Katalitik reaktsiya misollar. Bir hil va Heterojen kataliz

Kimyo - moddalar va ularning o'zgarishlar fani, shuningdek, ularning tayyorlash uchun jarayonlar. Hatto muntazam maktab dasturida bunday muhim masala, reaksiyalarning har ikki turdagi hisoblanadi. talabalar asosiy darajasiga kiritiladi bilan Tasnifi, hisobga Oksidlanish bosqichi oqimining o'zgarishi oladi va Bundan tashqari shunday jarayon mexanizmi. D., barcha kimyoviy jarayonlar katalitik va nooziq-katalitik reaksiyalarni bo'linadi. fermentatsiyani, chirish: katalizator bir kundalik hayotda odam javob bilan sodir o'zgarishlar misollar. Non-katalitik o'tkazish, biz juda ham kam uchraydi.

bir katalizator nima

reaksiya tezligini o'zgartirishi mumkin, ammo o'zi bu jalb emas, bu kimyoviy,. katalizator jarayoni jadallashtirish orqali bo'lib o'tadi holda, u ijobiy kataliz anglatadi. jarayonida qo'shilgan agenti kamaytiradi, agar bu holda, reaksiya tezligini, u önleyicisi deyiladi.

kataliz turlari

Bir hil va Heterojen kataliz bo'lgan boshlang'ich moddalar bor, bosqichida farq qiladi. Katalizatorlar, shu jumladan, o'zaro olib boshlab qismlariga, shu agregat holati bo'lsa, bir hil kataliz oqadi. reaktsiya materiyaning turli bosqichida ishtirok etayotgan taqdirda, turfa xil kataliz hisoblanadi.

harakatlar selektiv

Kataliz uskunalar ish faoliyatini yaxshilash faqat bir vosita emas, u mahsulotlari sifatiga ijobiy ta'sir ko'rsatadi. A o'xshash hodisa tufayli eng katalizatorlar qay bir (selektiv) harakatlar to'g'ridan-to'g'ri reaktsiya tushgan tomoni jarayonlar bilan tezlashadi, deb aslida bilan izohlash mumkin. Oxir oqibatda, olingan mahsulotlar yuqori tozaligi yanada modda poklashni uchun zarur emas bor. katalizator ta'sir selektiv xomashyo noishlab chiqarish xarajatlarini, yaxshi iqtisodiy foyda samarali kamaytirish beradi.

katalizator ishlab chiqarish qo'llash afzalliklari

yana nima katalitik reaktsiya bilan ifodalanadi? bir an'anaviy yuqori maktabda ko'rsatilishi misollar, katalizator foydalanish past haroratlarda jarayonini imkon beradi, deb ko'rsatadi. Tajribalar u energiya xarajatlarini sezilarli darajada kamaytirish hisoblash uchun foydalanish mumkin ekanligini ko'rsatadi. dunyoda energiya resurslari tanqisligi mavjud bo'lsa, bu, hozirgi sharoitda, ayniqsa, muhim ahamiyatga ega.

catalytic misollar ishlab chiqaradi

Qaysi sanoat katalitik reaksiya foydalanish? Bunday o'simliklar misollar: nitrat va sulfat kislotalar, vodorod, ammiak, polimer va ishlab chiqarish qayta ishlash, neft. Keng organik kislotalar, monohidrik va tayyorlash ichida kataliz ishlatiladigan polihidrik spirtli, fenol, smola, bo'yoqlar, dori-darmonlar.

katalizator nima

katalizatorlar ko'p kimyoviy elementlar Dmitriya Ivanovicha Mendeleeva davriy tizimida mavjud moddalar va ularning aralashmalari, xizmat qilishi mumkin. nikel, temir, platina, kobalt, alumosilicates, marganets oksidi: yakkalanib eng keng tarqalgan hızlandırıcıları orasida.

xususiyatlari katalizatorlar

tanlab harakat katalizatorlar uchun Kiritilgan ajoyib mexanik kuch bor, ular katalitik zahar, osonlik bilan qayta ishlab (qayta tiklandi) qarshi olishingiz mumkin.

katalitik bosqichi bir hil reaktsiyalar gaz faza va suyuq faza bo'linadi.

reaktsiyalar bu turdagi bir yaqinroq qarash. kimyoviy aylantirish tezlatkich yechimlari vodorod kationi H +, tayanch gidroksid ionlari OH-, metall kationlari, M +, va erkin radikallarning hosil targ'ib moddalar chiqarmoq.

kataliz mohiyati

kislotalar va bazlar bilan reaksiyaga tomonidan mexanizmi Kataliz o'zaro moddalar va katalizator ijobiy ionlari (protonlar) o'rtasida almashish bor, deb hisoblanadi. Shunday qilib intramoleküler o'zgarishlar bo'lib o'tadi. reaktsiya bu turi uchun mavjud:

• suvsizlantirish (suv ajratish);
• hidrasyon (suv molekulalarining ilova);
• esterleştirme (Spirtli ichimliklar va karboksilik kislotasi Ester shakllanishi);
• polikondensasyonu (suv bilan bo'linish orqali polimer shakllanishi).

kataliz nazariyasi jarayonini balki iloji tomon o'zgarishlarni nafaqat tushuntiradi. bir heterojen kataliz jarayoni holda yuzasi reaktivlar nuqtalari yoki butun yuzasi ishtirok ustida ba'zi katalitik xususiyatlarga ega, alohida bosqich tezlashtirish hosil qiladi.

kolloid davlat katalizatorlar topish o'z ichiga oladi a microheterogeneous jarayoni mavjud. Bu variant Heterojen kataliz aqlga bir hil bir o'tish davlatdir. Bu jarayonlarning eng qattiq katalizatorlar bilan gazsimon moddalar orasidagi sodir bo'ladi. Ular granulalar, planshetlar, don shaklida bo'lishi mumkin.

tabiatda kataliz taqsimlash

Kataliz enzim keng tabiatda taqsimlanadi. Bu oqsil molekulalarining Biokatalizatorlar sintez, tirik organizmlar amalga metabolizm jarayoni orqali o'sadi. tirik organizmlar jalb biologik jarayonlar hech, yuz katalitik reaktsiya uyalmas. muhim jarayonlarni misollar: organizm uchun xos oqsillar amino kislotalar sintezi; yog'lar, oqsillar, uglevodlar borini.

kataliz algoritm

kataliz mexanizmini ko'rib chiqaylik. g'ovak jism Hızlandırıcılar kimyoviy o'zaro ta'sir sodir bo'lgan, bu jarayon bir necha asosiy bosqichlarni o'z ichiga oladi:

• yadro yashayotganimizni katalizator don yuzasiga reaktivlar diffuziya;
• katalizator gözeneklerin ichiga reaktivlar diffuziya;
• yuzasi kimyoviy moddalarning kelishi bilan reaksiyaga kimyoviy tezlatkich yuzasida chemisorption (faollashtirilgan yutish) - faollashtirilgan majmualar "katalizator reagentlar";
• "Katalizator-mahsulot" yuzasi birikmalarning yuzaga bilan atomlarning qayta tashkillashtirish;
• reaktsiya mahsuloti tezlatkich gözeneklerde diffuziya;
• reaktsiya katalizator yadrosidagi don oqimining yuzadan mahsulot diffuziya.

Katalitik va nodavlat katalitik reaksiyalar yillar davomida olimlar bu sohada tadqiqotlar davom shunday qilib, muhim ahamiyatga ega.

Bir hil kataliz maxsus dizaynlashtirilgan qurish uchun hech qanday ehtiyoj bor bo'lsa. Heterojen rivoyatda kataliz enzim turli va maxsus uskunalar foydalanishni o'z ichiga oladi. uning rivoji uchun (katalizator katak devorlariga, quvurlar ichida) aloqa yuzasiga bo'linadi, maxsus aloqa qurilmalar ishlab chiqilgan; Agar filtri qatlam; atala krovat; bo'lgan harakatlanuvchi katalizatorlar bilan maydalangan.

apparatida issiqlik turli yo'llar bilan amalga oshiriladi:

• masofaviy (tashqi) eşanjörlerin qo'llash orqali;
• issiqlik değiştiriciler orqali, bir kontakt apparati ko'milgan.

kimyo formulasini tahlil, bir katalizator dastlabki komponentlar kimyoviy o'zaro davomida shakllanadi yakuniy mahsulotlar, biri sifatida harakat bo'lgan bunday reaksiyalar topish mumkin.

Bunday jarayonlar autocatalytic deyiladi, kimyo hodisa autocatalysis chaqirdi.

muayyan moddalar reaksiya aralashmasidan borligi tufayli tezligi qancha shovqinlarni. ko'pincha e'tibordan chetda Ularning formulalarini kimyo, so'z "katalizator" yoki bu uchun uning qisqartma bilan o'zgartiriladi. Ular, reaksiya bajarilishi nuqtai miqdoriy nazaridan o'zgarmaydi keyin buyon Ular, tenglama yakuniy stereokimyaya o'z ichiga olmaydi. Ba'zi hollarda, sezilarli darajada davom etayotgan jarayon tezligini ta'sir moddalar yetarlicha kichik miqdorda. Bu katalizator kimyoviy o'zaro ta'sir o'zi reaktsiya idishni bajaradi qachon kabi joiz va vaziyatlar bo'ladi.

kimyoviy jarayonning o'zgarish kursi bo'yicha katalizator ta'sirida mohiyati modda faol kompleksi tarkibiga kiritilgan, deb, va shuning uchun o'zgarib faollashtirish energiyasi kimyoviy o'zaro.

murakkab katalizator qayta tiklash parchalanishi kuzatiladi. pastki chiziq o'zaro miqdorida keyin o'zgarishsiz qoladi, u sarflangan bo'lmaydi, deb. Bu sabab substrat (reaktsiya reagent) bilan reaksiyaga faol moddalar etarli kichik miqdor bo'ladi uchun. Aslida, katalizatori bir oz miqdorda kimyoviy jarayonlar turli o'rta jarayonlar bo'lishi mumkin, deb shunga qaramay, iste'mol: u jarayoni zarar, qattiq katalizator yuzasi davlat o'zgarishlarni zaharlanish. kimyo Formula katalizator buxgalteriya hisobi jalb emas.

xulosa

Ular o'z tanasida oqib o'zga faol moddalar (katalizatorlar) ishtirok reaktsiya, bir kishini o'rab. Bir hil reaktsiyalar kamroq uchraydigan turfa xil o'zaro ortiq bo'ladi. Har qanday holatda, beqaror oraliq majmualari, birinchi shakllantirish, asta-sekin pastga sindirish va kimyoviy jarayon tezlatkich bor regeneratsiya (qayta tiklash). Misol uchun, katalizator sifatida kaliy persülfat bilan metafosforik kislota o'zaro hydriodic kislota bajaradi. reaktivlar qo'shilgan bo'lsa sariq eritma hosil. Biz jarayoni bo'yash o'chirilmoqda nihoyasiga yetib borar ekan. Bu holda bir oraliq mahsulot sifatida yod bo'lib, jarayon ikki bosqichda amalga oshiriladi. Lekin tez orada metafosforik kislota sintez kabi katalizator asl holiga qaytariladi. Katalizatorlar ular reaktsiya yuqori sifatli mahsulotlar olish uchun konvertatsiya qilish tezlashtirish uchun yordam, sanoatda juda zarur. ularning organizmdagi ishtiroki va biokimyoviy jarayonlar holda mumkin emas.