什么是共催化剂
共催化剂
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定义:又叫触媒根据IUPAC于1981年提出定义催化剂种物质能够改变反应速率而改变该反应标准Gibbs自由焓变化种作用称催化作用涉及催化剂反应催化反应
催化剂(catalyst)会诱导化学反应发生改变而使化学反应变快或减慢或者较低温度环境下进行化学反应催化剂工业上也称触媒
初书上定义:化学反应里能改变其物质化学反应速率而本身质量和化学性质反应前都没有发生变化物质叫做催化剂又叫触媒催化剂化学反应所起作用叫催化作用
我们波兹曼分布(Boltzmann distribution)与能量关系图(energy profile diagram)观察催化剂使化学反应物改变情形下经由只需较少活化能(activation energy)路径来进行化学反应而通常种能量下分子无法完成化学反应需要较长时间来完成化学反应有催化剂环境下分子只需较少能量即完成化学反应
催化剂有三种类型们:均相催化剂、多相催化剂和生物催化剂
均相催化剂和们催化反应物处于同种物态(固态、液态、或者气态)例:反应物气体催化剂也会种气体笑气(四氧化二氮)种惰性气体被用来作麻醉剂而当与氯气和日光发生反应时会分解成氮气和氧气时氯气种均相催化剂把本来稳定笑气分解成了组成元素
多相催化剂和们催化反应物处于同状态例:生产人造黄油时通过固态镍(催化剂)能够把饱和植物油和氢气转变成饱和脂肪固态镍种多相催化剂被催化反应物则液态(植物油)和气态(氢气)
酶生物催化剂活生物体利用们来加速体内化学反应没有酶生物体内许多化学反应会进行得慢难维持生命大约37℃温度(人体温度)酶工作状态佳温度高于50℃或60℃酶会被破坏掉而能再发生作用因此利用酶来分解衣物上污渍生物洗涤剂低温下使用有效
催化剂分均相催化剂与非均相催化剂非均相催化剂呈现同相(Phase)反应(例:固态催化剂液态混合反应)而均相催化剂则呈现同相反应(例:液态催化剂液态混合反应)简易非均相催化反应包含了反应物(或zh-ch:底物;zh-tw:受质)吸附催化剂表面反应物内键因十分脆弱而导致新键产生又因产物与催化剂间键并牢固而使产物出现目前已知许多表反应发生吸附反应同能性结构位置
仅仅由于本身存能加快或减慢化学反应速率而本身组成和质量并改变物质叫催化剂催化剂跟反应物同处于均匀气相或液相时叫做单相催化作用;催化剂跟反应物属同相时叫做多相催化作用
人们利用催化剂提高化学反应速度被称催化反应大多数催化剂都只能加速某种化学反应或者某类化学反应而能被用来加速所有化学反应催化剂并会化学反应被消耗掉管反应前还反应们都能够从反应物被分离出来过们有能会反应某阶段被消耗整反应结束之前又重新产生
使化学反应加快催化剂叫做正催化剂;使化学反应减慢催化剂叫做负催化剂例酯和多糖水解常用无机酸作正催化剂;二氧化硫氧化三氧化硫常用五氧化二钒作正催化剂种催化剂固体反应物气体形成多相催化作用因此五氧化二钒也叫做触媒或接触剂;食用油脂里加入0.01%~0.02%没食子酸正丙酯有效地防止酸败里没食子酸正丙酯种负催化剂(也叫做缓化剂或抑制剂)
目前对催化剂作用还没有完全弄清楚大多数情况下人们认催化剂本身和反应物起参加了化学反应降低了反应所需要活化能有些催化反应由于形成了容易分解间产物分解时催化剂恢复了原来化学组成原反应物变成了生成物有些催化反应由于吸附作用吸附作用仅能催化剂表面活泼区域(叫做活性心)进行活性心区域越大或越多催化剂活性越强反应物里有杂质能使催化剂活性减弱或失去种现象叫做催化剂毒
催化剂对化学反应速率影响非常大有催化剂使化学反应速率加快几百万倍上催化剂般具有选择性仅能使某反应或某类型反应加速进行例加热时甲酸发生分解反应半进行脱水半进行脱氢:
HCOOH=H2O+CO
HCOOH=H2+CO2
用固体Al2O3作催化剂则只有脱水反应发生;用固体ZnO作催化剂则脱氢反应单独进行种现象说明同性质催化剂只能各自加速特定类型化学反应过程因此我们利用催化剂选择性使化学反应主要向某方向进行
催化反应里人们往往加入催化剂外另物质增强催化剂催化作用种物质叫做助催化剂助催化剂化学工业上极重要例合成氨铁催化剂里加入少量铝和钾氧化物作助催化剂大大提高催化剂催化作用
催化剂现代化学工业占有极其重要地位现几乎有半数上化工产品生产过程里都采用催化剂例合成氨生产采用铁催化剂硫酸生产采用钒催化剂乙烯聚合及用丁二烯制橡胶等三大合成材料生产都采用同催化剂
酶植物、动物和微生物产生具有催化能力蛋白质旧称酵素生物体化学反应几乎都酶催化作用下进行酶催化作用同样具有选择性例淀粉酶催化淀粉水解糊精和麦芽糖蛋白酶催化蛋白质水解成肽等酶生理学、医学、农业、工业等方面都有重大意义目前酶制剂应用日益广泛
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