학문
촉매가 있는 반응과 없는 반응에서 활성화에너지 차이가 반응속도에 영향을 미치는 이유는 무엇인가요?
안녕하세요. 촉매 중에서 정촉매는 활성화 에너지를 낮추어 경로를 변환시키면서 반응의 속도를 증가시킨다고 알려져 있습니다. 촉매가 있는 반응과 없는 반응에서 활성화에너지 차이가 반응속도에 영향을 미치는 이유는 무엇인가요?
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안녕하세요. 촉매가 활성화 에너지를 낮추어 반응 속도를 높이는 이유는 화학 반응의 속도가 전이 상태의 에너지 장벽에 얼마나 민감한가와 관련이 있는데요, 말씀해주신 것과 같이 촉매는 반응물과 상호작용하여 전이 상태까지 가는 경로를 변경합니다. 결과적으로 활성화 에너지(Ea)가 낮아지며, ΔG는 변하지 않기 때문에 반응의 열역학적 평형은 그대로 유지됩니다. 즉 촉매가 존재하지 않아서 활성화 에너지가 높은 경로는 반응물에서 전이 상태까지 넘어야 하는 장벽이 크기 때문에 반응이 느리게 진행되는 것이며, 반면에 촉매가 존재하면 활성화에너지를 낮추는 새로운 전이 상태 경로를 거치면서 장벽이 낮기 때문에 많은 분자가 전이 상태를 넘어 반응이 빨라지는 것입니다. 감사합니다.