一、催化劑的作用是什么
催化劑是一種改(gai)變(bian)反(fan)應速(su)(su)率(lv)但不改(gai)變(bian)反(fan)應總標(biao)準吉布斯自由(you)能的物質。由(you)于催(cui)化(hua)劑的介(jie)入而(er)加速(su)(su)或(huo)減緩(huan)化(hua)學反(fan)應速(su)(su)率(lv)的現象稱為(wei)催(cui)化(hua)作用(yong),涉及催(cui)化(hua)劑的反(fan)應稱為(wei)催(cui)化(hua)反(fan)應。
在催(cui)化(hua)反應(ying)(ying)中,催(cui)化(hua)劑與反應(ying)(ying)物發生(sheng)作用(yong),改變了反應(ying)(ying)途徑,從而降低了反應(ying)(ying)的活化(hua)能,這(zhe)是催(cui)化(hua)劑得以提高反應(ying)(ying)速率的原因。如化(hua)學反應(ying)(ying)A+B→AB,所需活化(hua)能為E,加入催(cui)化(hua)劑C后,反應(ying)(ying)分兩步(bu)進行,所需活化(hua)能分別為F,G,其中F,G均小于(yu)E。
二、催化劑的種類有哪些
催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)種類(lei)繁多(duo),按(an)狀(zhuang)態(tai)(tai)可(ke)分(fen)(fen)(fen)為液體(ti)(ti)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)固體(ti)(ti)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji);按(an)反應(ying)體(ti)(ti)系(xi)的相(xiang)(xiang)態(tai)(tai)分(fen)(fen)(fen)為均(jun)相(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)多(duo)相(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji),均(jun)相(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)有(you)酸(suan)(suan)、堿(jian)、可(ke)溶性(xing)過渡金(jin)屬化(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物和(he)過氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。多(duo)相(xiang)(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)有(you)固體(ti)(ti)酸(suan)(suan)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、有(you)機(ji)堿(jian)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、金(jin)屬催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、金(jin)屬氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、絡合(he)(he)物催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、稀土催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、分(fen)(fen)(fen)子篩催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、生物催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)、納米催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)等;按(an)照反應(ying)類(lei)型(xing)又分(fen)(fen)(fen)為聚(ju)合(he)(he)、縮聚(ju)、酯化(hua)(hua)(hua)、縮醛化(hua)(hua)(hua)、加氫、脫氫、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)、還原、烷基化(hua)(hua)(hua)、異構化(hua)(hua)(hua)等催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji);按(an)照作(zuo)用大小(xiao)還分(fen)(fen)(fen)為主催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)助催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)(ji)。
1、均相催化
催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)和(he)反應物(wu)(wu)同處于一相(xiang),沒有相(xiang)界(jie)存在而(er)進行(xing)的反應,稱為均相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)作用(yong),能起均相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)作用(yong)的催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)為均相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)。均相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)包括液體酸(suan)、堿催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)和(he)色可賽思固體酸(suan)和(he)堿性(xing)(xing)(xing)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)、可溶性(xing)(xing)(xing)過(guo)渡金屬化(hua)(hua)(hua)合物(wu)(wu)(鹽類(lei)和(he)絡合物(wu)(wu))等。均相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)以分子(zi)或離子(zi)獨立起作用(yong),活(huo)性(xing)(xing)(xing)中心(xin)均一,具有高活(huo)性(xing)(xing)(xing)和(he)高選擇性(xing)(xing)(xing)。
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(de)表(biao)面,反(fan)應(ying)物內的(de)鍵(jian)因斷裂而導(dao)致(zhi)新鍵(jian)的(de)產(chan)(chan)生(sheng),但又(you)因產(chan)(chan)物與催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)間的(de)鍵(jian)并不(bu)牢固,而使(shi)產(chan)(chan)物脫離反(fan)應(ying)位等過(guo)程。現已知許(xu)多催(cui)化(hua)劑(ji)(ji)表(biao)面發(fa)生(sheng)吸附(fu)、反(fan)應(ying)的(de)不(bu)同的(de)結構。
3、生物催化
酶(mei)(mei)(mei)是(shi)生(sheng)物(wu)(wu)催(cui)化(hua)劑(ji)(ji),是(shi)植物(wu)(wu)、動物(wu)(wu)和微生(sheng)物(wu)(wu)產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)具(ju)(ju)有(you)(you)催(cui)化(hua)能力的(de)(de)(de)(de)有(you)(you)機物(wu)(wu)(絕大多數的(de)(de)(de)(de)蛋(dan)白質。但(dan)少量RNA也(ye)具(ju)(ju)有(you)(you)生(sheng)物(wu)(wu)催(cui)化(hua)功能),舊稱酵素。酶(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)催(cui)化(hua)作用(yong)(yong)同樣(yang)具(ju)(ju)有(you)(you)選擇性(xing)。例如(ru),淀粉(fen)。酶(mei)(mei)(mei)催(cui)化(hua)淀粉(fen)水解(jie)為糊精和麥芽糖,蛋(dan)白酶(mei)(mei)(mei)催(cui)化(hua)蛋(dan)白質水解(jie)成肽等。活的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)體利用(yong)(yong)它們(men)來(lai)加速體內的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)反(fan)應。如(ru)果沒有(you)(you)酶(mei)(mei)(mei),生(sheng)物(wu)(wu)體內的(de)(de)(de)(de)許(xu)多化(hua)學(xue)反(fan)應就(jiu)會(hui)進(jin)行(xing)得很(hen)慢,難以維持生(sheng)命(ming)。大約在(zai)37℃的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)中(人體的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)),酶(mei)(mei)(mei)的(de)(de)(de)(de)工作狀態是(shi)最佳(jia)的(de)(de)(de)(de)。如(ru)果溫(wen)度(du)高于(yu)50℃或60℃,酶(mei)(mei)(mei)就(jiu)會(hui)被破壞(huai)掉而不能再發生(sheng)作用(yong)(yong)。因此,利用(yong)(yong)酶(mei)(mei)(mei)來(lai)分(fen)解(jie)衣物(wu)(wu)上的(de)(de)(de)(de)污漬(zi)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)洗滌劑(ji)(ji),在(zai)低溫(wen)下使用(yong)(yong)最有(you)(you)效。酶(mei)(mei)(mei)在(zai)生(sheng)理(li)學(xue)、醫學(xue)、農業、工業等方(fang)面,都有(you)(you)重大意(yi)義。當前,酶(mei)(mei)(mei)制劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)日益廣泛。