사바티에 원리

화학에서 사바티에 원리()는 프랑스 화학자 폴 사바티에의 이름을 딴 불균일 촉매에 대한 정성적 개념이다. 이 원리는 촉매와 반응물 사이의 상호작용이 "딱 적절해야" 하며, 너무 강하거나 너무 약해서는 안 된다는 것을 명시한다. 상호작용이 너무 약하면 분자가 촉매에 결합하지 못하고 반응이 일어나지 않는다. 반대로 상호작용이 너무 강하면 생성물이 해리되지 못한다.

이 원리는 반응 속도를 반응물의 흡착열과 같은 속성에 대해 플롯하여 그래픽으로 보여줄 수 있다. 이러한 플롯은 대략 삼각형이나 역포물선처럼 생긴 최대치를 통과하며, 그 모양 때문에 화산 플롯()이라고 불린다. 두 가지 다른 속성에 대해 유사한 3차원 플롯을 구축할 수도 있는데, 예를 들어 두 성분 반응의 두 반응물에 대한 흡착열 등이 있다. 이 경우 플롯은 일반적으로 등고선도로 표시되며 화산 표면()이라고 불린다. 화산 플롯은 발란딘(Balandin)에 의해 도입되었다.

오른쪽 그림은 다양한 전이 금속을 촉매로 사용하여 폼산의 분해에 대한 화산 플롯을 보여준다. 이 경우, 반응 중간체가 표면 포름산염이라는 연구 결과에 따라 x축에는 금속 포름산염 염의 생성열 ()이 사용되었다. y축에는 반응이 특정 속도에 도달하는 온도가 사용되었다 (y축은 전통적인 "화산" 모양을 유지하기 위해 역으로 플롯되었다). 낮은  값에서는 흡착 속도가 느리고 속도 결정 단계가 되므로 반응이 느리다 (즉, 더 높은 온도가 필요하다). 높은  값에서는 탈착이 속도 결정 단계가 된다. 이 경우 백금족 원소에서 관찰되는 최대 속도는 중간  값을 요구하며, 이 속도는 흡착 속도와 탈착 속도의 조합이다. 촉매는 촉매 공명을 통해 사바티에 한계를 초과할 수 있다.

 각주 

분류:촉매 반응