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      催化劑定義和分類

      更新時間:2020-10-21 點擊數:163

            催化劑是一種改變反應速率但不改變反應總標準吉布斯自由能的物質。這種作用稱為催化作用,涉及催化劑的反應稱為催化反應。

            催化劑自身的組成、化學性質和質量在反應前后不發生變化;它和反應體系的關系就像鎖與鑰匙的關系一樣,具有高度的選擇性(或專一性)。一種催化劑并非對所有的化學反應都有催化作用;某些化學反應并非只有唯一的催化劑。

      催化反應有四個基本特征,可以根據定義導出,對了解催化劑的功能很重要。

      1、催化劑只能加速熱力學上可以進行的反應。要求開發新的化學反應催化劑時,首先要對反應進行熱力學分析,看它是否是熱力學上可行的反應。

      2、催化劑只能加速反應趨于平衡,不能改變反應的平衡位置(平衡常數)。

      3、催化劑對反應具有選擇性,當反應可能有一個以上不同方向時,催化劑僅加速其中一種,促進反應速率和選擇性是統一的。

      4、催化劑的壽命。催化劑能改變化學反應速率,其自身并不進入反應,在理想情況下催化劑不為反應所改變。但在實際反應過程中,催化劑長期受熱和化學作用,也會發生一些不可擬的物理化學變化。

      根據催化劑的定義和特征分析,有三種重要的催化劑指標:活性、選擇性、穩定性。

      催化劑分類

      1、均相催化

             催化劑和反應物同處于一相,沒有相界存在而進行的反應,稱為均相催化作用,能起均相催化作用的催化劑為均相催化劑。

            均相催化劑包括液體酸、堿催化劑和色可賽思固體酸和堿性催化劑、可溶性過渡金屬化合物(鹽類和絡合物)等。均相催化劑以分子或離子獨立起作用,活性中心均一,具有高活性和高選擇性。、

      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)吸附在催化劑的表面。

            反應物內的鍵因斷裂而導致新鍵的產生,但又因產物與催化劑間的鍵并不牢固,而使產物脫離反應位等過程?,F已知許多催化劑表面發生吸附、反應的不同的結構。

      3、生物催化

            酶是生物催化劑,是植物、動物和微生物產生的具有催化能力的有機物(絕大多數的蛋白質。但少量RNA也具有生物催化功能),舊稱酵素。酶的催化作用同樣具有選擇性。例如,淀粉。

            酶催化淀粉水解為糊精和麥芽糖,蛋白酶催化蛋白質水解成肽等?;畹纳矬w利用它們來加速體內的化學反應。如果沒有酶,生物體內的許多化學反應就會進行得很慢,難以維持生命。

            大約在37℃的溫度中(人體的溫度),酶的工作狀態是最佳的。如果溫度高于50℃或60℃,酶就會被破壞掉而不能再發生作用。

            因此,利用酶來分解衣物上的污漬的生物洗滌劑,在低溫下使用最有效。酶在生理學、醫學、農業、工業等方面,都有重大意義。當前,酶制劑的應用日益廣泛。



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