【図解】なぜ反応は早くなる?化学反応速度論と「触媒・酵素」の不思議をスッキリ解説

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「冷たい肉より、常温の肉の方が早く焼けるのはなぜ?」

「洗剤を入れると、しつこい汚れがスッと落ちるのはどうして?」

これらの疑問に答えてくれるのが、「化学反応速度論(かがくはんのうそくどろん)」という学問です。難しそうな名前ですが、中身はとってもシンプル。

今回は、この「反応のスピード」を決めるルールと、魔法のショートカット「触媒・酵素」について解説します!

1.反応のスピードを決める「4つの条件」

化学反応とは、分子同士がガツンとぶつかって、新しい形に変わること。そのスピードを上げるには、4つのコツがあります。

1. 濃さを上げる(濃度)

人が多い交差点ほどぶつかりやすいのと同じ。成分が濃いほど、分子同士が衝突して反応するチャンスが増えます。

2. 温度を上げる(温度)

 お湯の方が汚れが落ちやすいのは、分子が激しく動き回って、ぶつかる勢いが増すからです。

3. 細かくする(表面積)

 大きな氷より、かき氷の方が早くとけますよね。反応できる「面積」を広げるとスピードアップします。

4. 近道を作る(触媒)

 これが一番の裏技。エネルギーの壁を低くする「助っ人」を投入する方法です。

2.「触媒(しょくばい)」は魔法のショートカット

反応を進める最強の助っ人、それが「触媒」です。

化学反応が起きるには、高い山(エネルギーの壁)を越えなければなりません。自力で登るのは大変ですが、触媒は「トンネル(近道)」を掘ってくれます。

自分は減らない

トンネルを作っても、触媒自体は変化しません。何度でも使い回せるのが特徴です。

例)車の排ガス浄化

車のマフラーにはプラチナなどの触媒が入っていて、有毒なガスを瞬時に無害ガスに変えています。

3. 体の中のスペシャリスト「酵素(こうそ)」

私たちの体の中で「触媒」として働いているのが「酵素」です。

酵素はタンパク質で出来ていて、「特定の相手としか遊ばない」という、こだわり派のスペシャリスト。これを「鍵と鍵穴の関係」と呼びます。

主な消化酵素の例

アミラーゼ

ご飯(デンプン)を甘い糖に変える。

ペプシン

お肉(タンパク質)をバラバラに分解する。 

酵素がいなければ、私たちが食べたものを消化するのに何年もかかってしまいます。まさに命のサポーターですね。

4. 酵素にも「弱点」がある?

最強の酵素ですが、実はとてもデリケートです。

l  熱に弱い

体温くらいの温度(35~40度)が大好き。熱を出しすぎると形が変わって動けなくなります。

酸っぱさに敏感

胃の中が好きな酵素もいれば、腸の中が好きな酵素もいます。

「酵素ドリンク」や「酵素サプリ」が注目されていますが、実は胃に入ると分解されてしまうことも多いため、選び方にはちょっとコツが必要なんです。

まとめ:世界は「スピード」でできている

化学反応速度論を知ると、世界の中の見え方が変わります。

  • 料理

火力を強めるのは、分子のスピードを上げるため。

  • 掃除

洗剤の酵素は、汚れを分解するトンネルを作るため。

  • 健康

体調を整えるのは、酵素が働きやすい環境を作るため。

次にキッチンに立つときは、ぜひ「今、分子たちがトンネルを通っているな…」と想像してみてくださいね!

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