Katalizning asosiy nazariyalari

Katalizning asosiy nazariyalari Reja: 1. Adsorbtsiyalanish jarayonini katalizdagi ahamiyati. 2. Katalizning fizikaviy nazariyasi. Kataliz hozirda neft va gazni qayta ishlashda, biotexnologiyada va ekologiyada keng qo'llanilmoqda. Kataliz hodisasini keng tarqalganligi, uning katta amaliy ahamiyatga egaligi va sirtdan qaraganda tushunish qiyin bo'lgan o'zgarishlarni yuz berishi oqibatida, katalizning nazariyasini o'rganish zaruriyati tug'ildi. So'nggi vaqtlarda, ayniqsa, MDX olimlari tomonidan kataliz nazariyasini yaratishga keng miqyosda kirishildi. Hozirda katalizni to'la - to'kis tushuntirib beradigan yagona nazariya yo'q, lekin katalizning turli tomonlarini ayrim - ayrim tushuntirib beruvchi nazariyalar mavjud. Ammo bu nazariyalar hali mukammal emas. Ularni yaxlit nazariya qilib birlashtirish yo'lida intilishlar bo'lsa ham, bu sohada ishlar hanuzgacha bir to'plamga kelingan emas. Kataliz nazariyasi tarixiy nuqtai nazardan ikki guruhga: Kimyoviy nazariyaga (oraliq birikmalar nazariyasi) va fizikaviy nazariyaga bo'linadi. Kataliz jarayoni asosan katalizator bilan reagentlarni sorbtsiyalanishda namoyon bo'ladi. Buni quyidagicha ifodalash mumkin: Bunda Van - der - Vaals tortish kuchlari hisobiga k ning miqdori katta bo'ladi. 3. Qoldiq valentlik bilan yuzaga sorbtsiyalanish yoki xemosorbtsiya (kimyoviy sorbtsiya), bunda kimyoviy birikmalar hosil bo'ladi. Aktiv adsorbtsiya jarayoni ketadi. 4. Kapillyar kondensatsiya - bug' va gazlarni katalizator g'ovaklarida kondensatsiyalanishi, bu ham tez boradi. Oraliq birikmalar nazariyasi gamogen katalizini yaxshi tushuntirib bersada, geterogen katalizida kuzatilgan turli o'zgarishlarni tushuntirib bera olmaydi. Masalan, katalizator yuzasini tuzilishini, uni reaksiyaga ta'sirini va zaharlanish hodisasi singari bir qancha faktorlarni tushuntirib beraolmaydi. Bundan tashqari, bu nazariya kataliz hodisasini kimyoviy tomonini hisobga olib, fizikaviy tomonini etibordan chetda qoldiradi. So'nggi vaqtlarda bu nazariya katalizni fizikaviy tomonini etiborga olinishi natijasida kataliz nazariyasini to'laroq tushuntirish imkonini bermoqda. 1. Katalizning fizikaviy nazariyasi Bu nazariya adsorblanish jarayoniga asoslangan. Fizikaviy adsorbtsiya asosan Van-der-Vaals kuchlari tomonidan paydo bo'ladi (dispertsion yoki boshqa fizikaviy bog'liqliklar orqali amalga oshadi, bug'ni kondensiyalanish energiyasiga teng qiymatga ega bo'ladi). Va-der-Vaals tenglamasi aV02-ichki bosim, molekulalar orasidagi o'zaro kuch, v - molekulani xususiy hajmini tuzatmasi, R - bosim, V0 = V hajmdagi 1 mol gazning hajmi. Fizikaviy nazariya geterogen katalizdagi ko'pgina kuzatishlar va tajribadan olingan natijalarni tushuntirib bera oladi. Shuning uchun adsorbtsiya haqida qisqacha to'xtalib o'tamiz. Gaz va bug'larning qattiq moddalarga yutilishi murakkab jarayon bo'lib, asosan uch xil ayrim jarayonlardan - adsorblanish, absorblanish va kapillyar suyuqlanish deb atalgan bosqichlardan iborat. Gazning biror modda ichida diffuziyalanib, uning butun massasi bo'yicha yutilishi, umuman bir moddaning ikkinchi modda ichida erishi absorblanish deyiladi. Gazning qattiq modda yuzasiga zichlanishi va umuman, bir moddani ikkinchi modda yuzasida ushlanib qolishi adsorblanish deyiladi. Ko'pincha adsorblanish va absorblanish jarayonlari bir vaqtda boradi. Bunday jarayon sorblanish deyiladi. Yutuvchi modda adsorbent (sorbent), yutilayotgan modda esa adsorbtiv ...