Science >> Wetenschap >  >> Chemie

Waarom kan een katalysator de reactie versnellen, zelfs bij lage temperatuur?

Dit is hoe katalysatoren reacties versnellen, zelfs bij lage temperaturen:

katalysatoren en activeringsenergie

* Activeringsenergie: Elke chemische reactie vereist een bepaalde hoeveelheid energie om aan de slag te gaan. Dit wordt de activeringsenergie genoemd. Zie het als een rots omhoog duwen - het heeft een bepaalde hoeveelheid energie nodig om over de bovenkant te komen en de andere kant af te rollen.

* Katalysatoren Lagere activeringsenergie: Katalysatoren werken door een alternatieve reactieroute te bieden met een *lagere activeringsenergie *. Dit betekent dat de reactanten minder energie nodig hebben om de overgangstoestand te bereiken en producten te vormen.

Temperatuur- en reactiesnelheden

* Temperatuur en botsingen: Hogere temperaturen verhogen de kinetische energie van moleculen, waardoor ze vaker en met een grotere kracht vaker botsten. Dit vergroot de kans op succesvolle botsingen die leiden tot productvorming.

* Katalysatoren Bypass Temperatuur: Katalysatoren verhogen de temperatuur niet. In plaats daarvan maken ze de reactie gemakkelijker om te gebeuren bij de bestaande temperatuur. Ze maken effectief meer botsingen succesvol, zelfs als de moleculen niet zo snel bewegen vanwege de lagere temperatuur.

analogie

Stel je voor dat je een bergpas hebt die auto's moeten oversteken om naar een bestemming te gaan. De pass is erg hoog en auto's hebben veel brandstof nodig om eroverheen te komen. Een tunnel wordt door de berg gebouwd, waardoor de reis veel gemakkelijker wordt en minder brandstof vereist.

* Mountain Pass: Vertegenwoordigt de oorspronkelijke reactieroute met hoge activeringsenergie.

* tunnel: Vertegenwoordigt de gekatalyseerde route met lagere activeringsenergie.

* auto's: Vertegenwoordigen reactantmoleculen.

* brandstof: Vertegenwoordigt de energie die nodig is om activeringsenergie te overwinnen.

Key Points

* Katalysatoren veranderen het evenwicht van een reactie niet; Ze versnellen alleen de snelheid waarmee evenwicht wordt bereikt.

* Katalysatoren worden niet geconsumeerd in de reactie, zodat ze herhaaldelijk kunnen worden gebruikt.

* Katalysatoren kunnen heel specifiek zijn en werken alleen met bepaalde reacties of reactanten.

voorbeelden

* enzymen: Biologische katalysatoren die biochemische reacties in levende organismen versnellen.

* katalytische converters in auto's: Omzet schadelijke uitlaatgassen in minder schadelijke stoffen.

* metaalkatalysatoren in industriële processen: Gebruikt om veel chemicaliën, kunststoffen en brandstoffen te produceren.