物質變化

炔類的合成與反應(the synthesis and reaction of alkyne)

炔類的合成與反應(the synthesis and reaction of alkyne)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

炔類的製備通常有兩類,一種是將鄰位帶有兩個鹵素的烷類脫去鹵化氫;另一種是金屬的乙炔化物和一級鹵烷化合物反應而得。 在Fritsch-Buttenberg-Wiechell rearrangement反應中,則是用溴乙烯作為起始物來製得炔類。例如:  另外,用醛類作為起始物經由Corey-Fuchs reaction,或是以醛類或酮類作為起始物經由Seyferth-Gilbert homologation也都可以製備出炔類。

例如:  炔類的反應 炔類能夠進行多種有機反應。 

催化劑(catalyst)

催化劑(catalyst)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

在化學反應中,不是反應物也不是生成物,但是卻參與了反應的過程,並且可以改變化學反應速率的物質,稱為催化劑(catalyst)。工業上將催化劑又稱為觸媒,在生化反應中的催化劑則稱為酶(enzyme)。催化劑在反應完成後,本身質量既不增加,也不減少。催化劑可以多次使用於催化相同的反應,也就是說,催化劑具有很高的專一性。

催化反應的途徑都是會經過多重步驟,在某個步驟中催化劑又會被重新釋放出來。這些多重步驟也都伴隨生成一些中間產物(intermediate product),在某個步驟中中間產物又會被消耗而消失。例如下列一連串的反應步驟(1)~(4):
(1) A + C → AC
(2) B + AC → ABC
(3) ABC → CD
(4) CD → C + D
其中A和B是反應物,C是催化劑,D是產物,中間產物包含了AC、ABC以及CD。
反應步驟(1)~(4)最終的淨反應為:   A + B → D   依據碰撞學說解釋反應速率的說法,催化劑因可藉著改變反應的路徑,而降低原反應的活化能,使反應物能量能夠超越活化能(低限能)的粒子數增加,造成有效碰撞分率更高,而使反應速率變快。   

催化反應(catalysis reaction)

催化反應(catalysis reaction)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

催化劑(catalyst)是一種能夠加快反應速率的物質,其可使反應以較低活化能(activation energy)路徑來進行,這種作用稱為催化反應(catalysis reaction)。催化劑會與反應物發生作用,它們有可能會在反應某階段中被消耗,然後在整個反應結束之前又重新產生。大多數催化劑都只能加速某一種化學反應,而不能被用來加速所有的化學反應。

催化劑通常被分成三種類型: (1) 均相催化劑(homogeneous catalyst):又稱單相催化作用。均相催化劑與反應物為同一種相。例如:當四氧化二氮(N2O4)在日光下可被氯氣(Cl2)催化分解成氮氣(N2)和氧氣(O2),此處氯氣就是均相催化劑。 (2) 非均相催化劑(heterogeneous catalyst):又稱異相催化劑或觸媒,催化劑與反應物為不同的相。在非均相催化反應中,反應物先吸附(adsorption)在催化劑表面,接著反應物結構內原有的化學鍵斷裂並有新鍵產生,最後產物從催化劑表面脫附(desorption)離開。例如:生產人造奶油(氫化油)時,反應物是液態植物油和氣態氫氣,非均相催化劑則是固態鎳。 (3) 生物催化劑(biocatalysts),又稱酵素或酶(enzyme)。酶是蛋白質,屬於聚合物高分子。擔任反應物的受質通常在酶表面特定位置的活性中心(active site)進行催化作用,生物體利用酶們來加速體內的化學反應,而此酶需要適合的溫度方能作用。  

沉澱(precipitation)

沉澱(precipitation)
台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

在化學領域中沉澱作用(precipitation)的過程是從反應的液相系統中產生一個可分離的固相,或是從過飽和溶液(supersaturation)中析出難溶性的固體。產生沉澱的化學反應又稱為沈澱反應(precipitation reaction)。

布羅斯特-羅瑞學說

布羅斯特-羅瑞學說 (Brønsted-Lowry theory)
國立臺灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

在十九世紀末由阿瑞尼士(S. Arrhenius)提出解離說,並在學說中解釋各種水溶液的酸鹼性質。但是因阿瑞尼士的酸鹼定義僅適用於水溶液,所以到了 1923 年,布羅斯特(J. N. Brønsted)和羅瑞(M. Lowry)在幾個月之內分別先後出版了相同酸鹼理論,將酸鹼學說的適用範圍擴大到固態或氣態等非水溶液的反應。因此就將這套較廣泛的理論用他們倆個人名字命名,稱為布羅斯特-羅瑞學說,也可稱為布-羅學說(Brønsted-Lowry theory)。

酸鹼度計

酸鹼度計(pH Meter)
高雄市立新莊高級中學化學科歐惠郡老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

精確的氫離子濃度或所謂的pH值,必須用酸鹼度計,即pH儀(pH meter)進行測量。pH儀的基本設備共分三個部份:參考電極(reference electrode)、薄膜指示電極(membrane indicator electrode)又名離子選擇電極及內電阻甚高的電位測定裝置(potential measuring device)。

因為無法測量絕對電位,而只能測量兩電位間的〝差〞值,所以需要用已知固定電位的半反應當作參考電極,來測量其它反應的相對電位值。標準氫電極是利用氫的還原半反應作電位的標準,但是它使用時必須維持一大氣壓的氫氣壓力、1 M的氫離子濃度,而且氫氣又有易燃的危險性,使用與攜帶都不太便利,故多半改用甘汞電極(calomel electrode)或銀-氯化銀電極(silver /silver chloride electrode)代替。   

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