一、催化劑的作用是什么
催化劑是一種改變(bian)反應速(su)率但不改變(bian)反應總標準吉(ji)布斯自由(you)(you)能的(de)物質。由(you)(you)于(yu)催(cui)化(hua)劑的(de)介(jie)入(ru)而(er)加(jia)速(su)或減緩(huan)化(hua)學(xue)反應速(su)率的(de)現象稱為(wei)催(cui)化(hua)作用,涉及(ji)催(cui)化(hua)劑的(de)反應稱為(wei)催(cui)化(hua)反應。
在(zai)催化(hua)反應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)中,催化(hua)劑(ji)與(yu)反應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)物發生作(zuo)用,改(gai)變了(le)反應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)途徑(jing),從而降低了(le)反應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)的活(huo)化(hua)能,這是催化(hua)劑(ji)得以提高反應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)速率的原因(yin)。如化(hua)學反應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)A+B→AB,所(suo)需活(huo)化(hua)能為(wei)E,加入(ru)催化(hua)劑(ji)C后(hou),反應(ying)(ying)(ying)(ying)(ying)分(fen)兩步(bu)進行,所(suo)需活(huo)化(hua)能分(fen)別為(wei)F,G,其中F,G均小于(yu)E。
二、催化劑的種類有哪些
催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)種類(lei)繁多(duo),按狀(zhuang)態(tai)(tai)可分為(wei)(wei)液體催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)和固(gu)體催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji);按反應體系(xi)的相態(tai)(tai)分為(wei)(wei)均(jun)相催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)和多(duo)相催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji),均(jun)相催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)有酸、堿、可溶性(xing)過渡(du)金(jin)屬(shu)化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物(wu)和過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。多(duo)相催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)有固(gu)體酸催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)、有機(ji)堿催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)、金(jin)屬(shu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)、金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)、絡合(he)物(wu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)、稀(xi)土(tu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)、分子篩催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)、生物(wu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)、納(na)米催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)等;按照反應類(lei)型又分為(wei)(wei)聚(ju)合(he)、縮(suo)聚(ju)、酯化(hua)(hua)(hua)(hua)、縮(suo)醛(quan)化(hua)(hua)(hua)(hua)、加氫、脫(tuo)氫、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)、還原、烷(wan)基化(hua)(hua)(hua)(hua)、異構化(hua)(hua)(hua)(hua)等催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji);按照作用大小還分為(wei)(wei)主(zhu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)和助催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。
1、均相催化
催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)和反應物同處于一(yi)相(xiang),沒有相(xiang)界(jie)存在而進行的反應,稱為均(jun)(jun)(jun)相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)作用(yong)(yong),能起均(jun)(jun)(jun)相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)作用(yong)(yong)的催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)為均(jun)(jun)(jun)相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)。均(jun)(jun)(jun)相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)包括液體(ti)酸(suan)、堿催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)和色(se)可(ke)賽思固體(ti)酸(suan)和堿性(xing)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)、可(ke)溶性(xing)過渡金屬(shu)化(hua)(hua)合物(鹽類和絡合物)等。均(jun)(jun)(jun)相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)以(yi)分子或離子獨立起作用(yong)(yong),活性(xing)中(zhong)心(xin)均(jun)(jun)(jun)一(yi),具(ju)有高(gao)活性(xing)和高(gao)選擇性(xing)。
2、多相催化
多相催化劑又稱非均相催化劑,用于不同相(Phase)的反應中,即和它們催化的反應物處于不同的狀態。例如:在生產人造黃油時,通過固態鎳(催化劑),能夠把不飽和的植物油和氫氣轉變成飽和的脂肪。固態鎳是一種多相催化劑,被它催化的反應物則是液態(植物油)和氣態(氫氣)。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(de)表面,反應物(wu)內的(de)鍵因(yin)斷裂(lie)而(er)導(dao)致(zhi)新鍵的(de)產生,但(dan)又因(yin)產物(wu)與催化(hua)(hua)劑(ji)間的(de)鍵并(bing)不牢固,而(er)使(shi)產物(wu)脫(tuo)離反應位(wei)等過程(cheng)。現已(yi)知許多催化(hua)(hua)劑(ji)表面發生吸(xi)附、反應的(de)不同(tong)的(de)結構。
3、生物催化
酶(mei)(mei)(mei)是(shi)(shi)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑,是(shi)(shi)植物(wu)(wu)(wu)、動物(wu)(wu)(wu)和微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)具有(you)(you)(you)催(cui)化(hua)(hua)(hua)能(neng)力的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)(絕大多數的(de)(de)(de)(de)蛋(dan)白(bai)質。但少量RNA也具有(you)(you)(you)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)催(cui)化(hua)(hua)(hua)功能(neng)),舊稱(cheng)酵素。酶(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)同樣(yang)具有(you)(you)(you)選擇性。例如,淀粉(fen)。酶(mei)(mei)(mei)催(cui)化(hua)(hua)(hua)淀粉(fen)水解為糊(hu)精(jing)和麥芽糖,蛋(dan)白(bai)酶(mei)(mei)(mei)催(cui)化(hua)(hua)(hua)蛋(dan)白(bai)質水解成肽(tai)等。活的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)利用(yong)(yong)(yong)它們來加速(su)體(ti)內的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學(xue)反應(ying)。如果沒(mei)有(you)(you)(you)酶(mei)(mei)(mei),生(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)內的(de)(de)(de)(de)許多化(hua)(hua)(hua)學(xue)反應(ying)就會進行得很慢,難(nan)以維持生(sheng)命。大約(yue)在37℃的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)中(人體(ti)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)),酶(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)狀態是(shi)(shi)最(zui)佳的(de)(de)(de)(de)。如果溫(wen)度(du)高于50℃或(huo)60℃,酶(mei)(mei)(mei)就會被破壞掉(diao)而不能(neng)再發生(sheng)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。因(yin)此,利用(yong)(yong)(yong)酶(mei)(mei)(mei)來分解衣物(wu)(wu)(wu)上的(de)(de)(de)(de)污漬的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)洗滌(di)劑,在低溫(wen)下使(shi)用(yong)(yong)(yong)最(zui)有(you)(you)(you)效。酶(mei)(mei)(mei)在生(sheng)理學(xue)、醫學(xue)、農業(ye)、工業(ye)等方面,都(dou)有(you)(you)(you)重大意(yi)義。當(dang)前,酶(mei)(mei)(mei)制劑的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)日益(yi)廣泛。