触媒と活性化エネルギー
* 活性化エネルギー: すべての化学反応には、開始するには一定量のエネルギーが必要です。これは、活性化エネルギーと呼ばれます。岩を上り坂を押すように考えてください。上を乗り越えて反対側を転がすには、一定量のエネルギーが必要です。
* 触媒が低い活性化エネルギー: 触媒は、 *より低い活性化エネルギー *で代替反応経路を提供することにより機能します。これは、反応物が遷移状態に到達し、製品を形成するために必要なエネルギーが少ないことを意味します。
温度と反応速度
* 温度と衝突: 高温が分子の運動エネルギーを増加させ、より頻繁に衝突し、より大きな力で衝突します。これにより、製品の形成につながる衝突が成功する可能性が高まります。
* 触媒バイパス温度: 触媒は温度を上げません。代わりに、彼らは既存の温度で反応を容易にします。温度が低いために分子がそれほど速く動いていなくても、彼らは効果的により多くの衝突を成功させます。
アナロジー
目的地に行くために車が渡る必要があるマウンテンパスがあると想像してください。パスは非常に高く、車はそれを乗り越えるために多くの燃料を必要とします。トンネルが山に建設され、旅がはるかに簡単になり、燃料が少なくなります。
* マウンテンパス: 活性化エネルギーが高い元の反応経路を表します。
* トンネル: 活性化エネルギーが低い触媒経路を表します。
* 車: 反応物分子を表します。
* 燃料: 活性化エネルギーを克服するために必要なエネルギーを表します。
キーポイント
*触媒は反応の平衡を変えません。それらは、平衡に達する速度をスピードアップするだけです。
*触媒は反応では消費されないため、繰り返し使用できます。
*触媒は非常に特異的であり、特定の反応または反応物のみで作業します。
例
* 酵素: 生物の生化学反応を高速化する生物学的触媒。
* 車の触媒コンバーター: 有害な排気ガスをあまり有害な物質に変換します。
* 産業プロセスにおける金属触媒: 多くの化学物質、プラスチック、燃料を生産するために使用されます。