催化脫水

catalytic dehydration

在催化劑作用下，含氧的反應物在分子內或分子間脫去水分子生成新化合物的反應。

如2-苯乙醇在Al2O3上脫水為苯乙烯。低級或高級醇在沸石上脫水為烯烴或醚，有機酸與氨在H3PO4/硅藻土上脫水為腈，丁二醇在沸石上脫水為丁內酯，醇與氨在Al2O3/SiO2上脫水為胺等。

基本介紹

• 中文名：催化脫水計
• 外文名：catalytic dehydration
• 性質：催化作用
• 領域：化學

催化定義

在化學反應里能改變（加快或減慢）其他物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質在反應前後（反應過程中會改變）都沒有發生變化的物質叫做催化劑，又叫觸媒。其物理性質可能會發生改變，例如MnO2在催化氯酸鉀生成氯化鉀和氧氣的反應前後由塊狀變為粉末狀。

也有一種說法，催化劑參與化學反應。在一個總的化學反應中，催化劑的作用是降低該反應發生所需要的活化能，本質上是把一個比較難發生的反應變成了兩個很容易發生的化學反應。在這兩個反應中，第一個反應中催化劑扮演反應物的角色，第二個反應中催化劑扮演生成物的角色，所以說從總的反應方程式上來看，催化劑在反應前後沒有變化。例如：

CFC破壞臭氧，其實就是它先於臭氧反應生成一個原子氧和一個複雜的化合物，然後另外一個臭氧分子和那個化合物反應生成一個原子氧和CFC，然後2個原子氧反應變成一個氧氣分子。所以CFC在總反應前後沒有變化，在總反應中，我們可以認為CFC充當催化劑使臭氧分子變成氧氣分子，但其實CFC參與化學反應。

KClO3制氧氣加入MnO2，可發生下列反應：

2KClO3+2MnO2==加熱2KMnO4+Cl2↑+O2↑,2KMnO4==加熱K2MnO4+MnO2+O2↑,K2MnO4+Cl2==加熱2KCl+MnO2+O2↑

催化劑原先因發生化學反應而生成的物質會在之後進一步的反應中重新生成原有催化劑，即上面提到的質量和化學性質在反應前後都沒有發生變化。

一般來說，催化劑是指參與化學反應中間歷程的，又能選擇性地改變化學反應速率，而其本身的數量和化學性質在反應前後基本保持不變的物質。通常把催化劑加速化學反應，使反應儘快達到化學平衡的作用叫做催化作用。

選擇性

催化劑有的是單一化合物，有的是絡合化合物，有的是混合物。催化劑有選擇性，不同的反應所用的催化劑有所不同，例如澱粉氧化用的催化劑以NaClO2作氧化劑，Ni2+、Fe2+、Cu2+等催化作用較好;若用H2O2作氧化劑時，Fe2+、Mn2+等效果好，而Ni2+、Cu2+、Co2+等效果較差;當用KMnO4為氧化劑時，而是自身反應產生的Mn2+作催化劑，但Fe2+、Ni2+、Cu2+等均無催化作用。

同一反應也有不同效果的催化劑，例如聚乙烯醇縮甲醛化反應，以酸作催化劑，其效果是鹽酸(HCl)>硫酸(H2SO4)>磷酸(H3PO4)。同是苯酚與甲醛反應合成酚醛樹脂，使用氫氧化鈉、氫氧化鋇、鹽酸、氨水、草酸、醋酸、甲酸、硫酸、磷酸、氧化鎂、氧化鋅等催化劑，其產品性能都有所不同。

主要分類

催化劑種類繁多，按狀態可分為液體催化劑和固體催化劑;按反應體系的相態分為均相催化劑和多相催化劑，均相催化劑有酸、鹼、可溶性過渡金屬化合物和過氧化物催化劑。多相催化劑有固體酸催化劑、有機鹼催化劑、金屬催化劑、金屬氧化物催化劑、絡合物催化劑、稀土催化劑、分子篩催化劑、生物催化劑、納米催化劑等;按照反應類型又分為聚合、縮聚、酯化、縮醛化、加氫、脫氫、氧化、還原、烷基化、異構化等催化劑;按照作用大小還分為主催化劑和助催化劑。