kleineren Teilchen - heute insbesondere in der Kolloidchemie von Bedeutung)^{[9, 10]} und dem 1902 patentierten "Ostwald-Prozess".

Während der Zeit in Leipzig um 1900 begann Ostwald mit der Untersuchung der Vorgänge in chemischen Reaktionen und dem Einfluss von Katalysatoren. Um Salpeter künstlich herzustellen, wurde versucht, Stickstoffverbindungen aus Luftstickstoff zu erzeugen. Dies führte ab 1902 zu ersten Patenten in mehreren Ländern, die die Herstellung von Salpetersäure und Stickoxiden zum Gegenstand hatten ( CH 25 881 A , GB 698 A , GB 8300 A und US 858 904 A). Das daraus entwickelte industrielle Verfahren ist nach ihm als "Ostwald-Verfahren" bekannt. Diese Arbeiten und Patente waren auch die Grundlage für das spätere Haber-Bosch-Verfahren zur Erzeugung von Ammoniak.
Noch in der Leipziger Zeit arbeitete Ostwald zusammen mit seinem Assistenten Oscar Gros auch an einem Verfahren zur Herstellung von Kontaktkopien von fotografischen Negativen, bei der die katalytische Wirkung von Platin oder Silber genutzt wurde (GB 22841 A, GB 27896 A ).
Neben seiner umfangreichen Publikations- und Vortragstätigkeit war er Mitbegründer mehrerer Zeitschriften (unter anderem der "Zeitschrift für Physikalische Chemie") und Gesellschaften.
Die vielfältigen Interessen Ostwalds, zum Beispiel auch die Philosophie und das Engagement für eine internationale Hilfssprache zur Erleichterung des wissenschaftlichen Informationsaustausches, spiegeln sich in zahlreichen weiteren Arbeiten wieder.

Ostwald betätigte sich zeitlebens auch als Maler und widmete sich in den späteren Jahren den Farben, der Farbharmonie und den Farbstoffen. Hierzu gibt es zahlreiche Publikationen von ihm (unter anderem "Die Farbfibel")^{[11, 12]} . Diese Arbeiten führten auch zu einigen Patenten (zum Beispiel US 798 528 A , AT 38 530 B , FR 364 713 A, DE 440 720 A sowie DE 414 400 A ).

Herstellungsverfahren für Salpetersäure (Ostwald-Verfahren)

Im von Ostwald patentierten Verfahren zur Herstellung von Salpetersäure (Figur 1) werden dem rohrförmigen Reaktor b die Reaktionsgase Sauerstoff O₂ und Stickstoff N₂ über die Pumpen g und h über eine rohrförmige Zuleitung a zugeleitet.

Das Gasgemisch wird durch und über eine katalytisch wirkende Substanz zur Reaktion gebracht und dann über eine Röhre c aus dem Reaktor fortgeführt und im Kessel i kondensiert. Die (prinzipielle) Reaktion von Stickstoff und Sauerstoff zu Salpetersäure war zwar bereits bekannt, jedoch nicht großtechnisch zu verwenden, weil die Ausbeuten an Reaktionsprodukt zu gering waren (US 858 904 A, S. 1, Zln. 23-31). Ostwald erkannte, dass die vorliegende Reaktion nicht endläufig, sondern eine Gleichgewichtsreaktion war, bei der das Reaktionsprodukt partiell wieder in die Ausgangsstoffe zerfallen kann:
2NH₃ + 7O ⇌ 2NO₂ + 3H₂O

Daher mussten noch drei Bedingungen erfüllt sein, um eine industriell verwertbare Reaktion zu erhalten: erstens ein Überschuss von Sauerstoff, zweitens eine ausreichend hohe Temperatur und drittens eine kurze Kontaktzeit am Katalysator mit anschließendem schnellen Entfernen der Reaktionsprodukte (US 858 904 A, S. 1, Zl. 42-104).

Gerät zum Messen von Farbwerten

Um Farben vergleichen, beschreiben und quantifizieren zu können, erfand Ostwald eine neue "messende Farbenlehre", die im Gegensatz zu den bisherigen Farbenlehren (beispielsweise nach Johann Wolfgang Goethe oder Friedlieb Ferdinand Runge) eine quantitative und damit messbare Zuordnung erlaubte. Zur quantitativen Bestimmung der Farbe eines Körpers konstruierte er ein Gerät, wobei zur Bestimmung auch ein geeignetes Farbreferenz- oder Vergleichssystem erforderlich ist. (Figur 2)

Das Gerät besteht aus zwei Teilbereichen, wobei sich auf der rechten Seite die Vergleichsfarbe, auf der linken Seite die zu bestimmende Farbe befindet. Der jeweilige Teilbereich besteht aus einem Objektiv a¹, a², einer Blende d von unveränderlicher Größe bzw. eine mit Hilfe einer Spindel e durch zwei Backen d¹ und d² verstellbare Blende (Referenz), einer planparallelen Glasplatte g¹, g², mit einer nebengeordneten durch jeweils zwei Backen h¹ und h² bzw. i¹ und i² verstellbaren Blende zum Zuführen von Tageslicht.

Durch den Vergleich mit einem "normalweißen" Farbkörper bzw. unter zusätzlicher Anwendung eines Passfilters lässt sich mit der Vorrichtung der Weiß- bzw. Schwarzgrad ermitteln. Zur Bestimmung des Farbtons wird das Vergleichssystem im Referenzzweig verwendet.

Patentdokumente zu Wilhelm Ostwald

Publikationsnummer	Jahr	Titel
GB 22841 A	1901	A process for reproducing pictures or the like
GB 27896 A	1902	Improvements in reproducing pictures or the like
CH 25881 A	1902	Apparat zur Darstellung von Salpetersäure
GB 698 A	1902	Improvements in the manufacture of nitric acid and nitro-gen oxides
GB 8300 A	1902	Improvements in and relating to the manufacture of nitric acid and oxides of nitrogen
GB 13920 A	1903	An improvement in reproducing pictures or the like with aid of catalysis
US 779 797 A	1903	Reproducing pictures by means of catalysis
US 798 528 A	1903	Process for reproducing designs, pictures, letter-press, and the like
AT 33 970 B	1906	Verfahren zur Herstellung von lichtbeständigem Lithopon
AT 38 530 B	1906	Verfahren zum Herstellen von lichtechtem Lithophon
AT 42 407 B	1906	Vorrichtungen zum Bewegen und Leiten heißer Stickoxyde
CH 41262 A	1906	Vorrichtungen zur Aufnahme heißer Stickoxyde
AT 37136 B	1908	Katalysator für die Umwandlung des Ammoniaks in Oxyde des Stickstoffs
DE 440 720 A	1923	Gerät zum Messen von Farbwerten
DE 414 400 A	1924	Photometerkopf

Quellen:

^[1] http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Wilhelm_Ostwald.jpg&filetimestamp=20060127100204 [recherchiert am 24.10.2011]

^[2] Bibliography http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1909/ostwald.html?print=1 Nobel Foundation (Hrsg.): Nobel Lectures, Chemistry 1901-1921 und 1922-1941. Amsterdam, Elsevier Publishing Company, 1966. ISBN 978-981-02-3405-8

^[3] "Ostwald, Wilhelm", in: Neue Deutsche Biographie 19 (1998), S. 630 ff. [Onlinefassung]; URL: http://www.deutsche-biographie.de/pnd11859057X.html [recherchiert am 19.06.2012]

^[4] FRATZSCHER, W.: "Wilhelm Ostwald: 100 Jahre Nobelpreis". In: Chemie Ingenieur Technik, 81(10), 2009, S. 1553-1563

^[5] Ostwald, W.: Ueber die chemische Massenswirkung des Wassers, In: Journal für Praktische Chemie 12(1), 1875, S. 264-270

^[6] Ostwald, W.: Volumchemische und optisch-chemische Studien. 2. Ueber Neutralisation. In: Journal für Praktische Chemie 18(1), 1878, S. 328-371

^[7] RÖMPP Online, Version 3.24, Georg Thieme Verlag, Stuttgart. Stichwort: "Ostwaldsche Stufenregel", ^{[recherchiert am 22.06.2012]}

^[8] STRANSKI, I. N.; TOTOMANOW, D.: "Die Ostwaldsche Stufenregel". In: Naturwissenschaften, 20(50), 1932, S. 905

^[9] RÖMPP Online, Version 3.24, Georg Thieme Verlag, Stuttgart. Stichwort: "Ostwald-Reifung", ^{[recherchiert am 22.06.2012]}

^[10] KAHLWEIT, M.: "Über die Alterung von Niederschlägen durch Umlösung (Ostwald-Reifung)". In: Zeitschrift für Physikalische Chemie Neue Folge, 36, 1963, S. 292-298

^[11] HANSEL, K.: "Kunst und Wissenschaft: Der Maler Wilhelm Ostwald". In: Chemie in unserer Zeit, 40(6), 2006, S. 392-397

^[12] BALL, P.; RUBEN. M.: "Ostwald und das Bauhaus - Farbtheorien in Wissenschaft und Kunst". In: Angewandte Chemie, 116(37), 2004, S. 4948-4953

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