催化劑的基本定義?
作者:訪客發(fā)布時間:2021-07-18分類:催化劑及助劑瀏覽:86
根據(jù)國際純粹化學(xué)與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(IUPAC)1981年的定義:催化劑是一種改變反應(yīng)速率但不改變反應(yīng)總標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能的物質(zhì)。 催化劑在化學(xué)反應(yīng)中引起的作用叫催化作用。固體催化劑在工業(yè)上也稱為觸媒。
催化劑自身的組成、化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后不發(fā)生變化;它和反應(yīng)體系的關(guān)系就像鎖與鑰匙的關(guān)系一樣,具有高度的選擇性(或?qū)R恍裕R环N催化劑并非對所有的化學(xué)反應(yīng)都有催化作用,例如二氧化錳在氯酸鉀受熱分解中起催化作用,加快化學(xué)反應(yīng)速率,但對其他的化學(xué)反應(yīng)就不一定有催化作用。某些化學(xué)反應(yīng)并非只有唯一的催化劑,例如氯酸鉀受熱分解中能起催化作用的還有氧化鎂、氧化鐵和氧化銅等等,氯酸鉀制取氧氣時還可用紅磚粉或氧化銅等做催化劑。 也有一種說法,催化劑參與化學(xué)反應(yīng)。在一個總的化學(xué)反應(yīng)中,催化劑的作用是降低該反應(yīng)發(fā)生所需要的活化能,本質(zhì)上是把一個比較難發(fā)生的反應(yīng)變成了兩個很容易發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)(與之相反的稱為抑制劑)。在這兩個反應(yīng)中,第一個反應(yīng)中催化劑扮演反應(yīng)物的角色,第二個反應(yīng)中催化劑扮演生成物的角色,所以說從總的反應(yīng)方程式上來看,催化劑在反應(yīng)前后沒有變化。例如:
CFC(Chlorofluorocarbon,或?qū)懽鰿FCs,氟氯烴)類物質(zhì)破壞臭氧,其實就是它先于臭氧反應(yīng)生成一個原子氧和一個復(fù)雜的化合物,然后另外一個臭氧分子和那個化合物反應(yīng)生成一個原子氧和CFC,然后2個原子氧反應(yīng)變成一個氧氣分子。所以CFC在總反應(yīng)前后沒有變化,在總反應(yīng)中,我們可以認(rèn)為CFC充當(dāng)催化劑使臭氧分子變成氧氣分子,但其實CFC參與了化學(xué)反應(yīng)。
KClO3制氧氣加入MnO2,可發(fā)生下列反應(yīng):
2KClO3+2MnO2=加熱2KMnO4+Cl2↑+O2↑,2KMnO4=加熱K2MnO4+MnO2+O2↑,K2MnO4+Cl2=加熱2KCl+MnO2+O2↑
催化劑原先因發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成的物質(zhì)會在之后進一步的反應(yīng)中重新生成原有催化劑,即上面提到的反應(yīng)中MnO2的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒有發(fā)生變化。
一般來說,催化劑是指參與化學(xué)反應(yīng)中間歷程的,又能選擇性地改變化學(xué)反應(yīng)速率,而其本身的數(shù)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后基本保持不變的物質(zhì)。通常把催化劑加速化學(xué)反應(yīng),使反應(yīng)盡快達(dá)到化學(xué)平衡的作用叫做催化作用,但并不改變反應(yīng)的平衡。
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