화학 반응은 어떻게 일어나는 것일까? 2편

《 화학 반응은 어떻게 일어나는 것일까? 2편 》

지난편에서는 화학반응을 충돌이론으로 설명하였고, 임계점 이상의 에너지로 충돌을 할 경우에 화학반응이 일어난다고 설명을 하였다.

그렇다면 화학반응을 보다 빨리 이뤄지게 하는 방법은 어떤것이 있을까?

앞서 말한 온도를 올려 분자들이 임계점 이상의 에너지를 갖게하여 충돌을 시키면 될것이다.

다른 하나는 촉매(觸媒, Catalyst)를 사용하여 반응의 속도를 올리는 방법이 있다.

촉매의 한자어는 닿을촉(觸)과 중매매(媒)를 사용하는데 반응에 참여를 하지 않아 그자신은 변하지 않고 두 분자를 중매하여 화학 반응을 빠르게 촉진하는 역할을 한다. 

 

촉매를 사용하게 되면 전이상태의 활성화 에너지가 낮아져 반응속도가 빨라진다.

 

충돌반응을 보면 알겠지만 충돌계 안에서는 서로다른 분자들이 어지럽게 돌아다니고 있어서 충돌이 일어날 확률이 그리 높지가 않다.

다시 말해 충돌이 일어나야 하고, 그 충돌이 임계점 이상이 되어야 화학반응이 일어나는데 임계점 이상의 에너지를 가지고 있는 분자들을 서로 충돌시키기가 여간 어려운게 아니다.

따라서 이런 경우는 앞서 언급한 촉매를 이용하면 되는데, 촉매의 역할은 한 분자를 움직이지 못하게 촉매에 고정 시켜놓고 다른 분자가 촉매에 붙어 있는 분자를 충돌시켜 반응을 일으키는 것이다.

그리고 의미있는 충돌(임계점 이상을 가진 서로 다른 분자들의 충돌)이 있은후 화학반응이 일어나면 결국 촉매로 부터 탈착이 되어버린다.

아래 그림은 아세톤이 이소프로필 알콜로 변화가 되는 과정을 보여주고 있는데 사용된 촉매는 Pt/ITO로 반응에 참여하는 서로 다른 분자들을 중매할뿐 본인은 반응에 참여를 하지 않아 형태가 변화가 되지 않는다.

Pt/ITO  촉매로 아세톤을 이소프로만올로 변화시키는 과정

보통 촉매로 사용되는 물질은 비어 있는 d-orbital이 많이 있는 중금속등이 이에 해당된다.

 

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화학반응 연재 #1