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水素がヨウ素と反応するときに触媒が必要なのはなぜですか?

水素とヨウ素は反応してヨウ化水素(HI)を形成します可逆反応 。これは、反応が両方向に進むことができることを意味します。

* 前方反応: h₂(g) +i₂(g)⇌2hi(g)

* 逆反応: 2hi(g)⇌H₂(g) +i₂(g)

反応は熱力学的に有利ですが、エネルギーを放出し、自発的に進行する必要がありますが、室温で非常にゆっくりと発生します。これは、この反応には高い活性化エネルギーが必要であり、分子が衝突して結合を破壊して新しいものを形成するために必要な最小エネルギーであるためです。

活性化エネルギーを下げることで反応を加速するには触媒が必要です。 触媒は、反応が発生するための代替経路を提供し、より低い活性化エネルギーを持つ異なる中間ステップを含む。これにより、室温であっても、反応がより速い速度で発生することができます。

この特定の反応で触媒がどのように機能するか

1。吸着: 反応物(h₂およびi₂)は、触媒の表面に吸着します。

2。結合の弱体化: 触媒は反応物分子内の結合を弱め、それらを壊す可能性が高くなります。

3。中間体の形成: 触媒は、その表面上の原子水素やヨウ素などの中間種の形成を促進します。

4。反応: 中間種は互いに反応してHIを形成します。

5。脱着: HI分子は触媒表面から脱着し、触媒を再び使用できるようにします。

この反応で使用される一般的な触媒:

* プラチナ(PT): 実験室の設定でよく使用される非常に効果的な触媒。

* ニッケル(NI): 産業用途で使用される安価な触媒。

活性化エネルギーを低下させることにより、触媒は反応を大幅に高速化し、合理的な速度でヨウ化水素の生成を可能にします。

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