催化劑的相關(guān)知識
作者:訪客發(fā)布時(shí)間:2021-07-05分類:催化劑及助劑瀏覽:179
催化劑
定義:又叫觸媒。根據(jù)國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)于1981年提出的定義,催化劑是一種物質(zhì),它能夠改變反應(yīng)的速率而不改變該反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)Gibbs自由焓變化。這種作用稱為催化作用。涉及催化劑的反應(yīng)為催化反應(yīng)。
催化劑(catalyst)會誘導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生改變,而使化學(xué)反應(yīng)變快或減慢或者在較低的溫度環(huán)境下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。催化劑在工業(yè)上也稱為觸媒。
初中書上定義:在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率,而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化的物質(zhì)叫做催化劑,又叫觸媒。催化劑在化學(xué)反應(yīng)中所起的作用叫催化作用。
可在波茲曼分布(Boltzmann distribution)與能量關(guān)系圖(energy profile diagram)中觀察到,催化劑可使化學(xué)反應(yīng)物在不改變的情形下,經(jīng)由只需較少活化能(activation energy)的路徑來進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。而通常在這種能量下,分子不是無法完成化學(xué)反應(yīng),不然就是需要較長時(shí)間來完成化學(xué)反應(yīng)。但在有催化劑的環(huán)境下,分子只需較少的能量即可完成化學(xué)反應(yīng)。
催化劑有三種類型,它們是:均相催化劑、多相催化劑和生物催化劑。
均相催化劑和它們催化的反應(yīng)物處于同一種物態(tài)(固態(tài)、液態(tài)、或者氣態(tài))。例如:如果反應(yīng)物是氣體,那么催化劑也會是一種氣體。笑氣(四氧化二氮)是一種惰性氣體,被用來作為麻醉劑。然而,當(dāng)它與氯氣和日光發(fā)生反應(yīng)時(shí),就會分解成氮?dú)夂脱鯕狻_@時(shí),氯氣就是一種均相催化劑,它把本來很穩(wěn)定的笑氣分解成了組成元素。
多相催化劑和它們催化的反應(yīng)物處于不同的狀態(tài)。例如:在生產(chǎn)人造黃油時(shí),通過固態(tài)鎳(催化劑),能夠把不飽和的植物油和氫氣轉(zhuǎn)變成飽和的脂肪。固態(tài)鎳是一種多相催化劑,被它催化的反應(yīng)物則是液態(tài)(植物油)和氣態(tài)(氫氣)。
酶是生物催化劑。活的生物體利用它們來加速體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。如果沒有酶,生物體內(nèi)的許多化學(xué)反應(yīng)就會進(jìn)行得很慢,難以維持生命。大約在37℃的溫度中(人體的溫度),酶的工作狀態(tài)是最佳的。如果溫度高于50℃或60℃,酶就會被破壞掉而不能再發(fā)生作用。因此,利用酶來分解衣物上的污漬的生物洗滌劑,在低溫下使用最有效。
催化劑分均相催化劑與非均相催化劑。非均相催化劑呈現(xiàn)在不同相(Phase)的反應(yīng)中(例如:固態(tài)催化劑在液態(tài)混合反應(yīng)),而均相催化劑則是呈現(xiàn)在同一相的反應(yīng)(例如:液態(tài)催化劑在液態(tài)混合反應(yīng))。一個(gè)簡易的非均相催化反應(yīng)包含了反應(yīng)物(或zh-ch:底物;zh-tw:受質(zhì))吸附在催化劑的表面,反應(yīng)物內(nèi)的鍵因十分的脆弱而導(dǎo)致新的鍵產(chǎn)生,但又因產(chǎn)物與催化劑間的鍵并不牢固,而使產(chǎn)物出現(xiàn)。目前已知許多表反應(yīng)發(fā)生吸附反應(yīng)的不同可能性的結(jié)構(gòu)位置。
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