催化劑的作用機理是什么?
催化劑的作用機理就是降低反應的活化能,只加速反應,但不改變反應方向.
催化劑的原理是什么呢?
催化劑
催化劑會誘導化學反應發生改變,而使化學反應變快或者在較低的溫度環境下進行化學反應。
我們可在波茲曼分布(Boltzmann distribution)與能量關系圖(energy profile diagram)中觀察到,催化劑可使化學反應物在不改變的情形下,經由只需較少活化能(activation energy)的路徑來進行化學反應。而通常在這種能量下,分子不是無法完成化學反應,不然就是需要較長時間來完成化學反應。但在有催化劑的環境下,分子只需較少的能量即可完成化學反應。
催化劑分均相催化劑與非均相催化劑。非均相催化劑呈現在不同相(Phase)的反應中(例如:固態催化劑在液態混合反應),而均相催化劑則是呈現在同一相的反應(例如:液態催化劑在液態混合反應)。一個簡易的非均相催化反應包含了反應物(或zh-ch:底物;zh-tw:受質)吸附在催化劑的表面,反應物內的鍵因十分的脆弱而導致新的鍵產生,但又因產物與催化劑間的鍵并不牢固,而使產物出現。目前已知許多表反應發生吸附反應的不同可能性的結構位置。
解釋一下催化劑的工作原理.
【催化劑】能改變化學反應速度而在反應前后本身的化學組成、化學性質及數量沒有變化的物質稱為催化劑.正催化劑能加快反應速度,負催化劑(阻化劑)能減慢反應速度.【催化反應】有催化劑參加的反應.若催化劑和反應物同處于均勻的氣相或液相中,稱為均相催化.若催化劑和反應物不在同一相中,且反應僅在催化劑與反應物的界面上進行,則稱為多相催化.還有一類催化反應叫生物催化,或稱酶催化,它既不同于均相催化也不同于多相催化,而是兼有二者的某些特征.
催化劑為什么能夠起到催化作用?原理是什么?
一、在化學反應里能改變反應物化學反應速率(既能提高也能降低)而不改變化學平衡,且本身的質量和化學性質在化學反應前后都沒有發生改變的物質叫催化劑(固體催化劑也叫觸媒)。
二、催化作用的原理:
1、由于催化劑的介入而加速或減緩化學反應速率的現象稱為催化作用。在催化反應中,催化劑與反應物發生化學作用,改變了反應途徑,從而降低了反應的活化能,這是催化劑得以提高反應速率的原因。如化學反應A+B→AB,所需活化能為E,加入催化劑C后,反應分兩步進行,所需活化能分別為F,G,其中F,G均小于E。
2、A+C→AC——-AC+B→AB+C,這兩步的活化能都比E值小得多。根據阿倫尼烏斯公式k=Ae-E/RT,由于催化劑參與反應使E值減小,從而使反應速率顯著提高。也有某些反應,催化劑參與反應后,活化能E值改變不大,但指前因子A值明顯增大(或解釋為活化熵增大),也導致反應速率加快。
三、催化作用的類型:
1、均相催化。催化劑與反應物均處于同一相中的催化作用,如均相酸堿催化、均相絡合催化等。均相催化大多在液相中進行。均相催化劑的活性中心比較均一,選擇性較高,副反應較少,但催化劑難以分離、回收和再生。
2、多相催化。發生在兩相界面上的催化作用。通常催化劑為多孔固體,反應物為液體或氣體。在多相催化反應中,固體催化劑對反應物分子發生化學吸附作用,使反應物分子得到活化,降低了反應的活化能,而使反應速率加快。固體催化劑表面是不均勻的,只有部分點對反應物分子發生化學吸附,稱為活性中心。工業生產中的催化作用大多屬于多相催化。
3、生物催化。生物體內在酶作用下進行的催化反應。酶的催化作用具有高選擇性、高催化活性、反應條件溫和等特點,但受溫度、溶液中的pH值、離子強度等因素影響較大。
4、自動催化。反應產物的自我催化作用。在一些反應中,某些反應的產物或中間體具有催化功能,使反應經過一段誘導期后速率大大加快。自催化作用是發生化學振蕩的必要條件之一。
5、其他還有電催化、光助催化、光電催化等。
催化劑是怎么進行催化作用的?
這是一個十分復雜的問題。幾十年來,有關催化劑的資料積累了許多,也提出過不少的催化理論,但至今還缺乏適用范圍廣泛的理論來闡明催化劑的作用原理,并指導人們更好地選擇催化劑。這是由于催化反應,特別是多相催化反應,是一個十分復雜的問題。它不僅涉及一般的化學反應機理,而且還涉及到固體物理學、結構化學和表面化學等學科,而這些都是人們至今還在探索的科學領域。另一方面,催化理論的研究,還必須借助于先進的實驗手段,但目前研究催化劑反應機理的實驗工具還不夠完善,至今人們還無法洞察催化反應在進行過程中催化劑表面的結構變化,以及反應物在具體催化過程中的轉化情況。目前催化理論落后于催化劑在工業生產中所獲得的巨大成就,所以必須加強催化學科基礎理論的研究。
催化劑與反應物同處于均勻的氣相或液相中的催化稱為單相催化(又叫均相催化)。單相催化一般認為是反應物與催化劑先生成一定的中間產物,然后催化劑又從這些中間產物中產生出來。反應物與催化劑形成中間產物,再由中間產物變為產物的總的活化能,要比反應物之間直接反應成為生成物的活化能小得多。
催化劑自成一相(固相),在催化劑表面進行的催化作用叫做多相催化。對于多相催化反應,目前有三種理論:即活性中心理論、活化絡合物理論和多位理論。
(1)活性中心理論
活性中心理論認為,催化作用發生在催化劑表面上的某些活性中心。由于這些活性中心對反應物分子產生化學吸附,使反應物分子變形,化學鍵松弛,呈現活化狀態,從而發生催化作用。在固體表面,活性中心存在于棱角、突起或缺陷部位。因為這些部位的價鍵具有較大的不飽和性,所以具有較大的吸附能力。通?;钚灾行闹徽颊麄€催化劑表面的很小部分。例如,合成氨的鐵催化劑的活性中心只占總表面積的0.1%。活性中心理論可以解釋:為什么微量的毒物就能使催化劑喪失活性(毒物破壞或占據活性中心),為什么催化劑的活性與制備條件有關(制備條件能影響晶體結構,即影響活性中心的形成)。
(2)活化絡合物理論
活化絡合物理論闡明了活性中心是怎樣使反應物活化的,這種理論認為,反應物分子被催化劑的活性中心吸附以后,與活性中心形成一種具有活性的絡合物(稱為活化絡合物)。由于這種活化絡合物的形成,使原來分子中的化學鍵松弛,因而反應的活化能大大降低,這就為反應進行創造了有利條件。
(3)多位理論
活性中心理論和活化絡合物理論都沒有注意到催化劑表面活性中心的結構,因而不能充分解釋催化劑的選擇性。多位理論認為,表面活性中心的分布不是雜亂無章的,而是具有一定的幾何規整性。只有活性中心的結構與反應物分子的結構成幾何對應時,才能形成多位的活化絡合物,從而發生催化作用。這時催化劑的活性中心不僅使反應分子的某些鍵變得松弛,而且還由于幾何位置的有利條件使新鍵得以形成。
上述的三種多相催化理論都能解釋一些現象,但還有許多事實不能說明。在這三種理論中,有兩點是共同的:第一,認為催化劑表面有活性中心存在,催化劑表面結構不是均勻的,催化能力不是各處一樣。第二,認為反應物分子與活性中心之間相互作用的結果使化學鍵發生改組,從而生成產物。至于活性中心的本質和活化絡合物的本質,是今后需進一步研究的重要課題。
催化劑的催化原理是什么?
化學反應能否進行要根據自由能的變化,但僅僅根據自由能的變化還不能判斷反應能否完成,因為化學反應的完成還取決于反應的能壘,即如果反應能壘很高,則必須為其提供一定的能量,越過能壘,完成反應。該能壘被稱為活化能。而催化劑的作用就是降低該活化能,使之在相對不苛刻的環境下發生化學反應。
催化劑改變反應速率,是由于改變了反應途徑,降低了反應的活化能。
改變化學反應的反應速率
內因:化學反應速率的大小主要決定于反應物的性質。
外因:⑴溫度,溫度越高反應速率越大;⑵催化劑,能大大改變化學反應速率;⑶反應氣體的壓強,對于氣體反應,壓強越高,反應速率越大;⑷固體反應物的顆粒度,表面積越大,反應速率越大;⑸反應物濃度,濃度越大,反應越快;⑹光,光照可以加快反應速率。
催化劑的工作原理?
簡單的說就是改變換血反應中所需要的能量,減低和升高分子活性 目前,對催化劑的作用還沒有完全弄清楚.在大多數情況下,人們認為催化劑本身和反應物一起參加了化學反應,降低了反應所需要的活化能.有些催化反應是由于形成了很容易分解的“中間產物”,分解時催化劑恢復了原來的化學組成,原反應物就變成了生成物.有些催化反應是由于吸附作用,吸附作用僅能在催化劑表面最活潑的區域(叫做活性中心)進行.活性中心的區域越大或越多,催化劑的活性就越強.反應物里如有雜質,可能使催化劑的活性減弱或失去,這種現象叫做催化劑的中毒.
催化劑的反應原理
催化劑一般有兩種解釋,一提高copy活化分子的活化能,二,降低所需反應物得活化能. 從高中物質與結構一書所提,催化劑B先與2113反應物A反應,生成C,此時C再與另外一種物質反應時,難度就5261不那么高了,可以直接反應,生成D+B,催化劑本身并沒有改變,但是參與了反應.這叫4102降低所需反應物的活化能,實際1653上也是提高了A物質的分子活化能.
高中化學 催化劑的原理是什么
通過改變反應機理,使原來反應要度過的過渡態不再需要.原來的反應從反應物到過度態之間需要給很多的能量,因而不易實現.而用了催化劑以后,就不走這條路,要生成其他的過渡態,所以需要從反應物到過渡態的能量(活化能)改變.這就是總體來說催化劑的作用
化學中催化劑催化的原理是什么
催化劑的定義 能顯著改變反應速率而本身的化學性質和數量在反應前后基本不變的物質.催化劑有正催化劑(即加快反應速率)和負催化劑(即減小反應速率),一般不特殊指出均指正催化劑. 催化原理 化學反應能否進行要根據自由能的變化,但僅僅根據自由能的變化還不能判斷反應能否完成,因為化學反應的完成還取決于反應的能壘,即如果反應能壘很高,則必須為其提供一定的能量,越過能壘,完成反應.該能壘被稱為活化能.而催化劑的作用就是降低該活化能,使之在相對不苛刻的環境下發生化學反應. 催化劑改變反應速率,是由于改變了反應途徑,降低了反應的活化能.