Hvorfor kræves katalysator, når brint reagerer med jod?

* fremadrettet reaktion: H₂ (g) + i₂ (g) ⇌ 2HI (g)

* omvendt reaktion: 2HI (g) ⇌ h₂ (g) + i₂ (g)

Mens reaktionen er termodynamisk gunstig, hvilket betyder, at den frigiver energi og bør fortsætte spontant, sker det meget langsomt ved stuetemperatur. Dette skyldes, at reaktionen kræver en høj aktiveringsenergi, som er den minimale energi, der er nødvendig for, at molekylerne kolliderer og bryder deres bindinger for at danne nye.

En katalysator kræves for at fremskynde reaktionen ved at sænke aktiveringsenergien. Katalysatorer tilvejebringer en alternativ vej til, at reaktionen kan forekomme, der involverer et andet sæt mellemtrin med lavere aktiveringsenergi. Dette gør det muligt for reaktionen at ske med en hurtigere hastighed, selv ved stuetemperatur.

Sådan fungerer en katalysator i denne specifikke reaktion:

1. adsorption: Reaktanterne (H₂ og i₂) adsorberer på overfladen af ​​katalysatoren.

2. svækkelse af obligationer: Katalysatoren svækker bindingerne inden for reaktantmolekylerne, hvilket gør dem mere tilbøjelige til at bryde.

3. Dannelse af mellemprodukter: Katalysatoren letter dannelsen af ​​mellemarter, såsom atomhydrogen og jod, på dens overflade.

4. reaktion: De mellemliggende arter reagerer med hinanden for at danne HI.

5. desorption: HI -molekylerne desorberer fra katalysatoroverfladen, hvilket gør det muligt at bruge katalysatoren igen.

Almindelige katalysatorer, der bruges i denne reaktion:

* platin (PT): En meget effektiv katalysator, der ofte bruges i laboratorieindstillinger.

* nikkel (ni): En billigere katalysator, der bruges i industrielle applikationer.

Ved at sænke aktiveringsenergien fremskynder katalysatoren reaktionen markant, hvilket giver mulighed for produktion af hydrogeniodid til en rimelig hastighed.