Hvordan katalysatorer fremskynder kemiske reaktioner:En klar guide

Rawpixel/iStock/GettyImages

Når du bruger vaskemiddel til at slippe af med en plet på en skjorte, ser du en katalysator i aktion under en kemisk reaktion. Vaskemidler har enzymer, som er katalysatorer, der nedbryder snavs og andre pletter på tøj. Selvom de hjælper med at rense folks yndlingstøj, er de ikke de eneste eksempler på kraftfulde katalysatorer.

TL;DR (for lang; læste ikke)

En katalysator fremskynder en kemisk reaktion. Katalysatoren forbliver uændret efter reaktionen.

En katalysators effekt på en kemisk reaktion

En katalysators effekt på en kemisk reaktion

En katalysator påvirker en kemisk reaktion ved at accelerere den. Det tilbyder også en alternativ måde for reaktionen at ske, som sænker den nødvendige mængde energi. Reaktioner kræver aktiveringsenergi for at starte, og katalysatorer kan hjælpe. Katalysatorer overlever dog reaktionerne uændret.

To måder katalysatorer påvirker en kemisk reaktion

To måder katalysatorer påvirker en kemisk reaktion

De to vigtigste måder, hvorpå katalysatorer påvirker kemiske reaktioner, er ved at skabe en måde at sænke aktiveringsenergien på eller ved at ændre, hvordan reaktionen sker. De kan sænke energien i overgangstilstanden, så den samlede aktiveringsenergi, der er nødvendig for reaktionen, falder, eller de kan ændre mekanismerne for en reaktion og dermed ændre overgangstilstanden.

Katalysatorer udfører deres arbejde på forskellige måder. En mulighed er, at disse stoffer giver reaktantmolekylerne mulighed for at bryde deres bindinger og danne nye med katalysatorerne. Disse bindinger er ikke permanente, så katalysatorerne kan overleve reaktionerne uændret. En anden måde, hvorpå katalysatorer fungerer, er ved at ændre konfigurationen af reaktanterne og svække deres bindinger.

Eksempler på katalysatorer i kemiske reaktioner

Eksempler på katalysatorer i kemiske reaktioner

To typer katalysatorer er homogene og heterogene. Homogene katalysatorer eksisterer i samme fase som reaktanterne i den kemiske reaktion. For eksempel, hvis reaktanterne er gasser, så er katalysatoren også en gas. Heterogene katalysatorer er i en anden fase end reaktanterne. For eksempel kan reaktanterne være faste, men katalysatoren er en væske.

Enzymer er et typisk eksempel på en biologisk katalysator. Disse proteiner kan foldes på forskellige måder for at hjælpe reaktioner ved at binde reaktanter. Katalysatorer kan hjælpe med at hydrolysere saccharose eller bordsukker. Invertase er et enzym, der hjælper med at nedbryde saccharose:saccharose + H2O giver glucose + fructose.

Katalysatorer i biler er et andet almindeligt eksempel på, hvordan katalysatorer fungerer. Katalysatorerne inde i konverterne har en tendens til at være ædle metaller såsom platin eller rhodium. Gasser kommer ind i konverteren og kommer i kontakt med katalysatorerne. Så reagerer skadelige forurenende stoffer med metallerne og bliver mindre giftige.