Γιατί ο καταλύτης απαιτείται όταν το υδρογόνο αντιδρά με ιώδιο;
* Αντίδραση προς τα εμπρός: H₂ (g) + i₂ (g) ⇌ 2hi (g)
* Αντίστροφη αντίδραση: 2HI (g) ⇌ h₂ (g) + i₂ (g)
Ενώ η αντίδραση είναι θερμοδυναμικά ευνοϊκή, που σημαίνει ότι απελευθερώνει ενέργεια και πρέπει να προχωρήσει αυθόρμητα, συμβαίνει πολύ αργά σε θερμοκρασία δωματίου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η αντίδραση απαιτεί υψηλή ενέργεια ενεργοποίησης, η οποία είναι η ελάχιστη ενέργεια που απαιτείται για τα μόρια να συγκρουστούν και να σπάσουν τους δεσμούς τους για να σχηματίσουν νέους.
Ένας καταλύτης απαιτείται για την επιτάχυνση της αντίδρασης μειώνοντας την ενέργεια ενεργοποίησης. Οι καταλύτες παρέχουν μια εναλλακτική οδό για να συμβεί η αντίδραση, που περιλαμβάνει ένα διαφορετικό σύνολο ενδιάμεσων βημάτων με χαμηλότερη ενέργεια ενεργοποίησης. Αυτό επιτρέπει την αντίδραση να συμβεί με ταχύτερο ρυθμό, ακόμη και σε θερμοκρασία δωματίου.
Εδώ λειτουργεί ένας καταλύτης σε αυτή τη συγκεκριμένη αντίδραση:
1. Προσρόφηση: Τα αντιδραστήρια (h₂ και i₂) προσροφούν στην επιφάνεια του καταλύτη.
2. Αποδυνάμωση των δεσμών: Ο καταλύτης αποδυναμώνει τους δεσμούς εντός των μορίων αντιδραστηρίου, καθιστώντας τους πιο πιθανό να σπάσουν.
3. Σχηματισμός ενδιάμεσων: Ο καταλύτης διευκολύνει τον σχηματισμό ενδιάμεσων ειδών, όπως το ατομικό υδρογόνο και το ιώδιο, στην επιφάνεια του.
4. Αντίδραση: Τα ενδιάμεσα είδη αντιδρούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν HI.
5. Εξαργάνωση: Τα HI μόρια αποβάλλουν από την επιφάνεια του καταλύτη, επιτρέποντας στον καταλύτη να χρησιμοποιηθεί και πάλι.
Κοινοί καταλύτες που χρησιμοποιούνται σε αυτήν την αντίδραση:
* Platinum (PT): Ένας εξαιρετικά αποτελεσματικός καταλύτης που χρησιμοποιείται συχνά σε εργαστηριακές ρυθμίσεις.
* νικέλιο (ni): Ένας λιγότερο δαπανηρός καταλύτης που χρησιμοποιείται σε βιομηχανικές εφαρμογές.
Με τη μείωση της ενέργειας ενεργοποίησης, ο καταλύτης επιταχύνει σημαντικά την αντίδραση, επιτρέποντας την παραγωγή ιωδιούχου υδρογόνου με λογικό ρυθμό.
