催化原理
化学反应能否进行要根据自由能的变化,但仅仅根据自由能的变化还不能判断反应能否完成,因为化学反应的完成还取决于反应的能垒,即如果反应能垒很高,则必须为其提供一定的能量,越过能垒,完成反应.该能垒被称为活化能.而催化剂的作用就是降低该活化能,使之在相对不苛刻的环境下发生化学反应.
催化剂改变反应速率,是由于改变了反应途径,降低了反应的活化能.
比如氢气和氧气的化学反应:
水中溶解氧的标准电极电位
由此计算出的自由能变化
ΔG=-nFε=-2×96500×1．229=-237kJ
式中F为法拉第常数96500C
n为参与反应的电子数,本式中等于2
由于ΔG＜0,而且很大,所以反应应能非常快地自动进行,但是在常温下反应却始终不可能完成,必须有火花等将之引燃,反应所产生的能量才能将反应继续下去.某种涂钯的树脂能起到催化剂作用,使氢气和氧气在常温下就能够化合生成水.据此原理,通过向溶解有氧气的水中通人适量氢气,在与催化剂的充分接触后,化合生成水,从而起到除氧的目的.