No. 113 April 1 2018

触媒懇談会ニュース
触媒学会シニア懇談会

触媒化学源泉への散歩道（１）
兵庫県立大学 岡本 康昭
ここに１枚の郵便切手がある。私が特別なギー関連など化学関連産業は触媒化学の寄愛着を感じる切手の１枚であるが，J.W.

与なくしては語ることができない。また，セDöbereiner (1780-1849)生誕 200 年を記念しンサーやナノテクノロジーへの波及効果もて，1980 年に当時の東ドイツから発行され計り知れない。しかも，地球温暖化，資源・た記念切手である（図 1）。J.J. Schmeller のエネルギーの有効利用と新規開発など触媒

木炭画による肖像画(1825 年)と化学実験装

科学技術のさらなる発展に，人類の未来が置が描かれている。H2SO4，Zn，H2 そして，掛かっているにも拘わらず，このような状

Pt の化学記号と触媒作用(Katalyse)の文字が況である。この点は，廣田鋼蔵先生も指摘さ読み取れ，明らかに希硫酸を亜鉛上に滴下れているところである。触媒化学の歴史にし，発生する水素を白金触媒に吹き付ける

ついては，廣田先生の一連の著作に詳しく，ように組まれている。水素が噴出すると，白

学術的な興味をお持ちの方は，ぜひ参照頂

金触媒上での酸化反応により白金が白熱化

きたい。また，触媒化学の歴史については，

するとともに，水素に点火し，当時の科学者

いくつかの触媒化学の専門書でも触れられを驚かせた。1823 年のことであり，触媒現てはいるが，紙数の制限のため，その源泉に

象が注目されるようになった重要な一瞬でついての記述は十分ではないように思われあると思っている。もちろん，当時は「触媒」

る。この「ニュース」では，どのような人々

や「触媒作用」という用語もなく，ただ「奇が，どのような時代に，どのような化学知識

妙な，新規な現象」としてしか認識できなかった。これに類する現象は Döbereiner のこの発見以前にも多く見出されている。これを機会に触媒化学の源泉への小道を，気ままに散歩してみたいと思っている。
触媒化学の始まりの歴史は，科学史の中ではもちろん化学史の中でさえも，全くあ

図 1 Johann Wolfgang Döbereiner (1780-

るいはほとんど取り上げられてこなかった。

1849, ドイツ)とランプ：東ドイツ，

今日の化成品製造，環境保全，資源・エネル
11980, #2088

の下で，触媒化学の芽を見出し，混乱の中でAristoteles (BC384-322，ギリシャ)はワイン

その芽を育ていったのか，その辺りの忘れを飲みながら喧々諤々議論していたのであられそうな触媒化学源泉への小道を気ままろうか。

に逍遥してみたいと思っている。とりあえ

人為的に発酵させたパンは，古代エジプ

ず大昔の時代から 1840 年代ぐらいまでへトで誕生し，ローマ時代にはパン屋や菓子の逍遥を目論んではいるが，とんでもない

パンも出現し，西暦 79 年ベスビオ火山の大寄り道も多くなるかも知れない。ここでは，噴火で埋没したポンペイの遺跡からは当時羅列的との批判を覚悟の上，できるだけ多のパン屋も発掘されている。ヨーロッパ中く「触媒現象」の発見，観察を拾い上げるよ

世以降，パンは人々の生活に欠かせないもう努めた。この拙文を書くに当たって参考のとなった。小麦のパンが最上級で，庶民はとした文献を最後にまとめたが，私の誤解

大麦やライムギのパンを食べたようである。

や過ちが多く残っているに違いない。ご指ヨーグルトの起源はヨーロッパ，アジア，中摘，ご叱責を頂ければ幸いである。

近東など様々な説があるようであるが，BC5000 年ごろには作り始められたようで人類による触媒作用の利用という観点からある。発酵食品ということで言えば，日本でみれば，もちろん，有史以前まで遡らねばな

も，弥生時代(BC5-3 世紀)には味噌の原型がらない。最古の酒とされる蜂蜜酒は農耕が見られ，平安後期の「新猿楽記」(1000 年ご始まる前から飲まれており，また古代オリろ)には納豆についての記述がみられる。

エントの世界では，BC5400 年ごろの遺跡か

このように発酵という形で，人類は，有史

らワインの残渣が確認されたそうである。

以前より酵素の触媒作用を，それとは知ら

また，BC3000 年代には，シュメールの粘土ずに利用し，食生活を豊かにしてきた。しか板にビールのことが記録されており，最古

し，このような認識に至ったのは，19 世紀の成文法であり，「目には目を，歯には歯を」の終わりごろである。ここでは，古来利用さでよく知られた，バビロニアのハムラビ法

れてきた発酵を触媒作用の発見とは位置付

典の中にビール売りに関する規定があるとけないで，特に酵素が「生体触媒」と認識さ言うことである。エジプトでは，BC2700 年

れ，研究されたときを除いては，これ以上立ごろまでにはワインが飲まれており，ツタ

ち入らないこととする。

ンカーメン王の副葬品からも痕跡が見つかっている。ただ，オリエントではブドウの育
つ土地が限られておりワインは高級な酒であり，ビールはより庶民的な飲み物であったそうである。ブドウの産地であるギリシ
ャやローマでは，ワインが多く生産されていた。原子論を唱えた Democritus (BC460-

図２ Democritus (BC460-370 頃，
ギリシャ)：ギリシャ，1961, #717

370 頃，ギリシャ) （図 2）や後の錬金術の指導原理となった学説を提唱した
2

触媒化学始まりへの小道を覗き見るには，

錬金術は，９世紀ごろイスラム圏に伝播，

やはり化学の始まりに重要な技術的基盤を12 世紀ごろヨーロッパへ移植された。蒸留提供した錬金術の時代まで遡らなければなは，早い時期から重要視されていたが，特らない。しかし，Aaron J. Ihde も指摘するよに，錬金術の西方世界への普及により金属

うに，錬金術と化学技術とは本質的に異なで作られ優れた凝縮力をもつ円錐形蒸留器

るものである。Aristoteles は，Empedocles（ローゼンヒュッテ）とか，蒸留器のまわり(BC495-435，ギリシャ)の唱えた水・土・空に水を入れさらに凝縮力を増した蒸留器

気・火の四元素に，エーテルあるいは「第５（ムーア人の頭）が出現した。これらの発明元素」を加え，さらに四元素は４つの性質

で，高純度のアルコール（「生命の水」）が得（熱，寒，湿，乾）と結びつき，それら元素られるようになった。また，蒸留器の改良の性質が変化し，元素は他の元素にも変成で，「礬油」(oil of vitriol, H2SO4)，「強い水」するという学説を提唱した。錬金術は，(aqua fortis, HNO3)，「王水」(aqua regia)のよ

Aristoteles 学派の自然観を指導原理とし，卑うな鉱酸の製造が進んだ。当時，「礬油」は金属の金への変成を不合理に感じさせない

緑礬(FeSO4・7H2O)や胆礬(CuSO4・5H2O)の魅力的な哲学的実践であり，科学的研究でような礬類（硫酸塩）の乾留で作られ，硝石はない。錬金術は，紀元１世紀ごろアレキサ（硝酸カリウム）に礬油を加え「強い水」を

ンドリアのギリシャ系学者の間で生まれ，得た。
「海酸」(HCl)は，その揮発性のためか

地中海東部沿岸，特にシリアに普及したと1600 年ごろまで，意図して作られることはいうことである。ギリシャの錬金術は，銀やなかったようである。余談であるが，蒸留酒

金を作り出すことのできる「酵母」という触は錬金術師により，ふとしたことから作ら媒のような概念を生み出し，後世の錬金術

れ，蒸留器の改良によりブランデーやウィでは「賢者の石」や「生命の万能薬」として，スキーの製造が営利的な事業として普及しその重要性が強調された。化学物質を扱うていった。

装置，処方，実践的知識が生み出され，蓄積

アラビアの錬金術師の中では，Jabir ibn

された。

Haiyan (721/722-815?) が最も有名かつ権威があり，多くの集成書を著したといわれている。しかし，その信憑性には疑問ももたれており，10 世紀の一修道院宗派の著書であるとの指摘もある。Abu-Bakr Muhammed ibn
Zakariya al-Razi (865-923) （図 3）や Abu Ali
al-Hussin ibn Abdallah ibn Sína (ラテン名，Avicenna, 980-1037) （図４）も錬金術を扱った著作を残している。ただ，後者は，貴金属

図3への変成については疑問をもっていたと言Abu-Bakr Muhammed ibn

うことである。12 世紀に錬金術が西方ヨー

Zakariya al-Razi (865-923)と実験装置：

ロッパに広まり始めたころ，アラビア人の

ヨルダン，1987, #1279
3

著作は Albertus Magnus (1193-1280, ドイツ)されたものか明確ではないが，明らかにエ（図５）らにより翻訳され，それらが知識のチルアルコールの酸触媒による脱水反応で主な源であった。13 世紀にはヨーロッパのある。これは，触媒反応の最初の発見と，捉

錬金術師の著作も現れ始め，特に Geber とえられるかも知れない。しかし，「触媒」あいう錬金術師の著作は多く残されている。

るいは「触媒作用」の発見の要件としては，

しかし，Geber というのは本名ではなく，定性的にでも「触媒」が何度でも使える，少Javir という名のラテン語版であり，彼の名量でもよい，反応の前後で変化しないなどを使うことにより著作に権威をもたせようの観察が必要であろう。よって，この観察としたと推定されている。本当の著者名はは，単に反応物質への添加剤，処理剤の効果不明である。Gerber の著作は，アラビア錬の観察であり，触媒作用の発見とは言えな金術を反映したものではあるが，Javir の著

いと考えている。意見の分かれるところか

作の直接の翻訳ではなく，当時のヨーロッも知れない。ここでは，「触媒現象の観察」

パ錬金術の知識の状態を反映しているものと呼ぶことにする。Javir の説では，「さまざと考えられている。

まな金属はそれの含んでいる硫黄と水銀の割合が異なっているから，卑金属の貴金属

ここで Geber の著書にわざわざ言及したのへの転換は Elixir とよばれる液体で適切なは，その中に，硫酸の初めての記述があり，処理を行うことで可能となる」とある。それまたアルコールを硫酸で処理することによ

以降，錬金術では Elixir の調製，特に動物とりエーテルが生成するという記述があると植物からの調製に努力を払った。Geber の言われているからである。エーテルの生成「生命の水」の「礬油」による処理も，そのとあるが，もちろん単離・分析された筈がな

努力の一環としてなされたかも知れないといであろうから，単に特有な臭いをもつ揮想像している。Elixir は「生命の万能薬」，

発性物質の生成ということであろう。この延いては「賢者の石」と密接に結びついてい

観察が Javir によりなされたものか，Geber

ると信じられていた。
アルコールへの硫酸添加に伴うエーテル

あるいは 13 世紀当時の錬金術師によりなの生成は，1540 年に Valerius Cordus (15151544, ドイツ)により観察されたことが，報

図４

Abu Ali al-Hussin ibn Abdallah

図５ Albertus Magnus (1193-1280, ド

ibn Sína (ラテン名，Avicenna, 980-1037)

イツ)：ドイツ，1980, #1328

フランス，2005
4告されている。Cordus はエーテルのことドイツ)が，カトリック教会により考案されを”sweet oil of vitriol”と呼んだ。詳細は不明

た免罪符の効力に対し批判的意見を述べただが，この報告も Javir/Geber の観察と同様「95 か条の論題」が引き金となり，宗教改に，触媒あるいは触媒作用の発見とまでは革が始まった。丁度 500 年前である。

言えないのではなかろうか。
16 世 紀 後 半 に は 錬 金 術 師 Basilius

14 世紀半ばから 19 世紀中ごろまでは，小Valentinus (Basil Valentine, ドイツ)が硫黄と氷期と呼ばれている。特に，1500-1850 年は，硝石を混ぜて燃焼すると，金属を溶かす液

現在に比べ 1-1.5 度ぐらい平均気温が低く，体が得られることを発見したと伝えられて北半球では寒冷な気候が続いた。テムズ川いる。明らかに硫酸の製造であり，硝石の分やオランダの運河などで一冬の間完全に凍解で生成する NOx の触媒作用の利用である

結が続くことが頻繁にみられた。1608 年テ

が，触媒現象と認識されるのは 19 世紀に入ムズ川の凍結の際，最初の「氷上縁日」が開ってからである。

催された。小氷期では，飢餓が頻発し，アイ
スランドの人口は半減したと言われている。

錬金術は，その後も綿々と続けられた。
「賢

1640 年代にジャガイモがヨーロッパに持ち者の石」は見つからなかったが，Theophratus

込まれたが，最初は主に家畜の飼料として

Bombastus von Hohenheim (1493-1541,学者と用いられたようである。1814 年以降はテム

しての一般名 Philippus Aureolus Paracelsus，

ズ川の完全凍結は見られていない。

スイス)による医化学の分野の確立に貢献

ヨーロッパでは，1618 年より三十年戦争した。蒸留，ろ過，抽出，それに類した操作が勃発した。ドイツを舞台とした最大で最で，植物や動物から取り出したエッセンス

後の宗教戦争といわれている。ヨーロッパの薬理効果が検討できるようになったため各国が巻き込まれ，1648 年にドイツ諸侯，であろう。一方，Paracelsus は三原質（硫黄，

スウェーデン間のウェストファリア条約で水銀，塩）の概念を一般化し，これら三原質終結した。オランダとスイスの独立が正式

が体内では均衡のとれた状態でなければなに承認され，ドイツでは諸侯の独立性が強らず，均衡が崩れると様々な病気になるとまった。また，フランスがヨーロッパでの最した。16 世紀には水蒸気蒸留法も開発され強国となり，スウェーデンも強国となった。

た。冶金術でも採鉱，製錬，試金の操作が進

1642 年にはイギリスで清教徒革命がおこり，歩した。天秤，分銅，灰吹皿，坩堝，フラス

共和制の成立，王政復古と混乱が続き，1660

コ，蒸留器，試金石，マッフル炉などが使わ年終息した。また，第一次(1652-1654)，第二

れており，一部，定量分析を確立しようとし次(1664-1667)，第三次英蘭戦争 (1672-1674)

た努力の跡が見られるそうである。しかし，が戦われ，17 世紀にはヨーロッパで政治的化学が，しだいに錬金術を乗り越えるには，混乱が続いた。さらに，1665 年には，ロンさらに長い時間が必要であった。17 世紀か

ドンでペストが大流行し，７万人死亡した。

ら 18 世紀がこの時期に当たる。余談だが，人の多く集まる大学が閉鎖され，学生は疎

この時期 1517 年，Martin Luther (1483-1546,

開した。また 1666 年 9 月ロンドンで 4 日間
5

燃え続ける大火があり，ロンドン市内家屋

近代科学成立の第一期は，17 世紀 Galileoの 85%が消失した。ペストが収まったのは

Galilei (1564-1642, イタリア) （図８）やこの大火によるとも言われている。1664 年，

Newton による近代力学の成立ごろとされケンブリッジ大学トリニティカレッジを卒ている。Galilei は，物体の自由落下の研究業した Isaac Newton (1642-1727, イギリス)(1604)，望遠鏡による天体観察とそれに基づ（図６）はペストを逃れて 1665 年帰郷した。

く地動説の支持(1610)など行い，1613 年の大学の雑用から解放されたこの時期に，宗教裁判により 1616 年に地動説放棄を余Newton は三大発見，すなわち光の分析，万儀なくされた。その後「新科学対話」を著し，有引力の発見，微積分法の発見，の糸口を作

総合的方法と分析的方法など，科学の方法り出したと言われている。「プリンキピア」を確立した功績も大きいとされている。

（自然哲学の数学的原理） （図７）は 1689

Newton による物理学における数学的手法

年に出版された。1707 年，イングランドとの完成は精密自然科学の規範とされ，ここ

スコットランドが一体化され，グレートブに近代科学が成立したと評価されている。

リテン王国が成立した。このような激動の中世では，「自然は，神の造形物であるため中で，化学は遅ればせながら新しい道を模

気を使う必要はなく，神の威光が現れてい索していた。物理学は，近代科学として明らると信じるだけで良い」とされていた。それ

かに一歩先に進んでいた。

に対し，自然をどこまでも客観的に捉えようとする自然観察の方法が確立された。
Francis Bacon (1561-1626, イギリス)は実験，観察の重要性を説き，科学（知）と技術（力）の不可分の関係を明示した「知と力は合一する」の名言を残した。René Descartes (15961650, フランス) （図９） は，「方法序説」

図６(1637)の中で，分析と総合の重要性を指摘し，Isaac Newton (1642-1727, イギリ

近代科学成立を促す科学の方法論を提示しス)：ドイツ，1993, #1771

た。Descartes の方法論は，いかなる権威にも従うことなく，理性・感性に明らかと立証

図８

図７「プリンキピア」（自然哲学の数

Galileo Galilei (1564-1642, イタリア)：サンマリノ，1982, #1030

学的原理）：イギリス，1987, #1172
6

されることのみを正しいとする明晰判明の一方，Boyle は，すみれのシロップのような原理，問題を可能な限り多くの部分に分割

指示薬を用い酸性物質とアルカリ性物質のする分析の原理，単純なものから複雑なも関連を見出すなど，定性分析の基礎を築いのへ認識を深める総合の原理，それに枚挙ている。Boyle は，化学を錬金術の呪縛からの原理を挙げた。実験的方法によって総合

解き放なそうとし，実験を重要視した点でと分析が統一される。

高く評価されている。Newton でさえ多くの時間を錬金術の実施に割いたと言われている時代である。

Robert Boyle (1627-1691，イギリス)（図 10）
は，1661 年に「懐疑的化学者」(The Skeptical
Chemist)を刊行し，四元素説と三原質説を先

このような政治的，社会的混乱の下にも拘験的観念に過ぎないとして否定し，元素をわらず，化学が科学としての一歩を丁度踏「どのような他の物体からも作ることがでみ出そうとしていた時，硫酸製造で興味深

きず，また相互に変換できない」物質と考えい触媒現象が発見された。当時，亜麻繊維のていたようであるが，具体的な元素名は明

漂白には酸乳に長時間つけておかなければらかではない。Boyle は，Robert Hook (1635-

ならなかったが，硫酸での代用が考えられ

1703,イギリス)の援助を得て，空気ポンプをた。また，貴金属の分離に必要な硝酸の製造用いた実験から Boyle の法則を見出したにも硫酸が必要であった。硫酸は緑礬の分(1662)。燃焼，煆焼の実験を行い，燃焼には解や硫黄の焙焼から作られていた。世界最空気が関係していることを認めたが，それ初の潜水艦の発明者と言われている

以上には踏み込めなかった。当時は，便利なCornelius Jacobszoon Drebbel (1572-1633, オ

気体の製法や取扱法もなく，気体の化学実ランダ)は，熱した硫黄と硝石から，当時と験は定性的な面に限られていた。また，しては効率よく硫酸を回収する方法を 1600

Boyle は，1671 年，鉄に希硫酸を溶かすと

年ごろ確立したと言われている。詳細は不「燃える気体」が発生することを見出して明である。Nicholas le Fevre (1615-1669, フラ

いるが，空気が元素であるという観念に捕ンス)と Nicolas Lemery (1645-1715, フラン

らわれており，性質の異なった気体が見つかった時にも不純物の違いによるとして，新しい物質とは認識できなかった。しかし，

図 10 Robert Boyle (1627-1691，イギリ
図 9 René Descartes (1596-1650, フラス)と空気ポンプ：アイルランド，1981,

ンス)：アルバニア，1996, #2516

#492

7

ス)は，硫黄焙焼による硫酸製造に際し，「少され，弱アルカリ，強アルカリは知られてお量」の硝石を加えると硫酸の収率が上がる

り，多くの塩類は実験室で用いられるだけことを 1666 年に見出した。この発見は，明でなく医学と商業で使われたようである。

らかに SO2 から SO3 への酸化反応における一方，有機化合物はほとんど知られていな

NOx の触媒作用の観察である。当時は「少かった。

量」の硝石添加の意味は，もちろん全く不明であったであろう。しかし，これらの「触媒16-17 世紀にイギリス経済の急速な発展が現象の観察」は，触媒化学の重要な源泉の一見られ，それにつれて人口も増加した。イギ

つであると私は考えている。産業の発達とリスでは，16 世紀ごろから鉄製品に対するともに急増する硫酸需要と結びつき次第に需要が高まっていた。当時は木炭高炉が用

大きな流れとなって行く。後に錬金術師

いられ，その高さは 4.5 m 程度で内径 1.8 m

Johann Rudolf Glauber (1604-1670, ドイツ)は， 程度のものが多かったようである。一昼夜に約 1.6 トンの銑鉄を製造することができ

水蒸気を通じながら硫黄を硝石と一緒に燃やすことにより硫酸を製造した。Glauber は， た。他の製造業や一般家庭でも熱源として塩酸や硝酸の製法の改良を行うとともに，木炭が使われていたため，森林の伐採が進

炎と煙の色が定性分析に重要なことを記し

み木炭不足となっていった。同様な木炭不ている。また，ワインやビールに含まれるア足は，少し遅れてフランスなどでも起こっルコールの酢酸発酵の研究から，酢酸の急た。それとともに 16 世紀中ごろ以降，一般

速製造法も見出している(1654)。

家庭およびアルコール醸造や蒸留，塩，砂糖，レンガ，ガラス，石鹸，火薬，明礬，刃

しかし，化学の科学としての第一歩は，物など様々な製品の製造プロセスの熱源とGeorg Ernst Stahl (1660-1734, ドイツ)のフロ

して，石炭が利用されるようになってきた。

ギストン(phlogiston)説という統一的化学理

ちなみに，イギリスにおける一般物価の価論の台頭により，混迷を深めていくことと格は，1500 年ごろを基準として 1640 年ごなった。Johann Joachim Becher (1635-1682,

ろには約 3 倍であったが，薪の価格は 8 倍，ドイツ)が 1669 年に提唱した燃焼理論であ石炭の価格は 3 倍であったそうである。イ

り，可燃性物質が「油性の土」を多く含んでギリスの採炭量は，1540 年頃；約 20 万トン

いるとする「油性の土」説を，弟子である/年，1650 年頃；約 150 万トン/年，1700 年

Stahl が著書「化学の基礎」(1697)の中で，フ頃；約 300 万トン/年，1750 年頃；約 450 万

ロギストン説として拡張，発展させた。化学

トン/年，1800 年頃；約 1000 万トン/年と急が定性的な学問段階にあったためフロギス

増している。なお，18 世紀後半におけるイ

トン説は多くの化学者に受け入れられ，す

ギリスの石炭生産量は，全世界のおよそべてフロギストンの存在に基づき説明が試85%に達していたという。

みられた。17 世紀の終わり頃までには，十18 世紀初頭，イギリスでは産業革命前夜

分には認識されてはいなかったが，14 種のの技術的進歩が見られ始めた。木炭不足，木元素が知られていた。硫酸は，営利的に生産炭価格の高騰に対して製鉄業者は森林の近8くに製鉄炉を築くことで対応せざるを得なンス)は，鉛室で硫黄と硝石に空気を通じなかった。石炭に含まれる硫黄などの不純物

がら連続燃焼することにより，さらに硫酸のため脆い鉄しか生産できず，石炭が利用製造を効率化した。19 世紀には，硝石の役できなかった。しかし，1709 年，Abraham

割が明らかにされるとともに，さらにプロ

Darby (1678-1717, イギリス)は，コークスをセス改良も行われることになる。鉛室法硫用いた高炉による高品質鉄の製造に成功し酸製造は，触媒を用いた，初めての化学工業た。1750 年頃には，コークス高炉の利用はプロセスである。18 世紀には，現在触媒とイギリス全土に普及した。鉄の需要は，始めして重要な金属が多く発見されている。コのうちは生活革命により軽工業製品によっ

バルト(1735, Georg Brandt, スウェーデン)，て牽引されたが，やがて産業革命が進むに

白金(1750, William Watson, イギリス )，ニ

つれ工業機械の製作や鉄道の敷設のため，ッケル(1751, Alex Fredrik Cronstedt, スウェ

さらに鉄が必要となっていった。コークスーデン)，モリブデン(1781, Peter Jacob Hjelm,

高炉の開発，普及は，コークス製造過程で副スウェーデン)，およびタングステン(1781,

生する石炭ガス，コールタールなどの利用，Carl Wilhelm Scheele, スウェーデン，1783, F.

すなわち石炭化学工業の発展へと繋がって

D’Egluar/H. D’Egluar, スペイン)である。ま

行ったのは必然である。Thomas Newcomen

た，マンガンは Johan Gottieb Gahn (スウェ

(1664-1729, イギリス)により 1712 年に開発ーデン)により 1774 年に単離された。スウ

された蒸気機関は，炭鉱の揚水に使われた。

ェーデン人による多くの金属元素の発見は，

石炭の 3 分の 1 が蒸気機関の運用に使われ鉱山業がこの国で盛んであったため，鉱物るほど効率が悪かったが，鉱山の排水は改学が当時スウェーデンでいかに進んでいた

善され，石炭の生産量はさらに増大した。産かを示している。

業構造は大きく変わり始めた。
イギリス，ランカシャー地方では，18 世

18 世紀もヨーロッパは政治的に混乱してい紀に入り綿織物工業が成長し始め，イギリ

た。植民地をめぐるヨーロッパ列強，特にイス産業革命の牽引役となった。酸乳の代用

ギリス―フランス間の対立が激化する中で，として，亜麻や綿繊維の漂白に硫酸は欠か

オーストリア王位の継承をめぐる戦争がせなかった。Joshua Ward (1685-1761, イギリ

1740 年から始まり，1748 年まで続いた。さス)は 1736 年，全工程にガラス容器を用いらに 1754 年からのイギリス―フランス間て Glauber の製法で硫酸製造の拡大を行っの植民地をめぐる戦争に加え，1756 年よりた。1746 年，John Roebuck (1718-1794, イギ

七年戦争とよばれる世界規模の戦争が勃発

リス)は，チリ硝石を窒素酸化物源とし，ガした。イギリス・プロイセン側とその他ヨーラス容器を鉛室に替えて，鉛室法による硫ロッパ諸国に分かれてオスマン帝国を除く

酸製造の基本技術を確立した。これにより，

当時のヨーロッパ列強が参戦した。イギリ

硫酸製造コストが大幅に低下した。1793 年

ス，フランスは北アメリカ，インドでも戦には，Nicolas Clément (1779-1841, フランス)

い，両植民地におけるイギリスの勝利に終と Charles Bernard Désomes (1777-1838, フラ

わった。その結果，イギリス，プロイセンの9

飛躍，フランスのヨーロッパにおける優位

民地の有無によるといわれている。産業の性の喪失をもたらした。1763 年のことであ振興には，綿花などの原料供給地，大量生産る。1776 年にはアメリカが独立した。1780

した商品の市場が必要であった。余談だが，年は寒かったと見えて，ドナウ川は全面凍

1748 年にジャガイモがハンセン氏病の原因

結し，ニューヨーク湾も凍結した。小氷期真と考えられ，フランスで栽培が禁止された。

っただ中である。ちなみに日本でも 1773，

しかし，1771 年のヨーロッパでの冷害に伴1774，1781，1812 年には隅田川が凍結し，

う飢饉をきっかけに栽培が見直され，1772

1812，1822，1824 年には淀川が凍結したと年パリ大学でジャガイモの食用を承認した。

記録に残っている。1783 年は天明の大凶作，

当時プロイセンでは，すでに栽培が普及し

1833-1836 年天保の飢饉が，冷夏など天候不ていた。ちなみに，古典派音楽の巨匠である

順で発生した。

Wolfgang Amadeus Mozart (1756-1791, オー

一方，18 世紀中ごろからイギリスでの産ストリア)は，ザルツブルクで 1756 年に生業革命は加速度的に進み始めた。1761 年のまれ，Ludwig van Beethoven (1770-1827, ド

ブリッジウォータ運河の建設により石炭輸イツ)は，ボンで 1770 年に生を受けた。両都送が促進され，製鉄所が森林の近くではな

市は，当時，神聖ローマ帝国に属していた

く河川，運河近辺に建設されるようになっが，1806 年 Napoleon 軍のドイツへの侵攻にた。運河建設が各地で進んだため，1830 年

より，ライン同盟加盟の南ドイツ 16 領邦が代までは，運河時代と呼ばれる。ジェニー紡

神聖ローマ帝国から脱退し，850 年近く続い績機が 1764 年に発明され，1771 年にはた神聖ローマ帝国は滅亡した。

Richard Arkwright (1732-1792, イギリス)による水力紡績機の開発により大量生産が可

このような政治的，社会的混乱の中，また産能となり，また紡糸作業に熟練労働者を必業革命が着々と進む中，Boyle や Hook によ

要としなくなった。1765 年には，James Watt

り新たな一歩を踏み出そうとした化学は，(1736-1819, イギリス)により復水器を独立

Stahl によるフロギストン説を乗り越えなけ

させた蒸気機関が開発され，能力が著しくればならなかった。18 世紀に進んだ空気の向上したのみならず，燃料の 75%を節約で化学と燃焼に関する研究がその契機となっきた。出資者 Matthew Boulton の協力を得，た。ここでの本論である触媒化学が注目をBoulton and Watt 商会を 1775 年に設立し，集めるためにも，空気の化学の発展が必要

商品化は 1776 年になされた。1769 年にはであったので，少し寄り道をすることとす

蒸気自動車が，Nicolas-Joseph Cugnot (1725-

る。

1804, フランス)により発明された。七年戦

Mikhail Vasilyevich Lomonosov (1711-1765,

争に敗れたフランス陸軍の要請のもと砲台

ロシア)（図 11）は，Boyle と同じように鉄を運ぶ軍事用に作られたものである。蒸気に硫酸を触れさせると可燃性のガスが発生

自動車そのものは，改良を重ねながら 1920

することを 1745 年に報告し，これは「フロ

年代まで販売された。産業革命がイギリス

ギストンです」と述べている。しかし，これで進み，フランスで遅れた原因の一つは，植以上の追及はなされなかった。気体の中で10最初に空気と区別され，その性質が明らか

1819, イギリス)は，密閉容器の中でロウソにされたのは二酸化炭素であった。Joseph

クなどがやがて燃焼できなくなり，ネズミBlack (1728-1799, イギリス)は炭酸カルシも残った空気の中では生きられないことをウムの強熱で発生する気体が，酸化カルシ

1772 年に見つけた。Rutherford は，この気ウムと結合し，炭酸カルシウムを再生する

体を「フロギストン化空気」とよんだ。窒素ことを 1754 年に見つけ，この気体を「固定の発見である。しかし，窒素は，同じころ

空気」とよんだ。Black は「固定空気」がロ

Joseph Priestley (1733-1804, イ ギ リ ス ) ，

ウソクなどの燃焼や呼吸で生じること，まCarl(Karl) Wilhelm Scheele (1742-1786, スウ

た空気中にも存在することなどを明らかにェーデン)，Cavendish によっても，それぞれし，「空気」が「元素」であるという説を否独立に発見されていたという。

定した。

Priestley（図 12）は，水銀の赤色灰(HgO)

その後 1766 年に Henry Cavendish (1731-の分解により生じた気体中でロウソクが激

1810, イギリス)は，亜鉛，鉄あるいはスズ

しく燃焼し，赤熱した木炭片が閃光を出しと希硫酸や塩酸との反応で同じ空気，「可燃て燃焼することを 1774 年に発見し，「脱フ空気」 (水素)，が発生することを見出し，

ロギストン化空気」（酸素）と名付けた。良フロギストンを発見したと報告した。

く知られたことであるが，酸素の発見自体

Lomosonov の観察と同じだが，Cavendish は， は Scheele（図 13）の方が早かった。1771その密度を測定し空気の 1/14 しかないこと

1772 年に二酸化マンガン，酸化第二水銀なを発見した。しかし，金属の燃焼で金属灰のどの分解で「火の空気」を発見し，詳しくま

重量が増加することから，フロギストンはた正確に検討し，1775 年に投稿した。出版

負の質量をもつと推定もされていたので，社の怠慢のため，刊行は 1777 年となり，酸フロギストン説には，ほころびが出始めた。

素発見の優先権は Priestley に与えられた。

Black の弟子である Daniel Rutherford (1749-「火の空気」で燃焼を合理的に説明できたはずであるが，全く思いが及ばなかった。当時の一流の化学者がフロギストン説にいかに心酔していたかを窺うことができる。科図 11

図 12 Joseph Priestley (1733-1804, イギ

Mikhail Vasilyevich Lomonosovリス)：アメリカ，1983, #2038(1711-1765, ロシア)：ソ連，1986, #5509
11

学を志す者は心すべきことであろう。

い暴動で私邸を襲撃され，蔵書，実験器具なCavendish は 1781 年に，「可燃空気」と「脱ど破壊され，1794 年家族とともにアメリカ

フロギストン化空気」（酸素）から水が生成に逃れた。最後までフロギストン説は捨てすることを観察した。

なかった。Scheele は，酒石酸，シュウ酸，

Priestley は，酸素の他に「フロギストン化

クエン酸など多くの有機酸やモリブデン酸，

硝石空気」（一酸化窒素）(1772)，「アルカリ

亜ヒ酸を発見した。また，フッ化水素，硫化空気」（アンモニア）(1774)，「脱フロギスト

水素，シアン化水素，塩素も発見した。しかン化硝石空気」（亜酸化窒素），「海酸空気」

し，いつもそれらの味見をしていたので，そ（塩化水素）などを発見し，その性質を調べれが原因で若死にしたのではないかと想像た。水上置換に加え，水銀を用いて水溶性のされている。

ガスを捕捉できたためである。余談であるが，Priestley は，「固定空気」を水に溶かす

化学が近代科学として脱皮できる時期が近と爽やかな味をもち発泡する飲料ができるづいた。Lomonosov（図 14）は，1756 年のことを見つけた。このソーダ水の発明は非論文で，金属は煆焼すると空気からの粒子

常に有名になり，Priestley は王立協会(Royalが金属に混ざりその重さが増すと主張した。

Society)のコプリ賞を授与されたそうであScheele や Priestley による酸素発見より前のる。1787 年に始まったフランス革命に好意ことである。Lomonosov は，質量保存則を的であった Priestley は，宗教上，政治上の暗黙理に仮定し，またフロギストン説に反論争に巻き込まれ，バーミンガムでの激し対していたが，モスクワ大学にいて化学の中心地から遠く離れていたため，また論文をロシア語で書いたため，ヨーロッパの研究者には注目されなかった。Antoine-Laurent
de Lavoisier (1743-1794, フランス)（図 15）

図 13は，1772 年頃燃焼に関する実験から，金属Carl Wilhelm Scheele (1742-1786,

を含むすべての物質の重量は，燃焼あるい

スウェーデン)：スウェーデン，1942,

は煆焼に際し増加すると結論した。1774 年#336

Lavoisier は，Scheele および Priestley から水図 14 Mikhail Vasilyevich Lomonosov と1755 年，彼により創設されたモスクワ大

図 15

学旧建物（現 M.V.ロモノーソフ・モスク(1743-1794, フランス)：フランス，1943,

ワ国立総合大学）：ソ連，1955, #1786

#464
12

Antoine-Laurent de Lavoisier銀灰の分解により発生する気体の話を聞き，的な命名により多数の化合物を容易に区別

追試実験を行った。煆焼の際に金属と結合できるようにした。1787 年にブルボン王朝

し，重量を増大させる「活力ある空気」としに対する貴族の反乱からフランス革命が始て 1775 年に報告し，「Priestley，Scheele とまった。その 2 年後 1789 年に Lavoisier は

ほぼ同時に発見した」と付け加えた。1779「化学要綱」を出版した。元素の定義と 33

年 Lavoisier はこの気体が酸の最も重要な部

元素表，元素を基本単位とした定量的な化分であるとして「酸素」と命名した。ここに学反応実験，質量保存則，正確な化学反応測

正 しい 燃焼理 論が提 案さ れた。 Friedrich

定の重要性を指摘し，新しい化学の出発点

Engels (1820-1895, ドイツ)は，他の二人と違となった。
「水素」という用語も使われていい「酸素」発見の意味を理解していたる。元素を分解不可能な物質，すなわち化学

Lavoisier が，真の酸素の発見者であると高分析でより単純な実体へと分解できないもく評価している。Lavoisier は，Cavendish ののとした。ただし，光や熱素を含み，金属酸実験(1781)を追試し，さらに水を鉄（銃身）化物も一部含まれている。Lavoisier は，こに通すことにより水素を捕集し，水は元素

れらがこれ以上分解を受けるまでは，これではなく「可燃空気」と「活力ある空気」のらを元素と見なすべきと提案した。
「化学要

混合物であると結論した。1783 年，Lavoisier綱」は，新しい概念を受け入れる力のある若は「フロギストンに関する考察」と題する論い化学者には説得力があったが，老年の化

文で，フロギストン説を否定した。一方，学者には好感を持って受け入れられたとはCavendish は，「脱フロギストン空気」（酸素）

言えないという。
「近代化学の父」とよばれはフロギストンを奪われた水であると，フる Lavoisier は，徴税請負人の前歴が禍とな

ロギストン説に固執した。Lavoisier は，り，残念なことに，1794 年革命裁判にかけ

Claude Louis Berthollet (1748-1822, フラ ン

られ断頭台で処刑された。5 月 8 日のことス) （図 16）らと「化学命名法」を 1787 年

で あ る 。 数 学 者 の Joseph Louis Lagrangeに刊行し，各人バラバラに無秩序につけて(1736-1813, フランス) （図 17）は，「あの頭いた物質の名前を整理するとともに，体系

図 17 Joseph Louis Lagrange (1736-

図 16 Claude Louis Berthollet (1748-

1813, フランス)：フランス，1958,

1822, フランス)：フランス，1958,

#869

#872
13

脳を切り落とすには一瞬しか掛からなかっ報告に留まると言わざるを得ない。Antoine

た。しかし，同じような頭脳は１世紀経ってFrancois de Fourcroy (1755-1809, フランス)も現れてこない」と嘆き悲しんだという。

と Louis Nicolas Vauquelin (1763-1829, フラ

空気の化学が研究され，水素，酸素，窒素ンス) （図 19）は，硫酸存在下でのエタノの存在が明らかになったころ，触媒現象もールからのエーテルの生成を観察し，Geber

報告されるようになった。Antoine Augustinの結果が確認されたと報告した(1797)。なお，

Parmentier (1737-1813, フランス) （図 18）

Vauquelin はクロム(1797)およびベリリウム

は，ジャガイモの澱粉に酢酸や酒石（酒石酸(1798)の発見者としても知られている。

水素カリウム）を加えると甘い物質に変わること（糖化）を 1781 年に見出した。酒石1783 年に，Priestley は加熱したタバコパイ

では，数ヵ月掛かるが，酢酸ではずっと短く

プ（粘土製）中にエタノールを通すとエチレて済むと記録されている。Parmentier は薬剤ンが生成することを見つけている。固体酸師，農学者，栄養学者であったが，ジャガイ

触媒を用いた触媒現象の最初の報告と思わ

モの食用をフランスで普及させた。七年戦れる。残念ながら詳細は不明である。さら争(1756-1763)でプロイセン軍の捕虜となりに，Jan Rudolph Deiman (1745-1808, オラン

ジャガイモを食べさせられたことが切掛けダ)らは，アルコールあるいはエーテルをガとなり，1763 年フランスに戻った後，寒冷ラスパイプに通しても反応は起きないが，な痩せた土地でも栽培できるジャガイモのガラスパイプにシリカやアルミナを詰める普及に努めた。1785 年の不作の年に飢餓をと，あるいは粘土製のパイプを用いるとエ救ったことが契機となり，やっとフランスチレンが生成することを 1796 年に発見しでの栽培が広まり始めた。ジャガイモ澱粉

た。また，アルコールを濃硫酸で処理するとの糖化はこのような背景の下で行われた。

同様にエチレンが得られることも報告した。

Scheele は，酢酸，安息香酸などの酸とエタ

固体酸触媒の最初の触媒能比較研究であろノールとのエステル化反応が鉱酸の添加にう。一方，Lavoisier の新しい化学をオラン

より進むことを 1782 年に見出した。澱粉のダに導入した Martin van Marum (1750-1837,

糖化とともに均一酸触媒反応であるが，こオランダ)は，エタノールを加熱した金属にれ以上の追及はされておらず，触媒現象の触れさせるとアルデヒドへの脱水素反応が

図 18

Antoine Augustin Parmentier

図 19(1737-1813, フランス)：フランス，1956,

Louis Nicolas Vauquelin (1763-

1829, フランス)：フランス，1963, #B372

#810
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起こることを，1796 年に報告した。金属は熱源として働くと，Marum は考えた。触媒という概念さえなかった当時としては，やむを得なかったであろう。1789 年，Isaac
Milner (1750-1820, イギリス)は，砲身に詰め赤熱した二酸化マンガンにアンモニアと空気を送るとアンモニアが窒素酸化物に酸化されることを発見した。オランダの H. G.
Rouppe と Noorden は，1799 年，脱気木炭上での水素と酸素の共吸着を室温で検討しているとき，水素の燃焼による水の生成を報告した。木炭中の金属の分析もなされていないが無理はない。このように断片的な触媒現象の観察ではあるが，固体酸触媒，金属触媒など種々の固体が，化学反応に関与することが 18 世紀末に明らかになってきた意義は非常に大きいと考えられる。
（続く）

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