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有哪些化學反應的催化劑正好是反應產物?

2018年01月20日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 20 ℃ 次

【LuyaoZou的回答(16票)】:

OK,謝邀了

先說1、3為什麼

通常來說,金屬氧化膜是可以隔絕空氣和水,防止內部進一步氧化的。比如不容易生銹的鋁和鎂就是如此——純淨的鋁、鎂放在空氣中會迅速變灰暗,就是在表面形成了緻密的氧化膜。只要你不去故意破壞它(刮擦、用酸腐蝕、對鋁還可用鹼腐蝕等),它們可以很好的保護金屬。

但是鐵銹不行。這是由於鐵銹的特殊結構——它一點都不緻密,反而很疏鬆。這疏鬆的結構非但不保護鐵,還引狼入室——很容易吸收空氣中的水。這下子,就一層層腐蝕下去,很快整塊鐵就銹死了。

嚴格來說這不算催化,因為鐵銹吸水這是一個物理過程。

再多說幾句:其實絕對乾燥的空氣面對不是太活潑的金屬,腐蝕能力並不強。純鐵和乾燥空氣放一起也是可以相安無事的。為什麼一旦有水的加入,腐蝕立馬加快了呢?因為水的存在提供了溶劑和電解質(空氣中的水也不可能是純水),普通的化學腐蝕升級為電化學腐蝕, 腐蝕速度大大加快。

而3的話和1類似,也是物理過程,生成的產物吸水,然後水再加速反應。而3的話和1類似,也是物理過程,生成的產物吸水,然後水再加速反應。

反應產物自催化的例子其實中學裡就有——高錳酸鉀制氧氣

2KMnO4 -> K2MnO4 + MnO2 + O2

MnO2可以催化這個反應的

當然,最有意思的自催化反應當然是化學反應混沌系統啦,比如著名的BZ反應(振蕩反應)

https://zh.wikipedia.org/wiki/B-Z%E5%8F%8D%E5%BA%94

維基現在都被牆,要是看不到下面是摘錄

其中最常見的反應是鈰作催化劑時,丙二酸在稀硫酸水溶液中被溴酸鹽氧化的反應,方程式如下:

可以形成很漂亮的圖靈斑圖哦

【炸彈兔子的回答(6票)】:

自動催化作用?比如標定KMnO4用的Na2C2O4,生成的Mn2+可以催化他們的反應,這是我本科時候做的滴定分析之一.

鐵銹貌似可以改變電極電位,促進氧化過程進行、

【Bug電子的回答(4票)】:

啊人教版化學教材必修4:

草酸和酸性高錳酸鉀反應生成的Mn2+對該反應有催化作用

【王亦舟的回答(2票)】:

這類反應叫自動催化反應。

但這類反應真的蠻少的,多見於無機反應。

最經典的是Mn2+自催化。

作為化學反應,自動催化反應算是一種奇葩的現象,就是反應越跑越快,後來又慢下來

(可能會有一段峰值,是平的,也就是到了催化所能給予的極限速率了。最後慢下來是因為反應物快沒了,或是快到平衡了,話說這倆情況本質上不是一樣的麼⊙_⊙)

關於自催化反應速率的研究倒是蠻多的,維普出好多文章來。

然而人為還設計不出啥自催化反應,所以並沒有什麼卵用。

你可以類比正反饋調節。

能找到更多的現象。

比如把話筒對著音響,聲音會不停放大直至設備崩潰。

【狐子峰的回答(0票)】:

你聽過自催化嗎?

沒聽過就百度下

【劉沖的回答(2票)】:

「反應的催化劑正好是反應產物」的這類反應是自催化反應。

手頭正好有篇綜述,就大概回答下。有興趣可以看這個hin專業的文獻。(Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 12800 – 12826) Mechanisms of Autocatalysis

首先你必須知道什麼催化。催化簡單說就是通過催化劑作用加速或減慢化學反應的過程,工業反應多是希望加快反應速率,這樣可以節約時間成本。假如化學反應是從反應物(A+B)到產物C,那麼可以理解為我們要從一個山谷(A+B)到另外一個山谷C,此時無催化的反應物要越過很高的山峰,而催化劑可以通過降低該山峰的高度而加快反應速率,所以說催化劑對化學工業十分重要。

再看自催化反應,該類反應生成的產物本身就是催化劑,伴隨產物的生成,可用催化劑越來越多,反應速率也越來越愉快。自催化可簡單用下圖表示:反應物A+B生成C的催化劑正好也是C。

下面是一些自催化的例子:

  • Formose Reaction,即甲醛變成糖混合物。下圖是反應循環圖,看紅圈裡化合物2(乙醇醛),在反應中既是產物,也是催化劑。反應循環略複雜,看不懂直接跳過往下看。

  • Template Replication,模板複製,是一大類反應。機理可用下圖表示:反應物(A,B)和催化劑C結合,形成三分子化合物(A-B-C),進而生成產物C的二聚體,然後解離。C在該過程既是催化劑也是產物。

  • Soai反應,不對稱催化反應。學化學的應該知道什麼是手性和ee值吧。光學純對生物體有多重要,不懂可百度「反應停」。自催化大法好,0.00005%的ee值通過自催化多次循環可放大到99.5%.

另外科學家討論自催化喜歡提生命起源,因為生物分子具有手性均一性,而對稱性破缺很可能與自催化有關。

處女答,如有錯誤,歡迎指正。

【昨夜星已定盤的回答(0票)】:

啊補充樓上,草酸根和高錳酸根在酸性條件下生成二價錳離子,水和二氧化碳。

二價錳離子既是產物又是催化劑

【張坤饒的回答(0票)】:

植物催化劑→乙烯←

果實即將成熟植物釋放乙烯→乙烯催化果實成熟→果實繼續釋放乙烯。直至果實完全成熟。

【aahu的回答(0票)】:

高錳酸鉀與草酸反應 生成錳離子可以作為反應的催化劑加快反應速率

【王憂鬱233的回答(0票)】:

硫酸酸化的高錳酸鉀與草酸反應。

【知乎用戶的回答(0票)】:

大多催化劑都是反應產物

標籤:-化學 -化學反應 -催化劑


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