一、催化劑的作用是什么
催化劑是一種改變反(fan)應速率(lv)但不改變反(fan)應總標準吉布斯(si)自(zi)由能的物質(zhi)。由于催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑的介入而加速或減緩化(hua)(hua)學(xue)反(fan)應速率(lv)的現象稱(cheng)為(wei)催(cui)(cui)化(hua)(hua)作用,涉及催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑的反(fan)應稱(cheng)為(wei)催(cui)(cui)化(hua)(hua)反(fan)應。
在催(cui)(cui)化(hua)(hua)反應中(zhong),催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)與反應物發生作用,改變了(le)反應途徑,從而降(jiang)低了(le)反應的活化(hua)(hua)能(neng),這是催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)得以提高(gao)反應速率(lv)的原因。如化(hua)(hua)學反應A+B→AB,所(suo)需活化(hua)(hua)能(neng)為(wei)E,加入(ru)催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑(ji)C后,反應分(fen)兩步進行(xing),所(suo)需活化(hua)(hua)能(neng)分(fen)別為(wei)F,G,其中(zhong)F,G均(jun)小于(yu)E。
二、催化劑的種類有哪些
催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)種類繁多,按狀態(tai)可分(fen)為(wei)(wei)(wei)液體(ti)(ti)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)固(gu)體(ti)(ti)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji);按反(fan)應體(ti)(ti)系的相(xiang)態(tai)分(fen)為(wei)(wei)(wei)均相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)多相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji),均相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)有(you)(you)酸、堿(jian)、可溶性過(guo)渡金(jin)屬化(hua)(hua)(hua)(hua)合(he)(he)物和(he)(he)過(guo)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。多相(xiang)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)有(you)(you)固(gu)體(ti)(ti)酸催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、有(you)(you)機堿(jian)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、金(jin)屬催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、金(jin)屬氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)物催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、絡合(he)(he)物催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、稀土催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、分(fen)子篩催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、生物催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)、納米催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)等(deng);按照反(fan)應類型(xing)又分(fen)為(wei)(wei)(wei)聚(ju)合(he)(he)、縮聚(ju)、酯化(hua)(hua)(hua)(hua)、縮醛(quan)化(hua)(hua)(hua)(hua)、加氫、脫氫、氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)、還原、烷基(ji)化(hua)(hua)(hua)(hua)、異(yi)構化(hua)(hua)(hua)(hua)等(deng)催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji);按照作用大小還分(fen)為(wei)(wei)(wei)主催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)和(he)(he)助催(cui)(cui)(cui)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)(ji)。
1、均相催化
催(cui)化(hua)(hua)劑和反應物同處(chu)于(yu)一相(xiang)(xiang)(xiang),沒有相(xiang)(xiang)(xiang)界存在而進行(xing)的反應,稱為(wei)均相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)化(hua)(hua)作用,能起均相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)化(hua)(hua)作用的催(cui)化(hua)(hua)劑為(wei)均相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)化(hua)(hua)劑。均相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)化(hua)(hua)劑包括(kuo)液體(ti)酸、堿(jian)(jian)催(cui)化(hua)(hua)劑和色可賽思固(gu)體(ti)酸和堿(jian)(jian)性催(cui)化(hua)(hua)劑、可溶性過渡金(jin)屬化(hua)(hua)合物(鹽(yan)類和絡合物)等。均相(xiang)(xiang)(xiang)催(cui)化(hua)(hua)劑以分子或(huo)離子獨立起作用,活性中(zhong)心均一,具有高(gao)活性和高(gao)選擇(ze)性。
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)(de)(de)(de)表(biao)面,反(fan)應物內的(de)(de)(de)(de)鍵因斷裂而(er)導致新鍵的(de)(de)(de)(de)產生,但又因產物與(yu)催化劑(ji)間的(de)(de)(de)(de)鍵并不(bu)牢固,而(er)使產物脫離反(fan)應位等過程。現(xian)已知許(xu)多(duo)催化劑(ji)表(biao)面發生吸(xi)附、反(fan)應的(de)(de)(de)(de)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)。
3、生物催化
酶(mei)是生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)催(cui)(cui)化(hua)劑,是植(zhi)物(wu)(wu)、動物(wu)(wu)和微生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)產生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)(de)具有催(cui)(cui)化(hua)能力(li)的(de)(de)(de)(de)有機物(wu)(wu)(絕大(da)多數的(de)(de)(de)(de)蛋白(bai)(bai)質。但少量RNA也具有生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)催(cui)(cui)化(hua)功能),舊稱酵素。酶(mei)的(de)(de)(de)(de)催(cui)(cui)化(hua)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)同(tong)樣具有選擇性。例如(ru)(ru),淀粉。酶(mei)催(cui)(cui)化(hua)淀粉水解為糊精和麥(mai)芽(ya)糖(tang),蛋白(bai)(bai)酶(mei)催(cui)(cui)化(hua)蛋白(bai)(bai)質水解成肽等(deng)。活的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)利(li)用(yong)(yong)(yong)它們來(lai)(lai)加速體(ti)(ti)(ti)內的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)反應(ying)。如(ru)(ru)果(guo)沒(mei)有酶(mei),生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)內的(de)(de)(de)(de)許多化(hua)學(xue)反應(ying)就(jiu)會(hui)進行得很慢(man),難以(yi)維持生(sheng)(sheng)(sheng)命。大(da)約在(zai)37℃的(de)(de)(de)(de)溫度(du)中(人體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)溫度(du)),酶(mei)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態是最佳的(de)(de)(de)(de)。如(ru)(ru)果(guo)溫度(du)高于50℃或60℃,酶(mei)就(jiu)會(hui)被破壞掉而不能再發生(sheng)(sheng)(sheng)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)。因(yin)此,利(li)用(yong)(yong)(yong)酶(mei)來(lai)(lai)分(fen)解衣(yi)物(wu)(wu)上的(de)(de)(de)(de)污(wu)漬的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)洗滌劑,在(zai)低(di)溫下使用(yong)(yong)(yong)最有效。酶(mei)在(zai)生(sheng)(sheng)(sheng)理(li)學(xue)、醫學(xue)、農業、工(gong)業等(deng)方面(mian),都有重(zhong)大(da)意義。當前(qian),酶(mei)制劑的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)日益廣泛。