一、催化劑的作用是什么
催化劑是(shi)一種改變反(fan)應速率但不改變反(fan)應總標(biao)準吉布斯自由能的物質。由于催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的介入而加速或減緩化(hua)(hua)學反(fan)應速率的現象(xiang)稱(cheng)為催(cui)(cui)化(hua)(hua)作用,涉及催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)的反(fan)應稱(cheng)為催(cui)(cui)化(hua)(hua)反(fan)應。
在催化(hua)反應(ying)中,催化(hua)劑(ji)與反應(ying)物(wu)發生作用,改(gai)變了反應(ying)途徑,從而(er)降低了反應(ying)的活(huo)(huo)化(hua)能,這是(shi)催化(hua)劑(ji)得以提高反應(ying)速率的原因。如化(hua)學反應(ying)A+B→AB,所需活(huo)(huo)化(hua)能為(wei)E,加入催化(hua)劑(ji)C后(hou),反應(ying)分兩(liang)步進行,所需活(huo)(huo)化(hua)能分別為(wei)F,G,其(qi)中F,G均小于E。
二、催化劑的種類有哪些
催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)種類(lei)繁(fan)多(duo),按狀(zhuang)態(tai)可(ke)分(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)液體(ti)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)固(gu)體(ti)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji);按反(fan)應體(ti)系的相(xiang)(xiang)態(tai)分(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)均相(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)多(duo)相(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji),均相(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)有(you)(you)酸、堿、可(ke)溶(rong)性過(guo)渡金(jin)屬(shu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)和(he)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。多(duo)相(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)有(you)(you)固(gu)體(ti)酸催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、有(you)(you)機堿催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、金(jin)屬(shu)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、金(jin)屬(shu)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、絡(luo)合物(wu)(wu)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、稀土催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、分(fen)(fen)(fen)子篩催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、生(sheng)物(wu)(wu)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、納(na)米催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)等;按照(zhao)反(fan)應類(lei)型又分(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)聚合、縮聚、酯化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、縮醛化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、加氫、脫(tuo)氫、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、還原、烷基化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、異構化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)等催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji);按照(zhao)作用大小還分(fen)(fen)(fen)為(wei)(wei)主(zhu)催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)助催(cui)(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。
1、均相催化
催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)和反應(ying)物同處于一(yi)相(xiang)(xiang)(xiang),沒有相(xiang)(xiang)(xiang)界存在而(er)進(jin)行的反應(ying),稱為均(jun)(jun)(jun)相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)化(hua)(hua)作(zuo)用,能起(qi)均(jun)(jun)(jun)相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)化(hua)(hua)作(zuo)用的催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)為均(jun)(jun)(jun)相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)。均(jun)(jun)(jun)相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)包括液體(ti)(ti)酸(suan)、堿催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)和色可(ke)賽思固體(ti)(ti)酸(suan)和堿性(xing)(xing)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)、可(ke)溶性(xing)(xing)過(guo)渡金屬化(hua)(hua)合(he)物(鹽類和絡合(he)物)等。均(jun)(jun)(jun)相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)以分(fen)子或離子獨立起(qi)作(zuo)用,活性(xing)(xing)中(zhong)心均(jun)(jun)(jun)一(yi),具有高(gao)活性(xing)(xing)和高(gao)選擇性(xing)(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)(de)表面,反(fan)應(ying)物(wu)內的(de)(de)鍵因斷裂(lie)而(er)導致新鍵的(de)(de)產(chan)生,但又因產(chan)物(wu)與催(cui)化劑間的(de)(de)鍵并不牢固,而(er)使產(chan)物(wu)脫離反(fan)應(ying)位等過程。現已知許多(duo)催(cui)化劑表面發生吸附、反(fan)應(ying)的(de)(de)不同(tong)的(de)(de)結構(gou)。
3、生物催化
酶(mei)(mei)(mei)是(shi)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)催化(hua)劑,是(shi)植(zhi)物(wu)(wu)(wu)、動物(wu)(wu)(wu)和(he)微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)具(ju)有(you)催化(hua)能力(li)的(de)(de)(de)(de)有(you)機物(wu)(wu)(wu)(絕大多(duo)數的(de)(de)(de)(de)蛋白質。但少量RNA也具(ju)有(you)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)催化(hua)功能),舊稱酵(jiao)素。酶(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)催化(hua)作用(yong)同(tong)樣具(ju)有(you)選擇性。例(li)如,淀(dian)粉。酶(mei)(mei)(mei)催化(hua)淀(dian)粉水解為(wei)糊精(jing)和(he)麥芽糖,蛋白酶(mei)(mei)(mei)催化(hua)蛋白質水解成肽等。活的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)利(li)用(yong)它們來(lai)(lai)加速體(ti)(ti)內的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)(xue)反(fan)應(ying)。如果沒有(you)酶(mei)(mei)(mei),生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)內的(de)(de)(de)(de)許多(duo)化(hua)學(xue)(xue)反(fan)應(ying)就會(hui)進行(xing)得很慢,難以維持生(sheng)(sheng)(sheng)命。大約在(zai)37℃的(de)(de)(de)(de)溫度中(zhong)(人體(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)溫度),酶(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)工作狀態是(shi)最佳的(de)(de)(de)(de)。如果溫度高于50℃或60℃,酶(mei)(mei)(mei)就會(hui)被破壞掉而不能再發生(sheng)(sheng)(sheng)作用(yong)。因此,利(li)用(yong)酶(mei)(mei)(mei)來(lai)(lai)分解衣(yi)物(wu)(wu)(wu)上(shang)的(de)(de)(de)(de)污漬的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)洗滌劑,在(zai)低溫下使用(yong)最有(you)效。酶(mei)(mei)(mei)在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)理學(xue)(xue)、醫學(xue)(xue)、農業(ye)、工業(ye)等方面(mian),都(dou)有(you)重大意義。當前,酶(mei)(mei)(mei)制劑的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)日益廣泛。