저온에서 반응이 느려지는 이유
* 운동 에너지 및 충돌 이론 : 화학적 반응은 분자가 기존의 결합을 깨고 새로운 결합을 형성하기에 충분한 에너지와 충돌 할 때 발생합니다. 온도는 분자의 평균 운동 에너지의 척도입니다. 저온에서 분자는 운동 에너지가 적으므로 느리게 움직이고 힘이 적고 충돌합니다.
* 활성화 에너지 : 모든 반응에는 활성화 에너지가 있으며, 이는 반응이 발생하는 데 필요한 최소 에너지의 양입니다. 저온에서는 더 적은 분자가 활성화 에너지 장벽을 극복하기에 충분한 에너지를 가지고 있습니다.
* 충돌 주파수 : 온도가 낮을수록 분자 사이의 충돌이 줄어들어 성공적인 반응의 가능성을 더욱 감소시킵니다.
촉매가 저온에서 반응 속도를 높이는 방법
촉매는 더 낮은 활성화 에너지를 갖는 대안적인 반응 경로를 제공한다. 이것은 다음을 의미합니다.
* 낮은 에너지 요구 사항 : 분자는 촉매의 존재하에 반응하기 위해 더 적은 에너지가 필요하다. 더 낮은 온도에서도 더 많은 분자는 더 낮은 활성화 에너지 장벽을 극복하기에 충분한 에너지를 가질 것입니다.
* 더 빠른 속도 : 촉매는 자체적으로 소비되지 않고 반응 속도를 증가시킨다. 이것은 더 많은 분자가 더 낮은 온도에서도 단위당 반응 할 수 있음을 의미합니다.
비유 :
무거운 바위를 오르막길을 밀려고한다고 상상해보십시오. 정상을 달성하려면 많은 에너지가 필요합니다. 경사로 (촉매)는 언덕 위로 바위를 더 쉽게 들어 올리므로 에너지가 줄어 듭니다.
예 :
* 효소 : 살아있는 유기체에서 필수 반응을 가속화하는 생물학적 촉매는 신체의 온도에서 발생할 수있게합니다.
* 촉매 변환기 : 유해한 오염 물질을 낮은 온도에서 유해한 가스로 전환하기 위해 자동차에 사용됩니다.
키 테이크 아웃 : 촉매는 반응의 에너지 장벽을 극복하여 더 낮은 온도에서도 합리적인 속도로 진행할 수 있도록 도와줍니다.
