Katalizning ahamiyati va uning nazariy asoslari

Katalizning ahamiyati va uning nazariy asoslari Reja: 1. Katalizning klassifikatsiyasi (tasnifi). 2. Katalizning umumiy xususiyatlari. 3. Katalizatorlarning reaksiya muvozanatiga ta'siri. 4. Katalizator ta'sirida qaytar reaksiyalarining tezlanishi. Katalitik reaksiyalar va ularning ahamiyati Katalizatorlar reaksiyaning aktivlanish energiyasini kamaytiradi. Reaksiyani tezligi aktivlanish energiyasiga teskari proportsional ekanligini bilamiz. Qanday bo'lmasin biror reaksiya katalizatorsiz sezilarli tezlik bilan borsa, bu hol reaksiyaning aktivlanish energiyasi, hatto katta energiya zahirasiga ega bo'lgan molekulalarning energiyasidan ham yuqori ekanligini ko'rsatadi. W, Wk - reaksiya tezligi, katalizatorsiz va katalizator ishtirokida Ye - aktivlanish energiyasi bo'lsin. Katalizator reaksiyaning aktivlanish energiyasini malum sharoitda molekulalarni o'zaro kuchini enga oladigan darajaga qadar kamaytiradi, natijada reaksiya tezligi oshadi (Wk W). Demak katalizatorlarning reaksiyalar tezligini oshirishiga asosiy sabab, katalizator ishtirokida reaksiyani aktivlanish energiyasini kamayishidir yoki uning parchalanishidir (Ye Ye1 + Ye2 + Ye3). Turli katalizatorlar reaksiyani aktivlanish energiyasini turli darajagacha kamaytiradi. Quyidagi jadvalda ayrim moddalarni gidrogenlash reaksiyasini aktivlanish energiyasining, turli katalizatorlar ishtirokida qanday kamayishi ko'rsatilgan (1 - jadval). 1 - jadval Ayrim moddalarni aktivlanish energiyasi. Katalizning klassifikatsiyasi (sinflanishi) Kataliz reaksiyani borish sharoitiga va reaksiya mexanizmiga qarab ikki xil klassifikatsiyalanadi, yani gamogen va geterogen katalizga bo'linadi. Gamogen katalizda reagentlar va katalizator bir muhitda, bir xil agregat holatda bo'ladi. Masalan, efirlarni ishqorlanish reaksiyasida, reagent efir-suyuqlik, katalizator kislota-suyuqlik, nitroz usuli bilan HNO3 olishda esa, reagent ham katalizator ham gazdir. NO2 + H2O HNO3 + NO + Q Geterogen katalizda reagentlar va katalizatorlar turli muhitda, turli agregat holatda bo'ladi. Masalan, ammiakni sintez reaksiyasi (3N2 + N2 = 2NH3) da reagentlar gaz holatda, katalizator (Fe, Pt) esa qattiq holatda bo'ladi. Bu xilda sinflash faqat rasman bo'libgina qolmasdan, xarakterlidir. Amalda keng tarqalgan kataliz - geterogen kataliz bo'lib, kimyo sanoatida 80% mahsulot shu kataliz yordamida olinadi. Kataliz reaksiyaning mexanizmiga qarab, kislota - asos katalizi bilan oksidlanish-qaytarilish kataliziga bo'linadi. Ko'pchilik gamogen katalizlar kislota - asos katalizi mexanizmi bilan, geterogen kataliz esa, asosan oksidlanish - qaytarilish katalizi - almashish mexanizmi bilan boradi. 2. Katalizning umumiy xususiyatlari Katalizatorlar saylash (selektivlik) xossasiga ega Hamma kimyoviy reaksiyalar uchun umumiy katalizator bo'lmaydi. Malum reaksiyani yoki reaksiyalar guruhini, ayrim katalizatorgina tezlatadi. Biror reaksiyani tezlatadigan katalizator boshqa reaksiya uchun katalizator bo'la olmasligi mumkin. Reaksiya bir nechta yo'nalishda borish mumkin bo'lsa, malum katalizator, malum yo'nalishnigina tezlatadi. Masalan, etil spirtini turli katalizatorlar yordamida parchalab, bir qancha yo'nalishda olib borishi mumkin (2 - jadval). 2 - jadval. Etil spirtini turli katalizatorlar yordamida parchalash. Katalizatorlarning selektivligidan, katalizatorning malum reaksiyani yo'nalishini tezlatishidan sanoatda keng foydalaniladi. Katalizatorning bu xossasi kerakli reaksiya yo'nalishinigina tezlatishi hamda qo'shimcha reaksiyalarni borishiga ...