触媒って何？

触媒ってなんですか？
なぜ反応が促進されるのですか？
さらに、触媒の成分として白金やニッケルはわかるのですが「CuO-MnO2系」てなんですか？
酸化銅と二酸化マンガンの混合物？それとも銅とマンガンの合金の酸化物？
また、Fe2O3-Bi2O3系についてもお願いします。

No.4 ベストアンサー 回答者： MarcoRossiItaly 回答日時： 2012/09/27 22:24

こういう根本的、本質的な質問がいちばん難しいですね。

詳しいことは、大学などで化学を学んでください。


＞触媒ってなんですか？

原料でも生成物でもないが、化学反応に関ることで、反応速度を変化させる働きを持つ物質です。他の皆さんのご回答でも触れられているように、反応の前後で比べると、それ自身は変化しません。

反応速度を速くするものもあれば、遅くするものもあります。また、触媒なしでは起こらない反応を起こさせる目的で使用することもあります。


＞なぜ反応が促進されるのですか？

反応の前後で変化しないといっても、ただ側で見ているだけというわけでは勿論ありません。他の物質と結合したり、分解されたりして、最終的に全体の反応が終わってみると、元の触媒の形が再生されるので、結局は変化していないということです。

そもそも反応というのは、1つの矢印・1本の反応式で書かれるものだと思われているかもしれませんが、実際は、ごく簡単な反応式で書かれる場合でさえ、複雑な多数の反応が組み合わさった結果として、トータルとしては簡単な式となる結果が達成されているのです。触媒は、その途中のどこかの反応で関っているということです。

エネルギーの面で考えると、活性化エネルギーと呼ばれる、物質が反応を起こすのに必要なエネルギー障壁が触媒の存在下では下がるので、その結果として速度が速くなるという見方もできます。


＞……「CuO-MnO2系」てなんですか？

「系」を英語で言うと、「system」です。「太陽系」なら「the sun system」です。つまり、「複数の主体の集まったもの」を意味します。

したがって、「CuO-MnO2系」という言い方なら、CuOとMnO2という2種の物質というだけの意味ですが、実際には化学実験の常識として、できるだけよく混合してから用います。いずれも粉末です。このように複数の物質を触媒として使うときは、「共触媒」と言ったり、一方の物質を他方の「担体」にすると言ったりします。


＞また、Fe2O3-Bi2O3系についてもお願いします。

Feは鉄、Biはビスマス。いずれも金属元素です。周期表で探してください。

この回答へのお礼

ヽ〔゜Д゜〕丿スゴイ・・・めっちゃわかりやすい。
とてもわかりやすい回答ありがとうございますヽ(*´∀｀)ノ
m(_ _)m

お礼日時：2012/09/28 08:59

No.3 回答者： sailor 回答日時： 2012/09/27 08:31

まぁ、答えはほぼ出ていますが、触媒とは化学反応を促進する働きにある物質であり、触媒そのものは反応の前後で化学的な変化を起こさないものです。

このそれ自体は化学的変化を起こさないと言うところが重要で、化学反応を促進する物質でも、それ自体が化学的変化を起こす場合は触媒とは言いません。ただし、反応の過程で電子に移動に際して一時的に化学変化を受ける場合もあるが、ただし反応終了時点では元の物質に戻る場合もある。

人間の消化液などの例がありますが、これは触媒とはいえません。たとえば胃液ですがこれは塩酸といくつかの酵素からなっていますが、塩酸自体が化学反応の主体ですから反応前後で科学手に変化を受けます。したがって触媒とは言いません。しかし、酵素と呼ばれるたんぱく質の方は触媒として働くものが多数ありますので、消化液ではなく消化酵素としてなら触媒と言っても良いでしょう。

触媒が化学反応を促進する理由については詳しくないのですが、たとえばA+BからC+Dと言う反応が起こる場合で、この反応が直接進みにくい場合などに触媒を用いるとA+BからたとえばA（Cat)+Bのような反応が起こり、次にA(Cat)+Bの間で反応が起こりC+Dと言う物質が出来上がり（Cat）であらわす触媒自体は元に戻るというような反応が起こっていると考えられています。ここでAと（Cat）は反応性が高く、B+A(Cat)はさらに反応性が高いと言う条件を作ってやればA+BからC+Dと言う反応が覆っているのと同じ結果になり、触媒自体は結果的に元の状態であると言うことが起こりえると言うことです。

また、触媒は特定の物質間での反応を早める性質があるので、複数の反応が同時に進行してしまうような状態から、ある特定の反応のみを優先的に行わせるためにも用いられます。

No.2 回答者： windwald 回答日時： 2012/09/27 01:47

触媒は化学反応をスムーズに起こす場を提供します。

CuO-MnO2はお察しの通り、酸化銅(II)と酸化マンガン(IV)の混合物と考えてかまいません。
Fe2O3-Bi2O3も同様。

No.1 回答者： girugarimu 回答日時： 2012/09/26 20:22

触媒とは別の物質と反応しても減らない物のことです。

人の消化液なんかはこれにあたります。

すみません！！下はわかりません（泣）