衝突理論の基本:
* 衝突: 反応物分子が十分なエネルギーと適切な方向と衝突すると、化学反応が起こります。
* 活性化エネルギー(EA): 衝突が効果的になり、反応をもたらすために必要な最小エネルギー。
* 反応速度: 衝突が成功する頻度によって決定されます。
触媒の仕組み:
1。代替反応経路: 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、反応が発生するために最小エネルギーを持つ必要がある分子が少ないことを意味します。
2。衝突頻度の増加: 一部の触媒は、効果的な衝突の頻度を増加させることができます。
* 吸着する反応物分子の表面を提供する: これにより、それらが近づき、衝突の可能性が高まります。
* 不安定な中間体の形成を促進する: この中間体は、他の分子とより容易に反応する可能性があります。
3。エネルギー障壁の下がり: 触媒は、反応中に形成される高エネルギー中間体である反応の遷移状態を安定させることができます。これにより、克服する必要があるエネルギー障壁が効果的に低下します。
活性化エネルギーを下げることの結果:
* より高速な反応速度: より多くの衝突が反応が成功するため、反応速度は大幅に増加します。
* 反応の低い温度: 活性化エネルギー障壁が減少するため、より低い温度で反応が発生する可能性があります。
* 収量の増加: 与えられた時間でより多くの分子が反応し、潜在的に製品の収率が高くなる可能性があります。
例:
活性化エネルギー障壁として山道を想像してください。触媒がなければ、分子は反応するために山に登る必要があります。触媒を使用すると、山にトンネルが作成され、分子が通過して反応しやすくなります。
重要な注意: 触媒自体は反応では消費されません。それらは単に反応を促進し、何度も何度も使用できます。