奧斯特瓦爾德法
/ OST-vahlt /
硝酸既是養活世界的化肥背後的化學品，也是塑造了人類戰爭的炸藥背後的化學品。要在工業規模上製造它，你得從氨出發——氨本身由哈伯—博施法製得——並以非常受控的方式把它「燃燒」。奧斯特瓦爾德法就是把氨變成硝酸的工業途徑，其關鍵步驟用的是一種多相催化劑：摻了少量銠的鉑合金，做成細密的編織網。
這個過程分三個階段。第一是催化步驟：氨和空氣在約 900 攝氏度下被吹過一疊灼熱的鉑—銠網，氨在那裡被氧化成一氧化氮和水：4 NH3 加 5 O2 生成 4 NO 加 6 H2O。這裡的催化劑做著一件微妙而漂亮的事——若沒有它，氨在空氣中燃燒只會一路燒成無害的氮氣（N2）和水；鉑網卻有選擇性地把氧化引導到停在 NO 這個有用的中間體上，這是催化選擇性「在兩個產物中選了不那麼穩定的那個」的一個鮮明例子。氣體在網上的接觸時間僅有不到一毫秒的幾分之一，這正是實現選擇性的部分原因。第二，一氧化氮被冷卻，並與更多氧反應生成二氧化氮：2 NO 加 O2 生成 2 NO2。第三，二氧化氮被水吸收，在水中發生歧化，生成硝酸並再生出一些一氧化氮：3 NO2 加 H2O 生成 2 HNO3 加 NO，回收的 NO 再循環利用。
奧斯特瓦爾德法之所以重要，是因為它與哈伯—博施法一道，完成了人類為工業掌控氮循環的偉業：大氣中的氮變成氨，氨變成硝酸，由此再生出硝酸銨化肥和種類繁多的含氮化學品。它是「為選擇性而非單純為速度而選催化劑」的典範——全部訣竅就在於讓氨停在 NO，而不是燃燒成 N2。鉑—銠網十分珍貴，雖然催化劑在化學上是被再生的，但鉑會在灼熱氣流中緩慢地從網上物理流失（它揮發並重組），所以工程的一部分就是捕集並回收那貴得令人咋舌的金屬。一個誠實的提醒：這是一場被駕馭和馴服的高溫燃燒，而不是溫和的反應，而其中涉及的氮氧化物，恰恰是另一些催化劑（在汽車裡）被設計來消滅的污染物。
把氨和空氣吹過灼熱的鉑—銠網，接觸不到一毫秒的幾分之一，氨就被乾淨地氧化成一氧化氮，而不是一路燒成無害的氮氣——催化劑在通往硝酸的路上選了那個有用但不那麼穩定的產物。
選擇性勝過速度：催化劑讓氧化停在有用的 NO，而不是更穩定的 N2。
沒有鉑催化劑，氨在空氣中燃燒只會生成氮氣和水——在這裡毫無用處。催化劑的職責是選擇性，把氧化引導到停在一氧化氮上。而且儘管在化學上被再生，鉑網仍會緩慢地物理流失金屬，必須加以回收。