「サバティエの原理」の版間の差分

2021年7月15日 (木) 03:22時点における版

2021年7月15日 (木) 05:22時点における版

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本原理は、触媒による反応物の[[吸着|吸着熱]]といった性質に対して[[反応速度]]をプロットすることによって視覚的に示すことができる。このようなプロットは最大値を通過し、三角形あるいは逆さまにした放物線のように見える。その形状かた'''火山プロット'''（volcano plot）と呼ばれる<ref name=green/>。2つの異なる性質（例えば2成分反応について2つの反応物の吸着熱）に対して類似した3次元プロットを構築することもできる。この場合、プロットは一般的に[[等値線|等値線図]]で示され、'''火山面'''（volcano surface）と呼ばれる<ref>{{cite journal |journal=J. Am. Chem. Soc. |volume=130 |issue=33 |pages=10868–10869 |year=2008 |doi=10.1021/ja803555g |author=Jun Cheng; P. Hu |title=Utilization of the Three-Dimensional Volcano Surface To Understand the Chemistry of Multiphase Systems in Heterogeneous Catalysis |pmid=18651740}}</ref> Volcano plots were introduced by Balandin.<ref name=ullmanns>{{cite book |title=Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry |chapter=Heterogeneous Catalysis and Solid Catalysts |author=Helmut Knözinger; Karl Kochloefl |publisher=Wiley-VCH Verlag |year=2005 |doi=10.1002/14356007.a05_313|isbn=3527306730 }}</ref><ref>{{cite journal |doi=10.1016/S0360-0564(08)60029-2 |author=Balandin, A. |title=Modern State of the Multiplet Theory of Heterogeneous Catalysis1 |journal=Adv. Catal. Rel. Subj. |series=Advances in Catalysis |volume=19 |pages=1–210 |year=1969|isbn=9780120078196 }}</ref>。

右図は、触媒として異なる遷移金属を使用した[[ギ酸]]の分解についての火山プロットを示す<ref>{{Cite journal|last=Rootsaert|first=W. J. M.|last2=Sachtler|first2=W. M. H.|date=1960|title=Interaction of Formic Acid Vapour with Tungsten|journal=Zeitschrift für Physikalische Chemie|language=en|volume=26|pages=16–26|doi=10.1524/zpch.1960.26.1_2.016|issn=0942-9352}}</ref>。この場合、ギ酸金属塩の[[生成熱]]（Δ''H''_f）がx軸に使われる。これは、[[反応中間体]]が表面ギ酸イオンであることをが研究から示しされているためである。y軸には、反応が特定の速度に達する温度が使われる（「火山」形を維持するためにy軸は逆にプロットされている）。低いΔ''H''_f値では、吸着速度が遅く、[[律速段階|律速]]であるため、反応は遅い（言い換えると、高温を必要とする）。高いΔ''H''_f値では、{{仮リンク|脱着|en| Desorption}}が[[律速段階]]となる。最大反応速度（この場合[[白金族元素|白金族]]金属で観測される）は中間的なΔ''H''_fの値を必要とする（反応速度は吸着速度と脱着速度の組合せである）<ref name=ullmanns/>。

==出典==