촉매의 특성과 활용분야

수 있다. 이 반응의 속도는 전체의 A＋B의 비율에 따라 결정된다. ② 에서는 A(또는 B)가 촉매 K와 결합하여 AK(또는 BK)가 생기고 여기에 다시 B(또는 A)가 반응하여 ABK의 활성화상태(활성화물) (AB)*K를 생성하며, 이어서 생성물 C가 생기고 촉매 K가 재생한다. 이 과정에서의 에너지 극대(E`)는 E에 비해 훨씬 작으므로 반응속도는 매우 커진다. 이와 같이 촉매는 활성화 에너지를 낮추는 역할을 한다. 또 〔그림 5〕에서도 알 수 있듯이 촉매는 반응속도를 정방향으로도 역방향으로도 같은 배율만큼만 증가시킨다.


③균일 촉매 반응과 불균일 촉매 반응
반응메커니즘으로서 앞에서 말한 아세트산메틸의 가수분해에서는 반응물이나 촉매도 같은 용액 속에 있으므로 균일촉매반응이라 한다. 〔그림 6〕과 같이 반응에 H이 첨가되고 마지막에는 H이 재생되는 것으로 생각된다. 이 밖에 수산화이온 OH이 촉매로서 작용하는 반응도 있는데, 이것들을 묶어서 산염기촉매반응이라고 한다.






〔그림 6〕

불균일 촉매반응
반응물이 기체나 액체이고 촉매가 고체인 경우이며, 실제로 화학공업·각종 장치·연구실에서 사용되는 촉매반응의 대부분이다. 암모니아 합성반응의 경우 반응하는 질소와 수소는 기체이고 촉매인 철은 고체여서 서로 다른 상 사이의 촉매반응이므로, 이런 계(系)에서 일어나는 촉매반응을 불균일 촉매반응이라고 한다. 반응의 종류에는 산화·수소화·이성질체화·중합·크래킹 등이 있다. 또 그것에 사용되는 촉매도 금속·금속산화물, 금속의 각종 염·착물 등 여러 가지이다〔표1〕. 촉매는 선택성이 있으므로 같은 반응물도 사용하는 촉매나 반응조건에 따라 생성물이 다르다. 에탄올(에틸알코올)의 예를 〔그림 7〕에 표시하였다. 또 모든 효소는 각각 1종류의 반응만을 촉진하므로 매우 선택성이 높은 촉매라 할 수 있다. 불균일촉매반응은 촉매와 반응물이 접하는 장소인 촉매의 표면에서 진행한다. 따라서 촉매의 유효성·활성은 촉매의 표면적인 크기와 단위표면적의

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