催化剂的作用机理是什么?
催化剂的作用机理就是降低反应的活化能,只加速反应,但不改变反应方向.
催化剂的原理是什么呢?
催化剂
催化剂会诱导化学反应发生改变,而使化学反应变快或者在较低的温度环境下进行化学反应。
我们可在波兹曼分布(Boltzmann distribution)与能量关系图(energy profile diagram)中观察到,催化剂可使化学反应物在不改变的情形下,经由只需较少活化能(activation energy)的路径来进行化学反应。而通常在这种能量下,分子不是无法完成化学反应,不然就是需要较长时间来完成化学反应。但在有催化剂的环境下,分子只需较少的能量即可完成化学反应。
催化剂分均相催化剂与非均相催化剂。非均相催化剂呈现在不同相(Phase)的反应中(例如:固态催化剂在液态混合反应),而均相催化剂则是呈现在同一相的反应(例如:液态催化剂在液态混合反应)。一个简易的非均相催化反应包含了反应物(或zh-ch:底物;zh-tw:受质)吸附在催化剂的表面,反应物内的键因十分的脆弱而导致新的键产生,但又因产物与催化剂间的键并不牢固,而使产物出现。目前已知许多表反应发生吸附反应的不同可能性的结构位置。
解释一下催化剂的工作原理.
【催化剂】能改变化学反应速度而在反应前后本身的化学组成、化学性质及数量没有变化的物质称为催化剂.正催化剂能加快反应速度,负催化剂(阻化剂)能减慢反应速度.【催化反应】有催化剂参加的反应.若催化剂和反应物同处于均匀的气相或液相中,称为均相催化.若催化剂和反应物不在同一相中,且反应仅在催化剂与反应物的界面上进行,则称为多相催化.还有一类催化反应叫生物催化,或称酶催化,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.
催化剂为什么能够起到催化作用?原理是什么?
一、在化学反应里能改变反应物化学反应速率(既能提高也能降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(固体催化剂也叫触媒)。
二、催化作用的原理:
1、由于催化剂的介入而加速或减缓化学反应速率的现象称为催化作用。在催化反应中,催化剂与反应物发生化学作用,改变了反应途径,从而降低了反应的活化能,这是催化剂得以提高反应速率的原因。如化学反应A+B→AB,所需活化能为E,加入催化剂C后,反应分两步进行,所需活化能分别为F,G,其中F,G均小于E。
2、A+C→AC——-AC+B→AB+C,这两步的活化能都比E值小得多。根据阿伦尼乌斯公式k=Ae-E/RT,由于催化剂参与反应使E值减小,从而使反应速率显著提高。也有某些反应,催化剂参与反应后,活化能E值改变不大,但指前因子A值明显增大(或解释为活化熵增大),也导致反应速率加快。
三、催化作用的类型:
1、均相催化。催化剂与反应物均处于同一相中的催化作用,如均相酸碱催化、均相络合催化等。均相催化大多在液相中进行。均相催化剂的活性中心比较均一,选择性较高,副反应较少,但催化剂难以分离、回收和再生。
2、多相催化。发生在两相界面上的催化作用。通常催化剂为多孔固体,反应物为液体或气体。在多相催化反应中,固体催化剂对反应物分子发生化学吸附作用,使反应物分子得到活化,降低了反应的活化能,而使反应速率加快。固体催化剂表面是不均匀的,只有部分点对反应物分子发生化学吸附,称为活性中心。工业生产中的催化作用大多属于多相催化。
3、生物催化。生物体内在酶作用下进行的催化反应。酶的催化作用具有高选择性、高催化活性、反应条件温和等特点,但受温度、溶液中的pH值、离子强度等因素影响较大。
4、自动催化。反应产物的自我催化作用。在一些反应中,某些反应的产物或中间体具有催化功能,使反应经过一段诱导期后速率大大加快。自催化作用是发生化学振荡的必要条件之一。
5、其他还有电催化、光助催化、光电催化等。
催化剂是怎么进行催化作用的?
这是一个十分复杂的问题。几十年来,有关催化剂的资料积累了许多,也提出过不少的催化理论,但至今还缺乏适用范围广泛的理论来阐明催化剂的作用原理,并指导人们更好地选择催化剂。这是由于催化反应,特别是多相催化反应,是一个十分复杂的问题。它不仅涉及一般的化学反应机理,而且还涉及到固体物理学、结构化学和表面化学等学科,而这些都是人们至今还在探索的科学领域。另一方面,催化理论的研究,还必须借助于先进的实验手段,但目前研究催化剂反应机理的实验工具还不够完善,至今人们还无法洞察催化反应在进行过程中催化剂表面的结构变化,以及反应物在具体催化过程中的转化情况。目前催化理论落后于催化剂在工业生产中所获得的巨大成就,所以必须加强催化学科基础理论的研究。
催化剂与反应物同处于均匀的气相或液相中的催化称为单相催化(又叫均相催化)。单相催化一般认为是反应物与催化剂先生成一定的中间产物,然后催化剂又从这些中间产物中产生出来。反应物与催化剂形成中间产物,再由中间产物变为产物的总的活化能,要比反应物之间直接反应成为生成物的活化能小得多。
催化剂自成一相(固相),在催化剂表面进行的催化作用叫做多相催化。对于多相催化反应,目前有三种理论:即活性中心理论、活化络合物理论和多位理论。
(1)活性中心理论
活性中心理论认为,催化作用发生在催化剂表面上的某些活性中心。由于这些活性中心对反应物分子产生化学吸附,使反应物分子变形,化学键松弛,呈现活化状态,从而发生催化作用。在固体表面,活性中心存在于棱角、突起或缺陷部位。因为这些部位的价键具有较大的不饱和性,所以具有较大的吸附能力。通常活性中心只占整个催化剂表面的很小部分。例如,合成氨的铁催化剂的活性中心只占总表面积的0.1%。活性中心理论可以解释:为什么微量的毒物就能使催化剂丧失活性(毒物破坏或占据活性中心),为什么催化剂的活性与制备条件有关(制备条件能影响晶体结构,即影响活性中心的形成)。
(2)活化络合物理论
活化络合物理论阐明了活性中心是怎样使反应物活化的,这种理论认为,反应物分子被催化剂的活性中心吸附以后,与活性中心形成一种具有活性的络合物(称为活化络合物)。由于这种活化络合物的形成,使原来分子中的化学键松弛,因而反应的活化能大大降低,这就为反应进行创造了有利条件。
(3)多位理论
活性中心理论和活化络合物理论都没有注意到催化剂表面活性中心的结构,因而不能充分解释催化剂的选择性。多位理论认为,表面活性中心的分布不是杂乱无章的,而是具有一定的几何规整性。只有活性中心的结构与反应物分子的结构成几何对应时,才能形成多位的活化络合物,从而发生催化作用。这时催化剂的活性中心不仅使反应分子的某些键变得松弛,而且还由于几何位置的有利条件使新键得以形成。
上述的三种多相催化理论都能解释一些现象,但还有许多事实不能说明。在这三种理论中,有两点是共同的:第一,认为催化剂表面有活性中心存在,催化剂表面结构不是均匀的,催化能力不是各处一样。第二,认为反应物分子与活性中心之间相互作用的结果使化学键发生改组,从而生成产物。至于活性中心的本质和活化络合物的本质,是今后需进一步研究的重要课题。
催化剂的催化原理是什么?
化学反应能否进行要根据自由能的变化,但仅仅根据自由能的变化还不能判断反应能否完成,因为化学反应的完成还取决于反应的能垒,即如果反应能垒很高,则必须为其提供一定的能量,越过能垒,完成反应。该能垒被称为活化能。而催化剂的作用就是降低该活化能,使之在相对不苛刻的环境下发生化学反应。
催化剂改变反应速率,是由于改变了反应途径,降低了反应的活化能。
改变化学反应的反应速率
内因:化学反应速率的大小主要决定于反应物的性质。
外因:⑴温度,温度越高反应速率越大;⑵催化剂,能大大改变化学反应速率;⑶反应气体的压强,对于气体反应,压强越高,反应速率越大;⑷固体反应物的颗粒度,表面积越大,反应速率越大;⑸反应物浓度,浓度越大,反应越快;⑹光,光照可以加快反应速率。
催化剂的工作原理?
简单的说就是改变换血反应中所需要的能量,减低和升高分子活性 目前,对催化剂的作用还没有完全弄清楚.在大多数情况下,人们认为催化剂本身和反应物一起参加了化学反应,降低了反应所需要的活化能.有些催化反应是由于形成了很容易分解的“中间产物”,分解时催化剂恢复了原来的化学组成,原反应物就变成了生成物.有些催化反应是由于吸附作用,吸附作用仅能在催化剂表面最活泼的区域(叫做活性中心)进行.活性中心的区域越大或越多,催化剂的活性就越强.反应物里如有杂质,可能使催化剂的活性减弱或失去,这种现象叫做催化剂的中毒.
催化剂的反应原理
催化剂一般有两种解释,一提高copy活化分子的活化能,二,降低所需反应物得活化能. 从高中物质与结构一书所提,催化剂B先与2113反应物A反应,生成C,此时C再与另外一种物质反应时,难度就5261不那么高了,可以直接反应,生成D+B,催化剂本身并没有改变,但是参与了反应.这叫4102降低所需反应物的活化能,实际1653上也是提高了A物质的分子活化能.
高中化学 催化剂的原理是什么
通过改变反应机理,使原来反应要度过的过渡态不再需要.原来的反应从反应物到过度态之间需要给很多的能量,因而不易实现.而用了催化剂以后,就不走这条路,要生成其他的过渡态,所以需要从反应物到过渡态的能量(活化能)改变.这就是总体来说催化剂的作用
化学中催化剂催化的原理是什么
催化剂的定义 能显著改变反应速率而本身的化学性质和数量在反应前后基本不变的物质.催化剂有正催化剂(即加快反应速率)和负催化剂(即减小反应速率),一般不特殊指出均指正催化剂. 催化原理 化学反应能否进行要根据自由能的变化,但仅仅根据自由能的变化还不能判断反应能否完成,因为化学反应的完成还取决于反应的能垒,即如果反应能垒很高,则必须为其提供一定的能量,越过能垒,完成反应.该能垒被称为活化能.而催化剂的作用就是降低该活化能,使之在相对不苛刻的环境下发生化学反应. 催化剂改变反应速率,是由于改变了反应途径,降低了反应的活化能.