안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.
화학에서 촉매는 자신은 반응 전후에 화학적으로 변하지 않으면서, 반응 속도를 훨씬 빠르게 만들어 주는 물질을 말합니다. 쉽게 말해, 반응이 일어나는 화학적 경로를 더 쉽게 만들어 주는 역할을 합니다.
화학 반응이 일어나려면 반응물 입자들이 서로 충돌하여 일정한 수준 이상의 에너지를 얻어야 하는데, 이 최소한의 에너지를 활성화 에너지라고 합니다. 여기에 촉매를 넣으면 원래의 활성화 에너지가 훨씬 낮은 새로운 반응 경로를 제공합니다. 에너지가 적은 입자들도 쉽게 반응을 할 수 있게 되어, 단위 시간당 반응을 완료하는 입자의 수가 급격히 늘어나고 반응 속도가 매우 빨라집니다.
촉매의 특징으로 반응 과정에 잠시 관여하지만, 반응이 끝나면 다시 원래 모습 그대로 돌아옵니다. 따라서 이론적으로 적은 양으로도 계속해서 재사용이 가능합니다. 또한, 반응을 빠르게 진행시키지만, 만들어지는 물질의 종류나 최종 생성량 자체를 더 늘려주지는 못합니다.
가장 대표적인 화학 촉매 중 하나는 귀금속인 백금입니다. 백금은 자동차의 삼원 촉매 변환기에서 유해 가스를 무해한 가스로 바꾸는 핵심 촉매로 사용됩니다. 이때 백금은 가스들을 변화시키는 반응판 역할만 수행할 뿐, 자신은 화학적으로 전혀 파괴되거나 소모되지 않습니다.