催化劑為什么能加快反應(yīng)速度
催化劑對(duì)反應(yīng)速度的影響和濃度、溫度的影響是不一樣的，濃度或溫度影響反應(yīng)速度時(shí)一般不改變反應(yīng)機(jī)理，而催化劑對(duì)于反應(yīng)速度的影響卻是通過(guò)改變反應(yīng)機(jī)理而實(shí)觀的。通常，在催化劑的參與下，反應(yīng)往往分成幾步進(jìn)行，各步驟的活化能都不大，其總活化能比沒(méi)有催化劑時(shí)的活化能小，因而加快了反應(yīng)速度。催化過(guò)程比非催化過(guò)程的活化能普遍降低，而且降低的幅度很大。由于反應(yīng)速度或反應(yīng)速率常數(shù)與活化能為指數(shù)函數(shù)關(guān)系，所以活化能的降低對(duì)反應(yīng)速度的增加影響極大，通常增加千百萬(wàn)倍。催化反應(yīng)的總活化能就比非催化反應(yīng)的活化能小得多。
由于催化劑的存在，反應(yīng)途徑發(fā)生了變化，這時(shí)反應(yīng)所需的活化能大為降低，故反應(yīng)速度大大加快。
以碘為摧化劑的乙醛分解反應(yīng)就是催化劑改變反應(yīng)途徑的一個(gè)實(shí)例。在沒(méi)冇催化劑時(shí)，乙醛按下式分解
ch3cho—ch4+co
在碘存在下，乙醛先與I2生成中間化合物，然后再分解出I2
CH3CHO+I2—CH31•HI+CO
CH3I.HI—>ch4+i2
不加催化劑時(shí)反應(yīng)的活化能為190kj.mol•、加入碘后，活化能降為這相當(dāng)于反應(yīng)速度增加了10000倍。這是由于催化劑使反應(yīng)的途徑發(fā)生了變化，即走了一條需要活化能低的捷徑。
又如許多發(fā)醇反應(yīng)和先物體內(nèi)的反應(yīng)常在酶催化劑的參與下分成一連串步驟進(jìn)行，而且毎一步的活化能都很小，以致能夠在常溫下或稍高的溫度下以很大速度進(jìn)行。
那些不易于與反應(yīng)物作用，或雖能作用但卻生成穩(wěn)定中間化合物的物質(zhì)，都不能成為催化劑。