触媒の仕組みと化学反応

触媒の仕組みと化学反応

 

・触媒の仕組みと化学反応

 

というテーマで解説していきます。

 

触媒の仕組み(作用)と化学反応

 

 

化学反応が進みやすくするために、触媒が基本的に使用されます。それでは、この触媒とはどのような仕組みで反応を促しているのでしょうか?

 

実は触媒の定義としては、触媒自身は反応に関与せずに化学反応における活性化エネルギーをさげることで化学反応を促進させるものとされています。

 

化学反応の経路も交えて、触媒の作用について以下で解説します。

 

まず、開始状態では2種類の物質AとBがあり、これらが化学反応をおこして、終状態ではABという化合物に変化したとします。

 

このとき、反応が進むためには活性化エネルギーと呼ばれる反応経路の山を越えないと進みません。
そして、発熱反応であれば以下のように反応エンタルピー分(反応熱の符号を逆にしたようなもの)エネルギーが低い方(安定な方)にずれて、反応が終了します。

 


ここで、触媒を反応系に添加したとすると、以下のように反応の経路が変化します。つまり、活性化エネルギーのみを低減し、反応エンタルピー(反応熱)はそのままです。

 

 

これが触媒のメカニズム(原理)といえます。触媒があると活性化エネルギーが下がり、反応速度が上がります。

 

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触媒の種類 均一系触媒と不均一系触媒

 

触媒には多くの種類があり、基本的には均一系触媒と不均一系触媒といった反応の形態によって分類することができます。

 

この均一系触媒と不均一系触媒の違いは何なのでしょうか?

 

実は均一系触媒では、言葉の通り反応を起こしたい溶液系に均一な状態に分散させ、触媒として働くもののことを指します。

 

例えば、金属錯体などでが、この均一系触媒にあたります。以下のような反応の仕組みです。

 

※※

 

一方、不均一系の触媒

 

電極触媒、めっき(無電解)時の自己触媒・・・

 

(工事中)

 

触媒の被毒とは?

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