語彙
| English | 意味 |
|---|---|
| heterogeneous catalyst/ˌhetrəˈdʒiːnɪəs ˈkætəlɪst/ | 多相触媒 |
| adsorption/ədˈsɔːpʃn/ | 吸着 |
| desorption/dɪˈsɔːpʃn/ | 脱離 |
| surface area/ˈsɜːfɪs ˈeərɪə/ | 表面積 |
| homogeneous catalyst/həˈməʊdʒnɪəs ˈkætəlɪst/ | 均相触媒 |
反応を加速する方法
- 触媒は均一系または不均一系である。
- それぞれ特有の働きをする。
- どちらも反応の終わりには変化なく戻ってくる。
実践
不均一触媒は、反応物とは異なる物理状態にあります。
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
例：気体反応物に対する固体触媒。
不均一系触媒
- 反応物とは異なる物理状態にある（通常は固体と気体）。3つの段階で働く：
- 吸着: 反応物分子が表面に付着する。
- 結合が弱まるため、より容易に反応する。
- 脱着: 生成物が表面から離れる。
- 例: ハーバー法における鉄; カタリコンにおけるPt/Pd/Rh。
不均一系触媒は、表面での吸着、反応、そして脱着によって機能する
工業用不均一系触媒は、反応物の付着面積を大きくするために、小さな形状のあるペレット、リング、ディスクとして製造されている
探索
触媒が反応を速くする仕組み
触媒を作用させると、より低いエネルギーの経路を提供することで秒あたりの有効衝突数が増え、速度が急上昇します。
実践
不均一触媒:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
不均一 = 異なる状態（例：固体＋気体）；反応物が吸着し、反応して、生成物が脱着する。
実践
不均一触媒の各工程を順序立てて記しなさい。
難易度 3/5 · 200 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
反応物が吸着し、弱まった結合が反応して、その後生成物が脱着する。
均一系触媒
- 反応物と同じ物理状態にある。
- ある段階で消費され、後の段階で再生されるため、最終的には変化なく残る。
- 例：NOₓ が大気中の $\text{SO}_2$ の酸化を助ける； $\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}^{3+}$ が $\text{I}^-$ + $\text{S}_2\text{O}_8^{2-}$ 反応を促進する。
実践
均一触媒:
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
均一 = 同じ状態；ある段階で反応し、後の段階で再生されるため、元の状態に戻ります。
実践
均一触媒はどれか？
難易度 1/5 · 100 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
水溶液の Fe²⁺/Fe³⁺ は反応しているイオンと同じ状態であり、均一触媒です。固体の Fe や Pt は不均一触媒です。
触媒の2つの種類
- 不均一系触媒（異なる相）は、表面への吸着によって機能する。
- 均一系触媒（同じ相）は、中間体を介して機能する。
理解できましたか
Key idea
- 不均一系（異なる状態）: 吸着 → 結合の弱化 → 脱着 （例: ハーバー法のFe、Pt/Pd/Rh変換器）
- 均一系（同じ状態）: 消費されてから再生されるため変化しない（例: $\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}^{3+}$）