言い換えれば、触媒は、物質自体の性質を変えることなく、化学反応の速度を加速する物質です.
活性化エネルギーの低い代替経路は、触媒剤の存在下で利用可能になります。衝突の成功に必要なエネルギーが少ないため、より多くの衝突が成功します。反応が完了したら触媒を回収し、何度でも再利用することができます。
均一系触媒作用は、反応物と触媒の両方が同時に同じ相にある触媒作用として定義されます。
不均一系触媒は、一緒に使用される反応物とは異なる相で発生する触媒です。
化学反応の速度を変える能力を持つが、それ自体は不可逆的な化学変化を起こさない物質は、触媒として知られています。
反応物の活性化エネルギーは触媒によって減少し、反応のペースが向上します。
EA 触媒がない場合の活性化エネルギー
EB 触媒存在下での活性化エネルギー
反応エネルギー A は、触媒なしの反応経路 B と触媒ありの反応経路の差に等しい。
触媒作用は、触媒の存在によって反応速度が制御されるプロセスです。
基質は、触媒が作用する反応物を説明するために使用される用語です。
触媒は反応熱を変えません。それらは、反応が起こる速度を加速するだけです。
製品の収率は触媒の影響を受けません。
触媒は次のカテゴリに分類されます:
正の触媒です 反応の活性化エネルギーを下げると同時に、反応速度を向上させることができる場合.
負の触媒 反応が起こるのに必要なエネルギー障壁または活性化エネルギーを上げることにより、化学反応を遅らせる触媒です.
均一系触媒作用 は、触媒と反応物が両方とも反応の同じ段階に存在する触媒作用として定義されます。
組織学的触媒作用: 触媒と反応物が互いに異なる相にある触媒作用。
反応速度は、反応物の濃度と反応媒体の温度によって決まります。
反応の濃度と温度に当てはまるように、触媒は反応速度に大きな影響を与えます。
触媒の定義で指定されているように、恒久的な化学変化を起こすことなく、反応速度を変化させる物質です。
反応物間で発生する衝突の大部分は、反応の活性化エネルギーを克服するのに十分なエネルギーを持っています。これは衝突確率として知られています。その結果、多数の衝突が有効になり、結果として応答速度が加速します。
マックス・トラウツとウィリアム・ルイス それぞれが 1916 年と 1918 年に衝突理論の個別の提案を行いました。
この考えによれば、化学反応は、反応物質の硬い球状分子が互いに衝突するときに発生します。
さらに、反応物粒子は、適切なエネルギーだけでなく、適切な方向でも衝突する必要があります。実効衝突は、2 つのオブジェクトが衝突したときに発生する衝突のタイプです。
これらの衝突の結果が製品の開発です。衝突理論に従って、分子の活性化エネルギーと適切な配向が連携して、衝突が有効かどうかを決定します。
化学において、触媒とは、それ自体が永続的な化学変化を起こすことなく、反応の速度を変化させる物質です。
この場合、ギブス エネルギー (G) が使用されます。
ギブのエネルギー
ギブズ エネルギーは状態関数と考えることができます。それはエンタルピーとエントロピーに依存しており、どちらもそこに到達するまでの経路に関係なく、物質の初期位置と最終位置に依存しています。
触媒は、反応のスピードアップまたは平衡に達する速さを助けることができます。反応物、生成物、またはシステムの平衡定数には影響しません。その結果、エンタルピーやエントロピーには影響しません。
その結果、ギブス エネルギーは、触媒の存在の結果として変化しません。
反応を開始するために必要なエネルギー量
触媒は、より迅速に平衡を達成するのに役立ちます。反応物と生成物との間の活性化エネルギーが減少すると、平衡へのより速いアプローチが可能になり、ポテンシャル障壁が低下し、代替経路または反応メカニズムの形成が促進されます。
反応速度に影響します。
化学では、触媒は、反応物によって消費されることなく、反応のペースを加速する物質です。
別の言い方をすれば、性質や組成を変えずに化学反応を加速させる物質です。
– 触媒は、化学反応が起こるペースを加速または減速する物質です。
– 正の触媒は、反応が起こる速度を上げます。
– 負の触媒は、反応速度を遅らせます。
– 作成される製品の数に対する触媒の影響はありません。触媒が存在するため、より低い活性化エネルギーを持つ別の経路が実現可能になります。
成功に必要なエネルギーが少ないため、より多くの衝突が成功します。反応が完了すると、触媒を回収して無期限に再利用することができます。
触媒は、反応が起こるペースを加速する能力を持つ化学物質です。活性化触媒は、律速遷移状態のエネルギーを減少させることで機能し、プロセスを加速させます。
触媒は、化学反応の平衡状態には影響しません。
触媒を用いることにより、活性化エネルギーの低い新しい反応経路が作られます。
触媒は活性化エネルギーを下げることで反応を加速し、より多くの反応物分子が十分なエネルギーで衝突して、より低い活性化エネルギーによって作成されたより低いエネルギー障壁を克服できるようにします。
膨大な数の反応物を組み合わせる場合、それらの間の反応速度を加速するために必要な触媒はごくわずかです。
触媒は、特定の反応に特化した物質です:
さまざまな反応がさまざまな触媒によって触媒されます。
すべての反応が適切な触媒によって促進されるわけではありません.
たとえば、次のプロセスでは、2 分子の過酸化水素が一緒に反応すると、2 分子の水と 1 分子の分子酸素ガスが形成される可能性があります。
2 H2O2 (aq) 2H2O(I) + O2 =2H2O2(aq) (g)
過酸化水素分子間の少数の衝突のみが反応を引き起こすのに十分なエネルギーを持っているため、この反応が周囲温度で発生するには非常に長い時間がかかります.
それとは別に、ドラッグストアで販売されている 3% 過酸化水素水や美容用品店で販売されている 6% 過酸化水素水など、多くの市販の過酸化水素水には、活性化エネルギーを高める安定剤 (負の触媒とも呼ばれます) が処理されています。反応の発生を効果的に防ぎます。
過酸化水素の溶液に触媒を加えると、結果がすぐにわかります。溶液から酸素ガスが放出されると、泡立ち始めます。
二酸化マンガンなどの多数の金属酸化物を含む幅広い化合物が、過酸化水素の水と酸素ガスへの変換を触媒できます。ただし、触媒の効果は物質によって異なります。
血液中に見出される酵素カタラーゼに加えて、最も効率的な過酸化水素触媒の 1 つは酵素カタラーゼです。体内では、カタラーゼは過酸化物スカベンジャーの役割を果たし、そうでなければ細胞損傷を引き起こす過酸化物分子を除去します.
結論-
触媒とは、物質自体を枯渇させずに化学反応の速度を加速させる物質です (最後に化学的に変化しないままです)。この方法により、活性化エネルギーがより低い別の化学経路が利用可能になります。
