촉매의 작동 방식 :
* 활성화 에너지 낮추기 : 촉매는 활성화 에너지가 낮은 대안적인 반응 경로를 제공함으로써 작용한다. 이는 반응물이 충돌하고 제품을 형성하는 데 필요한 최소 에너지의 양이 감소 함을 의미합니다.
* 반응 속도 증가 : 더 적은 에너지가 필요하기 때문에 더 많은 충돌이 성공하여 전반적으로 더 빠른 반응 속도로 이어질 것입니다.
촉매가 저온에서 항상 반응 속도를 높이는 이유 :
* 반응 동역학 : 촉매는 활성화 에너지를 낮추지 만 반응물과 생성물 사이의 전체 에너지 차이를 변화 시키지는 않습니다 (반응의 엔탈피 변화).
* 충돌 주파수 : 저온에서, 반응물 분자는 운동 에너지가 적으므로 덜 자주 충돌합니다. 활성화 에너지가 낮더라도 충돌 수의 제한된 수로 인해 반응 속도가 느려질 수 있습니다.
* 촉매 활동 : 일부 촉매는 가장 효과적인 특정 온도 범위를 가지고 있습니다. 매우 낮은 온도에서, 촉매 자체는 반응을 촉진하기에 충분히 활성화되지 않을 수있다.
요약 :
촉매는 활성화 에너지를 낮추어 작동하지만 모든 온도에서 반응 속도를 증가시키는 것은 아닙니다. 저온에서 제한된 충돌 주파수는 촉매가 존재하더라도 여전히 느린 반응을 초래할 수 있습니다.
예 :
메탄 (CH4)의 연소를 고려하십시오. 촉매는이 반응에 대한 활성화 에너지를 낮출 수있다. 그러나, 매우 낮은 온도에서, 분자는 효과적으로 충돌하기에 충분한 에너지가 없기 때문에 촉매에도 연소 속도는 매우 느려질 것이다.
중요한 참고 : 일부 특정 촉매는 반응 및 촉매 자체에 따라 저온에서 다른 행동을 보일 수 있다고 언급 할 가치가 있습니다.
