なぜ触媒があると活性化エネルギーは下がるのか?パート2

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今回はご質問にお答えします。

「なぜ触媒があると活性化エネルギーは下がるのか?」
このことについてもう少しわかりやすくというお願いしますということ。。
http://skyspa.blog.fc2.com/blog-entry-1937.html


それでは、まず最初の「反応速度」の話に戻らないといけません。

反応速度についてですが、反応速度は3つの要因がありましたね。
http://skyspa.blog.fc2.com/blog-entry-1922.html 

「濃度」と「温度」と「触媒」の3つです。

skyimage009.jpg

このグラフは反応速度と温度について表しています。
温度を上げると反応速度は上がります。
なぜ上がっていくのか?それは分子運動の激しさ、動く速さも重要ですが、
一番は分子自体のもつエネルギーが大きな要因を示します。
このグラフでは、横軸は分子1個のもつエネルギーの数、縦軸はその1個の分子のエネルギーを持つ分子数です。

この場合は低温のときは、低いエネルギーをもつ分子部分に多く分子数が存在している。
よって、活性エネルギー地点(Ea)からの赤い部分は低温ほどわずかですよね。

では温度を上げていくと分子運動は激しくなりますので、分子の衝突回数が増える(エネルギーが大きくなる)
ゆえに運動エネルギーの高い部分に移行していきます。

この反応が起きるきっかけというのは、2つの分子が衝突するときにその分子2つ両方ともに
活性化エネルギーに達していないと反応は起こりません。

skyimage008.jpg
このAとBの2つの分子が衝突するときに、この2つの分子がエネルギーを持っていなければ、
活性化エネルギーの山を超えることはできないわけです。

skyimage009.jpg
もう一度先ほどのグラフに戻ります。
つまり温度が上がると活性化エネルギー(Ea)以上の分子の数が増えることになるわけです。
よって高温ほど活性化エネルギーを超える分子の個数が多くなるので、反応速度が速くなります。


そして「触媒」です。
触媒は、この活性化エネルギーを下げてくれる役割をします。
分子の衝突が分散して起こり、遅い分子エネルギーに律速反応させます。
http://skyspa.blog.fc2.com/blog-entry-1937.html

遅い分子エネルギーの反応になることで反応経路が変わり、活性化エネルギーが下がる。
活性化エネルギーが下がれば、より活性化させやすい=より反応できる粒子が用意できる。
したがって反応速度が上がる。すると必然的に運動エネルギーは増えるということになるわけです。



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