なぜ低温で反応が遅くなるのか
* 運動エネルギーと衝突理論： 化学反応は、分子が既存の結合を破り、新しい結合を形成するのに十分なエネルギーと衝突すると起こります。 温度は、分子の平均運動エネルギーの尺度です。低温では、分子の運動エネルギーが少なくなります。つまり、動きが遅くなり、力が少ないことを意味します。
* 活性化エネルギー： すべての反応には活性化エネルギーがあり、これは反応が発生するのに必要なエネルギーの最小量です。 低温では、活性化エネルギー障壁を克服するのに十分なエネルギーがある分子が少なくなります。
* 衝突周波数： また、温度が低いと、分子間の衝突が少なくなり、反応が成功する可能性がさらに低下します。
触媒が低温で反応をスピードアップする方法
触媒は、より低い活性化エネルギーを持つ代替反応経路を提供します。これはつまり：
* より低いエネルギー要件： 分子は、触媒の存在下で反応するために必要なエネルギーが少なくなります。低温であっても、分子の大部分がより低い活性化エネルギー障壁を克服するのに十分なエネルギーを持っています。
* より速いレート： 触媒は、それ自体が消費されることなく反応の速度を増加させます。これは、より低い温度であっても、時間単位あたりより多くの分子が反応する可能性があることを意味します。
アナロジー：
重い岩を上り坂にしようとしていると想像してみてください。それを上に置くには、多くのエネルギーが必要です。ランプ（触媒）により、岩を丘の上に置きやすく、より少ないエネルギーが必要になります。
例：
* 酵素： 生物の本質的な反応を高速化する生物学的触媒は、体の温度で発生することを可能にします。
* 触媒コンバーター： 有害な汚染物質を低温での有害なガスに変換するために車で使用されます。
キーテイクアウト： 触媒は、反応のエネルギー障壁を克服するのに役立ち、低温でも合理的な速度で進むことができます。
