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触媒とは?

しょくばい

触媒とは、化学反応速度を変える(多くは速める)が、反応前後で自身は変化しない物質のことです。

触媒(しょくばい)は、化学反応速さ(反応速度)を変化させる働きをもちながら、反応の前後で自分自身は消費されず変化しない物質の総称です。英語では「catalyst(カタリスト)」と呼びます。

触媒が反応を速める仕組みは、反応に必要な「活性化エネルギー」を下げることにあります。通常の反応では越えなければならないエネルギーの山を、触媒が別の経路を提供することで低くし、反応が起こりやすくします。触媒自体は反応に参加しますが、最終的に元の状態に戻るため、繰り返し使用できます。

触媒は大きく二種類に分けられます。

  • 均一触媒:触媒と反応物が同じ相(気相・液相)に存在するもの。例:硫酸を触媒としたエステル化反応
  • 不均一触媒:触媒と反応物が異なる相に存在するもの。例:白金や鉄を使った固体触媒

触媒は工業・日常のあらゆる場面で活躍しています。自動車の排気ガス浄化装置(三元触媒)、化学肥料の製造に用いるハーバー・ボッシュ法(鉄触媒)、石油精製、医薬品合成などがその例です。また生体内では「酵素(こうそ)」が生体触媒として代謝反応を支えています。触媒技術は省エネルギー・環境保護にも直結しており、持続可能な社会の実現に向けて研究が続けられています。

使い方・例文

自動車のマフラー内には排ガス中の有害物質を無害化する触媒(三元触媒)が装着されています。また調理のとき体内で食物を分解する消化酵素も、生体内の触媒の代表例です。

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