催化反應(catalysis reaction)

催化反應(catalysis reaction)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

催化劑(catalyst)是一種能夠加快反應速率的物質，其可使反應以較低活化能(activation energy)路徑來進行，這種作用稱為催化反應(catalysis reaction)。催化劑會與反應物發生作用，它們有可能會在反應某階段中被消耗，然後在整個反應結束之前又重新產生。大多數催化劑都只能加速某一種化學反應，而不能被用來加速所有的化學反應。

催化劑通常被分成三種類型： (1) 均相催化劑(homogeneous catalyst)：又稱單相催化作用。均相催化劑與反應物為同一種相。例如：當四氧化二氮(N₂O₄)在日光下可被氯氣(Cl₂)催化分解成氮氣(N₂)和氧氣(O₂)，此處氯氣就是均相催化劑。 (2) 非均相催化劑(heterogeneous catalyst)：又稱異相催化劑或觸媒，催化劑與反應物為不同的相。在非均相催化反應中，反應物先吸附(adsorption)在催化劑表面，接著反應物結構內原有的化學鍵斷裂並有新鍵產生，最後產物從催化劑表面脫附(desorption)離開。例如：生產人造奶油(氫化油)時，反應物是液態植物油和氣態氫氣，非均相催化劑則是固態鎳。 (3) 生物催化劑(biocatalysts)，又稱酵素或酶(enzyme)。酶是蛋白質，屬於聚合物高分子。擔任反應物的受質通常在酶表面特定位置的活性中心(active site)進行催化作用，生物體利用酶們來加速體內的化學反應，而此酶需要適合的溫度方能作用。 　

在催化反應裡，人們往往加入催化劑以外的另一物質，以增強催化劑的催化作用，這種物質叫做助催化劑(catalytic promoter)。例如，在合成氨的鐵催化劑裡加入少量的氧化鋁和氧化鉀作為助催化劑，可大大提高催化作用。反應物裡如有雜質，可能使催化劑的活性減弱或失去，這種現象叫做催化劑中毒(catalyst poisoning)。

參考資料: http://en.wikipedia.org/wiki/Catalyst
                  http://encyclopedia.thefreedictionary.com/Catalysis