反應機理與催化
催化劑(catalyst)
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想象兩座山谷之間有一座高山,你想把一個球從一邊山谷滾到另一邊。爬這座山累得很。催化劑就像是發現了一條穿山隧道:球最終仍然落到同一個較低的山谷,但現在它走的是一條容易得多、也低得多的路——而且這條隧道還在那兒,留給下一個球,再下一個球。
更準確地說,催化劑是一種能加快化學反應的物質,它通過提供一條活化能更低的替代途徑來起作用,並且到反應結束時會原封不動地再生,所以總體上並不被消耗。它的工作方式是參與反應——與反應物成鍵、引導它們走過一條更容易的步驟序列——然後再被釋放出來,準備再做一次。因此極少量的催化劑就能轉化掉巨量的反應物。
為什麼重要:催化劑讓緩慢的反應變得可行,讓工藝能在更低的溫度下進行,支撐著大半個化學工業和全部生命的生物化學。兩點誠實的提醒:催化劑無法讓一個被熱力學所禁止的反應發生——它只改變速率,絕不改變最終的平衡位置;而且它對正反應和逆反應的加速是相同的,所以終點不變,只是路途變快了。
過氧化氫單獨放著時,分解成水和氧氣的速度慢得幾乎察覺不到。投入一小撮二氧化錳,它便猛烈地冒泡——可事後把二氧化錳稱一稱,它原封不動,分量一點沒少,隨時可以再來一次。
反應被大大加快,而催化劑卻完好無損地被回收。
能減慢反應的物質叫抑制劑,而不是「負催化劑」。而且催化劑降低活化能卻不被消耗——被消耗是反應物的標誌,而非催化劑。
又稱
另見