Katalīze viendabīga un heterogēna katalīze: mēs paskaidrosim ar piemēriem
Dažas ķīmiskas mijiedarbības pašasir ļoti sarežģīti vai vispār nerodas. Un tad īpašas vielas - katalizatori - nonāk pie palīdzības. Viņi ļauj "apiet barjeru" - un reakcija sākas, lai arī bez tām tas vai nu nekad nebūtu sākies vai nebūtu noticis ļoti lēni. Pastāv homogēnas un heterogēnas katalīzes katalīze. Ko nozīmē šie vārdi?
Nosaukums var būt atšķirīgsvienā fāzē ir katalizators un reaģenti. Patiesais katalizators netiek patērēts reakcijā. Ja redzat divus fāzes ar robežu starp vielu un katalizatoru, katalīze būs neviendabīga. To pašu var teikt par gadījumu, kad vielas un katalizatora kopējais stāvoklis atšķiras. Vienveidīgs notiek homogēnā vidē vienā fāzē.
Ja notiek neviendabīga katalīze, tad katalizators bieži vien ir -cieta viela, un reaģenti ir vai nu šķidrumi, vai izšķīdināti šķidrumos vai ir gāzes. Šajā gadījumā reaģenti tiek adsorbēti aktīvā katalizatora centrā (nejauciet adsorbciju un absorbciju, vispirms ir veida "līmēšana" pie virsmas, otrā - ja viena viela iekļūst otras struktūras iekšienē).
Šajā gadījumā starp reaģenta molekulām un katalizatoruir ķīmiska mijiedarbība. Tas var ietvert gan ķīmisko reakciju uz virsmas, gan saišu vājināšanos reaģenta molekulās. Tad notiek reakcija, kurā bieži atlikušās vielas molekulas saskaras ar pirmā reaģenta molekulām. Reakcijas rezultāts tiek desorbēts, "atdalīts" no aktīvo centru puses. Kā jau minēts, katalizators netiek patērēts reakcijā. Mainās tikai reaģentu un produktu daudzums.
Katalīzes homogēna un heterogēna katalīze tiek plaši izmantota rūpniecībā. Ļaujiet mums sniegt piemēru par otro, jo teorētiski mēs jau esam to apsvēruši.
Kā jūs zināt, margarīns - piesātināti tauki. Tas ir stabils konsekvenci. Un augu tauki, no kuriem tas iegūts, pārsvarā ir šķidrums. Kā sasniegt stingrību? Ar hidrogenēšanas palīdzību, proti, oglekļa atomu dubultās saites kļūst vienotas, pateicoties ūdeņraža atomu pievienošanai. Un kā katalizators darbojas metāla niķeļa cietā stāvoklī. Tauki, kas iegūti šīs reakcijas laikā, tiek saukti par hidrogenētiem. Protams, tāpat kā visi piesātinātie tauki, tie nav ļoti noderīgi, bet to demonēšana arī nav tā vērts.
Katalīze ir nepieciešama viendabīga un heterogēna katalīzesaprotu, jo tie palīdz izskaidrot ne tikai rūpnieciskos, bet arī dabiskos procesus. Piemēram, ozona slāņa iznīcināšana ir homogēnas katalīzes piemērs.
Ozons tiek iznīcināts un no jauna izveidots cauriietekme uz ultravioletās starojuma molekulām. Tomēr normālais process tiek traucēts hlora un fluoroglekļa molekulu klātbūtnē, kas atmosfērā ir gāzu formā un ir rūpniecisko emisiju produkti. Kas notiek šajā gadījumā? Hlora un fluoroglekļa savienojumu molekulas saduras ar ozona molekulām un no tām iegūst vienu skābekļa atomu. Tad savienojums, piemēram, hlors ar skābekli, nonāk saskarē ar otru ozona molekulu, iegūstot skābekļa molekulu un reģenerētu hlora savienojumu, kas vēl vairāk var iznīcināt tūkstošiem ozona molekulu. Tādējādi notiek homogēna katalīze. Kā redzat, šī procesa zināšanas ļauj mums saprast, ka vienam jābūt uzmanīgiem, izmantojot ledusskapju dezodorantus un šķidrumus.
Tomēr jāatzīmē, ka vielas,katalizēt viendabīgu un neviendabīgu katalīze, var ne tikai paātrināt reakciju, bet arī lēni to. Šajā gadījumā tos sauc par inhibitoriem. Savukārt jebkuru katalizatoru var ietekmēt dažas vielas: katalizatora paātrinātāji vai indes. Tāpēc katalīzes process ir daudzpakāpju process, un, lai to saprastu, ir jāsaprot katalīzes cēloņi. Un tas notiek tāpēc, ka šis process prasa mazāku aktivācijas enerģiju, jo process notiek citā ceļā nekā tad, ja tas notiek pats par sevi.
Kā redzējām, katalīzes piemēri var ļoti atšķirties cilvēka labā. Tomēr, lai mainītu pasauli, jums tas ir jāsaprot. Tāpēc studiju ķīmija ne tikai "vpoglyadku."
