Lernziele
- Katalysator definieren.
- Erklären Sie, wie Katalysatoren die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion beeinflussen.
Wohin ging die Sonne?
Smog in New York City. Mit freundlicher Genehmigung von Dr. Edwin P. Ewing, Jr, CDC/Wikimedia.
benzinbetriebene Fahrzeuge emittieren viele schädliche Materialien. Stickoxide entstehen, wenn atmosphärischer Stickstoff bei den hohen Temperaturen eines Automotors mit Sauerstoff reagiert., Kohlenmonoxid ist ein Nebenprodukt der unvollständigen Verbrennung von Kohlenwasserstoffen. Verdampfter und nicht verwendeter Kraftstoff setzt flüchtige Kohlenwasserstoffe in die Atmosphäre frei, um Smog zu bilden. Das Vorhandensein eines Katalysators in der Abgasanlage des Fahrzeugs bewirkt, dass diese Materialien reagieren und in weniger schädliche Produkte umgewandelt werden.
Katalysatoren
Manchmal kann einer chemischen Reaktion eine Substanz zugesetzt werden, die zu einem dramatischen Geschwindigkeitsanstieg führt., Wasserstoffperoxid wird als Desinfektionsmittel für Kratzer und Schnitte verwendet und kommt in vielen Medikamentenschränken als 3% ige wässrige Lösung vor. Wasserstoffperoxid zersetzt sich natürlich, um Wasser und Sauerstoffgas zu produzieren, aber die Reaktion ist sehr langsam. Eine Flasche Wasserstoffperoxid hält mehrere Jahre, bevor sie ersetzt werden muss. Die Zugabe von nur einer kleinen Menge Mangan(IV) – Oxid zu Wasserstoffperoxid führt jedoch dazu, dass es sich innerhalb weniger Minuten vollständig zersetzt., Ein Katalysator ist eine Substanz, die die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion erhöht, indem sie die Aktivierungsenergie senkt, ohne in der Reaktion verbraucht zu werden. Nach der Reaktion kehrt ein Katalysator in seinen ursprünglichen Zustand zurück und so können Katalysatoren immer wieder verwendet werden. Da es sich weder um einen Reaktanten noch um ein Produkt handelt, wird ein Katalysator in einer chemischen Gleichung dargestellt, indem er über den Ertragspfeil geschrieben wird.
Ein Katalysator verändert die spezifische Art und Weise, wie die Reaktion abläuft, und nennt sie ihren Mechanismus., Das wichtige Ergebnis der Verwendung eines Katalysators ist, dass die Gesamtaktivierungsenergie der Reaktion gesenkt wird (siehe Abbildung unten ). Mit einer niedrigeren Aktivierungsenergiebarriere kann ein größerer Prozentsatz reaktanter Moleküle effektive Kollisionen haben und die Reaktionsgeschwindigkeit steigt.
Abbildung 1. Die Zugabe eines Katalysators zu einer Reaktion senkt die Aktivierungsenergie und erhöht die Reaktionsgeschwindigkeit. Die Aktivierungsenergie der unkatalysierten Reaktion wird durch Ea gezeigt, während die katalysierte Reaktion durch Ea ‚ gezeigt wird., Die Reaktionswärme (ΔH) ist durch die Anwesenheit des Katalysators unverändert. Bild von der CK – 12 Stiftung-Christopher Auyeung.
Katalysatoren sind extrem wichtige Bestandteile vieler chemischer Reaktionen. Enzyme in Ihrem Körper wirken als Katalysatoren der Natur und ermöglichen wichtige biochemische Reaktionen mit angemessenen Raten. Chemieunternehmen suchen ständig nach neuen und besseren Katalysatoren, um Reaktionen schneller zu machen und damit das Unternehmen profitabler zu machen.
Zusammenfassung
- Die Funktion eines Katalysators wird beschrieben.,
Praxis
Sehen Sie sich das Video unter dem folgenden Link an und beantworten Sie die folgenden Fragen:
- Welcher Farbstoff wird bei Blue Jeans verwendet?
- Was machen Sie für die Blue Jeans?
- Listen Sie drei Probleme auf, die für nicht katalysierte Reaktionen existieren.
<
- Was beeinflusst ein Katalysator in einer chemischen Reaktion?
- Ist die
für den Prozess betroffen? - Wo geben wir beim Schreiben einer chemischen Gleichung den Katalysator an?,
<
- Katalysator: Eine Substanz, die die Geschwindigkeit einer chemischen Reaktion erhöht, indem sie die Aktivierungsenergie senkt, ohne in der Reaktion verbraucht zu werden.