一、催化劑的作用是什么
催化劑是(shi)一種改變反應速率(lv)但不改變反應總標準(zhun)吉(ji)布(bu)斯自由能的物質。由于催(cui)化(hua)劑的介(jie)入而(er)加速或減緩(huan)化(hua)學反應速率(lv)的現象(xiang)稱為催(cui)化(hua)作(zuo)用,涉及(ji)催(cui)化(hua)劑的反應稱為催(cui)化(hua)反應。
在(zai)催(cui)化(hua)(hua)(hua)反(fan)(fan)應(ying)中,催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)與反(fan)(fan)應(ying)物發生作用,改變了反(fan)(fan)應(ying)途(tu)徑,從(cong)而(er)降低了反(fan)(fan)應(ying)的活(huo)化(hua)(hua)(hua)能,這是催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)得以(yi)提高反(fan)(fan)應(ying)速率的原因(yin)。如化(hua)(hua)(hua)學反(fan)(fan)應(ying)A+B→AB,所(suo)需活(huo)化(hua)(hua)(hua)能為E,加(jia)入催(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)C后,反(fan)(fan)應(ying)分兩步進行,所(suo)需活(huo)化(hua)(hua)(hua)能分別(bie)為F,G,其中F,G均小(xiao)于E。
二、催化劑的種類有哪些
催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)種類繁多(duo),按狀(zhuang)態可(ke)分(fen)為(wei)液體催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)和固(gu)體催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji);按反應(ying)體系(xi)的相(xiang)(xiang)態分(fen)為(wei)均相(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)和多(duo)相(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji),均相(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)有酸(suan)、堿(jian)、可(ke)溶(rong)性過渡金(jin)屬(shu)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)物和過氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。多(duo)相(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)有固(gu)體酸(suan)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、有機(ji)堿(jian)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、金(jin)屬(shu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、金(jin)屬(shu)氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、絡(luo)合(he)物催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、稀土(tu)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、分(fen)子篩催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、生物催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、納米催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)等(deng);按照反應(ying)類型又分(fen)為(wei)聚合(he)、縮聚、酯(zhi)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、縮醛(quan)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、加氫、脫氫、氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、還原、烷基化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)、異(yi)構(gou)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)等(deng)催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji);按照作用大(da)小(xiao)還分(fen)為(wei)主催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)和助催(cui)(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。
1、均相催化
催化(hua)(hua)劑(ji)和反應(ying)物同處于一相(xiang),沒有(you)相(xiang)界存在而進行的反應(ying),稱為(wei)均相(xiang)催化(hua)(hua)作用,能起(qi)均相(xiang)催化(hua)(hua)作用的催化(hua)(hua)劑(ji)為(wei)均相(xiang)催化(hua)(hua)劑(ji)。均相(xiang)催化(hua)(hua)劑(ji)包(bao)括液體酸、堿(jian)催化(hua)(hua)劑(ji)和色可(ke)賽思固體酸和堿(jian)性催化(hua)(hua)劑(ji)、可(ke)溶(rong)性過(guo)渡(du)金屬化(hua)(hua)合(he)物(鹽類和絡合(he)物)等。均相(xiang)催化(hua)(hua)劑(ji)以分子或離子獨立起(qi)作用,活性中心均一,具有(you)高活性和高選(xuan)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(mian)(mian),反應(ying)物(wu)內的鍵(jian)因斷裂而導致新鍵(jian)的產(chan)(chan)(chan)生(sheng),但又因產(chan)(chan)(chan)物(wu)與催化劑間的鍵(jian)并不(bu)牢固(gu),而使產(chan)(chan)(chan)物(wu)脫離反應(ying)位等過程。現(xian)已知許多(duo)催化劑表面(mian)(mian)發(fa)生(sheng)吸附、反應(ying)的不(bu)同(tong)的結構。
3、生物催化
酶(mei)(mei)(mei)是生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)催化(hua)劑,是植(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)、動物(wu)(wu)(wu)(wu)和微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)具有(you)(you)催化(hua)能(neng)(neng)力的(de)(de)有(you)(you)機物(wu)(wu)(wu)(wu)(絕大多數(shu)的(de)(de)蛋(dan)白(bai)質。但少量(liang)RNA也具有(you)(you)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)催化(hua)功能(neng)(neng)),舊(jiu)稱酵素。酶(mei)(mei)(mei)的(de)(de)催化(hua)作(zuo)用同(tong)樣具有(you)(you)選(xuan)擇性。例(li)如,淀(dian)粉(fen)。酶(mei)(mei)(mei)催化(hua)淀(dian)粉(fen)水(shui)解為糊精和麥芽糖,蛋(dan)白(bai)酶(mei)(mei)(mei)催化(hua)蛋(dan)白(bai)質水(shui)解成肽等(deng)。活的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體利用它(ta)們來加速(su)體內的(de)(de)化(hua)學反應(ying)。如果(guo)沒有(you)(you)酶(mei)(mei)(mei),生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)體內的(de)(de)許多化(hua)學反應(ying)就(jiu)會進行(xing)得很慢,難以維持(chi)生(sheng)(sheng)(sheng)命。大約在37℃的(de)(de)溫(wen)度(du)中(人體的(de)(de)溫(wen)度(du)),酶(mei)(mei)(mei)的(de)(de)工(gong)作(zuo)狀態是最佳的(de)(de)。如果(guo)溫(wen)度(du)高(gao)于50℃或60℃,酶(mei)(mei)(mei)就(jiu)會被破壞掉而不能(neng)(neng)再發(fa)生(sheng)(sheng)(sheng)作(zuo)用。因此(ci),利用酶(mei)(mei)(mei)來分解衣物(wu)(wu)(wu)(wu)上的(de)(de)污(wu)漬的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)洗滌劑,在低溫(wen)下使用最有(you)(you)效。酶(mei)(mei)(mei)在生(sheng)(sheng)(sheng)理學、醫學、農業、工(gong)業等(deng)方(fang)面(mian),都有(you)(you)重大意義。當前,酶(mei)(mei)(mei)制劑的(de)(de)應(ying)用日益廣泛。