触媒の定義とその働き
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あ 触媒 に影響を及ぼす化学物質です。 レート 反応が進行するために必要な活性化エネルギーを変更することによる化学反応の。このプロセスは触媒作用と呼ばれます。触媒は反応によって消費されず、一度に複数の反応に関与する場合があります。触媒反応と無触媒反応の唯一の違いは、 活性化エネルギー 異なります。反応物または生成物のエネルギーに影響はありません。反応の ΔH は同じです。
触媒の仕組み
触媒は、反応物が生成物になるための代替メカニズムを可能にします。 活性化エネルギー と異なる遷移状態。触媒は、反応を低温で進行させたり、 反応率 または選択性。触媒はしばしば反応物と反応して中間体を形成し、最終的に同じ反応生成物を生成して触媒を再生します。中間ステップのいずれかで触媒が消費される場合がありますが、反応が完了する前に再び作成されることに注意してください。
正および負の触媒 (阻害剤)
通常、誰かが触媒に言及するとき、彼らは ポジティブ触媒 、活性化エネルギーを下げることによって化学反応の速度を速める触媒です。また、化学反応の速度を遅くしたり、発生しにくくしたりする負の触媒または阻害剤もあります。
プロモーターと触媒毒
プロモーターは、触媒の活性を高める物質です。触媒毒とは、触媒を不活性化する物質です。
活性化する触媒
- 酵素は、反応特異的な生物学的触媒です。それらは基質と反応して不安定な中間化合物を形成します。たとえば、炭酸脱水酵素は次の反応を触媒します。
ひ2CO3(aq) ⇆ H2O (l) + CO2(aq)
酵素は、反応がより迅速に平衡に達することを可能にします。この反応の場合、酵素は二酸化炭素が血液から肺に拡散し、吐き出すことができるようにします。 - 過マンガン酸カリウムは、過酸化水素を酸素ガスと水に分解する触媒です。過マンガン酸カリウムを添加すると、反応温度とその速度が上昇します。
- いくつかの遷移金属は触媒として機能します。自動車の触媒コンバーターにおけるプラチナの好例。触媒は、有毒な一酸化炭素を毒性の低い二酸化炭素に変えることを可能にします。これは不均一系触媒作用の一例です。
- 触媒を加えないと反応が進まない典型的な例は、水素ガスと酸素ガスの反応です。 2 つのガスを混ぜても、何も起こりません。ただし、火のついたマッチや火花から熱を加えると、活性化エネルギーを克服して反応を開始します.この反応では、2 つのガスが反応して水が生成されます (爆発的に)。
ひ2+おお2ひ2〇 - 燃焼反応も同様です。たとえば、ろうそくを燃やすときは、熱を加えることで活性化エネルギーを克服します。反応が始まると、反応から放出される熱が、反応を進行させるために必要な活性化エネルギーを上回ります。