촉매는 화학 반응을 가속화하는 물질입니다. 일반적으로 반응하는 데 시간이 걸리는 분자는 이제 촉매의 도움으로 인해 몇 초 안에 그렇게 할 수 있습니다. 촉매는 플라스틱에서 제약에 이르기까지 모든 것을 제조하는 데 사용됩니다. 촉매는 석유와 석탄을 액체 연료로 전환하는 데 도움이됩니다. 그들은 청정 에너지 분야의 주요 선수입니다. 신체의 천연 촉매 인 효소는 또한 소화 불량 및 기타 과정에서 중요한 역할을합니다.
효소는 생물학의 천연 촉매입니다. 그들은 유전자 물질의 복제에서 음식과 영양소의 분해에 이르기까지 모든 것에 관여합니다. 제조업체는 종종 촉매를 사용하여 산업 공정 속도를 높입니다.
촉매 단위 :
초당 두부로 측정되는 카탈은 촉매의 촉매 활성을 평가하기위한 SI- 유래 단위입니다. 회전율 또는 TON은 촉매의 생산성을 정의하는 데 사용될 수 있으며 TON/시간 단위 인 TOF (TINTOVER PRECTENCY)는이 물질의 작용을 설명하는 데 사용될 수 있습니다. 효소 단위는 생화학 적 등가입니다.
촉매 반응의 메커니즘 :
촉매가 촉매되지 않은 메커니즘보다 활성화 에너지가 낮은 다른 반응 메커니즘을 제공하기 때문에 촉매가 존재할 때 화학 반응은 일반적으로 더 빠릅니다. 촉매 된 메커니즘의 촉매는 일반적으로 중간체를 만들기 위해 반응하여 원래의 촉매를 재생합니다.
.촉매는 하나 또는 많은 반응물과 반응하여 중간체를 생성 한 다음 궁극적 인 반응 생성물을 생성하는 데 사용됩니다. 촉매는 절차 중에 보충됩니다. 이론적으로, 반응 속도를 높이려면 일반적으로 소량의 촉매가 필요하다. 반면에, 촉매는 실제로 다양한 과정에서 느리거나 심지어 소비 될 수있다.
촉매 분류 :
촉매의 세 가지 주요 분류가 있습니다. 그것들은 다음과 같습니다.
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이종 촉매-
이종 촉매의 촉매는 반응물과 다른 단계에있다. 흡착으로 알려진 물리적 과정에서, 그의 반응물 중 하나 이상은 고체 표면과 상호 작용하여 약화 후 반응물의 화학적 결합이 파손되도록한다. 독은 촉매에 돌이킬 수 없을 정도로 결합하여 반응물을 흡착하고 촉매의 효율을 낮추거나 제거하는 화학 물질입니다.
수소 가스와 금속 표면의 접촉은 이종 촉매의 경우입니다. 수소 - 수소 결합이 파손될 때 개별 흡착 된 수소 원자가 금속 표면에 형성됩니다. 흡착 된 원자가 표면 주위로 이동할 수 있기 때문에 2 개의 수소 원자가 상호 작용하여 수소 가스 분자를 생성 할 수 있으며,이를 제거 할 수 있습니다.
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균질 촉매-
촉매 및 반응물은 균질 한 촉매에서 동일한 단계에있다. 촉매는 반응 혼합물 전체에 균일하게 퍼져 있기 때문에, 반응물과 촉매 사이의 충돌 주파수는 사상 최고이다. 전이 금속 복합체는 산업에서 많은 균질 한 촉매를 구성하지만, 용액으로부터 이러한 비싼 촉매를 검색하는 것은 어려운 것으로 입증되었습니다. 많은 균질 한 촉매는 저온에서만 사용될 수 있으며, 심지어 용액에서 천천히 분해됩니다. 이것은 광범위한 상업용 사용에 대한 추가 제한입니다. 이러한 문제에도 불구하고 최근 상업적으로 실행 가능한 기술이 최근에 만들어졌습니다.
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효소 촉매 -
효소 또는 촉매는 살아있는 유기체에 자연적으로 존재하는 20,000-100,000 AMU의 분자량을 가진 거의 모든 단백질 분자이다. 일부는 유기체의 세포 구획 내의 수용액에서 활성화되는 균질 촉매입니다. 다른 사람들은 세포와 세포 구획을 다른 세계에서 나누는 막에 위치한 이질적인 촉매입니다. 기질은 효소 촉매 과정의 참가자이다. 효소는 반응 속도를 극적으로 향상시킬 수 있고 종종 매우 선택적이기 때문에 진행중인 연구의 대상입니다. 정량적 수율로 단일 항목 만 방출합니다. 반면에, 효소는 종종 비싸고, 37 ° C가 넘는 온도에서의 작동을 중단하고, 용액의 안정성이 제한적이며, 하나의 산물 세트를 한 세트의 반응물로부터 변환하는 것으로 제한되는 좋은 선택성을 갖는다. 이것은 화학적으로 비교 가능한 반응의 경우, 다양한 효소를 포함하는 대체 절차를 만들어야하며, 이는 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 든다.
.촉매의 중요성 :
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미세 화학 물질 생산 :
촉매는 다양한 미세한 화학 물질을 만드는 데 사용됩니다. 방법에는 중산업 운영과 대규모 비용이 많이 드는보다 전문화 된 절차가 포함됩니다. 도대체 반응이 예입니다. 대부분의 생물 활성 분자는 키랄, 거울상 선택적 촉매 또는 촉매 비대칭 합성이기 때문에 많은 약물을 만드는 데 사용됩니다.
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식품 가공 :
마가린을 생성하기 위해 니켈 촉매를 갖는 지방의 수소화 (수소 가스와의 상호 작용)는 촉매의 가장 눈에 띄는 적용 중 하나입니다. 생체 촉매는 또한 다양한 다른 음식을 만드는 데 사용됩니다.
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연료 처리 :
알킬화, 촉매 균열 (장쇄 탄화수소를 작은 조각으로 파괴 함), 나프타 개혁 및 증기 개질은 모두 석유 정제 (탄화수소의 합성 가스로의 전환)에 광범위하게 사용됩니다. 촉매는 화석 연료 연소의 배출조차 처리하는 데 사용됩니다. 일반적으로 백금 및 로듐으로 만들어진 촉매 변환기는 자동차 배기 가스의 가장 위험한 구성 요소 중 일부를 분해하는 데 사용됩니다.
.결론 :
촉매는 참여하여 화학 반응 속도를 높입니다. 그들은 반응의 순 방정식에 나타나지 않으며 그 동안 소비되지 않습니다. 촉매는 반응을 사용하지 않는 반응보다 최소 에너지를 가진 경로를 통해 반응이 일어날 수있게한다. 이종 촉매의 촉매는 반응물이 흡착 공정에 부착되는 플랫폼을 제공한다. 촉매 및 반응물은 균질 한 촉매에서 동일한 단계에있다. 효소는 반응 속도를 극적으로 향상시키는 촉매이며 종종 특정 반응물 및 생성물에 대해 선택됩니다. 기질은 효소-촉매 된 공정에서 반응물이다. 효소-촉매 반응의 반응 시간은 효소 억제제에 의해 둔화된다.
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