|
ตัวเร่งปฏิกิริยาเอกพันธุ์เป็นตัวเร่งที่มีสถานะเดียวกันกับ[[ตัวทำปฏิกิริยา]] แต่กลไกในการเร่งแตกต่างกันกับ[[ตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์]] (Heterogeneous catalyst) โดยปกติตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีเนื้อเดียวกัน จะเกิดการละลายในตัวทำละลายที่เหมาะสม ตัวอย่างหนึ่งของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีเนื้อสารเดียวกันกับตัวทำละลายคือ ไอออน[[ไฮโดรเจน]] (H<sup>+</sup>) ในเอสเทอร์ของกรดคาร์โบซีลิก เช่นการทำปฏิกิรยาที่ทำให้เกิด[[เมทิลอะซีเตต]] จาก[[กรดแอซีติก]]และ[[เมทานอล]]<ref>Arno Behr "Organometallic Compounds and Homogeneous Catalysis" Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2002, Wiley-VCH, Weinheim. {{DOI|10.1002/14356007.a18_215}}. Article Online Posting Date: June 15, 2000</ref>
=== ตัวเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์ ===
การเร่งปฏิกิริยาที่สารตั้งต้นและตัวเร่งมีวัฏภาคต่างกัน เรียกว่า การเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์ (heterogeneous catalysis) ปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์ส่วนใหญ่นิยมใช้ตัวเร่งที่เป็น[[ของแข็ง]]ในการเร่งปฏิกิริยาที่มีสารตั้งต้นที่อยู่ในวัฏภาคแก๊สหรือ[[ของเหลว]] ซึ่งจะเกิดปฏิกิริยากันที่ผิวของตัว<brปฏิกิริยาที่สำคัญ ๆ ในอุตสาหกรรมผลิตสารเคมีจะใช้การเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์ เช่น การสังเคราะห์แอมโมเนีย การผลิตกรดไนตริก และการผลิตตัวเร่งกำจัดไอเสีย เป็นต้น<ref>http://www.il.mahidol.ac.th/</ref>
ปฏิกิริยาที่สำคัญ ๆ ในอุตสาหกรรมผลิตสารเคมีจะใช้การเร่งปฏิกิริยาวิวิธพันธุ์ เช่น การสังเคราะห์แอมโมเนีย การผลิตกรดไนตริก และการผลิตตัวเร่งกำจัดไอเสีย เป็นต้น<ref>http://www.il.mahidol.ac.th/</ref>
=== ตัวเร่งปฏิกิริยาเอนไซม์ ===
'''ลักษณะการเร่งปฏิกิริยาของเอนไซม์'''
ในการเกิดปฏิกิริยาใด ๆ ก็ตาม ต้องอาศัยพลังงานจานวนหนึ่งเพื่อกระตุ้นให้สารเข้าสู่สภาพเปลี่ยน (Transition state) พลังงานที่เพิ่มเข้าไปนี้เรียกว่า [[พลังงานกระตุ้น]] (Activation energy) ซึ่งปฏิกิริยาเคมีทุกชนิดจะต้องผ่านสภาพเปลี่ยนนี้ก่อนที่จะเปลี่ยนไปเป็นผลิตผลของปฏิกิริยา
การที่[[เอนไซม์]]สามารถเร่งปฏิกิริยาให้เกิดได้เร็วขึ้นเนื่องจาก เอนไซม์จะไปลดระดับพลังงานที่ใช้ในการกระตุ้นให้สารอยู่ในสภาพเปลี่ยน ทาให้สารที่ทาปฏิกิริยาขึ้นไปอยู่ในสภาพเปลี่ยนได้ง่ายขึ้น โอกาสที่จะได้ผลิตผลของปฏิกิริยาจึงมีมากกว่าปฏิกิริยาที่ไม่มีตัวเร่ง แต่พลังงานของปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นจะไม่เปลี่ยนแปลง<ref>www.ipesp.ac.th/learning/biocheme/html/bt7.pdf</ref>
== ผลของตัวเร่งต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยา ==
1.ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นสารที่ช่วยเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา โดยไม่สูญหายไปในระหว่างการเกิดปฏิกิริยา และจะได้กลับคืนมาเท่าเดิมเมื่อปฏิกิริยาสิ้นสุดลง <ref>http://www.sci.nu.ac.th/</ref>
ตัวเร่งปฏิกิริยาตอบสนองโดยทั่วไปกับหนึ่งหรือมากกว่าสารตั้งต้นที่จะสร้างตัวกลางที่ต่อมาให้ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายปฏิกิริยาในกระบวนการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา ต่อไปนี้เป็นโครงร่างที่เกิดปฏิกิริยาทั่วไปที่ C แสดงให้เห็นถึงตัวเร่งปฏิกิริยา, X และ Y เป็นสารตั้งต้นและ Z เป็นผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาของ X และ Y:<br />
X + C → XC (1)<br />
Y + XC → XYC (2)<br />
XYC → CZ (3)<br />
CZ → C + Z (4)<br />
แม้ว่าตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีการบริโภคจากปฏิกิริยาที่ 1 มันจะเกิดภายหลังจากการเกิดปฏิกิริยาที่ 4 จึงไม่ได้เกิดขึ้นในสมการปฏิกิริยาโดยรวม:
X + Y Z →<br />
ในฐานะที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีการสร้างใหม่ในการตอบสนองมักจะเพียงจำนวนน้อยที่มีความจำเป็นที่จะเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา อย่างไรก็ตามในทางปฏิบัติตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีการบริโภคในบางครั้งกระบวนการรองตัวเร่งปฏิกิริยาไม่มักจะปรากฏในสมการอัตราตัวอย่างเช่นถ้าอัตราขั้นตอนที่กำหนดในโครงการปฏิกิริยาดังกล่าวข้างต้นเป็นขั้นตอนแรก<br />
X + C → XC ปฏิกิริยาเร่งปฏิกิริยาจะเป็นลำดับที่สองกับสมการอัตรา V = k <sub>cat</sub> [x] [C] ซึ่งเป็นสัดส่วนกับ ความเข้มข้นของตัวเร่งปฏิกิริยา [C] อย่างไรก็ตาม [C] คงที่ในระหว่างการเกิดปฏิกิริยาเพื่อให้เร่งปฏิกิริยาคือเพื่อหลอกแรก : V = k <sub>OBS</sub> [X] ที่ k <sub>OBS</sub> = k <sub>cat</sub> [C]<br />
2.Catalyst มีผลต่ออัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยทำให้กลไกการเกิดปฏิกิริยาต่างจากเมื่อไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น<br />
X + Y → XY เมื่อไม่มี catalyst<br />
เมื่อมี catalyst, C กลไกการเกิดอาจเป็นแบบ 2 ขั้นตอน<br />
X + C → XC<br />
XC + Y → XY + C<br />
เมื่อ C = Catalyst ถูกใช้ไปในขั้นแรกและได้กลับคืนมาในขั้นสอง ทำให้ตัว Catalyst ไม่จำเป็นต้องใช้ในปริมาณมาก ๆ<br />
Catalyst ทำให้เกิดเส้นทางใหม่ในการเกิดปฏิกิริยา โดยทำให้พลังงานกระตุ้นรวมน้อยกว่าค่า Ea ที่ไม่มีตัวเร่ง ทำให้ อัตราการเกิดปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น<br />
[[ไฟล์:Cataly14.gif|ึ700px|thumbnail| แผนภาพพลังงานศักย์สำหรับปฏิกิริยาเมื่อ (ก) ไม่มี และ (ข) มีตัวเร่งปฏิกิริยา]]
3.สรุปได้ว่า
*การเปลี่ยนแปลงเอนทาลปี (DH) ของปฏิกิริยาที่มีตัวเร่งจะยังคงเท่ากับ DH ในปฏิกิริยาที่ไม่มีตัวเร่ง
*สำหรับปฏิกิริยาผันกลับได้ ตัวเร่งปฏิกิริยาจะมีผลต่อปฏิกิริยาย้อนกลับในลักษณะเดียวกับปฏิกิริยาไปข้างหน้า คือ จะได้ Ea,r = Ea,f
== ดูเพิ่ม ==
* [[เอนไซม์]]
| 