一、催化劑的作用是什么
催化劑是一種改變反應(yīng)速率但不改變反應(yīng)總標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能的物質(zhì)。由于催化劑的介入而加速或減緩化學(xué)反應(yīng)速率的現(xiàn)象稱(chēng)為催化作用,涉及催化劑的反應(yīng)稱(chēng)為催化反應(yīng)。
在催化反應(yīng)中,催化劑與反應(yīng)物發(fā)生作用,改變了反應(yīng)途徑,從而降低了反應(yīng)的活化能,這是催化劑得以提高反應(yīng)速率的原因。如化學(xué)反應(yīng)A B→AB,所需活化能為E,加入催化劑C后,反應(yīng)分兩步進(jìn)行,所需活化能分別為F,G,其中F,G均小于E。
二、催化劑的種類(lèi)有哪些
催化劑種類(lèi)繁多,按狀態(tài)可分為液體催化劑和固體催化劑;按反應(yīng)體系的相態(tài)分為均相催化劑和多相催化劑,均相催化劑有酸、堿、可溶性過(guò)渡金屬化合物和過(guò)氧化物催化劑。多相催化劑有固體酸催化劑、有機(jī)堿催化劑、金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、絡(luò)合物催化劑、稀土催化劑、分子篩催化劑、生物催化劑、納米催化劑等;按照反應(yīng)類(lèi)型又分為聚合、縮聚、酯化、縮醛化、加氫、脫氫、氧化、還原、烷基化、異構(gòu)化等催化劑;按照作用大小還分為主催化劑和助催化劑。
1、均相催化
催化劑和反應(yīng)物同處于一相,沒(méi)有相界存在而進(jìn)行的反應(yīng),稱(chēng)為均相催化作用,能起均相催化作用的催化劑為均相催化劑。均相催化劑包括液體酸、堿催化劑和色可賽思固體酸和堿性催化劑、可溶性過(guò)渡金屬化合物(鹽類(lèi)和絡(luò)合物)等。均相催化劑以分子或離子獨(dú)立起作用,活性中心均一,具有高活性和高選擇性。
2、多相催化
多相催化劑又稱(chēng)非均相催化劑,用于不同相(Phase)的反應(yīng)中,即和它們催化的反應(yīng)物處于不同的狀態(tài)。例如:在生產(chǎn)人造黃油時(shí),通過(guò)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)。一個(gè)簡(jiǎn)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)的鍵因斷裂而導(dǎo)致新鍵的產(chǎn)生,但又因產(chǎn)物與催化劑間的鍵并不牢固,而使產(chǎn)物脫離反應(yīng)位等過(guò)程?,F(xiàn)已知許多催化劑表面發(fā)生吸附、反應(yīng)的不同的結(jié)構(gòu)。
3、生物催化
酶是生物催化劑,是植物、動(dòng)物和微生物產(chǎn)生的具有催化能力的有機(jī)物(絕大多數(shù)的蛋白質(zhì)。但少量RNA也具有生物催化功能),舊稱(chēng)酵素。酶的催化作用同樣具有選擇性。例如,淀粉。酶催化淀粉水解為糊精和麥芽糖,蛋白酶催化蛋白質(zhì)水解成肽等。活的生物體利用它們來(lái)加速體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)。如果沒(méi)有酶,生物體內(nèi)的許多化學(xué)反應(yīng)就會(huì)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(huì)被破壞掉而不能再發(fā)生作用。因此,利用酶來(lái)分解衣物上的污漬的生物洗滌劑,在低溫下使用最有效。酶在生理學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)、工業(yè)等方面,都有重大意義。當(dāng)前,酶制劑的應(yīng)用日益廣泛。