촉매가 화학 반응을 돕는 방법
촉매는 화학 반응의 속도를 높이는 물질입니다 그 과정에서 소비하지 않고. 그들은 대체 반응 경로를 제공함으로써 이것을 달성한다 더 낮은 활성화 에너지 .
다음은 고장입니다.
1. 활성화 에너지 : 모든 화학 반응은 시작하기 위해 활성화 에너지라고하는 일정량의 에너지가 필요합니다. 이 에너지는 반응물의 결합을 파괴하고 제품으로 재 배열 할 수 있도록해야합니다.
2. 촉매의 역할 : 촉매는 낮은 활성화 에너지와의 반응을위한 새로운 경로를 제공한다. 이는 반응을 시작하는 데 에너지가 덜 필요하다는 것을 의미합니다.
3. 메커니즘 : 촉매는 전형적으로 반응물과 상호 작용하여 반응을 용이하게하는 임시 중간체를 형성함으로써 작용한다. 그들은 할 수 있습니다 :
* 반응물을보다 유리한 방향으로 함께 가져옵니다. 이는 효과적인 충돌의 빈도를 증가시킵니다.
* 반응물에서 결합을 약화시킨다 : 이것은 에너지 장벽을 깨뜨리는 것의 에너지 장벽을 낮 춥니 다.
* 전이 상태 안정화 : 이것은 제품의 형성을 더 유리하게 만듭니다.
후속 반응 변화 :
촉매는 다음을 포함하여 반응에 몇 가지 변화를 가져옵니다.
1. 증가 된 반응 속도 : 가장 주목할만한 변화는 더 빠른 반응 속도 입니다. . 이것은 촉매에 의해 제공되는 낮은 활성화 에너지 때문이다.
2. 변경되지 않은 평형 위치 : 촉매는 가역적 반응의 평형 위치를 변경하지 않습니다. 그것들은 평형에 도달하는 속도 만 속도를 높입니다.
3. 활성화 에너지가 낮다 : 반응의 활성화 에너지는 위에서 설명한 바와 같이 촉매에 의해 낮아진다.
4. 깁스 자유 에너지의 변화는 없음 (ΔG) : 촉매는 반응의 전체 열역학을 변화시키지 않습니다. 반응의 자유 에너지 변화는 동일하게 유지되며, 이는 촉매가 타당성이 아니라 반응의 동역학에만 영향을 미친다는 것을 나타낸다.
5. 촉매 재생 : 촉매는 반응에서 소비되지 않으며, 이는 동일한 반응을 촉매하기 위해 반복적으로 사용될 수 있습니다.
예 :
* 효소 : 살아있는 유기체에서 수많은 반응을 가속화하는 생물학적 촉매.
* 촉매 변환기 : 유해한 배기 가스를 덜 유해한 배기 가스로 전환하는 데 사용됩니다.
* 이종 촉매 : 휘발유를 생산하기 위해 탄화수소의 균열과 같은 산업 공정에 사용되는 고체.
활성화 에너지를 낮추고 대체 경로를 제공함으로써, 촉매는 수많은 화학 반응 속도를 높이기 위해 필수적이며, 생물학에서 산업에 이르기까지 다양한 분야에서 중요합니다.
