改變化學(xué)反應(yīng)速度的物質(zhì)
化學(xué)先生 / 2019-06-30
生活目常生活中我們可以看到鐵生銹是十分緩慢的，而把白醋滴在雞蛋殼上馬上就看到有氣泡產(chǎn)生。這兩個(gè)事例說(shuō)明r化學(xué)反應(yīng)是有快有慢的。人們當(dāng)然想能夠改變化學(xué)反應(yīng)的快慢，正好存在有這樣的一類物質(zhì)，它們就具有這樣的作用。瑞典化學(xué)家貝采里烏斯于1886年最先把這種作用稱為催化作用，將在反應(yīng)中起催化作用的物質(zhì)稱為催化劑。
實(shí)際上，貝采里烏斯并不是第一個(gè)觀察并記錄催化現(xiàn)象的人?；鶢柣舴蛟?814年研究了酸催化淀粉水解為葡萄糖的反應(yīng)，如果有酸類存在，蔗糖的水解作用會(huì)進(jìn)行得很快，反之則很緩慢。而在整個(gè)水解過(guò)程中,酸類并無(wú)什么變化,它好像并不參加反應(yīng)，只是加速了反應(yīng)過(guò)程。同一年,英國(guó)化學(xué)家戴維發(fā)現(xiàn)了煤氣在鉑上進(jìn)行氧化反應(yīng),并詳細(xì)描述了這個(gè)反應(yīng)過(guò)程。
催化也是中學(xué)化學(xué)中的一個(gè)重要概念,其中對(duì)催化劑的概念是這樣描述的:在化學(xué)反應(yīng)里能改變其他物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)速率，而本身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)前后都沒(méi)有變化的物質(zhì)叫作催化劑。
二氧化錳大概是化學(xué)初學(xué) 者認(rèn)識(shí)的第一個(gè)催化劑，它被用在氯酸鉀分解制取氧氣的反應(yīng)中。結(jié)合這個(gè)反應(yīng)，我們來(lái)了解一下在理 解催化這個(gè)概念時(shí)的幾點(diǎn)注意事項(xiàng):
(1)使用催化劑，不一定都是加快反應(yīng)速率的。催化劑定義中的“改變”二字,其中既包括“加快”，也包括“減慢”。通常把加快化學(xué)反應(yīng)的催化劑叫正催化劑,減慢化學(xué)反應(yīng)的催化劑叫負(fù)催化劑(當(dāng)然，我們學(xué)習(xí)到的催化劑絕大多數(shù)是加快反應(yīng)速率的)。
(2)使用催化劑并不能增加生成物的質(zhì)量。如在氯酸鉀中加入適量的二氧化錳，只能更快但不能更多地得到氧氣。
(3)催化劑只影響反應(yīng)的速率，而不能決定反應(yīng)能否發(fā)生。通俗地說(shuō)，一個(gè)根本不能發(fā)生的反應(yīng)，不會(huì)因?yàn)榧尤四撤N催化劑而使其反應(yīng)。如在加熱氯酸鉀制氧氣的實(shí)驗(yàn)中，沒(méi)有二氧化錳作為催化劑，氯酸鉀受熱照樣能分解，只是反應(yīng)的速率較慢。
(4)對(duì)某一反應(yīng)而言，催化劑并非只有一.種，可能有多種。由氨酸鉀分解制取氧氣，除了用二氧化錳作為催化劑以外，還可用氧化鐵、粗鹽、氧化銅等作為催化劑,但二氧化錳的催化效果最好。
(5)二氧化錳不能對(duì)所有反應(yīng)都起催化作用。如工業(yè)上合成氨用鐵粉作為催化劑。
(6)催化劑的用量并非越多越好，般在反應(yīng)中催化劑的用量都有一個(gè)最佳比例。
(7)催化劑在反應(yīng)后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)沒(méi)有改變,但它的物理性質(zhì)往往會(huì)發(fā)生改變。
在今天的工業(yè)生產(chǎn)中，催化劑已經(jīng)扮演著十分重要的角色。據(jù)統(tǒng)計(jì)，工業(yè)中的催化劑種類已達(dá)100萬(wàn)種以上，且化工生產(chǎn)中約有85%的化學(xué)反應(yīng)離不開(kāi)催化劑。它們?cè)跓捰?、塑料、合成氨、合成橡膠、合成纖維等工業(yè)部門的許多物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程中大顯神威，創(chuàng)造出一個(gè)又一個(gè)奇跡。
如此神通廣大的催化劑，如果不被用于崇高的環(huán)境保護(hù)事業(yè)中,豈不可惜。現(xiàn)在世界上生產(chǎn)的幾乎每一輛汽車的排氣系統(tǒng)中都配備了一個(gè)催化轉(zhuǎn)化器,安裝催化轉(zhuǎn)化器的目的是為了減少汽車尾氣的污染。財(cái)
該裝置中的催化劑(一般為鉑、銠等金屬)涂于多孔、耐熱性材料的表面，廢氣中的一氧化氮、一 氧化碳等有害氣體在催化劑的表面會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成不污染空氣的氮?dú)夂投趸肌?/span>
催化轉(zhuǎn)化器的工作溫度一般為316C-649C，此溫度區(qū)間正好與汽車正常行駛時(shí)排氣裝置的溫度區(qū)間相吻合。低于316°C,此裝置不起作用。例如，在汽車發(fā)動(dòng)階段，轉(zhuǎn)化器正在預(yù)熱，達(dá)不到工作溫度,因此此時(shí)的污染物僅僅通過(guò)轉(zhuǎn)化器而未發(fā)生任何變化。這也是我們經(jīng)?？吹焦卉噯?dòng)時(shí)濃煙滾滾的A個(gè)重要原因。
酶是人體內(nèi)的催化劑,它幾乎參與人體內(nèi)發(fā)生的全部化學(xué)反應(yīng)。據(jù)科學(xué)家研究，人體內(nèi)酶的種類超過(guò)2000種。
人在消化食物時(shí)，就有多種酶的幫助。人體的正常體溫恰好是酶工作效率最高的溫度，所以，我們?cè)谏“l(fā)燒時(shí)，會(huì)有食欲不振等不適癥狀。
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